PL200334B1 - Zespół zaworowy do procesu wymiany ładunku w silnikach spalinowych - Google Patents

Abstract

1. Zespó l zaworowy do procesu wymiany ladunku w silnikach spalinowych, zw laszcza w du zych dwusu- wowych silnikach wysokopr eznych, które maj a nieru- chome gniazdo zaworu zawieraj ace przyporz adkowa- ny kana l przep lywowy i cz esc zaworow a ruchom a wzgl edem gniazda zaworu, zawieraj ac a talerzyk za- woru, który mo ze by c szczelnie umieszczony wzgl e- dem gniazda zaworu, znamienny tym, ze ma wiele oddalonych od siebie w askich ci ag lych dopasowanych powierzchni (10), na obszarze przynajmniej jednej z przeciwleg lych sto zkowych powierzchni (7, 8) gniaz- da zaworu (3) i talerzyka zaworu (6), które s a przy- najmniej z jednej strony ograniczone przez pier scie- niowe ci ag le wg lebienia (11, 11a), i które s a wykonane jako szlifowane powierzchnie z ostrymi bocznymi kraw edziami (13), za s ca lkowita szeroko sc wszystkich dopasowanych powierzchni (10) cz esci zespo lu zawo- rowego u zywanego w procesie wymiany ladunku zawiera si e w granicach 0,5% do 2% srednicy po- dzia lowej odpowiedniej sto zkowej powierzchni (7, 8). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół zaworowy do procesu wymiany ładunku w silnikach spalinowych, zwłaszcza w dużych dwusuwowych silnikach wysokoprężnych.

Z doświadczenia wiadomo, że zawory uż ywane obecnie w procesie wymiany ładunku mają bardzo ograniczony okres użytkowania, ponieważ znane zespoły zaworowe mają znaczną tendencję do wypalania się. Wypalanie to ma miejsce w nacięciach powstałych w dopasowanych powierzchniach i tworzy się przez resztki spalania, uwięzione między tymi dopasowanymi powierzchniami. Jeżeli para takich nacięć na dwóch sąsiednich powierzchniach jest utworzona i jednocześnie połączona ze sobą, to wynikiem takiego połączenia jest mały kanalik pomiędzy komorą spalania i linią gazów, przez który gazy wytworzone w komorze spalania mogą ulatniać się z tej komory w formie ostrego strumienia. Z powodu wysokiego ciśnienia spalania, ów ostry strumień gazów osiąga wysoką prędkość. W połączeniu z relatywnie wysoką temperaturą, powstaje efekt tnącego strumienia, który prowadzi do szybkiego niszczenia.

Znanych jest wiele rozwiązań, których celem jest zapobieżenie temu problemowi, polegających na poszerzeniu wzajemnego kontaktu powierzchni gniazda zaworu i talerzyka zaworu. Jednakże, efekty takich rozwiązań nie były zadowalające, ponieważ szeroki kontakt powierzchni zapobiegał ucieczce resztek spalania uwięzionej między nimi, a zatem te zatrzymane resztki spalania były wciskane w powierzchnie. Ponadto, z szerokim kontaktem powierzchniowym związany jest relatywnie silny przepływ ciepła między talerzykiem zaworu a gniazdem zaworu. Jednakże, o ile talerzyk zaworu wykonany jest z materiału odpornego nawet na wysokie temperatury i może pracować w takich temperaturach, to wspomniane wcześniej gniazdo zaworu jest przeważnie wykonane z hartowanej stali. Mocny strumień ciepła może doprowadzić do istotnych strukturalnych zmian i w tym wypadku również do utraty wytrzymałości.

Opis patentowy EP 24 890 B zawiera zespół zaworowy do procesu wymiany ładunku, w którym jest wykonana przeciwprądowo komora pierścieniowa na stożkowej powierzchni stykania się gniazda zaworu i talerzyka zaworu. Wspomniana komora pierścieniowa powinna pobierać powietrze, które nie bierze udziału w spalaniu. Takie rozwiązanie powinno wpływać na ochładzanie gniazda zaworu i doprowadzać do obniżenia temperatury gazów wydostających się z komory spalania. Chociaż to rozwiązanie zmniejsza wypalanie, jest ono jednak niewystarczające aby całkowicie zapobiec temu zjawisku.

Zgłoszenie wynalazku SU 1 768 770 A1 przedstawia zespół zaworowy do procesu wymiany ładunku, w którym ciągły rowek jest wykonany na obszarze stożkowej powierzchni talerzyka zaworu, która jest poprzecznie rozgraniczona przez ciągłe podniesione występy. Rowek powinien być wytworzony przez deformację plastycznego materiału poprzez wciskane narzędzie o półkolistym profilu, nie pozwalające na uzyskanie zbyt dużej głębokości. Odpowiednio, rowek ma głębokość tylko około 0,1 mm, a zatem jest relatywnie płytki. Rowek, który jest wyciskany w stożkową powierzchnię talerzyka zaworu, powinien pobierać resztki spalania. Jednak, z powodu małej głębokości rowka, istnieje ryzyko ściśnięcia resztek spalania w rowku i rowek ten napełni się relatywnie szybko. Wynikiem tego jest utrata znaczenia rowka, a zatem nacięcia których się obawiano i tak zostaną tworzone. Ponadto, wypełniony rowek doprowadza do relatywnie dużego kontaktu powierzchniowego pomiędzy talerzykiem zaworu i gniazdem zaworu, co może spowodować niedopuszczalne nagrzanie się gniazda zaworu powodujące utratę jego twardości. Zatem również ten znany układ ma ograniczony okres użytkowania.

Zarówno JP 59 196 913 A oraz JP 59 190 414 A przedstawiają odpowiednio układ zaworowy przeznaczony do procesu wymiany ładunku w silniku spalinowym, w którym ciągłe pierścieniowe wybrania w materiale są wykonane w obszarze co najmniej jednej z przeciwległych stożkowych powierzchni gniazda zaworowego albo talerzyka zaworu. Jednakże współpracujące powierzchnie rozdzielone w ten sposób są odpowiednio szerokie i dlatego też nie nadają się do rozbijania nagromadzonych resztek spalania. W takim układzie resztki spalania nagromadzone na wspomnianych współpracujących powierzchniach są raczej wciskane w te powierzchnie.

Biorąc pod uwagę powyższe, celem wynalazku jest polepszenie zespołu zaworowego, do procesu wymiany ładunku w silnikach spalinowych, w sposób prosty i tani, pozwalające na jego długi okres użytkowania.

Cel wynalazku został osiągnięty poprzez rozwiązanie przedstawione w przedmiotowym wynalazku.

PL 200 334 B1

Zgodnie z wynalazkiem przedstawiony jest zespół zaworowy do procesu wymiany ładunku w silnikach spalinowych, zwłaszcza w dużych dwusuwowych silnikach wysokoprężnych, które mają nieruchome gniazdo zaworu zawierające przyporządkowany kanał przepływowy i część zaworową ruchomą względem gniazda zaworu, zawierającą talerzyk zaworu, który może być szczelnie umieszczony względem gniazda zaworu, charakteryzuje się tym, że ma wiele oddalonych od siebie wąskich ciągłych dopasowanych powierzchni, na obszarze przynajmniej jednej z przeciwległych stożkowych powierzchni gniazda zaworu i talerzyka zaworu, które są przynajmniej z jednej strony ograniczone przez pierścieniowe ciągłe wgłębienia, i które są wykonane jako szlifowane powierzchnie z ostrymi bocznymi krawędziami. Całkowita szerokość wszystkich dopasowanych powierzchni części zespołu zaworowego używanego w procesie wymiany ładunku zawiera się w granicach 0,5% do 2% średnicy podziałowej odpowiedniej stożkowej powierzchni.

Korzystnie, co najmniej gniazdo zaworu ma co najmniej jedną ciągłą wąską dopasowaną powierzchnię. Gniazdo zaworu i/lub talerzyk zaworu mają co najmniej jedną odpowiednią pierścieniową ciągłą wąską dopasowaną powierzchnię. Całkowita szerokość wszystkich wąskich dopasowanych powierzchni zespołu zaworowego do procesu wymiany ładunku zawiera się w granicach od 1% do 1,5% średnicy podziałowej odpowiedniej powierzchni stożkowej.

Korzystnie, szerokość b dopasowanej powierzchni jest mniejsza niż 2 mm. Głębokość t każdego wgłębienia w materiale ograniczająca dopasowaną powierzchnię jest większa niż grubość spodziewanych resztek spalania. Ponadto, głębokość t każdego wgłębienia ograniczającego dopasowaną powierzchnię ma wielkość co najmniej 1 mm, a korzystnie 3 mm.

Korzystnie, pierwsza wąska dopasowana powierzchnia widziana od strony komory spalania jest ograniczona od strony komory spalania przez wgłębienie w materiale, które jest połączone z komorą spalania przez wąską szczelinę kiedy układ zaworowy jest zamknięty. Wgłębienie w materiale, które jest połączone z komorą spalania ma większą głębokość i przekrój poprzeczny niż wgłębienie umieszczone dalej w kierunku przepływu spalin.

Korzystnie, kąt między przeciwległymi stożkowymi powierzchniami gniazda zaworu i talerzyka zaworu ma wielkość około 0,5°.

Rozwiązanie, według wynalazku, pozwala na osiągnięcie bardzo wąskich współpracujących powierzchni z krawędziami pracującymi jako krawędzie rozbijające nagromadzone resztki spalania. Zatem nagromadzone resztki spalania są rozbijane na krawędziach wąskich współpracujących powierzchni. Pierścieniowe ciągłe wybrania w materiale, które ograniczają wąskie współpracujące powierzchnie, korzystnie mogą być wykonane jako bardzo głębokie, co pozwala na uzyskanie dużego otworu oczyszczającego. Resztki spalania, które dotarły do wgłębień ograniczających współpracujące powierzchnie, po ich rozbiciu przez ostre krawędzie, nie zostają zamknięte w tych wgłębieniach lecz mogą wydostawać się jako niesprężone. Nie ma także zagrożenia, że wgłębienia w materiale, które ograniczają poprzecznie współpracujące powierzchnie, będą dopełniane. Inną korzyścią rozwiązania według przedmiotowego wynalazku jest bardzo mały kontakt powierzchniowy pomiędzy gniazdem zaworowym i talerzykiem zaworu oraz wykonana względnie duża szczelina na zewnątrz tych małych powierzchni styku, co znacznie ogranicza przepływ ciepła z talerzyka zaworu, który jest relatywnie gorący w porównaniu z gniazdem zaworu. Ponieważ wgłębienia, które poprzecznie rozgraniczają wąskie dopasowane powierzchnie, nie są wypełniane z powodu posiadania oczyszczającego otworu, ma to korzystny wpływ na długotrwały efekt. Niski przepływ ciepła zapewnia, że gniazdo zaworu, które jest przeważnie wykonane z hartowanej stali, pozostaje relatywnie chłodne i nie są obserwowane żadne zmiany strukturalne oraz spadek twardości. Ta korzyść jest dalej powiększona przez fakt, że każda szczelina uformowana przez wgłębienia w materiale zgodnie z wynalazkiem może funkcjonować jako komora pobierająca powietrze nie biorące udziału w spalaniu, co może powodować dalsze chłodzenie dla gniazda zaworu. Rozwiązanie według wynalazku prowadzi do zwiększenia długości średniego okresu użytkowania zespołu zaworowego.

Rozwiązanie zgodnie z korzystnym wykonaniem i użytecznym udoskonaleniem, gdy co najmniej gniazdo zaworu ma co najmniej jedną ciągłą pierścieniową wąską dopasowaną powierzchnię, upraszcza produkcję, ponieważ gniazdo zaworu, które jest wykonane z hartowanej stali, może być obrobione relatywnie łatwo przez obróbkę skrawaniem przed wykonaniem procesu hartowania. Ponadto, przy takim rozwiązaniu stożkowata powierzchnia talerzyka zaworu może być łatwo przeszlifowana, jeśli to konieczne, bez zmiany głębokości wgłębień, które rozgraniczają wąskie dopasowane powierzchnie. Zatem, uproszczona jest w tym przypadku obsługa remontowa zaworów.

PL 200 334 B1

Głębokość wgłębienia która ogranicza poszczególną dopasowaną powierzchnię jest korzystnie większa niż spodziewana grubość resztek spalania. Zapewnia to, że resztki spalania nie są tłoczone na wspomniane wcześniej wgłębienie, nie są również ściskane i nie wypełniają tego wgłębienia, lecz raczej resztki spalania są rozdrabniane i mogą się ulatniać. Jednocześnie prowadzi to do relatywnie dużej pojemności wspomnianego wgłębienia, zatem we wgłębieniu tym znajduje się dużo powietrza, które nie bierze udziału w procesie spalania, a zatem może ono schładzać gniazdo zaworu. W testach wykonanych na dużych dwucylindrowych silnikach Diesla, osiągnięto dobre wyniki z wgłębieniem o głębokoś ci większej niż 1 mm, korzystnie do okoł o 3 mm.

Szczególnie korzystne rozwiązanie może polegać na tym, że pierwsza wąska dopasowana powierzchnia widziana od strony komory spalania jest ograniczona przez wgłębienie w materiale na stronie przeciwległej komorze spalania, przy czym to wgłębienie jest połączona z komorą spalania przez małą szczelinę gdy układ zaworowy jest zamknięty i korzystnie ma relatywnie dużą pojemność w porównaniu z wgłębieniami umieszczonymi dalej w kierunku przepł ywu. Pomimo połączenia szczelinowego z komorą spalania, przejęte tam powietrze nie bierze udziału w procesie spalania, co prowadzi do dobrego chłodzenia gniazda zaworu.

Jednocześnie, szczelina doprowadza do wybuchu w komorze uformowanej przez poszczególne relatywnie duże wgłębienie materiału, co dalej usprawnia ochładzanie i prowadzi do pewnego przepływu na stożkowych powierzchniach, zapobiegając gromadzeniu się resztek spalania które były wcześniej porozdzielane przez krawędzie sąsiedniej wąskiej dopasowanej powierzchni. Powiększone są zatem korzystne skutki wyżej wymienionych rozwiązań.

W innym korzystnym rozwią zaniu, ką t nachylenia przeciwległ ych stoż kowych powierzchni gniazda i talerzyka zaworu może odchylać się do 0,5°. Prowadzi to do szczególnie wąskiego przeciwległego kontaktu powierzchniowego, a zatem do szczególnie niskiego wzajemnego przepływu ciepła jak również bardzo dobrego rozdrobnienia resztek spalania.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 ilustruje zespół zaworowy do procesu wymiany ładunku, przedstawiony w częściowym przekroju, zaś fig. 2 - szczegół rozwiązania z fig. 1 w powiększeniu.

Wynalazek dotyczy silników spalinowych z zaworami przeznaczonymi do wymiany ładunku, zwłaszcza dużych dwucylindrowych silników Diesla z dużym zaworem wydechowym umieszczonym w głowicy. Zasadnicza konstrukcja i sposób działania takich silników jest ogólnie znany i nie wymaga szczegółowego wyjaśnienia.

Zespół zaworowy do procesu wymiany ładunku według fig. 1, który może stanowić wyżej opisany wydechowy zespół zaworowy zawiera gniazdo zaworu 3 umieszczone w nieruchomym podzespole 1, w przedstawionym przykładzie dużego dwucylindrowego silnika Diesla w głowicy, i usytuowany na wejściu spalinowego kanału 2, we wspomnianym przykładzie na wejściu umieszczonego w niej kanału spalin i część zaworową 4, która jest ruchoma względem wyżej wspomnianych elementów, i która posiada talerzyk zaworu 6, umieszczony na dolnym końcu trzonka 5 współdziałającego z urządzeniem napędowym (nie przedstawionym na rysunku), który może być szczelnie osadzona na gnieździe zaworu 3. Gniazdo zaworu 3 i talerzyk zaworu 6 mają dopasowane stożkowe powierzchnie 7 i/lub 8, które mogą być umiejscawiane we wzajemnie dopasowanym położeniu.

Zgodnie z przedmiotowym wynalazkiem, gniazdo zaworu 3 jest uformowane na części gniazdowej 9, która jest wprowadzona w związany z nią nieruchomy podzespół 1, stanowiący w opisywanym przykładzie głowicę. Część gniazdowa jest wykonana z hartowanej stali. Część gniazdowa 9, zawierająca gniazdo zaworu 3, jest chłodzona przez kanały chłodzące (nie przedstawione na rysunku) wypełnione czynnikiem chłodzącym, rozmieszczone w podzespole 1, których zadaniem jest utrzymanie twardości hartowanej stali. Ruchoma część zaworu 4 może być wykonana całkowicie lub tylko w obszarze talerzyka zaworu 6 z materiału odpornego na wysokie temperatury, który nie wymaga chłodzenia. Jednak, talerzyk zaworu 6 osiąga wyższą temperaturę podczas pracy niż gniazdo zaworu 3.

Stożkowe powierzchnie 7, 8 gniazda zaworu 3 i talerzyka zaworu 6 nie spoczywają wzajemnie na sobie na całej ich długości, lecz tylko na obszarze przynajmniej jednej relatywnie wąskiej pierścieniowej ciągłej dopasowanej powierzchni 10. W opisywanym przykładzie, dwie dopasowane powierzchnie 10, które są oddalone od siebie w kierunku osiowym, są rozmieszczone w granicach górnej i dolnej krawędzi poszczególnych przyporządkowanych stożkowych powierzchni 7 i/lub 8.

Wymienione stożkowe powierzchnie są ograniczone przynajmniej z jednej strony przez pierścieniowe ciągłe wgłębienia 11 i/lub 11a w materiale utworzone przez obróbkę skrawaniem, poprzez którą uformowane są praktycznie kołowe ciągłe komory. Wgłębienia 11, 11a w materiale formują żePL 200 334 B1 bra 12, a w górnej części tych żeber tworzą odpowiednią dopasowaną powierzchnię 10. Przekrój tych żeber 12 jest odpowiednio zwężony w kierunku poszczególnej dopasowanej powierzchni 10. Dopasowane powierzchnie 10 są wykonane jako powierzchnie szlifowane, zatem zapewniają one dokładne przyleganie do przeciwległej powierzchni, która współpracuje z nimi i jest również wykonana poprzez szlifowane. Na obszarze wgłębień 11, 11a w materiale może być przewidziana chropowata powierzchnia.

Wgłębienia 11, 11a tworzą w materiale relatywnie duże komory, w których nie gromadzą się resztki spalania. Wspomniane resztki spalania ulatniają się ze wspomnianych komór i mogą uchodzić ze spalinami, zatem nie powstaje ryzyko tworzenia się nacięć. Wąskie dopasowane powierzchnie 10 rozdrabniają resztki spalania, które docierają na ten obszar, dzięki czemu mogą się one łatwiej wydostawać. Zapobiega to efektywnie powstawaniu wcięć i kanałów, które są początkiem do tworzenia się jam wybuchowych. Jednocześnie występuje relatywnie mały kontakt powierzchniowy pomiędzy relatywnie gorącym talerzykiem zaworu 6 i gniazdem zaworu 7, które posiada niższą temperaturę. Nie ma ryzyka że gniazdo zaworu 7 zostanie nagle znacznie rozgrzane przez talerzyk zaworu 6 i hartowane gniazdo zaworu 3 utraci swą twardość. Komory uformowane przez relatywnie głębokie wgłębienia 11 mogą ponadto przejmować relatywnie dużo powietrza, które nie bierze udziału w spalaniu i przez to dodatkowo prowadzić do dalszego efektu chłodzenia.

Profil który formuje dopasowane powierzchnie 10 z wgłębieniami 11, 11a w materiale oraz żebra 12 może być utworzony w obszarze stożkowych powierzchni 8 talerzyka zaworu albo na obszarze stożkowych powierzchni 7, 8 gniazda zaworu 3 i talerzyka zaworu 6. W przedstawionym, korzystnym przykładzie, dopasowane powierzchnie 10 powstają tylko na obszarze stożkowej powierzchni 7 gniazda zaworu 3. Wgłębienia 11, 11a w materiale mogą być korzystnie wytwarzane przed hartowaniem części gniazdowej 9.

Dopasowane powierzchnie 10 mogą być szlifowane po hartowaniu. Stożkowa powierzchnia 8 talerzyka zaworu 6 jest również przewidziana jako szlifowana powierzchnia, która może być czasami przeszlifowywana. Operacja przeszlifowania może być łatwo wykonana, bez zmiany głębokości profilu wgłębień w materiale 11, 11a. O ile wgłębienia w materiale 11, 11a są przewidziane na stronie talerzyka zaworu, powinny być one pogłębione podczas przeszlifowywania. Ponieważ dopasowane powierzchnie 10 są wykonane jako powierzchnie szlifowane, tworzą się na nich ostre boczne krawędzie 13, jak zostało przedstawione na fig. 2. Te ostre boczne krawędzie są odpowiednie do rozdrobnienia resztek spalania w sposób nożowy.

Grubość b pierścieniowych ciągłych wąskich dopasowanych powierzchni 10 została dobrana odpowiednio tak by całkowita szerokość wszystkich tych dopasowanych powierzchni 10 części układu zaworowego, w tym przypadku gniazda zaworu 3, miała wymiar taki, że całkowita szerokość wszystkich tych dopasowanych powierzchni 10 stożkowej powierzchni 7 i/lub 8 wynosi odpowiednio od 0,5% do 2%, najkorzystniej od 1% do 1,5%, średnicy podziałowej odpowiedniej stożkowej powierzchni 7 i/lub 8. Liczba możliwych dopasowanych powierzchni 10 może być odpowiednio tak dobrana by wynikająca szerokość b poszczególnych dopasowanych powierzchni 10 była mniejsza niż 2 mm. Takie rozwiązanie podczas testów uzyskało dobre wyniki.

Głębokość t wgłębień 11, 11a w materiale które tworzą boczne ograniczenia dopasowanych powierzchni 10 powinna być większa niż oczekiwana grubość resztek spalania. W większości przypadków, dolna granica waha się w granicach od 0,4 do 0,5 mm. Odpowiednio, głębokość t, może być przynajmniej 1 mm, korzystnie więcej niż 1 mm. W testach z dużymi dwucylindrowymi silnikami wysokoprężnymi, głębokość do 3 mm przynosiła dobre wyniki. W przedstawionym przypadku, głębokość t. wgłębienia 11 w materiale wykonanego między dwiema dopasowanymi powierzchniami 10, czyli wgłębienia 11 wykonanego obok komory spalania, odpowiada w przybliżeniu szerokości b.

W typowych przypadkach, wszystkie wgłębienia 11, 11a w materiale znajdujące się na dopasowanych powierzchniach 10 mogą mieć tą samą głębokość. W przedstawionym, korzystnym przykładzie wykonania wgłębienie 11a w materiale, które ogranicza dopasowaną powierzchnię 10 od strony komory spalania widzianej z komory spalania, to znaczy, wgłębienie 11a w materiale obok pierwszej dopasowanej powierzchni 10, jest znacząco głębsze i posiada większą objętość niż wgłębienie 11 w materiale po drugiej stronie pierwszej dopasowanej powierzchni 10. W przedstawionym przyk ł adzie, przekrój poprzeczny wgłębienia 11a w materiale jest około pięć razy większy niż przekrój poprzeczny wgłębienia 11. Wynikiem takiego ukształtowania jest relatywnie duża objętość wgłębienia 11a w materiale. Kiedy układ zaworowy jest zamknięty, wgłębienie 11a w materiale jest połączone z przyległą komorą spalania przez wąską szczelinę 14. Szczelina 14 jest tak wąska, że powietrze zbierające się

PL 200 334 B1 we wgłębieniu 11a w materiale nie bierze udziału w spalaniu. Jednak ciśnienie spalania prowadzi do wybuchu we wgłębieniu wykonanym w materiale, a jednocześnie do dobrego ochładzania otaczającego materiału części gniazdowej 9, która zawiera odpowiednie wgłębienie 11a, co jednocześnie ma korzystny wpływ na dobry przepływ powietrza nie biorącego udziału w procesie spalania przez stożkową powierzchnię 8 talerzyka zaworu 6. Ma to również zastosowanie do dopasowanych powierzchni 10 w początkowej fazie ruchu otwierania talerzyka zaworu 6.

Kąt pochylenia α stożkowych powierzchni 7, 8 bliski osi zaworu może być tak dobrany aby odpowiadał szczególnym wymaganiom, na przykład może zawierać się w przedziale od 30° do 75°. Najbardziej korzystny jest przedział kątowy w zakresie od 45° do 60°. Mały kąt α prowadzi do relatywnie pochyłych powierzchni stożkowych 7, 8, co wiąże się z uzyskaniem wysokich nacisków. Jednak w tym przypadku dolny zakres może być korzystny. Stożkowe powierzchnie 7, 8 mogą odchylać się od siebie o kąt o wielkości 0,5°, a zatem kąt α stożkowej powierzchni 7 na stronie gniazda zaworu jest większy o około 0,5° od kąta α stożkowej powierzchni 8 na stronie talerzyka zaworu, przez co utworzona jest szczelina otwarta promieniowo na zewnątrz. Takie rozwiązanie może ponadto poprawić wyżej opisany efekt nożowy.

Claims (10)

1. Zespół zaworowy do procesu wymiany ładunku w silnikach spalinowych, zwłaszcza w dużych dwusuwowych silnikach wysokoprężnych, które mają nieruchome gniazdo zaworu zawierające przyporządkowany kanał przepływowy i część zaworową ruchomą względem gniazda zaworu, zawierającą talerzyk zaworu, który może być szczelnie umieszczony względem gniazda zaworu, znamienny tym, że ma wiele oddalonych od siebie wąskich ciągłych dopasowanych powierzchni (10), na obszarze przynajmniej jednej z przeciwległych stożkowych powierzchni (7, 8) gniazda zaworu (3) i talerzyka zaworu (6), które są przynajmniej z jednej strony ograniczone przez pierścieniowe ciągłe wgłębienia (11, 11a), i które są wykonane jako szlifowane powierzchnie z ostrymi bocznymi krawędziami (13), zaś całkowita szerokość wszystkich dopasowanych powierzchni (10) części zespołu zaworowego używanego w procesie wymiany ładunku zawiera się w granicach 0,5% do 2% średnicy podziałowej odpowiedniej stożkowej powierzchni (7, 8).

2. Zespół zaworowy do procesu wymiany ładunku według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej gniazdo zaworu (3) ma co najmniej jedną ciągłą wąską dopasowaną powierzchnię (10).

3. Zespół zaworowy do procesu wymiany ładunku według zastrz. 1, znamienny tym, że gniazdo zaworu (3) i/lub talerzyk zaworu (6) mają co najmniej jedną odpowiednią pierścieniową ciągłą wąską dopasowaną powierzchnię (10).

4. Zespół zaworowy do procesu wymiany ładunku według zastrz. 1, znamienny tym, że całkowita szerokość wszystkich wąskich dopasowanych powierzchni (10) zespołu zaworowego do procesu wymiany ładunku zawiera się w granicach od 1% do 1,5% średnicy podziałowej odpowiedniej powierzchni stożkowej (7 i/lub 8).

5. Zespół zaworowy do procesu wymiany ładunku według zastrz. 1, znamienny tym, że szerokość (b) dopasowanej powierzchni (10) jest mniejsza niż 2 mm.

6. Zespół zaworowy do procesu wymiany ładunku według zastrz. 1, znamienny tym, że głębokość (t) każdego wgłębienia (11, 11a) w materiale ograniczająca dopasowaną powierzchnię (10) jest większa niż grubość spodziewanych resztek spalania.

7. Zespół zaworowy do procesu wymiany ładunku według zastrz. 6, znamienny tym, że głębokość (t) każdego wgłębienia (11, 11a) ograniczającego dopasowaną powierzchnię (10) ma wielkość co najmniej 1 mm, a korzystnie 3 mm.

8. Zespół zaworowy do procesu wymiany ładunku według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwsza wąska dopasowana powierzchnia (10) widziana od strony komory spalania jest ograniczona od strony komory spalania przez wgłębienie (11a) w materiale, które jest połączone z komorą spalania przez wąską szczelinę (14) kiedy układ zaworowy jest zamknięty.

9. Zespół zaworowy do procesu wymiany ładunku według zastrz. 8, znamienny tym, że wgłębienie (11a) w materiale które jest połączone z komorą spalania ma większą głębokość i przekrój poprzeczny niż wgłębienie (11) umieszczone dalej w kierunku przepływu spalin.

PL 200 334 B1

10. Zespół zaworowy do procesu wymiany ładunku według zastrz. 1, znamienny tym, że kąt między przeciwległymi stożkowymi powierzchniami (7, 8) gniazda zaworu (3) i talerzyka zaworu (6) ma wielkość około 0,5°.