FI124085B

FI124085B - Multi-cylinder piston engine

Info

Publication number: FI124085B
Application number: FI20115471A
Authority: FI
Inventors: Magnus Sundsten
Original assignee: Wärtsilä Finland Oy
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2014-03-14
Also published as: FI20115471A0; FI20115471L; EP2710253B1; CN103534478B; WO2012156584A1; JP5926372B2; JP2014513775A; CN103534478A; FI20115471A; EP2710253A1; KR20140045404A; KR101729371B1

Description

Monisylinterinen mäntämoottori Keksinnön tekniikan alaTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaista monisylin-teristä mäntämoottoria. Moottori käsittää käynnistysjärjestelyn ja vähintään yhden nok-5 kakäyttöisen venttiilinnostimen moottorin jokaista sylinteriä kohti, venttiilinnostimen ollessa jäljestetty avaamaan kaasunvaihtoventtiili.The present invention relates to a multi-cylinder piston engine according to the preamble of claim 1. The engine comprises a starting arrangement and at least one Nok-5 double-acting valve lifter for each cylinder of the motor, the valve lifter being provided to open the gas exchange valve.

Keksinnön taustaBackground of the Invention

Suuret polttomoottorit, joita käytetään esimerkiksi pää- tai apumoottoreina laivoissa tai 10 sähkön ja/tai lämmön tuottamiseen voimalaitoksissa, käynnistetään yleensä käyttämällä paineilmaa, jota ruiskutetaan peräkkäin moottorin sylintereihin kampiakselin pyörittämiseksi. Käynnistysilman kulutuksen minimointi on toivottavaa, jotta säästetään energiaa ja käynnistysilman varastointiin tarvittavaa tilaa, ja tämän vuoksi tarvitaan ilman-ruiskutuksen ajoituksen tarkkaa ohjausta.Large internal combustion engines, used, for example, as main or auxiliary engines in ships or for generating electricity and / or heat in power plants, are generally started using compressed air that is injected sequentially into the engine cylinders to rotate the crankshaft. Minimizing start-up air consumption is desirable in order to save energy and space needed for storing start-up air, and therefore requires precise control of air-injection timing.

1515

Patenttihakemus WO 2007/003693 AI tuo esiin monisylinterisen mäntämoottorin käynnistysjärjestelmän. Putkijäijestelmä liittää paineväliainelähteen moottorin kuhunkin sylinteriin. Kukin sylinteri on varustettu käynnistysilmaventtiilillä paineväliaineen tuomiseksi sylintereihin. Kutakin käynnistysventtiiliä ohjaa ohjausventtiili. Käynnistysjär-20 jestelmä on varustettu ajoituslaitteilla, jotka käsittävät moottorin pyörivän osan kanssa mekaanisessa yhteydessä olevan ohjausosan. Tämänkaltainen käynnistysjärjestely takaa ilmanruiskutuksen tarkan ajoituksen, mutta haittana on se, että ohjausilma on tuotava o kuhunkin ohjausventtiiliin erillisessä ohjausilmaputkessa. Eri sylinterimäärän käsittävil- ώ le moottoreille täytyy myös suunnitella erilaisia ajoituslaitteita.WO 2007/003693 A1 discloses a multi-cylinder piston engine starter system. The tubing system connects the pressure medium source to each cylinder of the engine. Each cylinder is provided with a starter air valve to introduce pressure medium into the cylinders. Each start valve is controlled by a control valve. The starter system 20 is provided with timing devices comprising a control member which is mechanically connected to the rotating part of the engine. This type of start-up arrangement ensures accurate timing of the air injection, but the drawback is that the control air must be supplied o to each control valve in a separate control air pipe. Different timing devices also need to be designed for engines with different number of cylinders.

m 25m 25

C\JC \ J

XX

£ Keksinnön yhteenveto ^ Esillä olevan keksinnön tavoitteena on aikaansaada parannettu monisylinterinen män- m tämoottori, jossa on käynnistysjärjestely. Patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosa luon- δ ^ nehtii esillä olevan keksinnön mukaista moottoria.Summary of the Invention It is an object of the present invention to provide an improved multi-cylinder piston engine having a starter arrangement. The characterizing part of claim 1 characterizes the engine of the present invention.

30 230 2

Esillä olevan keksinnön mukaisesti monisylinterinen mäntämoottori käsittää vähintään yhden nokkakäyttöisen venttiilinnostimen moottorin kutakin sylinteriä kohti, venttiilin-nostimen ollessa järjestetty avaamaan kaasunvaihtoventtiili. Käynnistysjärjestely käsittää paineväliainelähteen, vähintään yhden käynnistysventtiilin paineväliaineen tuomi-5 seksi moottorin sylinteriin, välineet paineväliainelähteen liittämiseksi käynnistysventtii-leihin ja ohjausventtiilin moottorin kutakin käynnistysventtiilillä varustettua sylinteriä kohti käynnistysventtiilin toiminnan ohjaamiseksi. Kukin ohjaus venttiili on järjestetty käytettäväksi vastaavan sylinterin kaasunvaihtonokan avulla.In accordance with the present invention, a multi-cylinder piston engine comprises at least one cam-driven valve lifter motor per cylinder, the valve lifter being arranged to open a gas exchange valve. The starter arrangement comprises a pressure medium source, at least one starter valve for introducing pressure medium into the engine cylinder, means for connecting the pressure medium source to the starter valves, and a control valve motor for each cylinder provided with the starter valve to control operation of the starter valve. Each control valve is arranged to be actuated by a gas exchange nozzle of the respective cylinder.

10 Keksinnöllä on useita etuja. Koska kaasunvaihtonokat ohjaavat käynnisty s venttiilejä, erillistä käynnistysnokkaa ei tarvita. Identtisiä nokkia voidaan käyttää moottorin sylinte-rimäärästä riippumatta, eikä eri sylinterimäärän käsittäville moottoreille tarvitse suunnitella erilaisia käynnistysnokkia. Käynnistysilmaa voidaan jakaa sylintereihin yksittäisessä käynnistysilmakanavassa sen sijaan, että kullekin sylinterille on erilliset kanavat.The invention has several advantages. Because the gas exchange cams control the actuation valves, no separate actuating cam is required. Identical cams can be used regardless of the number of cylinders in the engine, and there is no need to design different starter cams for engines with different number of cylinders. Starting air can be divided into cylinders in a single starting air duct instead of having separate ducts for each cylinder.

15 Tämä säästää sekä tilaa että materiaalia. Keksintö mahdollistaa myös käynnistysilman ruiskutuksen luotettavan ja tarkan ohjauksen.15 This saves both space and material. The invention also enables reliable and accurate control of the injection air.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti kukin ohjausventtiiliä käyttävä kaasun-vaihtonokka käsittää osan, joka on järjestetty nokan perusympyrän alapuolelle ohjaus- 20 venttiilin käyttämiseksi. Yksinkertainen ja luotettava ohjausmekanismi voidaan saavuttaa, kun ohjausventtiiliä käytetään kaasunvaihtonokan osan avulla, joka on nokan perusympyrän alapuolella. Identtisiä nokkia voidaan käyttää eri sylinterimäärän käsittäville moottoreille, eikä käynnistysilman ruiskutuksen ajoitukseen tarvita erillistä säätöä.According to one embodiment of the invention, each gas changeover cam using a control valve comprises a part arranged below the base circle of the cam to actuate the control valve. A simple and reliable control mechanism can be achieved when the control valve is actuated by a portion of the gas exchange cam located below the base of the cam. Identical cams can be used for engines with different number of cylinders, and no separate adjustment is required for the timing of the injection air.

c\j 0 25 Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti kukin ohjaus venttiili on virtausyhteydessä co paineväliainelähteeseen ja vastaavaan käynnistysventtiiliin ohjausilmakanavan välityk- i LO sellä.According to an embodiment of the invention, each control valve is in fluid communication with the pressure medium source and the corresponding actuator valve via the control air duct LO.

C\JC \ J

cccc

CLCL

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti ohjaus venttiili on järjestetty sallimaan ^ 30 paineväliainevirtaus käynnistysventtiiliin käynnistysventtiilin avaamiseksi, kun venttii- ^ linnostin on kytkeytyneenä kaasunvaihtonokan osaan, joka on nokan perusympyrän 00 alapuolella.According to one embodiment of the invention, the control valve is arranged to allow a flow of pressure medium to the actuator valve to open the actuator valve when the valve lifter is coupled to a portion of the gas exchange cam below the base cam 00.

33

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti kukin ohjausventtiili käsittää venttiilieli-men, jota voidaan liikuttaa venttiilinnostimen avulla.According to one embodiment of the invention, each control valve comprises a valve member which can be moved by means of a valve lifter.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti venttiilinnostin käsittää painimen, joka 5 työntää venttiilielintä kaasunvaihtonokkaa kohti, kun venttiilinnostin on kytkeytyneenä kaasunvaihtonokan osaan, joka on nokan perusympyrän alapuolella.According to one embodiment of the invention, the valve lifter comprises a ram which pushes the valve member toward the gas exchange cam when the valve lifter is engaged to a portion of the gas exchange cam below the base cam.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti venttiilielintä työnnetään venttiilinnostinta kohti paineväliaineen paineen avulla.According to one embodiment of the invention, the valve member is pushed towards the valve lifter by the pressure of the pressure medium.

1010

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti kaasunvaihtonokka on imunokka. Käynnisty siiman ruiskutus käynnistetään lähellä yläkuolokohtaa ja lopetetaan lähellä kampi-kulmaa, jossa pakoventtiili aukeaa. Käytettäessä imunokkaa käynnistysventtiilin ohjaamiseen se nokan osa, joka on perusympyrän alapuolella, on etäällä nokan kärjestä. Pe-15 rusympyrän alapuolella olevan osan muoto ei näin ollen ole riippuvainen kärjen muodosta. Jos perusympyrän alapuolella oleva osa on lähellä nokan kärkeä, perusympyrän alapuolella olevan osan muodolle voi olla joitakin rajoituksia.According to one embodiment of the invention, the gas exchange cam is immunocompromised. Started line spraying is initiated near the top dead center and terminates near the crank angle where the exhaust valve opens. When using the suction cup to control the actuator valve, the portion of the beak below the base circle is far from the tip of the beak. The shape of the part below the Pe-15 circle is therefore not dependent on the shape of the tip. If the part below the base circle is near the tip of the cam, there may be some restrictions on the shape of the part below the base circle.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti kukin imunokka käsittää toisen osan, joka 20 on järjestetty nokan perusympyrän alapuolelle säädettävän imuventtiilin sulkeutumis-toiminnan ohjaamiseksi, ja osa, joka on järjestetty nokan perusympyrän alapuolelle, on järjestetty myös mainitun toisen osan alapuolelle.According to one embodiment of the invention, each suction cup comprises a second portion 20 arranged below the base of the cam to control the closing action of the adjustable suction valve, and a portion arranged below the base of the cam is also arranged below said second portion.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti kaasunvaihtonokka on pakonokka. Kun c\j o 25 ohjausventtiilejä käytetään pakonokkien avulla, keksintöä voidaan käyttää jopa kaksi- co tahtimoottoreissa, joissa on nokkakäyttöisiä pakoventtiilejä.According to one embodiment of the invention, the gas exchange cam is an exhaust manifold. When the c / o 25 control valves are operated by means of exhaust manifolds, the invention can be used for up to 2-stroke engines with cam-operated exhaust valves.

i m c\j x Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti kaksitahtimoottorissa vähintään kolme ccAccording to an embodiment of the invention, the two-stroke engine has at least three cc

CLCL

moottorin sylinteriä on varustettu käynnisty s venttiilillä ja nelitahtimoottorissa vähintään ^ 30 viisi moottorin sylinteriä on varustettu käynnistysventtiilillä.engine cylinders are equipped with a start valve and four-stroke engines have at least ^ 30 five engine cylinders with a start valve.

δ cvjδ cvj

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti moottorin kaikki sylinterit on varustettu käynnistysventtiilillä. Koska moottorin kaikille sylintereille voidaan käyttää identtisiä 4 nokkaprofiileja ja venttiilinnostimia, on käytännöllistä varustaa kaikki sylinterit käyn-nistysventtiileillä.According to one embodiment of the invention, all the cylinders of the engine are provided with a start valve. Since identical 4 cam profiles and valve lifts can be used for all cylinders of the engine, it is practical to equip all cylinders with starter valves.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti kukin ohjausventtiili käsittää tulokanavan 5 paineväliaineen tuomiseksi ohjausventtiiliin, poistokanavan paineväliaineen tuomiseksi käynnistysventtiiliin käynnistysventtiilin avaamiseksi ja tyhjennyskanavan paineväliaineen päästämiseksi pois ohjausventtiilistä, kun ohjaus venttiiliä ei käytetä kaasunvaih-tonokan avulla.According to one embodiment of the invention, each control valve comprises an inlet duct 5 for introducing pressure medium into the control valve, an outlet duct for introducing pressure medium into the actuator valve to open the actuator valve, and to drain the discharge conduit fluid from the control valve when the control valve is not operated.

10 Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti käynnistysjärjestely käsittää pääkäynnis-tysventtiilin moottorin käynnistyksen aloittamiseksi.According to an embodiment of the invention, the start arrangement comprises a main start valve for starting the engine.

Piirustusten lyhyt kuvausBrief Description of the Drawings

Kuvio 1 esittää kaavamaisesti polttomoottorin käynnistysjärjestelmää.Figure 1 schematically shows an internal combustion engine starting system.

15 Kuvio 2 esittää yksinkertaistettua poikkileikkauskuvaa sylinterinkannen osasta, jossa on kaasunvaihtoventtiilejä ja käynnistysventtiili.Fig. 2 is a simplified cross-sectional view of a part of the cylinder head having gas exchange valves and actuator valve.

Kuviot 3-6 esittävät keksinnön erään suoritusmuodon mukaista moottorin imunokkaa ja käynnistysventtiilin ohjausjäijestelyä eri toimintavaiheissa.Figures 3-6 illustrate an engine suction and actuator valve control arrangement in various stages of operation according to an embodiment of the invention.

Kuvio 7 esittää keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaista moottorin imunokkaa 20 ja käynnistysventtiilin ohjausjärjestelyä.Fig. 7 shows a motor suction cup 20 and a start valve control arrangement according to another embodiment of the invention.

Kuvio 8 esittää kaavamaisesti keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaista polttomoottorin käynnistysjäqestelmää.Fig. 8 schematically shows an internal combustion engine start-up system according to another embodiment of the invention.

Kuvio 9 esittää moottorin pakonokkaa ja ilmanruiskutusventtiilin ohjausjäijestelyä.Figure 9 shows the engine exhaust and air injection valve control arrangement.

£· Kuvio 10 esittää nokkaseuraajien pystyaseman eri kampikulmissa.Fig. 10 shows the vertical position of the cam followers at different angles.

^ 25 Kuviot 11 esittää nokkaseuraajien pystyaseman eri kampikulmissa VIC:llä varustetussa o 1 moottorissa, m c\jFig. 11 shows the vertical position of the cam follower at various angles of the o 1 motor with VIC, m c \ j

XX

IXIX

CLCL

-r- Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus v) Esillä olevan keksinnön suoritusmuotoja kuvataan nyt yksityiskohtaisemmin oheisiin £3 30 piirustuksiin viitaten.Detailed Description of the Invention v) Embodiments of the present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

55

Kuvio 1 esittää kaavamaisesti mäntämoottorin 20 käynnistysjärjestelyä. Kuvion 1 esimerkissä moottori 20 käsittää kuusi sylinteriä 19, mutta moottori 20 voisi käsittää minkä tahansa kohtuullisen määrän sylintereitä 19, jotka on järjestetty esimerkiksi riviin tai V-muotoon. Moottori 20 on suuri polttomoottori, kuten voimalaitoksessa sähkön ja/tai 5 lämmön tuottamiseen tai laivoissa pää- tai apukoneina käytettävät moottorit. Kuviossa 1 esitetyssä suoritusmuodossa kaikki sylinterit 19 on varustettu välineillä paineväliaineen, kuten paineilman, tuomiseksi sylintereihin 19 moottorin 20 käynnistämiseksi. Moottorissa, jossa on suuri sylinterimäärä, ei ole kuitenkaan tarpeen käyttää kaikkia moottorin sylintereitä käynnistämiseen. Nelitahtimoottorin tapauksessa täytyy ruiskuttaa käynnis-10 tysilmaa vähintään viiteen sylintereistä, jotta moottori kyetään käynnistämään alkuperäisestä kampiakselin asennosta riippumatta. Kaksitahtimoottorissa riittää kolme sylinteriä. Jos moottori on varustettu välineillä kampiakselin pyörittämiseksi parempaan käynnistysasentoon, riittää pienempikin määrä sylintereitä, joissa on käynnistysilman ruiskutus. Koska esillä olevan keksinnön mukainen käynnistysjärjestely mahdollistaa 15 kuitenkin identtisten välineiden käytön käynnistysilman ruiskuttamiseen moottorin 20 kuhunkin sylinteriin 19, käynnistämiseen on käytännöllistä käyttää moottorin 20 kaikkia sylintereitä 19.Fig. 1 schematically shows a starting arrangement of a piston engine 20. In the example of Figure 1, the motor 20 comprises six cylinders 19, but the motor 20 could comprise any reasonable number of cylinders 19 arranged, for example, in a row or V-shape. Engine 20 is a large internal combustion engine, such as engines used to generate electricity and / or heat in a power plant or as main or auxiliary engines in ships. In the embodiment shown in Figure 1, all cylinders 19 are provided with means for introducing a pressure medium, such as compressed air, into the cylinders 19 to start the engine 20. However, in an engine with a large number of cylinders, it is not necessary to use all the engine cylinders to start. In the case of a four-stroke engine, starting air must be injected into at least five of the cylinders in order to start the engine regardless of the original crankshaft position. The two-stroke engine has three cylinders. If the engine is equipped with means for rotating the crankshaft to a better starting position, even a smaller number of cylinders with starter air injection will suffice. However, since the starting arrangement according to the present invention allows the use of identical means for injecting starter air into each cylinder 19 of the motor 20, it is practical to use all the cylinders 19 of the motor 20 for starting.

Paineilmaa säilytetään käynnistysilmasäiliössä 18, josta sitä voidaan tuoda moottorin 20 20 sylintereihin 19 käynnistysilmakanavassa 26. Ilman sijaan voitaisiin käyttää myös jotakin muuta paineistettua kaasua. Käynnistysilmasäiliö 18 voidaan täyttää kompressorilla (ei esitetty). Moottorin 20 kukin käynnistämiseen käytettävä sylinteri 19 on varustettu käynnistysventtiilillä 10. Kuviossa 2 on esitetty sylinterinkannen 23 yhteydessä oleva käynnisty s venttiili 10. Sylinterinkansi 23 on varustettu myös imukanavalla 32 polttoil-Compressed air is stored in the starter air reservoir 18, from where it can be introduced into the cylinders 19 of the engine 20 20 in the starter air passage 26. Alternatively, other pressurized gas could be used. The starter air reservoir 18 may be filled with a compressor (not shown). Each cylinder 19 for starting the engine 20 is provided with a start valve 10. Figure 2 shows a start valve 10 in connection with the cylinder head 23. The cylinder head 23 is also provided with a suction passage 32 for combustion air.

OJOJ

o 25 man tuomiseksi vastaavaan sylinteriin 19 sekä pakokanavalla 33 pakokaasujen ohjaami- ch seksi pois sylinteristä 19. Sylinterinkanteen 23 on järjestetty yksi tai useampia imuvent- i in tillejä 24 ja yksi tai useampia pako venttiilejä 25 sylinterin 19 ja imu- ja pakokanavien x 32, 33 välisen yhteyden avaamiseksi ja sulkemiseksi. Kunkin käynnistysventtiilin 1025 for supplying man to the respective cylinder 19 and to exhaust gases 33 from the cylinder 19 in the exhaust duct 33. One or more suction valves 24 and one or more exhaust valves 25 on the cylinder 19 and the suction and exhaust ducts x 32, 33 are provided on the cylinder head 23. to open and close the connection. Each start valve 10

CLCL

toimintaa ohjataan vastaavalla ohjausventtiilillä 12. Moottorin 20 kukin sylinteri 19 30 voidaan varustaa myös useammalla kuin yhdellä käynnistysventtiilillä 10. Jos kukin ^ sylinteri 19 on varustettu esimerkiksi kahdella käynnistysventtiilillä 10, molempia vent-operation is controlled by a respective control valve 12. Each cylinder 19 30 of the motor 20 may also be provided with more than one starter valve 10. If each cylinder 19 is provided, for example, with two starter valves 10, both

C\JC \ J

tillejä 10 voidaan ohjata samalla ohjausventtiilillä 12. Ohjausventtiilit 12 on liitetty käynnistysilmakanavaan 26. Käynnistysilmakanava 26 on varustettu pääkäynnistysvent- 6 tiilillä 17 ohjaamaan sitä, milloin moottori 20 käynnistetään. Eräs esimerkki käynnis-tysventtiilistä 10 ja ohjausventtiilistä 12 on esitetty yksinkertaistettuna havainnollistuksena kuvioissa 3-6.the bridges 10 can be controlled by the same control valve 12. The control valves 12 are connected to the start air duct 26. The start air duct 26 is provided with a main start valve 6 to control when the motor 20 is started. An example of a start valve 10 and a control valve 12 is shown in a simplified illustration in Figures 3-6.

5 Esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti käynnistysjärjestely käsittää venttiilinnostimen 4 ja kaasunvaihtonokan 1. Kaasunvaihtonokka 1 on esitetty kuvioissa pyöritettynä 90 astetta pystyakselinsa ympäri nokkaprofiilin 2 havainnollistamiseksi paremmin. Kaasunvaihtonokan 1 nokkaprofiili 2 käsittää perusympyrän 2a, kärjen 2b ja osan 2c, joka on järjestetty perusympyrän 2a alapuolelle. Ilmaisu “perusympyrän ala-10 puolella” tarkoittaa sitä, että nokkaprofiilin 2 kyseisen osan säde on pienempi kuin perusympyrän 2a säde. Osan 2c säteen ei tarvitse olla vakio koko osalla 2c. Kuvioissa 3-6 esitetyssä suoritusmuodossa kaasunvaihtonokka 1 on imunokka ja venttiilinnostin 4 on järjestetty avaamaan moottorin 20 imuventtiili 24. Moottorin 20 pakoventtiilin 25 avaamiseen voidaan käyttää identtistä nokkanostinta 4.According to an embodiment of the present invention, the actuation arrangement comprises a valve lifter 4 and a gas exchange cam 1. The gas exchange cam 1 is rotated 90 degrees about its vertical axis to better illustrate the cam profile 2. The cam profile 2 of the gas exchange cam 1 comprises a base circle 2a, a tip 2b and a part 2c arranged below the base circle 2a. The expression "below the base circle 10" means that the radius of that portion of the cam profile 2 is smaller than the radius of the base circle 2a. The radius of part 2c need not be constant throughout part 2c. In the embodiment shown in Figs. 3-6, the gas exchange cam 1 is suction and the valve lifter 4 is arranged to open the suction valve 24 of the motor 20. An identical cam lifter 4 may be used to open the exhaust valve 25 of the motor 20.

1515

Nokkanostin 4 käsittää runko-osan 5 ja edestakaisin liikkuvan painimen 6, joka on järjestetty runko-osan 5 sisään. Painin 6 on järjestetty nostamaan työntötankoa 8. Nokka-seuraaja 3 on kiinnitetty painimeen 6 laakerilla. Runko-osan 5 ja painimen 6 välissä oleva kierrejousi 7 työntää nokkaseuraajaa 3 nokkaprofiilia 2 vasten. Nostojärjestely 20 toimii tavanomaisella tavalla. Kun nokkaseuraaja 3 on nokkaprofiilin 2 osan 2c päällä, joka on perusympyrän 2a alapuolella, painin 6 on alimmassa asennossaan. Runko-osa 5 on varustettu rajoitinpinnalla 9, jota vasten työntötanko 8 voi tukeutua, niin ettei työntö-tangon 8 ja imuventtiilin 24 asento muutu, kun nokkaseuraaja 3 poistuu perusympyrästä 2a ja siirtyy perusympyrän 2a alapuolella olevaan osaan 2c tai päinvastoin. KunThe cam lifter 4 comprises a body part 5 and a reciprocating pusher 6 arranged within the body part 5. The ram 6 is arranged to raise the push rod 8. The cam follower 3 is secured to the ram 6 by a bearing. The coil spring 7 between the body part 5 and the ram 6 pushes the cam follower 3 against the cam profile 2. The lifting arrangement 20 operates in a conventional manner. When cam follower 3 is over part 2c of cam profile 2 which is below base circle 2a, presser 6 is in its lowest position. The body portion 5 is provided with a stop surface 9 against which the pusher bar 8 may rest so that the position of the push bar 8 and suction valve 24 does not change when cam follower 3 exits base circle 2a and moves to portion 2c below base circle 2a or vice versa. When

CMCM

I 25 imunokkaa 1 Pyöritetään, nokkaseuraaja 3 kytkeytyy viimein nokkaprofiilin 2 kärkeen co 2b. Paininta 6 ja työntötankoa 8 liikutetaan ylöspäin ja imuventtiili 24 avataan. Kuvios- i LO sa 4 on esitetty tilanne, jossa imuventtiili 24 on täysin auki. 1 ccI 25 Immune 1 Rotate, cam follower 3 finally engages to tip 2 b of cam profile 2. The push button 6 and push rod 8 are moved upwards and the suction valve 24 is opened. Fig. 10a shows a situation in which the suction valve 24 is fully open. 1 cc

CLCL

Moottorin 20 kukin sylinteri 19 on varustettu käynnistysventtiilillä 10, joka käsittää ^ 30 venttiilielimen 22. Käynnistysventtiili 10 pidetään suljettuna jousella 11. Käynnistys- ^ venttiilien 10 toiminnan ohjaamiseksi kukin venttiilinnostin 4 on varustettu ohjausvent-Each cylinder 19 of the motor 20 is provided with a start valve 10 comprising a valve member 22. The start valve 10 is kept closed by a spring 11. To control the operation of the start valves 10, each valve lifter 4 is provided with a control valve.

CMCM

tiilillä 12. Kun nokkaseuraaja 3 on kytkeytyneenä nokkaprofiilin 2 osaan 2c, joka on 7 perusympyrän 2a alapuolella, painin 6 työntää venttiilielintä 13 ohjaus venttiilin 12 sisällä alaspäin, kuten kuviossa 5 on esitetty.When cam follower 3 is engaged with cam member 2 portion 2c, 7 below base circle 2a, pusher 6 pushes valve member 13 within guide valve 12 downwardly, as shown in Figure 5.

Moottorin 20 käynnistämiseksi avataan pääkäynnistysventtiili 17. Tämä sallii käynnis-5 tysilman virtaamisen käynnistysilmakanavassa 26 ohjausventtiileihin 12. Paineilma siirtyy ohjausventtiileihin 12 tulokanavien 14 kautta. Niissä ohjausventtiileissä 12, jotka ovat yhteydessä venttiilinnostimeen 4, jossa nokkaseuraaja 3 on imunokan 1 perusympyrän 2a tai kärjen 2b päällä, ilmanpaine työntää venttiilielintä 13 ohjausventtiilin 12 sisällä ylöspäin kuviossa 4 esitettyyn asemaan. Venttiilielin 13 sallii näin ollen paineil-10 man virtaamisen ulos ohjausventtiilistä 12 tyhjennyskanavan 16 kautta. Ilma päästetään tyhjennyskanavasta 16 esimerkiksi moottoritilaan. Niissä ohjausventtiileissä 12, jotka ovat yhteydessä venttiilinnostimeen 4, jossa nokkaseuraaja 3 on imunokan 1 perusympyrän 2a alapuolella olevan osan 2c päällä, painin 6 työntää sen sijaan venttiilielintä 13 alaspäin, kuten kuviossa 5 on esitetty. Tämä sulkee tukikanavan 14 ja tyhjennyskanavan 15 16 välisen yhteyden, ja käynnistysilma virtaa käynnistysventtiiliin 10. Ilma tuodaan ohjausilman tuloaukon 27 kautta käynnistysventtiilin 10 venttiilielimen 22 yläpuolella olevaan tilaan ja ilmanpaine työntää venttiilielintä 22 alaspäin ja av aa käynnistysventtiilin 10. Käynnistysilma voi näin ollen virrata käynnistysilmakanavassa 26 käynnistysil-masäiliöstä 18 käynnistysventtiiliin 10 ja käynnistysilman tuloaukon 28 kautta mootto-20 rin 20 sylinteriin 19, missä se työntää mäntää alaspäin ja pyörittää moottorin 20 kampiakselia.To start the motor 20, the main start valve 17 is opened. This allows the start-up air 5 to flow in the start air duct 26 to the control valves 12. Compressed air is transmitted to the control valves 12 via the inlet ducts 14. In those control valves 12 communicating with the valve lifter 4, in which the cam follower 3 is over the base circle 2a or tip 2b of the suction cup 1, air pressure pushes the valve member 13 inside the control valve 12 to the position shown in Fig. 4. The valve member 13 thus allows the pressure air 10 to flow out of the control valve 12 via the drain channel 16. Air is discharged from the drain duct 16 into, for example, the engine compartment. In the control valves 12 communicating with the valve lifter 4, in which the cam follower 3 is on the part 2c below the base circle 2a of the suction cup 1, the pusher 6 instead pushes the valve member 13 down as shown in Fig. 5. This closes the connection between the support duct 14 and the drain duct 15 16, and the start air flows into the start valve 10. Air is introduced through the control air inlet 27 into the space above the valve member 22 of the start valve 10, and the from the reservoir 18 to the starter valve 10 and through the starter air inlet 28 to the cylinder 19 of the engine 20, where it pushes the piston down and rotates the crankshaft of the engine 20.

Kun nokka-akseli pyörii edelleen, nokkaseuraaja 3 poistuu imunokan 1 nokkaprofiilin 2 perusympyrän 2a alapuolella olevasta osasta 2c ja siirtyy jälleen perusympyrään 2a.As the camshaft continues to rotate, the cam follower 3 exits from the part 2c below the base circle 2a of the cam profile 2 of the suction cup 1 and returns to the base circle 2a.

CMCM

o 25 Tulokanavassa 14 vallitseva paine ja käynnistysventtiilin 10 venttiilielimen 22 muodos- co tama paine, kun jousi 11 työntää sitä ylöspäin, voivat näin ollen työntää venttiilielintä o i LO 13 ylöspäin ohjausventtiilin 12 sisällä. Tästä johtuen ohjausventtiilin 12 tulokanavan 14 x ja tyhjennyskanavan 16 välinen yhteys aukeaa jälleen, kuten voidaan nähdä kuviosta 6,The pressure in the inlet duct 14 and the pressure exerted by the valve member 22 of the actuator valve 10 when pushed upward by the spring 11 can thus push the valve member o i LO 13 upwardly within the control valve 12. As a result, the connection between the inlet channel 14 x of the control valve 12 and the drain channel 16 is re-opened, as can be seen in Figure 6,

CLCL

ja käynnistysilman ruiskutus vastaavaan sylinteriin 19 loppuu. Käynnistysilmaa ruiskuni 30 tetaan peräkkäin moottorin 20 sylintereihin 19, kunnes moottori 20 käynnistyy. Kun ^ moottori 20 käynnistyy, pääkäynnistysventtiili 17 voidaan sulkea.and the injection of starter air into the corresponding cylinder 19 stops. The starting air in my syringe 30 is sequentially inserted into the cylinders 19 of the engine 20 until the engine 20 starts. When the engine 20 starts, the main start valve 17 can be closed.

CMCM

88

Erilaisen nokkaprofiilin 2 yhteydessä, jossa perusympyrän 2a alapuolella oleva osa 2c sijaitsee eri tavalla, käynnistysventtiilien 10 ohjaamiseen voitaisiin käyttää myös niitä nokkanostimia 4, joita käytetään pakoventtiilien 25 avaamiseen. Tähän tarkoitukseen on kuitenkin edullista käyttää imunokkia, koska perusympyrän alapuolella oleva osa 2c 5 voidaan jäljestää etäälle nokkaprofiilin 2 kärjestä 2b. Tämä varmistaa nokkanostimien 4 ja ohjausventtiilien 12 sujuvan toiminnan.In the case of a different cam profile 2, in which the part 2c below the base circle 2a is located differently, the cam valves 4 used to open the exhaust valves 25 could also be used to control the actuating valves 10. However, for this purpose, it is preferable to use an immunocouple, since the portion 2c 5 below the base circle can be traced away from the tip 2b of the cam profile 2. This ensures smooth operation of the cam lifts 4 and the control valves 12.

Kuviossa 7 on esitetty keksinnön hieman erilainen suoritusmuoto. Tässä suoritusmuodossa työntötankoa 8 liikutetaan männällä 30, joka on järjestetty työntötangon 8 ja pai-10 nimen 6 väliin. Männän 30 ja painimen 6 väliin on järjestetty toinen jousi 29 työntötangon 8 ja männän 30 välisen välyksen poistamiseksi. Kun nokkaseuraaja 3 kytkeytyy nokkaprofiilin 2 osaan 2c, joka on nokkaprofiilin 2 perusympyrän 2a alapuolella, painimen 6 ja männän 30 väliin muodostuu rako 31. Toinen jousi 29 pitää männän 30 työntötangon 8 päätä vasten, niin ettei työntötangon 8 ja männän 30 väliin tai työntötangon 8 15 yläpään ja keinuvivun väliin muodostu rakoa. Tämä varmistaa venttiilinnostimen 4 sujuvan toiminnan.Figure 7 shows a slightly different embodiment of the invention. In this embodiment, the push rod 8 is moved by a piston 30 disposed between the push rod 8 and the pin-6 name 6. A second spring 29 is provided between the piston 30 and the ram 6 to eliminate the clearance between the push rod 8 and the piston 30. When cam follower 3 engages portion 2c of cam profile 2 below base circle 2a of cam profile 2, a gap 31 is formed between ram 6 and piston 30. Another spring 29 holds piston 30 against the end of push rod 8 so that between push rod 8 and piston 30 or a gap is formed between the upper end and the rocker lever. This ensures the smooth operation of the valve lifter 4.

Kuviossa 10 on esitetty käyränä nokkaseuraajan 3 asema. Katkoviiva esittää pakovent-tiilin 25 nokkaseuraajan aseman ja jatkuva viiva imuventtiilin 24 nokkaseuraajan ase-20 man. Myös painimet 6 noudattavat samoja käyriä. Työntötangot 8 ja venttiilin nousut noudattavat myös samoja käyriä, paitsi että kuvioiden 3-6 suoritusmuodossa olevan rajoitinpinnan 9 tai kuvion 7 suoritusmuodossa olevan mäntä-/jousijärjestelyn 29, 30 vuoksi työntö tankojen 8 pystyasema ei voi olla negatiivinen. Vaaka-akselin alapuolella oleva alue osoittaa, kuinka imuventtiilin nostimen 4 nokkaseuraaja 3 on kytkeytyneenäFig. 10 is a graph showing the position of the cam follower 3. The dashed line represents the position of the cam follower of the exhaust valve 25 and the continuous line the cam follower position of the suction valve 24. The presses 6 also follow the same curves. The push rods 8 and the valve pitches also follow the same curves, except that due to the stop surface 9 in the embodiment of Figures 3-6 or the piston / spring arrangement 29, 30 in the embodiment of Figure 7, the vertical position of the push rods 8 cannot be negative. The area below the horizontal axis shows how the cam follower 3 of the suction valve lifter 4 is engaged

C\JC \ J

o 25 perusympyrän 2a alapuolella olevaan osaan 2c. Käynnistysilman ruiskutus tapahtuu co tämän vaiheen aikana, joka käynnistyy kuvioissa esitetyissä suoritusmuodoissa juuri i m ennen yläkuolokohtaa (YKK) puristustahdin aikana ja kestää kampikulman noin 90 as- x teeseen saakka yläkuolokohdan jälkeen työtahdin aikana.o 25 to part 2c below base circle 2a. Injection air injection occurs during this step, which starts in the embodiments shown in the figures just prior to the upper dead center (YKK) during the compression stroke and lasts to a crank angle of about 90 degrees after the upper dead center during the stroke.

CLCL

^ 30 Kuviossa 11 on esitetty nokkaseuraajien pystyasemat moottorissa, joka on varustettu ^ säädettävällä imuventtiilin sulkeutumisella (VIC, variable intake valve closing). Tässä 00 suoritusmuodossa imunokkaprofiili käsittää osan, joka on järjestetty perusympyrän ala puolelle imuventtiilin sulkeutumisen ajoituksen ohjaamiseksi. Eräs toinen osa käynnis- 9 tysventtiilien ohjaamiseksi on järjestetty imuventtiilin sulkeutumisen ajoitusta ohjaavan osan alapuolelle.Fig. 11 shows the vertical positions of the cam follower on a motor equipped with a variable intake valve closing (VIC). In this 00 embodiment, the immunocapital profile comprises a portion arranged downstream of the base circle to control the timing of suction valve closure. Another part for controlling the actuator valves is arranged below the suction valve timing control part.

Kuviossa 8 on esitetty keksinnön eräs toinen suoritusmuoto, jossa käynnistysilmakana-5 vaa 26 ja käynnistysilmasäiliötä 18 käytetään myös ylimääräisen polttoilman tuomiseen moottorin 20 sylintereihin 19. Termi “ylimääräinen polttoilma” viittaa tässä ilmaan, jota tuodaan moottorin 20 sylintereihin 19 ennen sytytystä, mutta normaalin ilmanoton päätyttyä. Nelitahtimoottorissa tämä tarkoittaa sitä, että ylimääräinen polttoilma tuodaan sylinteriin 19 kyseisen sylinterin 19 imuventtiilien sulkeuduttua. Ylimääräistä polttoil-10 maa voidaan tuoda moottorin 20 sylintereihin 19 turboviiveen vähentämiseksi tilanteissa, joissa moottorikuormitus kasvaa äkillisesti. Kuvion 8 suoritusmuodossa moottori 20 on varustettu ohjausilmakanavalla 21, joka liittää ohjaus venttiilit 12 käynnistysilmasäi-liöön 18. Pääkäynnistysventtiili 17 on järjestetty ohjausilmakanavaan 21. Käynnistysil-makanava 26 on varustettu sulkuventtiilillä 34. Moottorin 20 kukin sylinteri 19 on va-15 rustettu toisella ohjausventtiilillä 12’ ylimääräisen polttoilman ruiskutuksen ohjaamiseksi sylintereihin 19. Toiset ohjausventtiilit 12’ on liitetty toisella ohjausilmakanavalla 21’ käynnistysilmasäiliöön 18. Toinen ohjausilmakanava 21’ on varustettu ilmanruisku-tuksen ohjausventtiilillä 17’ ohjaamaan sitä, milloin ylimääräisen polttoilman ruiskutus on kytketty päälle. Kuvion 8 suoritusmuodossa käynnisty s venttiilejä 10 käytetään myös 20 ylimääräisen polttoilman tuomiseen sylintereihin 19. Erillisiä venttiilejä voitaisiin kuitenkin myös käyttää. Ohjausilmakanava 21 on varustettu kustakin ohjausventtiilistä 12 alavirtaan takaiskuventtiilillä 32, joka estää ylimääräistä polttoilmaa pääsemästä pois vastaavan ohjausventtiilin 12 kautta, kun moottoriin 20 tuodaan ylimääräistä polttoilmaa. Samalla tavoin toinen ohjausilmakanava 21’ on varustettu kustakin toisesta ohja-o 25 usventtiilistä 12’ alavirtaan toisella takaiskuventtiilillä 32’, joka estää käynnistysilmaa co pääsemästä pois toisen ohjausventtiilin 12’ kautta moottorin 20 käynnistyksen aikana.Figure 8 illustrates another embodiment of the invention wherein the starter air vent 5 and starter air reservoir 18 are also used to introduce excess combustion air into the cylinders 19 of the engine 20. Here, the term "excess combustion air" refers to air introduced into the cylinders 19 of the engine . In a four-stroke engine, this means that excess combustion air is introduced into the cylinder 19 after the suction valves of that cylinder 19 are closed. Excess fuel 10 may be introduced into the cylinders 19 of the engine 20 to reduce turbo delay in situations where the engine load is suddenly increased. In the embodiment of Figure 8, the motor 20 is provided with a control air duct 21 which connects the control valves 12 to the start air reservoir 18. The main start valve 17 is arranged in the control air duct 21. The start air duct 26 is provided with a shut-off valve 34. Each cylinder 19 of the motor 20 is for controlling the injection of excess combustion air into the cylinders 19. Second control valves 12 'are connected to a second control air channel 21' to the starter air reservoir 18. The second control air channel 21 'is provided with an air injection control valve 17' to control when additional fuel air injection is turned on. In the embodiment of Figure 8, the actuated valves 10 are also used to introduce 20 additional combustion air into the cylinders 19. However, separate valves could also be used. The control air duct 21 is provided with a non-return valve 32 downstream of each control valve 12 which prevents excess combustion air from escaping through the respective control valve 12 when additional combustion air is supplied to the motor 20. Similarly, the second control air duct 21 'is provided with a second non-return valve 32' downstream of each of the second control valve 25 'which prevents the starter air co from escaping through the second control valve 12' during the start of the motor 20.

i m c\j x Toisia ohjausventtiilejä 12’ käytetään moottorin 20 pakonokkien 1’ avulla, kuten kuvi-i m c \ j x The other control valves 12 'are driven by the exhaust manifolds 1' of the motor 20, as shown in FIG.

CLCL

ossa 9 on esitetty. Venttiilinnostimet 4, joita käytetään pakoventtiilien 25 avaamiseen, ^ 30 voivat olla identtisiä venttiilinnostimien 4 kanssa, joita käytetään imuventtiilien 24 ^ avaamiseen. Pakonokan 1’ nokkaprofiili 2’ poikkeaa imunokan 1 nokkaprofiilista 2, cvj mutta muutoin toisia ohjausventtiilejä 12’ käytetään samalla tavoin kuin ensimmäisiä ohjausventtiilejä 12. Toisten ohjaus venttiilien 12’ käyttämiseen on hyödyllistä käyttää 10 pakonokkia Γ, koska pakonokissa Γ perusympyrän 2’ alapuolella oleva osa 2c’ voidaan järjestää etäälle nokkaprofiilin 2’ kärjestä 2b’. Toisten ohjausventtiilien 12’ käyttämiseen olisi kuitenkin mahdollista käyttää imunokkia 1 ja ensimmäisten ohjausventtiilien 12 käyttämiseen pakonokkia 1’. Toiset ohjaus venttiilit 12’ ovat identtisiä ensim-5 mäisten ohjausventtiilien 12 kanssa käsittäen venttiilielimen 13’, tulokanavan 14’, poistokanavan 15’ja tyhjennyskanavan 14’.see Section 9. The valve lifts 4 used to open the exhaust valves 25 may be identical to the valve lifts 4 used to open the suction valves 24 ^. Exhaust manifold 1 'cam profile 2' differs from immuno manifold cam cam profile 2, cvj but otherwise second control valves 12 'are used in the same way as first control valves 12. It is advantageous to use 10 exhaust valves Γ because second exhaust valves 2' below the basic circle 2 ' 'may be arranged away from the' tip 2b 'of the cam profile 2. However, it would be possible to use the suction cup 1 to operate the second control valves 12 'and the exhaust 1' to operate the first control valves 12 '. The second control valves 12 'are identical to the first control valves 12, comprising a valve member 13', an inlet duct 14 ', an outlet duct 15' and a drain duct 14 '.

Alan ammattilainen ymmärtää, ettei keksintö ole rajoittunut edellä kuvattuihin suoritusmuotoihin, vaan voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.It will be understood by one skilled in the art that the invention is not limited to the embodiments described above, but may vary within the scope of the appended claims.

10 c\j δ c\j i10 c \ j δ c \ j i

COC/O

o m c\jo m c \ j

XX

cccc

CLCL

LOLO

δδ

CVJCVJ

Claims

A multi-cylinder piston engine (20) comprising at least one cam actuated valve lifter (4) for each cylinder (19), the valve lifter (4) being disposed to open the gas exchange valve (24, 25), the motor (20). 5 further comprising a starter arrangement having a pressure medium source (18), at least one actuator valve (10) for introducing pressure medium into the cylinder (19) of the engine (20), means (26) for connecting the pressure medium source (18) per cylinder (19) provided with a start valve (10) for controlling the operation of the valve (10), characterized in that each control valve (12) is arranged to be actuated by a gas exchange nozzle (1) of the respective cylinder (19). 15

Motor (20) according to claim 1, characterized in that each gas exchange cam (1) using the control valve (12) comprises a part (2c) which is disposed below the base circle (2a) of the cam (1) for actuating the control valve (12).

Motor (20) according to claim 1 or 2, characterized in that each control valve (12) is in fluid communication with the pressure medium source (18) and the corresponding start valve (10) via a control air channel (21).

Motor (20) according to claim 3, characterized in that each control CM 25 valve (12) is arranged to allow a pressure medium flow to the start valve (10) o 'to start to open the valve (10) when the valve lifter (4) is engaged. - CVJ to the part (2c) of the replacement cam (1) below the base circle (2a) of the cam (1), cc CL n-

Motor (20) according to claim 4, characterized in that each of the control valves (12) comprises a valve member (13) which can be moved by means of the valve lifter (4) δ ^.

Motor (20) according to Claim 5, characterized in that the valve lifter (4) comprises a ram (6) which pushes the valve member (13) towards the gas exchange cam (1) when the valve lifter (4) is engaged with the part of the gas exchange cam (1). (2c) below the base circle (2a) of the cam (1). 5

Motor (20) according to claim 5 or 6, characterized in that the valve member (13) is pushed towards the valve lifter (4) by means of pressure of the pressure medium.

Motor (20) according to one of the preceding claims, characterized in that the gas exchange cam (1) is immunosuppressed.

Motor (20) according to claim 8, characterized in that each suction cup (1) comprises a second part arranged below the base circle (2a) of the cam (1) for controlling the closing action of the adjustable suction valve, and a part (2c) arranged below the base circle (2a) of the cam (1), is also arranged below said second part.

Engine (20) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the gas exchange cam (1) is an exhaust. 20

Engine (20) according to one of the preceding claims, characterized in that in the two-stroke engine at least three cylinders (19) of the engine (20) are provided with a start valve (10) and in the four-stroke engine (20) at least five cylinders (19) of the engine with the start valve (10). CM 5 25 CM ci

Motor (20) according to claim 11, characterized in that all cylinders (19) of the motor 0 i LO (20) are provided with a start valve (10). c \ j cc Q_

Motor (20) according to one of the preceding claims, characterized in that each control valve (12) comprises a suction channel (14) for introducing pressure medium into the control valve (12), an outlet channel (15) for introducing pressure medium into the start valve (10). ) to open the start valve (10) and to release the discharge medium (16) from the control valve (12) when the control valve (12) is not actuated by the gas exchange nozzle (1).

Motor (20) according to one of the preceding claims, characterized in that the starting arrangement comprises a main starting valve (17) for starting the motor (20). c \ j δ c \ j i CO o m c \ j X cc CL LO δ CVJ