專利名稱：用于回轉(zhuǎn)閥發(fā)動機的改進的冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機的改進的冷卻系統(tǒng)，特別是一種用于使用球形回轉(zhuǎn)閥的發(fā)動機的改進的冷卻系統(tǒng)。
典型的用于內(nèi)燃機的冷卻系統(tǒng)包括水在一個冷卻該水的散熱器和發(fā)動機和歧管的套裝組件之間的循環(huán)，在該歧管處水由于發(fā)動機運轉(zhuǎn)而被加熱，該被加熱了的水然后通過軟管循環(huán)到散熱器，并從那里回到發(fā)動機再用于冷卻。這是一種典型的提升閥發(fā)動機上的冷卻方式，這也是申請人球形回轉(zhuǎn)閥內(nèi)燃機上的冷卻方式。
公知的是，發(fā)動機能夠運行的溫度越低，特別是排氣閥的溫度能夠被維持得越低，由內(nèi)燃機中燃料燃燒產(chǎn)生的氮氧化物和其它與煙相關(guān)的混合物就越少。在一個典型的提升閥發(fā)動機中，沒有經(jīng)濟的方法來冷卻這些閥，因為它們由一個凸輪軸操作，該凸輪軸以來來回回的往復運動重復操作這些閥，以使它們延伸進入燃燒室。
申請人的球形回轉(zhuǎn)閥發(fā)動機使用了一個進氣閥和一個排氣閥，這些閥不需要凸輪軸，而是安裝在一個軸上并在位于內(nèi)燃機汽缸的進氣口和排氣口之上的各自的位置處轉(zhuǎn)動。申請人發(fā)明的球形回轉(zhuǎn)進氣閥和球形回轉(zhuǎn)排氣閥安裝在一個軸上，它們鍵接在該軸上，以便軸和這些閥一致地轉(zhuǎn)動。由于球形回轉(zhuǎn)進氣閥和球形回轉(zhuǎn)排氣閥不是往復進入汽缸，所以它們可以在一個比通常的提程閥低的溫度下工作。然而，由于它們安裝在一個柱狀軸上，并與之緊密接觸，所以還有進一步的機會在工作中降低球形回轉(zhuǎn)閥的溫度，即通過在工作中提供穿過該軸中的一個中心孔的冷卻劑來降低溫度，該冷卻劑可以與已經(jīng)提供的并在發(fā)動機和歧管及散熱器的套裝組件中循環(huán)的冷卻劑一起循環(huán)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種改進的新型冷卻系統(tǒng)，其在工作中將進一步降低球形回轉(zhuǎn)進氣閥和球形回轉(zhuǎn)排氣閥的溫度。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種改進的新型冷卻組件，其將降低球形回轉(zhuǎn)進氣閥和球形回轉(zhuǎn)排氣閥的工作溫度，從而降低采用這樣的球形回轉(zhuǎn)閥組件技術(shù)的內(nèi)燃機的排放。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種改進的新型冷卻組件，其用于向一個球形回轉(zhuǎn)閥發(fā)動機的安裝軸輸入水和從中排出水，并確保防止冷卻劑滲漏入發(fā)動機汽缸蓋。
一種用于使用固定安裝在一個轉(zhuǎn)動軸裝置上的球形回轉(zhuǎn)進氣閥和球形回轉(zhuǎn)排氣閥的內(nèi)燃機的改進的冷卻系統(tǒng)，該轉(zhuǎn)動軸裝置設置有一個縱向通孔，該通孔在工作中與用于冷卻劑經(jīng)過該軸的循環(huán)的一個進口連接件和一個出口連接件密封接觸，冷卻劑與用于發(fā)動機的冷卻劑儲液箱連通，從而它在再循環(huán)到發(fā)動機之前可以在散熱器中經(jīng)受正常冷卻，冷卻劑經(jīng)過該轉(zhuǎn)動軸的通孔為球形回轉(zhuǎn)進氣閥和球形回轉(zhuǎn)排氣閥提供了進一步的冷卻，以便降低工作溫度和減少排放。
具體實施例方式
一個標準提升閥發(fā)動機和一個使用球形回轉(zhuǎn)閥的發(fā)動機之間的主要區(qū)別在于，后者不需要一個傳統(tǒng)發(fā)動機的凸輪軸、搖臂、閥桿和提升閥。其上安裝有球形回轉(zhuǎn)閥的軸和這些閥本身自然地形成一個凸輪軸和閥組件整體。這些閥安裝在該軸上并鍵入就位，以實行關(guān)于每一個單獨的汽缸的進氣、壓縮、做功和排氣沖程的定時。申請人將不會對該球形回轉(zhuǎn)閥發(fā)動機的結(jié)構(gòu)和操作作深入詳細的說明，而只是將已授權(quán)給申請人的前述專利并入本申請中，就如同進行了詳盡的說明。


圖1是使用了球形回轉(zhuǎn)進氣閥和球形回轉(zhuǎn)排氣閥的四個汽缸組件的分式缸蓋的頂視圖，其上半部被去掉，圖2是沿圖1的平面2-2的橫截面圖，包括分式缸蓋的上半部。缸蓋10的下部與上部12(圖2)匹配，從而形成數(shù)個腔室，進氣和排氣球閥將位于這些腔室中并在其中轉(zhuǎn)動。球形回轉(zhuǎn)進氣閥18安裝并鍵入進氣軸20，使每個球形回轉(zhuǎn)進氣閥18都與側(cè)腔室22和24相連通，這些側(cè)腔室與進氣歧管26相連通并允許燃料空氣混合物流入閥和在該閥對準進氣口30時流入汽缸28。球形回轉(zhuǎn)排氣閥30類似地安裝和鍵入一個第二軸，即用于在這些閥的各自的腔室36中轉(zhuǎn)動的排氣軸34。當排氣閥對準排氣口時，每個球形回轉(zhuǎn)排氣閥32都與在球形回轉(zhuǎn)排氣閥32用于從汽缸28排出廢氣的相對兩個側(cè)上的一個排氣腔室38和40相連通。進氣軸20和排氣軸34在軸承表面44上轉(zhuǎn)動。圖1示出了一種進氣閥和排氣閥安裝在單獨的軸上的發(fā)動機。在某些設計中，進氣閥和排氣閥可以安裝結(jié)合在同一個軸上。本文公開的冷卻劑組件可以應用于這樣的設計中。圖1中示出的連接件60在缸頭10的外部對準軸20和34。
圖2是沿圖1的平面2-2的橫截面圖，示出了球形回轉(zhuǎn)進氣閥和球形回轉(zhuǎn)排氣閥、汽缸蓋、活塞、進氣口和排氣口之間的關(guān)系。圖2還示出了分式缸蓋的上半部12定位了的分式缸蓋組件。在這種結(jié)構(gòu)中可以看出，發(fā)動機具有數(shù)個用于冷卻發(fā)動機的冷卻劑的循環(huán)的儲液箱50。申請人對該發(fā)動機組件的改進在于使用了進氣軸20和排氣軸32來循環(huán)冷卻劑，其中分別有一個通孔52和54穿過這些軸，用于冷卻劑的再循環(huán)。圖2示出的球形回轉(zhuǎn)進氣閥18和球形回轉(zhuǎn)排氣閥32以緊密的方式固定在進氣軸20和排氣軸32上并通過一個鍵56定位。
圖3是連接件的前視圖，圖4是該連接件的后視圖，圖5是該連接件的側(cè)視圖，圖6是該連接件的側(cè)分解圖，圖7是該連接件沿圖6的平面7-7的的前視圖。連接件60整體為兩件式結(jié)構(gòu)。它包括一個殼件62和一個封閉件64。殼件62由一個后壁66和一個圓周側(cè)壁68限定，在本實施例中，該圓周側(cè)壁以四邊形形狀示出，然而，連接件60可以被形成為任何合適的幾何構(gòu)形。殼件62的后壁66具有數(shù)個從其向外延伸的腿70。在本實施例中，腿70在數(shù)量上為四個，并定位在后壁66的角上。下文將更詳細的說明腿70的目的。在后壁66中還形成有一個孔72，該孔具有一個圍繞其圓周內(nèi)部形成的環(huán)形軸肩74?？拷鼩ぜ?0的角處分別設置有通孔76。
封閉件64為四邊形形狀，其外周與殼件62的外周側(cè)壁68相一致。封閉件64也具有靠近其角處設置的孔80，這些孔對準殼件62中的通孔76，以容納一個緊固裝置84。緊固裝置84將封閉件64有效地固定在殼件62上，同時將連接件60組裝到發(fā)動機汽缸蓋上。封閉件64在其朝外的面86上形成有一個管嘴或管口件88，用于接收一個與發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)相連通的軟管。當封閉件64固定到殼件62上時，便限定了一個腔室90，其與管嘴或管口88以及后壁66或殼件62中的孔72相連通。
圖8是沿圖4的平面8-8的側(cè)切圖，表示當該連接件固定在汽缸體和固定在軸20或34上時該連接件的內(nèi)部。
可在這些軸的兩側(cè)使用相同類型的連接件，即用于向軸中引入冷卻劑，又用于從各自的軸中去除冷卻劑。因此它將只按一個用于向排氣軸34引入冷卻劑的順序說明。
如所看見的那樣，排氣軸34按長度延伸，從而從分式汽缸體10和12中延伸出來。它可以用密封件92安裝到適當?shù)妮S承表面上。其延伸部將終止在連接件60的腔室90中，該連接件通過固緊裝置84安裝到分式汽缸蓋10和12的外部。連接件60限定一個腔室90，排氣軸34終止在該腔室中。排氣軸34的端部形成有螺紋或適于接受一個鎖緊螺母或彈簧鎖94，以將一個彈簧加載的密封件96固定頂靠在連接件60的后壁68中的墊圈98上。連接件60的前壁64具有一個形成在其上并優(yōu)選對準排氣軸34的通孔的管件88。一個合適的連接導管100，例如一個軟管將連接到該管件上，從而來自冷卻劑儲液箱的冷卻劑可以直接進入腔室90，并且在穩(wěn)定的狀態(tài)下，可以向下流經(jīng)排氣軸34的通孔54，并流出排氣軸34的通孔而進入一個相同的連接件60中，在這里冷卻劑便通過管件88流出該連接件而在再循環(huán)到發(fā)動機、或者發(fā)動機汽缸體、或者排氣軸34、或者進氣軸20之前通過一個用于冷卻的類似的連接導管100再循環(huán)到冷卻劑儲液箱中，圖9是用于連接件60內(nèi)的密封裝置的分解圖。連接件60的后壁66中的孔72形成有一個環(huán)形下凹的軸肩74。一個陶瓷墊圈110固定在一個凸緣件112中并壓配合到孔72中，從而凸緣件112的環(huán)形表面114抵靠環(huán)形軸肩74，而且凸緣件112的環(huán)形前表面116將與后壁66的內(nèi)表面齊平。軸34將穿過陶瓷墊圈110和凸緣件112進入連接件60的腔室90。然后一個壓環(huán)118滑套在軸34上，并緊密接觸凸緣件112的表面116而定位。接下來，將一個螺旋彈簧120滑套在軸34上。最后，一個第二墊圈件122和蓋件124被定位在軸34上。蓋件124、第二墊圈件122然后借助于一個鎖緊螺母或彈簧鎖126而壓緊螺旋彈簧120，以向凸緣件112和陶瓷墊圈110施加壓力以實現(xiàn)密封。
軸34借助包含在其中的各種密封而被密封在發(fā)動機汽缸蓋10和12內(nèi)，以便防止任何潤滑油的泄漏，同時也防止水的進入。圖9中所示的密封裝置防止了水從腔室90向發(fā)動機汽缸蓋內(nèi)的任何內(nèi)密封泄漏。盡管如此，作為另一個特征，后壁66上的腿70使上述連接裝置離開發(fā)動機汽缸體。因此，在連接件密封失效的情況下，水將在重力的影響下向下流，并不會處在任何汽缸蓋與軸34相關(guān)的密封緊密接觸的位置。從而排除了任何所不希望的沿軸34滲流到發(fā)動機汽缸蓋中的可能性。
然而，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的是，關(guān)于本公開可以進行許多改變和修改，所以明顯地是，本發(fā)明旨在只由其權(quán)利要求書和等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種用于一種使用一個球形回轉(zhuǎn)閥組件類型的內(nèi)燃機的改進的冷卻系統(tǒng)，其中，所述球形回轉(zhuǎn)閥組件包括一個可固定到該內(nèi)燃機上的可拆式雙體式汽缸蓋，所述可拆式雙體式汽缸頭包括一個上汽缸蓋部分和一個下汽缸蓋部分，從而當固定到所述內(nèi)燃機上時限定腔室，所述腔室用于容納與一個汽缸連通的數(shù)個對準的球形回轉(zhuǎn)進氣閥和數(shù)個對準的球形回轉(zhuǎn)排氣閥；所述球形回轉(zhuǎn)進氣和排氣閥安裝在一個轉(zhuǎn)動軸裝置上，該裝置軸頸連接在所述雙體式汽缸蓋內(nèi)的軸承表面上，并對準所述內(nèi)燃機的所述汽缸，所述改進包括在所述軸裝置上形成一個縱向通孔，以用作冷卻劑從中穿過的通道，使所述軸裝置在兩端向外延伸出所述雙體式汽缸蓋，并使所述軸裝置的各端終止于一個固定在所述雙體式汽缸蓋外部上的連接件中，所述連接件限定一個儲液腔室，所述儲液腔室與一個連通一個冷卻系統(tǒng)的導管相連通，以允許將冷卻劑引入所述儲液腔室和在所述軸裝置的一個第一端引入所述軸裝置的所述通孔，一個導管與一個連接件的所述儲液腔室在所述軸裝置的所述第二端處相連通，用于將冷卻劑直接從所述軸裝置引出到所述冷卻系統(tǒng)；所述軸裝置安裝在一個軸承裝置上，并在靠近所述雙體式汽缸蓋的所述外壁處具有一個第一密封裝置，所述軸裝置具有定位在所述連接件的所述儲液腔室內(nèi)的第二密封裝置。
2.按權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機的改進的冷卻系統(tǒng)，其中，固定于所述雙體式汽缸蓋的所述外壁的所述連接件以空間間隔的關(guān)系固定在所述汽缸蓋上。
3.按權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機的改進的冷卻系統(tǒng)，其中，所述連接件的所述儲液腔室內(nèi)的所述軸裝置的所述端借助于一個陶瓷墊圈和彈簧密封機構(gòu)密封在所述連接件上。
4.按權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機的改進的冷卻系統(tǒng)，其中，所述連接件是一種雙體式結(jié)構(gòu)，具有通過一個緊固裝置固定到所述汽缸蓋上的一個殼件和一個封閉件，該緊固裝置同時將所述連接件固定到所述汽缸蓋上。
5.一個用于向一個具有一個通孔并支撐內(nèi)燃機中的球形回轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動軸提供冷卻劑的連接件，所述連接件包括一個殼件，其由一個具有大體垂直的外周側(cè)壁的后壁限定，所述后壁具有一個穿過其中的孔和數(shù)個從其向外延伸的伸出腿；一個封閉件，其具有一個與所述殼件的所述外周側(cè)壁同時延伸的外周邊緣，所述封閉件具有一個穿過其中的孔，所述孔具有一個從其向外延伸的管狀管嘴，用于與一個冷卻系統(tǒng)連通，所述殼件和所述封閉件具有數(shù)個穿過其中的可對準的孔，以容納一個固定裝置，從而密封接合地將所述封閉件固定到所述殼件上，并將所述殼件和所述封閉件固定到一個內(nèi)燃機的汽缸蓋上，與一個閥支撐軸裝置的從所述汽缸蓋向外延伸出來的一端密封接合，所述軸裝置具有一個用作冷卻劑通道的通孔，所述軸裝置的所述端與所述連接件密封接合。
6.按權(quán)利要求5所述的連接件，其中，所述軸裝置與所述連接件的所述密封接合包括一個在所述連接件內(nèi)圍繞所述軸裝置固定的陶瓷墊圈和彈性密封件。
7.按權(quán)利要求5所述的連接件，其中，所述連接件中的每一個固定在所述軸裝置處于所述汽缸蓋外部的相對端上，每一個所述連接件用于將冷卻劑引入所述軸裝置的所述通孔，而且每一個所述連接件用于將冷卻劑從所述軸裝置的所述通孔排出而進入所述冷卻系統(tǒng)。
全文摘要
一種用于使用固定安裝在一個轉(zhuǎn)動軸(20、34)上的球形回轉(zhuǎn)進氣和排氣閥(18、32)的內(nèi)燃機的改進的冷卻系統(tǒng)，該改進包括在該軸(20、34)中形成一個縱向通孔(52、54)，該通孔(52、54)在工作中與用于冷卻劑經(jīng)過該軸(20、34)的循環(huán)的一個進口連接件(60)和一個出口連接件(60)密封接觸，冷卻劑與用于發(fā)動機的冷卻劑儲液箱連通，從而它在再循環(huán)到發(fā)動機之前可以在散熱器中經(jīng)受正常冷卻。
文檔編號F01L7/16GK1452693SQ01815288
公開日2003年10月29日 申請日期2001年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月8日
發(fā)明者喬治·J·科茨 申請人:喬治·J·科茨