новая папка / 4006592

4006592-Desc-ru var ctx = "/emtp"; The translation is almost like a human translation. The translation is understandable and actionable, with all critical information accurately transferred. Most parts of the text are well written using a language consistent with patent literature. The translation is understandable and actionable, with most critical information accurately transferred. Some parts of the text are well written using a language consistent with patent literature. The translation is understandable and actionable to some extent, with some critical information accurately transferred. The translation is not entirely understandable and actionable, with some critical information accurately transferred, but with significant stylistic or grammatical errors. The translation is absolutely not comprehensible or little information is accurately transferred. Please first refresh the page with "CTRL-F5". (Click on the translated text to submit corrections)

Patent Translate Powered by EPO and Google

French

German

  Albanian

Bulgarian

Croatian

Czech

Danish

Dutch

Estonian

Finnish

Greek

Hungarian

Icelandic

Italian

Latvian

Lithuanian

Macedonian

Norwegian

Polish

Portuguese

Romanian

Serbian

Slovak

Slovene

Spanish

Swedish

Turkish

  Chinese

Japanese

Korean

Russian

      PDF (only translation) PDF (original and translation)

Please help us to improve the translation quality. Your opinion on this translation: Human translation

Very good

Good

Acceptable

Rather bad

Very bad

Your reason for this translation: Overall information

Patent search

Patent examination

FAQ Help Legal notice Contact УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ US4006592A[]

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ BACKGROUND OF THE INVENTION Настоящее изобретение относится к устройствам клапанов для управления потоком жидкости и, более конкретно, к устройству с пневматическим открытием и закрытием кулачка, особенно подходящему для управления потоком высокотемпературных жидкостей в поршневых двигателях с возвратно-поступательным движением и устраняющим необходимость в механических пружинах. This invention relates to valve arrangements for controlling the flow of fluids and more particularly to a pneumatically opened-cam closed arrangement, particularly suited for controlling the flow of high temperature fluids of reciprocating piston engines and which obviate the need for mechanical springs. Хотя это изобретение имеет широкий спектр применений, оно особенно полезно для управления потоком высокотемпературных жидкостей в поршневых двигателях, использующих системы внешнего сгорания типа, раскрытого в патенте США Уоррена. № 3 577 729; следовательно, он будет подробно описан в этой связи. While this invention has a wide range of applications, it is especially useful in controlling the flow of high temperature fluids in reciprocating engines employing external combustion systems of the type disclosed in Warren's U.S. Pat. No. 3,577,729; consequently, it will be described in detail in that connection. Загрязнение воздуха стало серьезной проблемой в США и других высокоразвитых странах мира. Существует достаточно доказательств того, что основными источниками этого загрязнения являются автомобили с обычными поршневыми двигателями внутреннего сгорания. Air pollution has become a major problem in the United States and other highly industrialized countries of the world. There is ample evidence that major contributors to this pollution are automobiles employing the conventional internal combustion, reciprocating piston engines. Новый улучшенный двигатель Уоррена U.S. Pat. № 3577729, сохраняя многие из основных конструктивных особенностей обычного двигателя внутреннего сгорания массового производства, обеспечивает большую экономию топлива и демонстрирует существенно более низкий уровень основных загрязнителей (CO, HC, NOx), поскольку в нем используется стабильный, контролируемый, внешний система сгорания. Анализ и расчеты показывают, что самые строгие федеральные требования по выбросам полностью удовлетворяются даже новым высокопроизводительным двигателем и даже транспортным средством массой до 5000 фунтов. The new and improved engine of Warren's U.S. Pat. No. 3,577,729, while retaining many of the basic structural features of the conventional mass produced, internal combustion engine, provides greater fuel economy and exhibits substantially lower level of basic pollutants (CO, HC, NOx) because it employs a stable, controlled, external combustion system. The analysis and calculations show that the most restrictive federal emission requirements are fully met even by a high performance new engine and even in a vehicle weighing up to 5000 pounds. Использование системы внешнего сгорания подвергает, по меньшей мере, часть клапанных средств работе в условиях, отличных от условий работы обычного двигателя, так что некоторые из таких обычных клапанных механизмов могут быть не совсем подходящими для использования с двигателем, таким как описанный в публикации Warren's U.S. Пат. № 3 577 729. Например, типичное устройство клапана кулачково-пружинного типа может быть не совсем удовлетворительным для управления потоком высокотемпературных продуктов сгорания из внешней системы сгорания в цилиндры двигателя для расширения в них для привода поршней хорошо известным способом. The use of an external combustion system subjects at least some of the valve means to operating conditions different from those of the conventional engine so that some of such conventional valve arrangements may not be entirely satisfactory for use with an engine such as that described in Warren's U.S. Pat. No. 3,577,729. For example, the typical cam-spring type valve arrangement may not be entirely satisfactory for controlling the flow of the high temperature combustion products from the external combustion system into the engine cylinders for expansion therein to drive the pistons in well known manner. Известные устройства клапанов обычных двигателей внутреннего сгорания, как правило, относятся к типу клапанов, которые открываются кулачком, преодолевая сопротивление пружины, закрывающей клапан. Для достижения требуемого быстрого закрытия впускного клапана для управления потоком высокотемпературного газа из двигателя с системой внешнего сгорания типа, показанного в патенте США Уоррена. № 3,577,729, для расширительного цилиндра может быть необходимо использовать изготовленную на заказ чрезвычайно прочную клапанную пружину. Использование такой сильной клапанной пружины нежелательно не только потому, что сама пружина более дорогая, но и потому, что она приводит к большим инерциям и большим нагрузкам на весь клапанный механизм. Сочетание этих факторов приводит к увеличению стоимости клапана, а также к общему увеличению стоимости и сложности двигателя. The prior art valve arrangements of the conventional internal combustion engines are typically of the type which are opened by a cam against the resistance of a valve closing spring. In order to achieve the required rapid closing of the inlet valve to control the flow of the high temperature gas from the external combustion system engine of the type shown in Warren's U.S. Pat. No. 3,577,729, to the expansion cylinder it may be necessary to use a custom made, exceedingly strong, valve spring. The use of such a strong valve spring is undesirable not only because the spring itself is more costly, but also because it results in high inertias and in great stress on the entire valve train. The combination of these factors results in increased valve cost, as well as overall increased costs and complexity of the engine. Таким образом, целью настоящего изобретения является создание клапанного устройства для управления потоком высокотемпературных текучих сред, которое преодолевает одну или несколько вышеописанных трудностей. It is an object of this invention, therefore, to provide a valve arrangement for controlling the flow of high temperature fluids which overcomes one or more of the foregoing described difficulties. Другой целью изобретения является создание устройства клапана для управления потоком текучей среды, которое является простым, надежным и недорогим. It is another object of the invention to provide a valve arrangement for controlling the flow of fluids which is simple, reliable and low in cost. Еще одной целью изобретения является создание быстродействующей, недорогой и надежной клапанной системы для управления потоком текучей среды, которая устраняет необходимость в клапанной пружине. It is still another object of the invention to provide a fast acting, low cost, reliable valve arrangement for controlling the flow of fluids which obviates the need for valve spring. Еще одной целью изобретения является создание быстродействующей клапанной системы для двигателя, которая является простой, надежной и недорогой и позволяет упростить конструкцию двигателя и, как следствие, снизить затраты на производство двигателя. It is a further object of the invention to provide a fast acting valve arrangement for an engine which is simple, reliable and of low cost and allows for simplification of the engine design and consequent reduction in engine production costs. Еще одной целью изобретения является создание быстродействующей клапанной конструкции для управления потоком текучей среды, которая включает в себя средства для демпфирования или смягчения силы удара при закрытии клапана. It is a still further object of the invention to provide a fast acting valve arrangement for controlling the flow of fluids which includes means to dampen or cushion the force of impact as the valve is closed. СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ SUMMARY OF THE INVENTION Кратко говоря, в соответствии с одним аспектом изобретения предложено устройство клапана с пневматическим открыванием и закрытием кулачка для управления потоком жидкости из впускного канала в рабочий цилиндр двигателя, имеющий поршень, расположенный в нем с возвратно-поступательным движением. Клапан, имеющий головку и отходящий от нее шток, приводится в открытое положение давлением жидкости, сжатой в цилиндре, за счет запланированного раннего закрытия выпускного клапана, когда поршень приближается к верхней мертвой точке. Скорость и степень открывания клапана под действием давления регулируются положением и формой кулачка, приводимого в движение коленчатым валом, и соответствующей приводной тяги клапана. Приведение клапана в закрытое положение осуществляется в нужный момент дальнейшим действием кулачка. Briefly stated, in accordance with one aspect of the invention, there is provided a pneumatically opened-cam closed valve arrangement for controlling the flow of fluid from an inlet passage to an engine working cylinder having a piston reciprocally positioned therein. A valve having a head and a stem extending therefrom is actuated to its open position by the pressure of the fluid compressed in the cylinder by planned early closing of the discharge valve as the piston approaches top dead center position. The speed and amount of the pressure actuated opening of the valve is controlled by the position and shape of the crankshaft driven cam and associated valve actuating linkage. Actuation of the valve to the closed position is effected at the required time by further action of the cam. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING Единственная ФИГУРА показывает вид в вертикальном разрезе клапанного устройства, которое открывается пневматически и закрывается с помощью кулачка; показаны только те части двигателя, которые имеют отношение к описанию работы клапана. The sole FIGURE shows an elevational sectional view of the valve arrangement which is opened pneumatically and closed by means of a cam; only the parts of the engine which are pertinent in describing the working of the valve are illustrated. ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ DETAILED DESCRIPTION Единственная ФИГУРА чертежа иллюстрирует один вариант осуществления изобретения, встроенный в поршневой двигатель с внешней камерой сгорания, тип которого описан в патенте США Warren U.S. № 3 577 729. Устройство клапана согласно изобретению используется для управления потоком высокотемпературной жидкости из камеры сгорания в расширительный цилиндр поршневого двигателя с возвратно-поступательным движением. Важной особенностью конструкции клапанов по настоящему изобретению является то, что головка клапана перемещается для открытия впускного канала от поршня двигателя, тогда как в обычных конструкциях двигателей внутреннего сгорания головка клапана перемещается к поршню. Это важно, поскольку в двигателе, таком как описанный в патенте США Warren U.S. В патенте № 3577729 зазор между головкой цилиндра и поршнем остается небольшим по соображениям эффективности, так что сбой в кулачковом закрытии выпускного клапана или открытии впускного клапана может привести к очень высокому давлению над поршнем, что может привести к повреждению двигателя. Такое условие невозможно с клапанным устройством по настоящему изобретению, поскольку любое такое повышение давления имеет тенденцию открывать клапан. The sole FIGURE of the drawing illustrates one embodiment of the invention incorporated in an external combustor, reciprocating piston engine of the type described in Warren U.S. Pat. No. 3,577,729. The valve arrangement of the invention is employed to control the flow of the high temperature fluid from the combustor to the expansion cylinder of a reciprocating piston engine. An important feature of the valve arrangement of the present invention is that movement of the valve head to open the inlet passage is away from the engine piston, whereas in the usual internal combustion engine arrangements the valve head moves toward the piston. This is important since in an engine such as that described in Warren U.S. Pat. No. 3,577,729, the cylinder head to piston clearance remains small for reasons of efficiency so that failure in the cam closing of the discharge valve or opening of the inlet valve could result in very high pressure above the piston with possible resulting engine damage. Such a condition is not possible with the valve arrangement of this invention since any such pressure build-up tends to open the valve. Как показано на чертеже, головка 5 цилиндра двигателя снабжена подходящими впускными и выпускными клапанами, обозначенными в целом ссылочными позициями 6 и 7 соответственно, для управления потоком жидкости в расширительный цилиндр и из него поршневого двигателя с возвратно-поступательным движением. Устройство 6 впускного клапана сконструировано в соответствии с настоящим изобретением. Устройство 7 выпускного клапана может быть любого подходящего типа, и показано, что оно открывается кулачком, несмотря на сопротивление закрывающей пружины клапана. As illustrated in the drawing, an engine cylinder head 5 is provided with suitable inlet and discharge valve arrangements, shown generally by reference numerals 6 and 7 respectively, for controlling the flow of fluid into and out of the expansion cylinder of a reciprocating piston engine. The inlet valve arrangement 6 is constructed in accordance with the present invention. Discharge valve arrangement 7 may be of any suitable type and is illustrated as being of the type which is opened by a cam against the resistance of a valve closing spring. Как показано на чертеже, устройство впускного клапана по данному изобретению включает направляющую 10 клапана, проходящую во впускной канал 12, который, в свою очередь, сообщается на одном конце с расширительным цилиндром 14, имеющим поршень 15, расположенный в нем с возвратно-поступательным движением. Другой конец впускного канала 12 сообщается с коллектором 16 внешней камеры сгорания (не показана). As shown in the drawing the inlet valve arrangement of this invention includes a valve guide 10 extending into an inlet passage 12 which in turn communicates at one end with the expansion cylinder 14 having a piston 15 reciprocally disposed therein. The other end of inlet passage 12 communicates with the manifold 16 of the external combustor system (not shown). Корпус 18, имеющий верхнюю часть 19 и юбку 20, окружает внешний конец направляющей 10 клапана и приспособлен для надлежащего крепления к головке 5 цилиндра. Центральное отверстие 21 выполнено в верхней части 19. Юбка 20 образует замкнутую кольцевую полость 22 над внешним концом направляющей 10 клапана. Кольцевая полость 22 снабжена кольцевым каналом 23, сообщающимся с портом 25 через юбку 20 корпуса 18; отверстие 25 приспособлено для соединения с подходящим источником сжатого воздуха, таким как устройство сжатия, которое подает сжатый воздух на впускной конец системы внешнего сгорания. A housing 18 having a top 19 and a skirt 20 surrounds the outer end of the valve guide 10 and is adapted to be suitably secured to cylinder head 5. A central bore 21 is provided in top 19. Skirt 20 defines an enclosed annular cavity 22 above the outer end of valve guide 10. Annular cavity 22 is provided with an annular channel 23 which communicates with a port 25 through the skirt 20 of housing 18; port 25 being adapted to be connected to a suitable source of compressed air, such as the compression means which supplies compressed air to the inlet end of the external combustion system. Клапан 28 имеет головку 30, приспособленную для сопряжения с седлом 32 клапана впускного канала 12. От головки 30 отходит шток 34 клапана, который проходит через направляющую 10 клапана и через центральное отверстие 21 в верхней части 19 корпуса 18. Стержень клапана 34 прикреплен к кольцевому пластинчатому элементу 36, диаметр которого немного меньше диаметра кольцевой полости 22, так что он образует небольшой кольцевой проход 38. Пластинчатый элемент 36 также образует небольшое пространство между ним и внешним концом направляющей 10 клапана. Подходящие уплотнительные кольца 39 также закреплены на штоке 34 клапана в его области, расположенной в верхней части 19 корпуса 18. A valve 28 has a head 30 arranged to mate with a valve seat 32 of inlet passage 12. Extending from the head 30 is a valve stem 34 which passes through valve guide 10 and through the central bore 21 in the top 19 of housing 18. Valve stem 34 has secured thereto an annular plate member 36 the diameter of which is slightly smaller than that of annular cavity 22 so that it defines a small annular passage 38. Plate member 36 also defines a small space between it and the outer end of the valve guide 10. Suitable seal rings 39 are also carried by the valve stem 34 at the region thereof which is disposed in the top 19 of housing 18. В соответствии с этим изобретением предусмотрены средства для приведения в действие клапана 28 между его открытым и закрытым положениями для управления потоком текучей среды через впускной канал 12 простым и надежным способом и в соответствии с рабочими требованиями двигателя. Клапан закрывается толкателем кулачка 43, установленным на высокой стороне кулачка 44, установленного на шарнире 45, который прикреплен к элементу внутри корпуса 47. Кулачок 44 предпочтительно приводится в движение с частотой вращения коленчатого вала. Пружина 48 прижимает толкатель 43 кулачка к кулачку 44 и предотвращает вибрацию. В заданное время толкатель кулачка перемещается к нижней стороне кулачка 44, позволяя клапану 28 переместиться в открытое положение за счет силы, действующей на головку клапана 30 со стороны сжатой жидкости в цилиндре 14, когда поршень приближается к его верхней мертвой точке. должность; выпускной клапан был закрыт в надлежащее время в предыдущий раз. Геометрия поверхности кулачка также эффективно контролирует скорость открытия клапана. Чтобы гарантировать открытие клапана 28 при любых условиях, таких как, например, очень низкое давление, на верхней части поршня 15 может быть предусмотрен выступ 50, который будет контактировать с головкой клапана 30 в положении верхней мертвой точки поршня, заставляя клапан открываться. In accordance with this invention, means are provided to actuate valve 28 between its open and closed positions to control the flow of fluid through inlet passage 12 in a simple and reliable manner and in accordance with the operating requirements of the engine. The valve is closed by the cam follower 43 riding on the high side of cam 44, mounted on the pivot 45 which is secured to a member inside the housing 47. Cam 44 is preferably driven at crankshaft speed. A spring 48 biases the cam follower 43 against the cam 44 and prevents chatter. At the predetermined time the cam follower moves to the low side of cam 44 allowing the valve 28 to be moved to the open position by the force exerted on the valve head 30 by the compressed fluid in cylinder 14 as the piston approaches it top dead center position; the discharge valve having been closed at a proper previous time. The geometry of the cam surface is also effective in controlling the rate of opening of the valve. To assure opening of the valve 28 under all conditions, such as for example very low pressure, a projection 50 may be provided on the top of piston 15 which would contact valve head 30 at the top dead center piston position urging the valve open. Работу клапана лучше всего объяснить, проследив последовательно этапы работы, начиная с момента, когда клапан 28 находится в закрытом положении; головка 30 упирается в седло клапана 32, закрывая впускной канал 12. Поршень 15 движется вверх в расширительном цилиндре 14, сжимая газы над ним. По мере приближения поршня 15 к верхней мертвой точке (предварительно выпускной клапан был закрыт) газы, сжимаемые над поршнем, оказывают возрастающее давление на нижнюю поверхность головки 30 клапана. В то же самое время кулачковый толкатель 43 затем перемещается к нижней стороне кулачка 44 и позволяет толкать шток 34 клапана вверх в открытое положение. Если шток 34 клапана заедает, выступ 50 на верхней части поршня, расположенный непосредственно под головкой 30 клапана, подталкивает его вверх. Поскольку поршень 15 в момент удара непосредственно перед тем, как он изменит свое движение, перемещается чрезвычайно медленно, удар вызывает незначительный уровень шума и износа. Кроме того, такое воздействие возникает только при самых экстремальных условиях эксплуатации, таких как, например, низкое давление. The operation of the valve is best explained by following in sequence the operational steps beginning at the time when the valve 28 is in the closed position; the head 30 rests against valve seat 32 closing the inlet passage 12. The piston 15 moves upward in the expansion cylinder 14 compressing the gases above it. As piston 15 approaches the top dead center position (the discharge valve will have been closed previously), the gases being compressed above the piston exert an increasing pressure on the bottom surface of the valve head 30. At this same time cam follower 43 then moves to the low side of cam 44 and allows the valve stem 34 to be pushed upward to the open position. If the valve stem 34 sticks, the projection 50 on the top of the piston located directly underneath of the valve head 30 urges it upward. Since the piston 15 at the moment of impact immediately before it reverses its motion is traveling extremely slowly, the impact causes a negligible amount of noise and wear. Furthermore, such impact occurs only under most extreme operating conditions, such as, for example, low pressure. Как только головка 30 клапана отходит от седла 32, давление в пространствах над и под клапаном быстро выравнивается. Таким образом, только неуравновешенное давление, действующее на нижнюю часть штока, ускоряет движение клапана вверх. Площадь поперечного сечения штока 34 должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить надлежащее ускорение клапана вверх при расчетной частоте вращения двигателя. Just as soon as valve head 30 moves away from seat 32 the pressure in the spaces above and below the valve quickly equalize. Thus, it is only the unbalanced pressure acting on the bottom of the stem area which acts to accelerate the valve upward. The cross section area of stem 34 must be made large enough to provide for the proper upward acceleration of the valve for the design speed of the engine. Чтобы способствовать охлаждению клапана, холодный сжатый воздух из такого источника, как цилиндр сжатия (не показан), нагнетается через порт 25 и кольцевой канал 23 в кольцевую полость 22. Оттуда воздух направляется вниз между направляющей клапана 10 и штоком клапана 34. Холодный сжатый воздух находится под более высоким давлением, чем газы сгорания; следовательно, он не только охлаждает клапан, когда течет вниз по штоку 34, но также удерживает горячие газы сгорания на расстоянии от головки 30 и предотвращает их попадание в пространство между штоком 34 клапана и направляющей 10 клапана. Если необходимо, для применения при очень высоких температурах клапан 28 может быть охлаждаемого типа, в котором некоторое количество подходящего материала, такого как натрий, содержится в полом штоке клапана. To assist in cooling the valve, cool compressed air from a source such as the compression cylinder (not shown) is forced through port 25 and annular channel 23 into the annular cavity 22. From there the air is directed downward between the valve guide 10 and the valve stem 34. The cool compressed air is at a higher pressure than that of the combustion gases; consequently, it not only cools the valve as it flows downward along the stem 34 but it also keeps the hot combustion gases away from the head 30 and prevents their entry into space between the valve stem 34 and the valve guide 10. If necessary, for extremely high temperature applications valve 28 may be of the cooled type wherein a quantity of, a suitable material, such as Sodium, is contained in a hollow valve stem. Направляющая 10 клапана также охлаждается за счет циркулирующей охлаждающей жидкости в каналах охлаждающей жидкости и нагнетания ее под давлением через небольшие отверстия в стенке рубашки 70 в область, примыкающую снаружи к направляющей 10 клапана. Возникающая в результате турбулентность обеспечивает лучшую теплопередачу между направляющей 10 клапана и охлаждающей жидкостью. The valve guide 10 is also cooled by circulating cooling fluid in the coolant passages and forcing it under pressure through small apertures in the jacket wall 70 into the region adjacent the outside of the valve guide 10. The resulting turbulance provides for a better heat transfer between the valve guide 10 and the cooling fluid. Другим преимуществом клапанного устройства по данному изобретению является то, что его чрезвычайно малый вес и, следовательно, низкая инерция, вместе с простотой его исполнительного механизма, могут обеспечивать так называемую работу «толкателя» от общего нижнего кулачкового вала, расположенного в «центр V» на V-образном двигателе, а не показанный более дорогой верхний распределительный вал. Another advantage of the valve arrangement of this invention is that its extremely low weight and hence low inertia, together with the simplicity of it actuating mechanism may permit a so-called "push-rod" operation from a common lower positioned cam shaft disposed in the "center of the V" on a V-engine rather than the more costly overhead cam-shaft illustrated. Хотя в качестве иллюстрации был показан и описан только предпочтительный вариант осуществления изобретения, специалистам в данной области техники будет понятно множество модификаций и изменений. Таким образом, следует понимать, что прилагаемая формула изобретения предназначена для охвата всех таких модификаций и изменений, которые соответствуют истинной сущности и объему изобретения. While only a preferred embodiment of the invention has been shown and described by way of illustration, many modifications and changes will occur to those skilled in the art. It is, therefore, to be understood that the appended claims are intended to cover all such modifications and changes as fall within the true spirit and scope of the invention.

Please, introduce the following text in the box below Correction Editorclose Original text: English Translation: Russian

Select words from original text Provide better translation for these words

Correct the proposed translation (optional) SubmitCancel