TR201701294A2 - Bi̇r supap kontrol mekani̇zmasi - Google Patents

Abstract

Bu buluş; motorun emme ve egzoz zamanlamasını kontrol eden; yanma odasının hava yakıt karışımının girişini açıp kapatan bir supap (2), krank milinden aldığı hareket ile supabı (2) açılma yönünde iten bir külbütör (3), supabı (2) kapalı konumuna itecek şekilde sıkıştırılmış bir supap yayı (4) ve supabın (2) hareketini devreye alan veya devre dışı bırakan bir kilit mekanizması içeren bir supap kontrol mekanizması ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME BIR SUPAP KONTROL MEKANIZMASI Teknik Alan Bu bulus, içten yanmali motorlarda hava veya hava-yakit karisiminin yanma odasina doldurulmasini ve/veya tahliyesini kontrol eden bir supap kontrol mekanizmasi ile ilgilidir. Önceki Teknik Içten yanmali motorlarda supaplar, yanmis gazlarin yanma odasindan tahliyesi ve taze dolgunun (hava veya hava-yakit karisimi) yanma odasina doldurulmasini kontrol etmek için kullanilmaktadir. Bu supaplar, kisaca emme ve egzoz supabi olarak isimlendirilir. Alisilagelen uygulamalarda bu supaplarin motorun belirli zamanlarinda istenilen süre boyunca açilmalari kam (eksantrik) mili ile kontrol Bilinen teknikte genel olarak motorlarda emme ve egzoz supaplarinin açik kaldiklari süreler krank milinin dönüs açisi cinsinden sabittir. Bu zamanlama motorun çalisma kosullarina göre ancak belli bir hiz ve yük durumu için optimize edilmistir. Krank mili ile motorun dönüs hizlari birbiri ile baglantili oldugundan supaplarin zamanlamasinin degisimi bu sistemde mümkün olmamaktadir.

Motora giren hava-yakit karisimini kontrol edebilmek için buji ateslemeli motorlarda yük durumuna göre yanma odasina giren emme kanalinda bir adet gaz kelebegi bulunmaktadir. Motorun yükü azaldikça ihtiyaç duyulan dolgu miktari azalmakta ve bunu saglamak için sözü edilen gaz kelebegi kisilmaktadir. Benzer sekilde gaz kelebeginin açilmasiyla motorun ihtiyaci olan gücü saglamak için daha fazla miktarda dolgu yanma odasina giris yapabilmektedir. 3341638 Bu ise motorun pompalama kayiplarinin artmasina neden olmakta ve böylece kismi yükte buji ateslemeli motorun veriminde önemli oranda düsüs meydana gelmektedir.

Buji ateslemeli motorlarda en önemli sorunlardan biri kismi yüklerdeki verim düsüklügüdür. Bugün en yüksek verimi %35 civarinda olan buji ateslemeli motorlarin çok düsük kismi yüklerdeki verimi %10 ve daha altina inebilmektedir.

Bunun en büyük nedeni karisim orani sabit olarak çalisan buji ateslemeli motorlarda, düsük yüklerde toplam dolgu girisini azaltmak için gaz kelebeginin kapanmasi sonucu meydana gelen kisilma kayiplarindaki artis ve yanma hizi ile maksimum basincin düsüsüdür. Düsük yüklerde meydana gelen bu verim kaybini azaltmak için gaz kelebeginin olabildigince açik kalmasi, hatta kelebegin tamamen ortadan kaldirilmasi gerekmektedir.

WO 99/63214 numarali uluslararasi patent dokümaninda düsük yüklerde meydana gelen verim kaybini azaltmak amaciyla yer alan çalismalar açiklanmaktadir.

Motorun yük ve hiz kosullarina bagli olarak dolgu girisini ve yanmis gazlarin tahliyesini iyilestirebilmek için supap zamanlamalarini ve/veya açikliklarini degistirebilen veya supaplarin çalismasini durdurabilen birçok tasarim gelistirilmistir.

Bu çözümlerin bazilari degisken supap zamanlamasi, degisken sikistirma orani, asiri doldurma, fakir karisimli kademeli dolgulu motor ve degisken strok hacimli motor olarak siralanabilir. Anilan yöntemlerden degisken supap zamanlamasi ve degisken strok hacmi dogrudan supap mekanizmasinin kontrol edilmesi ile uygulanmaktadir.

Birlesik Devletler patent dokümanlarinda supap kontrolünü saglayan 3341638 mekanizmalar bulunmaktadir. Bu tip mekanizmalarda kam profilinin hareketi supaba bir külbütör araciligiyla iletilmektedir. Söz konusu külbütör gövdesinden supaba hareket iletimi kesilebilmektedir.

Teknigin bilinen durumlarinda yer alan US7484488 numarali Birlesik Devletler dokümanlarinda, supaplar ile kam profili birbirleri ile dogrudan temastadir ve art arda yer alan yaylar ile supaplarin devre disi oldugu durumlarda dahi supabin tam kapanmamasindan olusan dolgu kaçaklanna neden olabilmektedir. Bu bulusta önerilen mekanizmada pim kontrollü sekil bagli kilitleme yapildigindan dolayi sözü edilen dolgu kaçagi olusmamaktadir.

Teknikte bilinen baska bir uygulama olan US7370617 sayili Birlesik Devletler patent dokümaninda, motordaki supaplarin çalisma zamanlanni degistiren bir mekanizmadan bahsedilmektedir. Supabin kam mekanizmasi ile baglandigi yükseltici kisminda bir pim bulunmaktadir. Pimin yag ile itilmesi ile supap serbest kalmakta ve karnin hareketiyle kaldirici tarafindan itilmemektedir.

Teknikte bilinen baska bir uygulama olan U86705265 sayili Birlesik Devletler patent dokümaninda, motordaki supaplarin çalisma zamanlarini degistiren bir mekanizmadan bahsedilmektedir. Supabin kam mekanizmasi ile baglandigi yükseltici kisminda bir pim bulunmaktadir. Pimin yag ile itilmesi ile supabin devreden çikartilmasi saglanmaktadir Bulusun Kisa Açiklamasi Bu bulusun amaci, içten yanmali motorlarda hava veya hava-yakit karisiminin yanma odasina doldurulmasini ve/veya tahliyesini kontrol eden bir supap kontrol mekanizmasi gerçeklestirmektir.

Bu bulusun amaci, mevcut sistemlere kolaylikla uygulanabilen supap kontrol mekanizmasi gerçeklestirmektir. 3341638 Bu bulusun amaci, supaplarin kapali haldeki durumlarinda herhangi bir dolgu kaçagi yaratmayan bir supap kontrol mekanizmasi gerçeklestirmektir.

Bulusun Ayrintili Açiklamasi Bu bulusun amacina ulasmak için gerçeklestirilen bir supap kontrol mekanizmasina ait ekte verilen sekiller asagidaki gibidir.

Supap kontrol mekanizmasinin patlatilmis halinin görünüsüdür.

Supap kontrol mekanizmasinin perspektif görünüsüdür.

Supap kontrol mekanizmasinin supabin devrede oldugu durumda kesit görünüsüdür.

Supap kontrol mekanizmasinin supabin devre disinda oldugu durumda kesit görünüsüdür.

Sekildeki parçalar numaralandirilmis olup, bu numaralarin karsiliklari asagida verilmistir 1. Supap kontrol mekanizmasi 2. Supap 3. Külbütör 4. Supap yayi . Ana gövde 6. Kilit gövdesi 7. Kilitleme elemani 8. Itici kam 9. Kontrol pimi . Kilit yayi 11. Kapak 12. Civata 3341638 Motorun emme ve egzoz zamanlamasini kontrol eden supap kontrol mekanizmasi (1); yanma odasinin hava yakit karisiminin girisini veya egzoz çikisini açip kapatan bir supap (2), krank milinden aldigi hareket ile supabi (2) açilma yönünde iten bir külbütör (3), supabi (2) kapali konumuna itecek sekilde sikistirilmis bir supap yayi (4) ve supabin (2) hareketini devreye alan veya devre disi birakan bir kilit mekanizmasi içermektedir.

Kilit mekanizmasi; supap (2) ile külbütör (3) arasinda yer alan, supap yayini (4) motor gövdesi ile kendisi arasinda sikistiran ve kilit mekanizmasinin geri kalan parçalarini içinde barindiran bir ana gövde (5) içerisinde yer almaktadir.

Ana gövde (5) içinde ana gövde (5) boyunca ana gövdeden (5) bagimsiz sekilde hareket edebilen bir kilit gövdesi (6) bulunmaktadir.

Kilit gövdesinin (6) üzerinde bir oyuk içerisinde hareket edebilen bir kilitleme elemani (7) yer almaktadir. Kilitleme elemaninin (7) ana gövde (5) üzerinde bulunan bir yuvaya girmesi ile kilit gövdesi (6) ile ana gövde (5) birbirine baglanmis olur ve birlikte hareket ederler.

Kilitleme elemaninin (7) hareketini kilit gövdesinin (6) merkezi etrafinda dönerek tahrik eden bir itici kam (8) bulunmaktadir. Itici kamin (8) dönme hareketi kontrol pimleri (9) ile saglanmaktadir. Kontrol pimleri (9) bulusun tercih edilen bir uygulamasinda; motor gövdesi, ana gövde (5) ve kilit gövdesinin (6) birbirine degdigi noktalarda ayrilacak sekilde, söz konusu bu parçalarin birbirine göre hareketine izin vermek için birden fazla parçadan olusmaktadir.

Kilit gövdesi (6) ile ana gövdenin (5) alt yüzeyi arasinda bir kilit yayi (10) bulunmaktadir. 3341638 Kilit gövdesi (6) üzerini kapatan bir kapak (ll) bulunmaktadir. Kilit gövdesini (6), kapagi (11) ve itici kami (8) birbirine baglayan ve itici kamin (8) ekseni etrafinda dönmesine izin veren bir civata (12) bulunmaktadir.

Külbütör kapak (11) üzerine bastirarak; kilitleme elemani (7) ana gövde (5) üzerindeki yuva içerisinde kilitliyken kilitleme mekanizmasini ve supabi birlikte, kilitleme elemani (7) ana gövde (5) üzerindeki yuva disinda serbest haldeyken yalnizca kilitleme mekanizmasini ana gövde (5) içerisinde hareket ettirmektedir.

Kontrol pimlerinin (9) hareketi bir tahrik sistemi ile saglanmaktadir.

Söz konusu tahrik sistemi bulusun tercih edilen uygulamasinda krank miline bagli hareket eden ve bu hareketi istenilen sekilde kontrol pimlerine (9) ileten bir mekanizma seklinde olabilmektedir.

Bulusun tercih edilen baska bir uygulamasinda tahrik sistemi; krank milinin pozisyonunu algilayan sensörler, kontrol pimlerini (9) hareket ettiren elektromekanik tahrik elemani ve sensörlerden aldigi veriyi isleyerek tahrik elemanini kontrol eden bir kontrol biriminden olusmaktadir.

Bulusun tercih edilen baska bir uygulamasinda tahrik sistemi; kontrol pimlerinin (9) hareketini çesitli valf takimlari kullanarak hidrolik olarak saglamaktadir.

Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda krank milinin hareketi külbütörden (3) farkli bir yöntemle alinarak supaplarin (2) kontrolü çesitli tahrik yöntemleri kullanilarak mekanik olarak gerçeklestirilebilmektedir.

Bulusun tercih edilen uygulamalarinda kilit mekanizmasi hareketini krank milinden veya kam milinden ya da krank miline bagli herhangi bir düzenekten aldigi için çevrim atlatma stratejisi, supap açilma miktari ayari ve de silindir devre disi birakma yöntemi için de kullanilabilir. 3341638 Bulus, bir uygulamasinda krank milinin üzerindeki profilin gerçeklestirdigi supaptaki (2) itme hareketini belirli çevrimlerde durdurarak içten yanmali motorlarda çevrim atlatma sistemine uygun olarak çalisabilmektedir.

Bulus, bir uygulamasinda mevcut kontrol pimlerin (9) yerine hareket boyunca kademeli olarak pimler eklenerek içten yanmali motorlarda degisken supap açilma miktari ve supap zamanlamasini degistirebilecek sekilde çalisabilmektedir.

Bulus, bir uygulamasinda krank milinin üzerindeki profilin gerçeklestirdigi supaptaki (2) öteleme hareketini, uzun süreli durdurarak içten yanmali motorlarda silindir devre disi birakabilecek sekilde de çalisabilmektedir.

Supap (2) devrede oldugu durumda; kilitleme yönündeki kontrol pimi (9) itilerek itici kami (8) kilitleme yönünde döndürür ve itici kamin (8) ittigi kilitleme elemaninin (7) ana gövde (5) üzerinde bulunan yuvaya girmesi ile kilit gövdesi (6) ile ana gövde (5) birbirine baglanmis olur. Bu durumda kilit mekanizmasi kilitlidir ve supapla (2) birlikte hareket etmektedir. Kapaga (l 1) uygulanan kuvvetler dogrudan supaba (2) iletilerek supabin (2) açilmasi saglanir. Supabin (2) açilmasi sirasinda supap yayi (4) sikismaktadir ve kapagin (11) üzerindeki kuvvet kalktiginda supap yayi (4) supabi (2) kapali pozisyona iter.

Supap (2) devre disinda oldugu durumda; serbest birakma yönündeki kontrol pimi (9) itilerek itici karni (8) serbest birakma yönünde döndürür ve itici kamin (8) serbest biraktigi kilitleme elemaninin (7) ana gövde (5) üzerinde bulunan yuvadan kurtulmasi ile kilit gövdesi (6) ile ana gövde (5) birbirinden ayrilmis olur. Bu durumda kilit mekanizmasi serbesttir ve supaptan (2) bagimsiz hareket etmektedir. Kapaga (l 1) uygulanan kuvvetler supaba (2) iletilmeden yalnizca kilit mekanizmasi hareket etmektedir. Kilit mekanizmasinin hareketi sirasinda kilit yayi (10) sikismaktadir ve kapagin (l 1) üzerindeki kuvvet kalktiginda kilit yayi (10) kilit mekanizmasini eski pozisyonuna iter. 3341638 Bulusun tercih edilen bit uygulamasinda, bir kilit mekanizmasinin kilitleme/bosaltma islemini mekanik, pnömatik, hidrolik, elektrik, manyetik ve kombinasyonlari ile gerçeklestirilebilmesi saglanmaktadir.

Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda, hidrolik itici ayar mekanizmasi üzerinden tahrik edilen bir subap (2) bulunmaktadir.

Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda, supap (2) hareketini durdurrnayi çevrimler arasi periyodik olarak gerçeklestirerek çevrim atlatma ile motorun etkin strok hacmini kontrol etmeyi de saglayabilecek bir kilit mekanizmasidir.

Claims (1)

ISTEMLER

1. Motorun emme ve egzoz zamanlamasini kontrol eden; yanma odasinin hava yakit karisiminin girisini ve yanmis gazlarin çikisini açip kapatan bir supap (2), krank milinden aldigi hareket ile supabi (2) açilma yönünde iten bir külbütör (3), supabi (2) kapali konumuna itecek sekilde sikistirilmis bir supap yayi (4) içeren ve supabin (2) hareketini devreye alan veya devre disi birakan bir kilit mekanizmasi ile karakterize edilen bir supap kontrol mekanizmasi . Supap (2) ile külbütör (3) arasinda yer alan, supap yayini (4) motor gövdesi ile kendisi arasinda sikistiran ve kilit mekanizmasini içinde barindiran bir ana gövde (5) içerisinde yer alan ve - ana gövde (5) içinde ana gövde (5) boyunca ana gövdeden (5) bagimsiz sekilde hareket edebilen bir kilit gövdesi (6), - kilit gövdesinin (6) üzerinde bir oyuk içerisinde hareket edebilen bir kilitleme elemani (7), - kilitleme elemaninin (7) hareketini kilit gövdesinin (6) merkezi etrafinda dönerek tahrik eden bir itici kam (8), - itici kamin (8) dönme hareketini saglayan kontrol pimlerine (9) sahip bir kilit mekanizmasi içeren istem l,deki gibi bir supap kontrol mekanizmasi (1). . Ana gövde (5) üzerinde bulunan bir yuvaya girmesi ile kilit gövdesi (6) ile ana gövdeyi (5) birbirine baglayan ve birlikte hareket etmelerini saglayan kilitleme elemani (7) ve kontrol pimi (9) içeren istem ?deki gibi bir supap kontrol mekanizmasi (l). . Kilit gövdesi (6) ile ana gövdenin (5) alt yüzeyi arasinda yer alan bir kilit yayi (10) içeren istem ?deki gibi bir supap kontrol mekanizmasi (l). Supap (2) devrede oldugu durumda; itici karni (8) kilitleme yönünde döndüren kilitleme yönündeki kontrol pimi (9), itici karnin (8) itmesiyle ana gövde (5) üzerinde bulunan yuvaya giren kilitleme elemani (7), kilitleme elemaninin yuvaya girmesi ile birbirine baglanan kilit gövdesi (6) ve ana gövde (5) içeren istem ?deki gibi bir supap kontrol mekanizmasi (1). Supap (2) devrede oldugu durumda; supabin (2) açilmasi sirasinda sikisan ve kuvvet kalktiginda supabi (2) kapali pozisyona iten supap yayi (4) içeren istem 5,deki gibi bir supap kontrol mekanizmasi (1). Supap (2) devre disinda oldugu durumda; itici kami (8) serbest birakma yönünde döndüren serbest birakma yönündeki kontrol pimi (9), itici karnin (8) serbest birakmasiyla ana gövde (5) üzerinde bulunan yuvadan kurtulan kilitleme elemani (7) kilitleme elemaninin yuvadan kurtulmasi ile birbirinden ayrilan kilit gövdesi (6) ve ana gövde (5) içeren istem ?deki gibi bir supap kontrol mekanizmasi (l). Supap (2) devre disinda oldugu durumda; kilit mekanizmasinin hareketi sirasinda sikisan kuvvet kalktiginda kilit mekanizmasini eski pozisyonuna iten kilit yayi (10) içeren istem Tdeki gibi bir supap kontrol mekanizmasi (l). Sistemin kilitleme/bosaltma isleminin mekanik, pnömatik, hidrolik, elektrik, manyetik ve kombinasyonlari ile gerçeklestirilebilmesini saglayan bir kilit mekanizmasi ile karakterize edilmis Istem lideki gibi bir supap kontrol mekanizmasi (1). Hidrolik itici ayar mekanizmasi üzerinden tahrik edilen bir subap (2) ile karakterize edilen 1,deki gibi bir supap kontrol mekanizmasi (1). Supap (2) hareketini durdurmayi çevrimler arasi periyodik olarak gerçeklestirerek çevrim atlatma ile motorun etkin strok hacmini kontrol etmeyi de saglayan bir kilit mekanizmasi ile karakterize edilen istem 19deki gibi bir supap kontrol mekanizmasi (1).