带有冷却路径的套筒阀组件制造技术

一种套筒阀组件。这种套筒阀组件包括阀座、套筒阀和油路界定件。套筒阀包括带有腔的末端。该末端当套筒阀位于关闭位置时与阀座接触。油路界定件包括入口、出口和多个冷却通道。套筒阀的凸缘可滑动地与油路界定件接触，使得流入入口并通过冷却通道的冷却流体在从出口流出之前先进入腔内。

【技术实现步骤摘要】
带有冷却路径的套筒阀组件优先权要求本申请根据35U.S.C.§ 119(e)要求于2009年2月24日提交的申请号为61/155，010，题为套筒阀组件的美国临时申请的优先权，该美国临时申请的整体通过引用并入本申请。背景内燃机包括安装在气缸内的活塞与气缸壁之间，并在那里旋转和/或滑动。套筒阀独立于活塞运动，使得该阀内的开口在燃烧的适当阶段与气缸内的入口和出口对齐。这种套筒阀的一个例子在于转让给克利维斯引擎公司的编号7，559，298，题为“内燃机”的美国专利中，该美国专利的整体通过引用并入本申请。图9示出了常见的环状套筒阀组件20的一部分的横截面图。该套筒阀组件20包括套筒阀22、油路界定件24环境和阀座36。该套筒阀22具有末端18，该末端18具有端面14、内表面21和外表面23。油路界定件16包括进油口 28、冷却通道30、以及出油口 32。图9示出了处于关闭位置的套筒阀22，此时端面14与阀座36接触。套筒阀22在阀密封物上方于打开位置与关闭位置之间切换。在密封物26的一侧为歧管气，在一侧进气或在另一侧排气(通过口 34)，密封物26的另一侧是油路界定件16中的冷却/润滑油路27。气缸(未示出)中的燃烧气体将套筒阀22的内表面21加热，并且，间接地，将套筒阀22的外表面23上的油密封物加热。在这个实施例中，在冷却通道30中运动的冷却剂与套筒阀22的外表面23之间的距离至少为tl。距离tl 一般为离套筒阀22的外表面23几个毫米。常见套筒阀通常是用钢制成的。在套筒阀22为钢的例子中，很难在引擎工作时对套筒阀22的端面14进行有效的冷却。套筒阀设计需要更有效的冷却系统。总结此项技术的一个方面是提供具有改进的冷却特性的套筒阀组件。提供一种允许冷却流体在靠近套筒阀的尖端处循环的套筒阀组件是一种最大化该组件的冷却效率的方式。在一个实施例中，该套筒阀组件包括套筒阀，该套筒阀带有位于该阀末端的凹腔。在另一实施例中，该套筒阀组件包括具有套筒阀，该套筒阀具有与在该套筒阀的外表面形成的冷却槽结合的高热传导特性。在另一实施例中，套筒阀组件包括部分地被热传导介质填充的中空套筒阀。带有位于尖端的凹腔的套筒阀允许在油路界定件中循环的冷却流体在靠近该套筒阀的最热部分的距离内运动。在运行中，在气缸内产生的热量加热套筒阀的内表面。气缸内最高的温度在于套筒阀的末端，使得该末端成为该阀的最热部分。套筒阀尖端的腔允许冷却流体喷洒阀尖端的内表面。于是，冷却流体仅被阀自身的厚度与阀的最热表面隔开。填充有热传导介质的中空套筒阀提供了高性能引擎可能会需要的额外冷却。在一个实施例中，套筒阀中的腔部分地被钠填充。当钠接收到(从气缸)经套筒阀内壁传导的热量，钠会溶解并开始在腔内搅动。液态钠从套筒阀的内壁吸收热量。油路界定件使冷却流体沿套筒阀的内壁循环。沿套筒阀外壁流动的冷却流体从套筒阀的外壁吸收热量。其还将热量传导至油路界定件。具有高热传导特性的套筒阀提供了更高的热通量来从套筒阀的热端吸收热量。在一个实施例中，套筒阀可以包括铝制套筒阀。铝具有高导热性因此能够比，例如，钢，散热更快。为了降低铝制套筒阀的重量并增加用于冷却的表面积，在套筒阀的外表面形成轴向槽。油路界定件将冷却流体通过这些槽循环。此项技术的一个实施例是延长套筒阀的寿命。在一个实施例中，加固的插入物置于套筒阀上方。作为替代方式，涂层置于套筒阀的尖端上方。该插入物或涂层优选地具有比套筒阀材料本身更高的硬度。该插入物和/或涂层可以防止或减缓套筒阀的耗损。插入物可以包括冲击吸收特性来将接收自阀座的冲力分摊到更大的表面积上。提供上述总结来以简要方式介绍概念的选择，其将在下面的详细说明中进一步说明。上述总结并非为确定所要求的主体的关键特性或必要特性，或为作为确定所要求的主体的范围时的帮助。附图的简要说明图1为套筒阀组件的剖面等距视图，其中套筒阀示为处于关闭位置。图2为图1中所示的套筒阀组件的剖面等距视图，其中套筒阀示为处于关闭位置。图3为油路界定件的剖面等距视图。图4为套筒阀组件的另一实施例的侧截面图。图5为图1中所示的套筒阀组件的侧截面图，提供了套筒阀的末端的额外细节。图6为图5中的套筒阀组件的侧截面图，但其中的套筒阀示为处于打开位置。图7为套筒阀组件的另一实施例的侧截面图，将套筒阀示为处于关闭位置。图8为套筒阀组件的另一实施例的侧截面图，套筒阀示为处于打开位置。图9为根据现有技术的套筒阀组件的侧截面图，将套筒阀示为处于关闭位置。图10为图7中所示的套筒阀的侧截面图，其具有位于该套筒阀末端的插入物的另一实施例。图11为图7中所示的套筒阀的侧截面图，其具有位于该套筒阀末端的插入物的另一实施例。图12为图7中所示的套筒阀的侧截面图，其具有覆盖该套筒阀末端的涂层。图13为图7中所示的套筒阀的侧截面图，其具有位于该套筒阀末端的插入物的另一实施例。图14为图7中所示的套筒阀的侧截面图，其具有位于该套筒末端的插入物的又一实施例。详细说明将参照图1-8和10-14来介绍此项技术。图1示出了套筒阀组件100。套筒阀组件100包括套筒阀102、中央连接件104和油路界定件106。在图1中，套筒阀102示为处于关闭状态，此时套筒阀102的端面110与阀座116接触。套筒阀102包括套筒部分103、端面110和凸缘112。套筒部分103包括内表面103A和外表面103B。套筒部分103的形状为圆柱形，具有外径0D1、内径IDl和轴向中线C-C0套筒部分103的厚度或宽度t2因此是外径ODl和内径IDl的距离的一半。在图1的实施例中，套筒部分103包括末端108(也称为“顶端”或“尖端”)，其过渡到端面110和凸缘112。如将更详细介绍的，端面110与阀座116在套筒阀102处于关闭位置时形成密封。凸缘112从端面110向后延伸出距离dl，并包括内表面115和外表面117。在套筒部分103与凸缘112之间的套筒阀尖端内形成腔114。具体地，腔114由套筒部分103的外表面103B、套筒阀尖端的内壁119(见图4和图5)与凸缘112的内表面115之间的区域界定。图1示出了套筒部分103的厚度略小于套筒尖端和凸缘112的厚度。套筒部分103、套筒尖端与凸缘112具有统一的宽度，或者凸缘112可以壁套筒部分103更薄，都在此项技术的范围之内。中央连接件104为环形，具有外部105和内部107。中央连接件104包括火花塞套筒(未示出)，火花塞可以通过该火花塞套筒插入。中央连接件104进一步界定了阀座116。入口或出口 10(图4所示)界定在一侧上的中央连接件104与另一侧上的气缸体(未示出)之间。油路界定件106提供了套筒阀组件100的两个主要功能:它界定了用于通过该组件循环冷却流体(例如，油)的冷却流体路径，它作为套筒部分103和凸缘112的导引。油路界定件106中的冷却流体路径由入口 120、圆周槽126、轴向槽128、采集器170和出口122。入口 120允许冷却流体进入油路界定件106并向套筒部分103的外表面103B运动。冷却流体离开口 122并进入采集器170。圆周槽126允许冷却流体沿套筒部分103的外表面103B分布在套筒部分103的周围。在第一导向环138中提供轴向槽128。槽128提供从圆周槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃机的套筒阀组件，包括：圆柱形套筒阀，至少部分界定所述内燃机的燃烧室；所述圆柱形套筒阀能够沿中轴在关闭位置和打开位置往复运动，所述圆柱形套筒阀包括当所述圆柱形套筒阀位于所述关闭位置时被压抵于阀座以密封口的末端；以及多个槽，围绕并靠近所述圆柱形套筒阀以至于用于流体的流体路径经过入口、通过所述多个槽，以及经过出口。

【技术特征摘要】
2009.02.24 US 61/155,010;2010.02.22 US 12/710,2481.一种用于内燃机的套筒阀组件，包括: 圆柱形套筒阀，至少部分界定所述内燃机的燃烧室；所述圆柱形套筒阀能够沿中轴在关闭位置和打开位置往复运动，所述圆柱形套筒阀包括当所述圆柱形套筒阀位于所述关闭位置时被压抵于阀座以密封口的末端；以及 多个槽，围绕并靠近所述圆柱形套筒阀以至于用于流体的流体路径经过入口、通过所述多个槽，以及经过出口。2.如权利要求1所述的套筒阀组件，其特征在于:其中所述多个槽定位为沿平行于所述中轴的轴，所述套筒阀沿所述中轴往复运动。3.如权利要求1所述的套筒阀组件，其特征在于:其中所述多个槽定位为沿与所述中轴成倾斜角的轴，所述套筒阀沿所述中轴往复运动。4.如权利要求1至3中任意一项所述的套筒阀组件，其特征在于:进一步包括圆柱形流体路径界定件，其至少部分地围绕所述圆柱形套筒阀，所述流体路径界定件包括所述入口和所述出口，所述多个槽形成于所述圆柱形套筒阀的外表面和所述圆柱形流体路径界定件之间。5.如权利要求1至4中任意一项所述的套筒阀组件，其特征在于:还包括圆柱形导向环，置于所述入口与出口之间，所述导向环包括所述多个槽。6.如权利要求5所述的套筒阀组件，其特征在于:其中所述导向环包括第一导向环，所述流体路径界定件进一步包括第二导向环，所述凸缘的一个部分靠近所述第二导向环滑动，所述套筒阀的部分被在靠近所述第一导向环滑动的所述凸缘围绕。7.如权利要求6所述的套筒阀组件，其中所述套筒阀包括自所述套筒阀的端部径向向外间隔并围绕所述端部的凸缘，所述凸缘和所述端部界定了靠近所述末端尖端的腔，所述流体流路径包括所述腔以从所述末端尖端吸收热量。8.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·M·克利维斯，
申请(专利权)人：品纳科动力有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US