專利名稱：用于回轉(zhuǎn)閥發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)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(jī)的改進(jìn)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(dòng)機(jī)的改進(jìn)的冷卻系統(tǒng)。
典型的用于內(nèi)燃機(jī)的冷卻系統(tǒng)包括水在一個(gè)冷卻該水的散熱器和發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)而被加熱，該被加熱了的水然后通過(guò)軟管循環(huán)到散熱器，并從那里回到發(fā)動(dòng)機(jī)再用于冷卻。這是一種典型的提升閥發(fā)動(dòng)機(jī)上的冷卻方式，這也是申請(qǐng)人球形回轉(zhuǎn)閥內(nèi)燃機(jī)上的冷卻方式。
公知的是，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠運(yùn)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(jī)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(gè)典型的提升閥發(fā)動(dòng)機(jī)中，沒(méi)有經(jīng)濟(jì)的方法來(lái)冷卻這些閥，因?yàn)樗鼈冇梢粋€(gè)凸輪軸操作，該凸輪軸以來(lái)來(lái)回回的往復(fù)運(yùn)動(dòng)重復(fù)操作這些閥，以使它們延伸進(jìn)入燃燒室。
申請(qǐng)人的球形回轉(zhuǎn)閥發(fā)動(dòng)機(jī)使用了一個(gè)進(jìn)氣閥和一個(gè)排氣閥，這些閥不需要凸輪軸，而是安裝在一個(gè)軸上并在位于內(nèi)燃機(jī)汽缸的進(jìn)氣口和排氣口之上的各自的位置處轉(zhuǎn)動(dòng)。申請(qǐng)人發(fā)明的球形回轉(zhuǎn)進(jìn)氣閥和球形回轉(zhuǎn)排氣閥安裝在一個(gè)軸上，它們鍵接在該軸上，以便軸和這些閥一致地轉(zhuǎn)動(dòng)。由于球形回轉(zhuǎn)進(jìn)氣閥和球形回轉(zhuǎn)排氣閥不是往復(fù)進(jìn)入汽缸，所以它們可以在一個(gè)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(gè)柱狀軸上，并與之緊密接觸，所以還有進(jìn)一步的機(jī)會(huì)在工作中降低球形回轉(zhuǎn)閥的溫度，即通過(guò)在工作中提供穿過(guò)該軸中的一個(gè)中心孔的冷卻劑來(lái)降低溫度，該冷卻劑可以與已經(jīng)提供的并在發(fā)動(dòng)機(jī)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(gè)目的是提供一種改進(jìn)的新型冷卻系統(tǒng)，其在工作中將進(jìn)一步降低球形回轉(zhuǎn)進(jìn)氣閥和球形回轉(zhuǎn)排氣閥的溫度。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的新型冷卻組件，其將降低球形回轉(zhuǎn)進(jìn)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(jī)的排放。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的新型冷卻組件，其用于向一個(gè)球形回轉(zhuǎn)閥發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)汽缸蓋。
一種用于使用固定安裝在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸裝置上的球形回轉(zhuǎn)進(jìn)氣閥和球形回轉(zhuǎn)排氣閥的內(nèi)燃機(jī)的改進(jìn)的冷卻系統(tǒng)，該轉(zhuǎn)動(dòng)軸裝置設(shè)置有一個(gè)縱向通孔，該通孔在工作中與用于冷卻劑經(jīng)過(guò)該軸的循環(huán)的一個(gè)進(jìn)口連接件和一個(gè)出口連接件密封接觸，冷卻劑與用于發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑儲(chǔ)液箱連通，從而它在再循環(huán)到發(fā)動(dòng)機(jī)之前可以在散熱器中經(jīng)受正常冷卻，冷卻劑經(jīng)過(guò)該轉(zhuǎn)動(dòng)軸的通孔為球形回轉(zhuǎn)進(jìn)氣閥和球形回轉(zhuǎn)排氣閥提供了進(jìn)一步的冷卻，以便降低工作溫度和減少排放。
具體實(shí)施例方式
一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)提升閥發(fā)動(dòng)機(jī)和一個(gè)使用球形回轉(zhuǎn)閥的發(fā)動(dòng)機(jī)之間的主要區(qū)別在于，后者不需要一個(gè)傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)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(gè)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(shí)行關(guān)于每一個(gè)單獨(dú)的汽缸的進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣沖程的定時(shí)。申請(qǐng)人將不會(huì)對(duì)該球形回轉(zhuǎn)閥發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和操作作深入詳細(xì)的說(shuō)明，而只是將已授權(quán)給申請(qǐng)人的前述專利并入本申請(qǐng)中，就如同進(jìn)行了詳盡的說(shuō)明。


圖1是使用了球形回轉(zhuǎn)進(jìn)氣閥和球形回轉(zhuǎn)排氣閥的四個(gè)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(gè)腔室，進(jìn)氣和排氣球閥將位于這些腔室中并在其中轉(zhuǎn)動(dòng)。球形回轉(zhuǎn)進(jìn)氣閥18安裝并鍵入進(jìn)氣軸20，使每個(gè)球形回轉(zhuǎn)進(jìn)氣閥18都與側(cè)腔室22和24相連通，這些側(cè)腔室與進(jìn)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(duì)準(zhǔn)進(jìn)氣口30時(shí)流入汽缸28。球形回轉(zhuǎn)排氣閥30類(lèi)似地安裝和鍵入一個(gè)第二軸，即用于在這些閥的各自的腔室36中轉(zhuǎn)動(dòng)的排氣軸34。當(dāng)排氣閥對(duì)準(zhǔn)排氣口時(shí)，每個(gè)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(duì)兩個(gè)側(cè)上的一個(gè)排氣腔室38和40相連通。進(jìn)氣軸20和排氣軸34在軸承表面44上轉(zhuǎn)動(dòng)。圖1示出了一種進(jìn)氣閥和排氣閥安裝在單獨(dú)的軸上的發(fā)動(dòng)機(jī)。在某些設(shè)計(jì)中，進(jìn)氣閥和排氣閥可以安裝結(jié)合在同一個(gè)軸上。本文公開(kāi)的冷卻劑組件可以應(yīng)用于這樣的設(shè)計(jì)中。圖1中示出的連接件60在缸頭10的外部對(duì)準(zhǔn)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(jìn)氣閥和球形回轉(zhuǎn)排氣閥、汽缸蓋、活塞、進(jìn)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(dòng)機(jī)具有數(shù)個(gè)用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑的循環(huán)的儲(chǔ)液箱50。申請(qǐng)人對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)組件的改進(jìn)在于使用了進(jìn)氣軸20和排氣軸32來(lái)循環(huán)冷卻劑，其中分別有一個(gè)通孔52和54穿過(guò)這些軸，用于冷卻劑的再循環(huán)。圖2示出的球形回轉(zhuǎn)進(jìn)氣閥18和球形回轉(zhuǎn)排氣閥32以緊密的方式固定在進(jìn)氣軸20和排氣軸32上并通過(guò)一個(gè)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(gè)殼件62和一個(gè)封閉件64。殼件62由一個(gè)后壁66和一個(gè)圓周側(cè)壁68限定，在本實(shí)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(gè)從其向外延伸的腿70。在本實(shí)施例中，腿70在數(shù)量上為四個(gè)，并定位在后壁66的角上。下文將更詳細(xì)的說(shuō)明腿70的目的。在后壁66中還形成有一個(gè)孔72，該孔具有一個(gè)圍繞其圓周內(nèi)部形成的環(huán)形軸肩74。靠近殼件60的角處分別設(shè)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(shè)置的孔80，這些孔對(duì)準(zhǔn)殼件62中的通孔76，以容納一個(gè)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(shí)將連接件60組裝到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸蓋上。封閉件64在其朝外的面86上形成有一個(gè)管嘴或管口件88，用于接收一個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)相連通的軟管。當(dāng)封閉件64固定到殼件62上時(shí)，便限定了一個(gè)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(dāng)該連接件固定在汽缸體和固定在軸20或34上時(shí)該連接件的內(nèi)部。
可在這些軸的兩側(cè)使用相同類(lèi)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(gè)用于向排氣軸34引入冷卻劑的順序說(shuō)明。
如所看見(jiàn)的那樣，排氣軸34按長(zhǎng)度延伸，從而從分式汽缸體10和12中延伸出來(lái)。它可以用密封件92安裝到適當(dāng)?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(guò)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(gè)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(gè)鎖緊螺母或彈簧鎖94，以將一個(gè)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(gè)形成在其上并優(yōu)選對(duì)準(zhǔn)排氣軸34的通孔的管件88。一個(gè)合適的連接導(dǎo)管100，例如一個(gè)軟管將連接到該管件上，從而來(lái)自冷卻劑儲(chǔ)液箱的冷卻劑可以直接進(jìn)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(jìn)入一個(gè)相同的連接件60中，在這里冷卻劑便通過(guò)管件88流出該連接件而在再循環(huán)到發(fā)動(dòng)機(jī)、或者發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸體、或者排氣軸34、或者進(jìn)氣軸20之前通過(guò)一個(gè)用于冷卻的類(lèi)似的連接導(dǎo)管100再循環(huán)到冷卻劑儲(chǔ)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(gè)環(huán)形下凹的軸肩74。一個(gè)陶瓷墊圈110固定在一個(gè)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(guò)陶瓷墊圈110和凸緣件112進(jìn)入連接件60的腔室90。然后一個(gè)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(lái)，將一個(gè)螺旋彈簧120滑套在軸34上。最后，一個(gè)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(gè)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(shí)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(dòng)機(jī)汽缸蓋10和12內(nèi)，以便防止任何潤(rùn)滑油的泄漏，同時(shí)也防止水的進(jìn)入。圖9中所示的密封裝置防止了水從腔室90向發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸蓋內(nèi)的任何內(nèi)密封泄漏。盡管如此，作為另一個(gè)特征，后壁66上的腿70使上述連接裝置離開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)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(huì)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(dòng)機(jī)汽缸蓋中的可能性。
然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的是，關(guān)于本公開(kāi)可以進(jìn)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(shū)和等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種用于一種使用一個(gè)球形回轉(zhuǎn)閥組件類(lèi)型的內(nèi)燃機(jī)的改進(jìn)的冷卻系統(tǒng)，其中，所述球形回轉(zhuǎn)閥組件包括一個(gè)可固定到該內(nèi)燃機(jī)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(gè)上汽缸蓋部分和一個(gè)下汽缸蓋部分，從而當(dāng)固定到所述內(nèi)燃機(jī)上時(shí)限定腔室，所述腔室用于容納與一個(gè)汽缸連通的數(shù)個(gè)對(duì)準(zhǔn)的球形回轉(zhuǎn)進(jìn)氣閥和數(shù)個(gè)對(duì)準(zhǔn)的球形回轉(zhuǎn)排氣閥；所述球形回轉(zhuǎn)進(jìn)氣和排氣閥安裝在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)準(zhǔn)所述內(nèi)燃機(jī)的所述汽缸，所述改進(jìn)包括在所述軸裝置上形成一個(gè)縱向通孔，以用作冷卻劑從中穿過(guò)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(gè)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(gè)儲(chǔ)液腔室，所述儲(chǔ)液腔室與一個(gè)連通一個(gè)冷卻系統(tǒng)的導(dǎo)管相連通，以允許將冷卻劑引入所述儲(chǔ)液腔室和在所述軸裝置的一個(gè)第一端引入所述軸裝置的所述通孔，一個(gè)導(dǎo)管與一個(gè)連接件的所述儲(chǔ)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(gè)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(gè)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(chǔ)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(jī)的改進(jìn)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(jī)的改進(jìn)的冷卻系統(tǒng)，其中，所述連接件的所述儲(chǔ)液腔室內(nèi)的所述軸裝置的所述端借助于一個(gè)陶瓷墊圈和彈簧密封機(jī)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(jī)的改進(jìn)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(guò)一個(gè)緊固裝置固定到所述汽缸蓋上的一個(gè)殼件和一個(gè)封閉件，該緊固裝置同時(shí)將所述連接件固定到所述汽缸蓋上。
5.一個(gè)用于向一個(gè)具有一個(gè)通孔并支撐內(nèi)燃機(jī)中的球形回轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)軸提供冷卻劑的連接件，所述連接件包括一個(gè)殼件，其由一個(gè)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(gè)穿過(guò)其中的孔和數(shù)個(gè)從其向外延伸的伸出腿；一個(gè)封閉件，其具有一個(gè)與所述殼件的所述外周側(cè)壁同時(shí)延伸的外周邊緣，所述封閉件具有一個(gè)穿過(guò)其中的孔，所述孔具有一個(gè)從其向外延伸的管狀管嘴，用于與一個(gè)冷卻系統(tǒng)連通，所述殼件和所述封閉件具有數(shù)個(gè)穿過(guò)其中的可對(duì)準(zhǔn)的孔，以容納一個(gè)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(gè)內(nèi)燃機(jī)的汽缸蓋上，與一個(gè)閥支撐軸裝置的從所述汽缸蓋向外延伸出來(lái)的一端密封接合，所述軸裝置具有一個(gè)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(gè)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(gè)固定在所述軸裝置處于所述汽缸蓋外部的相對(duì)端上，每一個(gè)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(gè)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(jìn)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(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸(20、34)上的球形回轉(zhuǎn)進(jìn)氣和排氣閥(18、32)的內(nèi)燃機(jī)的改進(jìn)的冷卻系統(tǒng)，該改進(jìn)包括在該軸(20、34)中形成一個(gè)縱向通孔(52、54)，該通孔(52、54)在工作中與用于冷卻劑經(jīng)過(guò)該軸(20、34)的循環(huán)的一個(gè)進(jìn)口連接件(60)和一個(gè)出口連接件(60)密封接觸，冷卻劑與用于發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑儲(chǔ)液箱連通，從而它在再循環(huán)到發(fā)動(dòng)機(jī)之前可以在散熱器中經(jīng)受正常冷卻。
文檔編號(hào)F01L7/16GK1452693SQ01815288
公開(kāi)日2003年10月29日 申請(qǐng)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(qǐng)人:喬治·J·科茨