用于内燃机的回转阀的密封件的利记博彩app

专利名称：用于内燃机的回转阀的密封件的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及用于内燃机的回转阀的密封件。
背景技术：
已知的市场上可买到的内燃机自从在1892年它们被发明以来在原理上有很少的 改变。尽管已经有了发动机的多种变化，但是它们都使用类似的原理。已知的四冲程发动机包括气缸体、曲轴箱和气缸盖，所述气缸体包括至少一个气 缸孔，活塞可以在该气缸孔中往复运动，所述曲轴箱可转动地支撑经由反向杆被连接到活 塞的曲轴，气缸盖包括阀机构，阀机构包括通向气缸孔的入口阀和出口阀。当曲轴转动时， 活塞在气缸孔之内往复运动。曲轴的转动也使用多种机构中的一种使得凸轮轴在气缸盖之 内转动，打开和闭合气缸盖的入口和出口阀。当感应时或者当处于进气冲程时，活塞沿着气缸孔在远离阀机构的方向上行进， 导致入口阀打开。在活塞和阀机构之间的气缸孔之内的燃烧室中形成的部分真空将蒸发的 燃料和空气的混合物吸入到气缸孔中，例如，化油器。当处于返回冲程时，活塞沿着气缸孔朝着阀机构往回行进，导致入口阀现在闭合， 压缩活塞和入口以及出口阀位于那里的孔的端部之间的燃烧室之内的气体。当活塞到达沿着气缸孔的朝着入口和出口阀的往复运动的终点时，点火发生，点 燃压缩的燃料和空气混合物。这产生动力冲程在远离阀机构的方向上推动活塞，接着转动
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閲W ο活塞然后朝着阀机构返回行进并且接着排气阀打开，以致于热排出气体被挤出气 缸和气缸盖，并且经由排出气体通道流出发动机。四冲程发动机需要许多部件以操作气缸盖之内的阀系统。这些部件增加了发动机 的成本。发动机在它的废烟中也可能喷出高程度的有害气体。在多许年内，因为更合适的材料已经变得是可得到的，因此，已经制造了更高性能 的发动机导致更高的速度和可靠性。然而，很少有企图生产其它类型的内燃机，并且商业上 已经建立的最常见的可选方案是二冲程发动机。二冲程发动机不同于更常见的四冲程发动 机之处在于在活塞的仅仅两个冲程而不是四个冲程中完成相同的四个过程(进气、压缩、 动力、排气)。这是通过使用压缩冲程的开始和动力冲程的结尾分别执行排气和进气功能而 实现的。这允许动力冲程用于曲柄的每个旋转，而不是如同在四冲程发动机中那样的每隔 两个旋转。由于这个原因，二冲程发动机提供高功率系数，因此它们用于在轻便的、轻量的 应用中使用是有价值的。然而，用用于将气体供应到内燃机的气缸中和从内燃机的气缸排出气体的回转阀 代替传统内燃机的阀和反向杆的提议也是众所周知的。US4，852，532披露了一种用于内燃机的回转阀，其具有中空圆柱形转子，该转子带 有沿着它的孔的倾斜整体式导流板，所述孔带有在导流板的任一侧上的端口，所述端口被 排列成当中空圆柱形转子转动时开始与气缸的窗口连通。转子被辊支撑，辊被支撑在形成在所述转子的表面中的凹槽中并且轴承安装在气缸盖的孔的内侧表面上。围绕窗口提供密 封件，该密封件由排列在形成在气缸盖的孔中的纵向凹槽中的密封带和容纳在气缸盖的孔 之内的环形凹槽中的圆周环组成。纵向带邻接在表面中，在其中一个圆周环的表面的各端 处接触。用于冷却水的通道被提供在气缸盖中并且用于冷却油的通道被提供在转子中。通 过辐射到被水通道中的水和油通道中的油的流动冷却的转子孔的相邻表面实现转子的冷 却。GB2234300披露了 一种空气冷却的回转阀，其包括在圆柱形回转阀之内的入口管 和排气管，当与气缸相对准时所述入口管与通向气缸的入口端口连通并且当与气缸相对准 时排气管与通向气缸的从入口端口圆周地偏移的排气端口连通。包含密封环的两个圆周凹 槽被定位在入口和出口端口的各侧上以使得端口与外界相隔离。提供纵向密封棒以使得入 口端口与出口端口相隔离。通过使得空气通过回转阀的孔冷却所述回转阀。US5, 941，206披露了一种用于内燃机的回转阀，包括具有在圆周表面中的入口和 出口端口的圆柱形阀转子。安装在阀转子上的多个密封元件分割转子本体的圆周表面以限 定分离的圆周表面区域。其中一个区域被如此排列以致于，当回转阀被接收在气缸盖中的 阀孔之内时，密封元件邻接在阀孔表面上并且端口被周期性地密封起来。W002/27165披露了一种带有发动机外壳的回转阀发动机，其包括环形定时环，带 有闭合端和开口端的可转动的气缸；和在所述气缸之内的活塞。所述气缸经由传动组件被 活塞机械地驱动，传动组件包括驱动齿轮的反向杆，齿轮接着啮合形成在气缸的开口端处 的伞齿轮。通过施加在转动气缸上的油冷却转动阀。US2004/0144361披露了一种回转阀内燃机，其包括曲轴、节气门、节气门致动器、 气缸盖、燃烧室、和至少一个回转阀。回转阀具有至少两个端口，端口终止于它的周边中的 开口，气缸盖具有回转阀在其内转动的孔。孔中的窗口与燃烧室连通，依靠转动所述开口成 功地与窗口相对准。带有相变装置的驱动机构驱动回转阀。端口包括入口端口和排气端口， 并且所述相变装置在至少一个发动机循环期间响应于发动机的操作状况的变化应用相变。在回转阀发动机中特别关心的是找到转动阀的阀端口的密封装置以防止在压力 下泄漏。US5, 526，780披露了一种用于内燃机的回转阀组件，在其内所述阀具有轴向密封 元件和内圆周密封元件的组合，该组合被排列成形成在所述轴向密封元件之间圆周地延伸 的第一密封加压腔和两个分别位于所述内和相邻外圆周密封元件之间并且轴向地位于所 述阀在其内转动的所述气缸盖的窗口开口的各侧上的第二密封加压腔。所述排列允许高压 燃烧气体从第一腔传送到所述两个第二腔，由此在燃烧期间使得所述外圆周密封元件通过 被强靠在它们被定位在其内的圆周地延伸的凹槽的轴向最外侧上密封所述第二加压腔以 防止气体的轴向向外的移动。内圆周密封元件被轴向向内地定位以密封靠在它们被定位在 其内的圆周地延伸的凹槽的轴向最内侧上并且径向地装载四个圆周密封元件从而密封靠 在所述阀被收纳在其内并且它们被预装载靠在其上的孔表面上。W003/100232披露了一种用于回转阀组件的阀密封件机构，当被用在旋转气缸阀 发动机中时其提供在转动阀元件和固定阀元件之间的密封件。在一个实施方式中，密封件 机构包括基本上刚性的密封框架，密封框架围绕并且密封其中一个圆柱形阀元件的阀端口 的周边并且也密封其它圆柱形阀元件的表面。在另一实施方式中，密封件机构包括可变直径的、围绕第一阀元件安装的可弹性变形的管状元件，其中管状元件的孔是与第一阀元件 的阀端口径向对准的，从第一阀元件径向向外地偏压管状元件。通过将冷却流体泵送通过 阀的外壳中的冷却剂通道并且然后泵送到转动阀元件的下部零件之上实现阀和密封机构 的冷却。W02005/119018披露了一种用于回转阀内燃机的密封件装置，具有包括与燃烧室 连通的阀端口的气缸。该气缸是可围绕它的纵轴在阀外壳的圆柱形孔内转动的，阀外壳具 有在气缸在外壳中转动期间适于与阀端口成功地相对准以使得流体能分别流入和流出燃 烧室的入口端口和出口端口。围绕气缸和同心表面之间的阀端口提供密封件，并且密封件 包括定位在气缸的凹进中的密封元件，所述阀端口中的流体压力作用在密封元件上以促使 密封元件与同心表面相接触并且从所述端口的中心向外以与所述凹进的周边相接触。W02006/024081披露了一种用于轴流式回转阀内燃机的密封系统，包括浮动气体 密封件阵列和任选的油密封系统。浮动密封件阵列围绕气缸盖的孔中的窗口，通过其所述 阀的端口与燃烧室连通。浮动密封件阵列包括轴向密封件和收纳在气缸盖的孔中的狭槽内 的圆周密封件，其中圆周密封件被轴向地布置在轴向密封件的端部之间。可以用通过阀泵 送的油冷却该阀。W02006/024086披露了一种用于内燃机的轴流式回转阀，包括具有孔的气缸盖，轴 流式回转阀在孔中旋转。该阀具有圆柱形中心部分，以及终止于中心部分中开口的进气口 和排气口。开口通过所述孔中的窗口周期性地与燃烧室相连通。中心部分与孔之间的间隙 由浮动密封件阵列密封，该浮动密封件阵列包括至少两个在所述窗口的相对侧上间隔开的 轴向密封件。该组件进一步包括至少一个浮动的轴向延伸的隐蔽密封件，其被布置于所述 窗口的外侧，并且在圆周方向上远离所述轴向密封件。在一些例子中，用通过所述阀泵送的 油冷却所述阀。因此，显然，已知的仅仅是用于密封回转阀的端口以防止在压力下在轴向方向上 泄漏的复杂的机械装置。

发明内容
本发明的目的是至少改善现有技术中的前述的不足。依照本发明，提供一种在回转阀发动机的回转阀的端口和燃烧室的端口之间的气 体密封件系统，密封件包括形成围绕燃烧室端口的透平阀装置的气体通道装置和用于在发 动机的压缩冲程和动力冲程期间在气体通道装置中形成比燃烧室中的压力更大的压力的 压缩装置。有利地，透平阀装置和回转阀的外表面之间的间隙是大约0. 0254mm(lmil)。便利地，压缩装置包括用于将气体基本上切向地注入到透平阀装置中的透平阀注 入器装置。便利地，气体密封件系统进一步包括用于感应回转阀的转子的转动位置用以将信 号发送到压缩装置的位置传感器装置。便利地，气体密封件系统进一步包括阀装置，用于当接收到来自传感器装置的信 号时进行控制以允许压缩的气体从压缩装置进入到透平阀注入器装置。有利地，压缩装置包括压缩室装置。
便利地，压缩装置包括由回转阀发动机的曲轴驱动的压缩机装置。可选地，压缩装置包括由发动机的进气冲程和动力冲程加压的发动机的曲轴箱。便利地，曲轴箱包括用于在发动机的压缩和排气冲程期间允许空气进入到曲轴箱 中的单向阀组件。便利地，气体密封件系统进一步包括用于将压缩的空气从曲轴箱传送到压缩室装 置的止回阀。依照本发明的第二方面，提供一种包括如上面所描述的那样的气体密封件的回转 阀发动机。便利地，回转阀的转子被排列成通过使得水经过转子的孔而被冷却。依照本发明的第三方面，提供一种将回转阀发动机中的密封件提供在发动机的回 转阀的端口和燃烧室的端口之间的方法，包括以下步骤提供形成围绕燃烧室端口的透平 阀装置的气体通道装置；在发动机的压缩冲程和动力冲程期间用气体压缩装置在气体通道 装置中形成比燃烧室中的压力更大的压力。便利地，所述方法进一步包括用透平阀注入器装置将气体基本上切向地注入到透 平阀装置中。便利地，所述方法进一步包括用传感器装置感应回转阀的转子的转动位置用以将 信号发送到压缩装置。便利地，所述方法进一步包括当接收到来自传感器装置的信号时进行控制以允许 压缩的气体从压缩装置进入到透平阀注入器装置。有利地，在气体通道装置中形成压力包括在压缩室装置中形成压力。便利地，在气体通道装置中形成压力包括用由回转阀发动机的曲轴驱动的压缩机 装置形成压力。可选地，在气体通道装置中形成压力包括通过发动机的进气冲程和动力冲程在发 动机的曲轴箱中加压空气。便利地，在曲轴箱中加压空气包括在发动机的压缩冲程和排气冲程期间通过单向 阀装置允许空气进入到曲轴箱中。便利地，在气体通道装置中形成压力包括通过气动管装置和止回阀装置将压缩空 气从曲轴箱传送到压缩室装置。


现在将参考附图，仅仅作为例子，描述本发明，其中图1是依照本发明的回转阀内燃机的剖开立体图；图2是图1的发动机的垂直的、纵向横截面；图3是图1的发动机的侧视图；图4是图1的发动机的前视图；图5是图1的发动机的后视图；图6是图1的发动机的前视图，包括气体压缩系统；图7是图6的发动机的垂直的、横向横截面；图8是图6的发动机的气体密封件的垂直的、横向横截面；
图9是图8的气体密封件的平面图。在附图中，相同的附图标记表示相同的零件。
具体实施例方式参考图1到3和7，回转阀发动机包括整体式气缸体1和气缸盖2，去除掉了气缸 盖螺栓和气缸盖垫圈，在标准内燃机中气缸盖螺栓和气缸盖垫圈是必须的以连接分离的气 缸体和气缸盖，在水冷发动机中气缸盖螺栓和气缸盖垫圈可能是水泄漏的源。与标准内燃 机相比，整体式构造也提供更刚性的构造。气缸体1设置有传统的曲轴3、反向杆4、和活塞 5。参考附图中的发动机的方位，在气缸盖2之内并且仅仅在活塞5上面的燃烧室6之上有 回转阀7，其控制入口气体和排出气体分别经由燃烧室6的上端中的端口 8进入和流出燃烧 室6。使用在发动机的前面的带齿的传送带9由曲轴3驱动回转阀7以使得回转阀7的 圆周之内的入口端口 10和排气端口 12与端口 8精确地对准，带有与由标准内燃机的打开 和闭合阀中的凸轮和机械机构所提供的相同的精度。当活塞5在气缸11的孔之内沿着气 缸体1向下行进时，回转阀7之内的端口 10转动到气缸盖端口 8之上的位置，允许入口气 体被吸入到燃烧室6中。当在压缩冲程期间活塞5在气缸孔中沿着气缸11向上上升时，转子7继续转动并 且挡住气缸盖2中的端口 8。然后压缩的燃料和空气混合物被点燃，例如通过火花塞，导致 动力冲程，同时转子7继续转动。当在排气冲程期间活塞5沿着气缸再次向上上升以挤出排出气体时，转子7之内 的排气端口 12到达气缸盖2之内的端口 8，允许排出气体通过回转阀被清除出发动机。在 发动机之内执行这个过程；各气缸具有它自己的在回转阀7之内的入口和出口端口组。以比传统的气缸盖中的冷却更有效的方式水冷却回转阀7的转子。与传统的发动 机中的热交换表面相比，绕过气缸盖端口 8的转子7的表面16也在相对大的面积上吸收 热。水在气缸体的前端13处进入转子7并且在后端14处流出并且流到气缸体1中。这确 保给予转子7最优良的冷却。转子7是整体式结构，其可以被构造成纵向地配合在许多气 缸之上作为整体式部件，以使水能在一端处进入并且通过另一端流出，不像一些以前的回 转阀那样入口气体和排出气体不得不使用任一端用以传递，使得它们仅仅适于单气缸发动 机而没有任何水冷却。本发明的回转阀的好处是，入口阀和排气阀被成形成担当标准发动机的传统的端 口，允许气体通过转子的侧部进入和离开。这意味着用于单个或多个气缸的入口气体能穿 过转子的中心进入到转子中，并且然后朝下转向以进入气缸中。在燃烧已经发生之后，转子中的排气端口打开，允许排出气体进入该端口并且被 强制穿过转子的中心并且通过转子的侧部和通过气缸盖端口被强制流出到达排气管道。这允许水进入转子的前面并且具有围绕穿过转子从一侧到一侧地安装的各端口 的清洁通道。转子的热膨胀的控制是易于获得的以维持气缸盖的齿侧隙(rurmingclearance)。参考图4，排气端口 12具有成角度的前缘17，如同在图6中最好地看到的那样，其 去除碳堵塞气缸盖表面18确保使得燃烧压力的密封最大化，凹进凹槽15中所需要的气体压力最小化，如同下面所描述的那样，以确保完成发动机的整个工作寿命的密封。参考图1和7到9，为了维持气缸盖2之内的入口气体的压缩，提供凹进凹槽15， 凹进凹槽15环绕气缸的上端的外表面上的端口 8并且被连接到空气通道，如同在图8中最 优地看到的那样，以形成透平阀26。空气在压力下被供应到透平阀26。能由未示出的由曲 轴3驱动的小型压缩机供应空气，或者如同在图6中所示的那样，由发动机的活塞5在内部 产生所需的压力。当活塞5上升时，阀(未示出)在曲轴箱19的侧部中，自动地朝着大气打开，允许 空气被吸入到所述曲轴箱中。在发动机的动力冲程期间当所述活塞5下降时，曲轴箱阀闭 合并且活塞压缩曲轴箱19之内的空气使得空气通过气动管和止回阀20进入到空气存储室 21。对于多气缸发动机，曲轴箱具有分隔壁(未示出)，铸造为曲轴箱的一部分或者被分离 地配合以提供与曲轴主轴承处的油密封配合的单独的隔室。这允许各隔室与由在各自的分 离的隔室之内的活塞的向下的冲程和向上的冲程启动的各自的空气阀系统一起工作。空气存储室的这种充气在发动机的每个动力冲程中发生两次，为空气存储室21 提供一定体积的压缩空气。当发动机的活塞5为了它的动力冲程在压缩下上升时，螺线管 阀22依靠由气缸盖2中的转子7操作的传感器23被触发到工作状态，从而允许空气经由 气动管系统24和电螺线管阀22被从空气存储室21引导到透平阀注入器25，使得压缩的空 气基本上切向地进入到环形凹槽15中，如同在图9中最好地看到的那样，从而以高速围绕 透平阀26的凹进凹槽15循环。透平阀26被定位在燃烧室6的上端处并且与转子7的圆 周仅仅有0. 0254mm(1/1000英寸)的间隙。透平阀26的壁的上部部分，带有与转子7半径的外圆周一致的外形，具有倒角27。 这将空气压力集中在透平阀的上缘和转子7的表面之间的0. 0254mm(l/1000英寸)的间隙 28上。在压缩和动力冲程期间，在透平阀和转子表面之间的间隙28中的循环空气的压 力被安排成比燃烧室6内侧的气体压力更大，以致于所有的燃料和引爆燃烧气体被保持在 燃烧室6中。在发动机的燃烧冲程和排气冲程期间，这个外部空气压力被保持在透平阀26中。 当转子7之内的排气端口 10移动到在端口 8之上的位置以允许排出气体排出时，传感器23 接收来自转子7的脉冲并且发送信号，其使得电螺线管阀22闭合。同时，围绕透平阀26的 压缩空气通过端口 10排出，这冷却了在通往大气的路上的排出气体。传统的发动机将高程度的有毒气体喷出到大气中。这是因为排气阀炽热地运行， 使通过它们的气体过热。因为本发明的发动机运行一套冷却器并且不具有那些问题，因此 与传统的内燃机相比，发动机喷出的排出气体产生减少的大气污染。将会理解，例如，能由机械凸轮驱动的阀代替所述电螺线管阀22。附图部件的参考标记(1)气缸体(2)气缸盖(3)曲轴(4)反向杆(5)活塞
(6)燃烧室
(7)转子
(8)燃烧室端口
(9)带齿的传送带
(10入口端口
(11气缸
(12排气端口
(13前端
(14后端
(15凹进凹槽
(16转子表面
(17成角度的尾缘
(19曲轴箱
(20止回阀
(21存储室
(22螺线管阀
(23传感器
(24气动管系统
(25透平阀注入器
(26透平阀
(27倒角
(28透平阀的上表面和转子之间的间隙
权利要求
一种在回转阀发动机的回转阀的端口和燃烧室的端口之间的气体密封件系统，所述密封件包括气体通道装置和压缩装置，所述气体通道装置形成围绕所述燃烧室端口的透平阀装置，所述压缩装置用于在发动机的压缩冲程和动力冲程期间在所述气体通道装置内形成比所述燃烧室内的压力更大的压力。
2.如权利要求1所述的气体密封件系统，其中所述透平阀装置和所述回转阀的外表面 之间的间隙是0. 0254mm(lmil)。
3.如权利要求1或2所述的气体密封件系统，其中所述压缩装置包括用于将气体基本 上切向地注入到所述透平阀装置中的透平阀注入器装置。
4.如权利要求3所述的气体密封件系统，包括用于感应所述回转阀的转子的转动位置 用以将信号发送到所述压缩装置的位置传感器装置。
5.如权利要求4所述的气体密封件系统，包括阀装置，用于当接收到来自所述传感器 装置的信号时进行控制以允许压缩气体从所述压缩装置进入到所述透平阀注入器装置。
6.如前述权利要求中任一项所述的气体密封件系统，其中所述压缩装置包括压缩室装置。
7.如前述权利要求中任一项所述的气体密封件系统，其中所述压缩装置包括由所述回 转阀发动机的曲轴驱动的压缩机装置。
8.如权利要求1到6中任一项所述的气体密封件系统，其中所述压缩装置包括由所述 发动机的进气冲程和动力冲程加压的发动机的曲轴箱。
9.如权利要求8所述的气体密封件系统，其中所述曲轴箱包括用于在所述发动机的压 缩和排气冲程期间允许空气进入到所述曲轴箱中的单向阀装置。
10.如权利要求8或9所述的气体密封件系统，包括用于将压缩空气从所述曲轴箱传送 到所述压缩室装置的止回阀装置。
11.一种包括如前述权利要求中任一项所述的气体密封件的回转阀发动机。
12.如权利要求11所述的回转阀发动机，其中所述回转阀的转子通过使得水经过所述 转子的孔而被冷却。
13.一种将回转阀发动机中的密封件提供在所述发动机的回转阀的端口和燃烧室的端 口之间的方法，包括以下步骤a.提供形成围绕所述燃烧室端口的透平阀装置的气体通道装置；b.在所述发动机的压缩冲程和动力冲程期间用气体压缩装置在所述气体通道装置中 形成比所述燃烧室中的压力更大的压力。
14.如权利要求13所述的方法，包括用透平阀注入器装置将气体基本上切向地注入到 所述透平阀装置中。
15.如权利要求13或14所述的方法，包括用传感器装置感应所述回转阀的转子的转动 位置用以将信号发送到所述压缩装置。
16.如权利要求14所述的方法，包括当接收到来自所述传感器装置的信号时进行控制 以允许压缩气体从所述压缩装置进入到所述透平阀注入器装置。
17.如权利要求13到16中任一项所述的方法，其中在所述气体通道装置中形成压力包 括在压缩室装置中形成压力。
18.如权利要求13到17中任一项所述的方法，其中在所述气体通道装置中形成压力包括用所述回转阀发动机的曲轴所驱动的压缩机装置形成压力。
19.如权利要求13到17中任一项所述的方法，其中在所述气体通道装置中形成压力包 括通过所述发动机的进气冲程和动力冲程在所述发动机的曲轴箱中加压空气。
20.如权利要求19所述的方法，其中在所述曲轴箱中加压空气包括在所述发动机的压 缩冲程和排气冲程期间通过单向阀装置允许空气进入到所述曲轴箱中。
21.如权利要求17到20中任一项所述的方法，其中在所述气体通道装置中形成压力包 括通过气动管装置和止回阀装置将压缩的空气从所述曲轴箱传送到所述压缩室装置。
全文摘要
本发明提供一种在回转阀发动机的回转阀(7)的端口(10，12)和燃烧室(6)的端口(8)之间的气体密封件，该密封件包括气体通道装置(15)和压缩装置(20，21)，气体通道装置(15)形成围绕燃烧室的端口(8)的透平阀装置(26)，压缩装置(20，21)用于在发动机的压缩冲程和动力冲程期间在气体通道装置内形成比所述燃烧室内的压力更大的压力。
文档编号F01L7/02GK101896695SQ200880120674
公开日2010年11月24日 申请日期2008年10月10日 优先权日2007年10月12日
发明者戈登·麦克纳利 申请人:戈登·麦克纳利