[发明专利]用于内燃机的气体交换阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于大型二冲程柴油发动机的排气阀顶部促动器的可自调节阻尼器。

背景技术

在十字头式的大型二冲程柴油发动机中，排气阀也相应地较大，对于一些发动机，高达约2米。在这种大型结构中，材料温度的影响对结构尺寸具有很大的作用，其可能影响结构的功能。因此，排气阀的阀轴和阀外壳的温度对阀轴长度具有影响。阀轴长度进而对阀的工作精度具有影响。排气阀配备有在关闭排气阀时抑制（damp）阀轴的最后行程的装置，这样的装置通常被配置在阀轴顶部。设置这些阻尼装置的目的是，避免或减小由于设置在轴顶部上和外壳上的止动表面的邻接（abutment）以及同样由于阀和阀座之间的邻接而产生的磨损和噪音。如果阀轴由于与温度有关的膨胀而变得太长，则存在阀不会与阀座紧密配合的风险，导致燃烧腔泄漏。而且，阀杆的顶部可能猛击阀杆孔的顶部，引起增加磨损和噪音的问题。如果阀太短，对关闭阀的抑制不会起正确作用，且对阀和阀座的磨损将增加，且锤击将产生噪音问题。

由于例如发动机负载状态的不同，并且特别是在启动时，发动机的温度产生变化，其中，发动机从冷的状态逐渐达到工作温度。

由于该发动机中的温度差异，排气阀轴膨胀和收缩，并以不同于其中安装有该轴的外壳的比率而膨胀和收缩。发动机越大，排气阀越大，并且阀轴变得越大。因此，阀轴的膨胀和收缩也较大，并可对排气阀的工作状态产生冲击，如上文所解释。排气阀轴的长度适合于发动机的主要工作状态。在大发动机中，因此或者必须接受在特定的发动机工作状态（温度）期间排气阀以低于最佳的方式工作，或者可采取特定措施用于补偿轴的长度差异。这些措施通常采取配置在阀杆接头中的，或与阀关闭阻尼（制动）机构连接的复杂系统的形式，所述阀关闭阻尼（制动）机构通常被配置在阀轴的顶部。这些机构通常结构复杂，其使用球阀和折箱，所述球阀和折箱可能容易损坏，且要求较短间隔的维护，且要求需要分离的源的带有不同压力的压力腔。在本领域中也已知用于调节杆长度的各种弹簧机构。这些机构在没有有效控制的情况下是不可调节的。从US20060283411、FR2674570中已知各示例，且DE19529155、US20060283411公开了根据权利要求1的前序部分的气体交换阀。

发明内容

在这一背景下，本发明的目的是，提供一种具有可自动和被动调节总长度的轴的排气阀。本发明另外的目的是，提供一种简单的、几乎不需维护的用于自动和被动调节阀杆长度的机构。

通过提供用于内燃机的气体交换阀实现该目的，所述气体交换阀包括：

-轴孔，

-容纳在所述轴孔中的阀轴，

-阻尼腔，和

-配置在所述轴孔的上部中的可变体积阀动腔，

所述阀轴包括：

-设置有阻尼装置的上端，该阻尼装置适合于与所述阻尼腔配合，用于在关闭排气阀时抑制阀轴的运动，

-纵轴，和

-设置在所述上端处的补偿部件，所述补偿部件可沿着纵轴在压缩位置和伸长位置之间滑动；和

-弹簧，其使所述补偿部件朝所述伸长位置偏置；

其中，在所述轴的上部中设置补偿腔，所述补偿腔与可变体积阀动腔永久地流体连通，所述可变体积阀动腔通过穿过补偿部件的上表面形成的孔被配置在所述轴孔的上部中。

有利地，这样的气体交换阀可以是排气阀。而且，这样的气体交换阀可以特别地用于低速运行的十字头式大型二冲程单流柴油发动机。

在一个实施例中，所述补偿腔具有最大体积，所述孔具有尺寸和形状，且所述弹簧在补偿部件上施加预定的向上力，且其中，所述补偿腔的体积、所述孔的形状和尺寸和所述弹簧的向上力适于提供所述阻尼装置的紧密配合，其适于与所述阻尼腔配合，以响应气体交换阀的温度变化。

在另一实施例中，所述补偿腔被至少配置在所述补偿部件和所述轴的上端之间。

在另一实施例中，所述补偿部件被容纳在第一孔中，该第一孔设置于上端中，并且所述补偿部件朝着轴的上端打开。

在另一实施例中，所述补偿腔至少部分地被配置在所述补偿部件内。

在另一实施例中，所述补偿腔包括：由形成于所述补偿部件中的孔形成的部分，和形成于所述补偿部件和轴中的孔之间的体积。

在另一实施例中，在补偿部件中的所述补偿腔的部分包括第一孔部分和第二孔部分，第一孔部分具有比第二孔部分更大的横截面积。

在另一实施例中，弹簧被配置在第一孔部分中。

在任一上述的实施例中，所述补偿腔还可包括形成于轴中的第二孔，第二孔与所述轴的第一孔流体连通。