RU2724377C1

RU2724377C1 - Piston internal combustion engine

Info

Publication number: RU2724377C1
Application number: RU2019132170A
Authority: RU
Inventors: Юрий Иванович Духанин
Original assignee: Юрий Иванович Духанин
Priority date: 2019-10-10
Filing date: 2019-10-10
Publication date: 2020-06-23

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to piston-type internal combustion engines and, first of all, to engines with variable combination of strokes. Piston internal combustion engine comprises piston (2) with sealing rings, located in cylinder (1) and connected to crank-and-rod mechanism of movement, valve box (6) with ignition plug (23) and fuel nozzle (22), intake valve (5) and outlet valve (12), valves drive, air supercharging system. In piston (2) there is exhaust valve (12) of normally open type and hinged unit (14) with channels (15) for passage of working medium. Hinge assembly (14) is connected by means of flexible rod (3) to movement mechanism (4) of the movement mechanism passing through inlet valve (5), which is installed in valve box coaxially with cylinder. Inlet valve (5) is equipped with electromagnet (10), and on stock (7) of valve there is stop (9) providing mechanical opening of valve (5) from crosshead (4). Cover (16) is connected to cylinder (1) on the side opposite to valve box, where exhaust gas channel (17) is made and electromagnet (18) is installed, which interacts with rod (19) of outlet valve (12). On stock (19) there is stop (20) providing mechanical opening of valve (12) when landing stop (20) on surface of cover (16). On outlet (12) valve itself there is protrusion (21) limiting the valve lifting in the open position. Seal between piston and cylinder is of labyrinth-slit type.EFFECT: technical result consists in simplification of design and improvement of efficiency of engine operation in wide range of loads.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к поршневым двигателям внутреннего сгорания и в первую очередь к двигателям с изменяемой комбинацией тактов.The invention relates to reciprocating internal combustion engines, and primarily to engines with a variable combination of strokes.

Известна конструкция поршневого двигателя внутреннего сгорания, включающая цилиндр, поршень, кривошипно-шатунный механизм, клапаны впуска и выпуска с кулачковым приводом (см. патент РФ.252 9982).A known design of a reciprocating internal combustion engine, including a cylinder, a piston, a crank mechanism, intake and exhaust valves with a cam actuator (see RF patent 252 9982).

Данная конструкция хотя и позволяет перестроить работу двигателя с четырехтактного на двухтактный режим работы, но достигается это за счет сложного и ненадежного механизма кулачкового привода.This design, although it allows you to rebuild the engine from four-stroke to two-stroke operation, but this is achieved due to the complex and unreliable cam drive mechanism.

Известна конструкция поршневого двигателя, состоящего из цилиндра, поршня, клапанной коробки с клапанами впуска и выпуска, кривошипно-шатунного механизма движения и связанного с ним траверсного механизма (см. патент РФ 225 6085).A known design of a piston engine, consisting of a cylinder, a piston, a valve box with intake and exhaust valves, a crank mechanism of movement and the associated traverse mechanism (see RF patent 225 6085).

Несмотря на то, что в двигателе за счет конструкции траверсного механизма кинематика поршня была значительно усовершенствована и обеспечивает регулирование степени сжатия при одновременном снижении реакции в опорах и сил инерции второго порядка, двигатель отличает конструктивная сложность, трудность отладки и эксплуатации.Despite the fact that the kinematics of the piston has been significantly improved in the engine due to the design of the traverse mechanism and provides regulation of the compression ratio while reducing the reaction in the bearings and second-order inertia forces, the engine is distinguished by its structural complexity, difficulty in debugging and operation.

Наиболее близким по технической сущности является поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий поршень с уплотнительными кольцами, расположенный в цилиндре и соединенный с кривошипно-шатунным механизмом движения, клапанную коробку со свечой зажигания и форсункой для топлива, клапаном впуска и клапаном выпуска, гидравлический привод клапанов, систему наддува воздуха (см. Osborne R.J., Stokes J., Lake Т.Н. Development of a TWO-Stroke/Four-Stroke Switching Gasoline Engine- The 2/4SIHT Concept. SAE Technical Paper Series, March 2005. Paper 2005-01-1137).The closest in technical essence is a piston internal combustion engine containing a piston with o-rings located in the cylinder and connected to a crank mechanism of movement, a valve box with a spark plug and a nozzle for fuel, an intake valve and an exhaust valve, a hydraulic valve actuator, a system pressurization (see Osborne RJ, Stokes J., Lake T.N. Development of a TWO-Stroke / Four-Stroke Switching Gasoline Engine- The 2 / 4SIHT Concept. SAE Technical Paper Series, March 2005. Paper 2005-01- 1137).

В указанной конструкции двигателя, разработанной компанией Ricardo, переход о т четырехтактного цикла работы на двухтактный цикл и обратно осуществляется за счет системы электрогидравлического привода клапанов, который имеет ряд недостатков, а именно:In the indicated engine design developed by Ricardo, the transition from the four-cycle cycle to the two-cycle cycle and vice versa is carried out due to the electro-hydraulic valve drive system, which has several disadvantages, namely:

- возможность появления гидроударов;- the possibility of the appearance of water hammer;

- нарушение работы клапанов в случае попадания газовой среды в систему гидропривода;- violation of the valves in the event of a gas environment in the hydraulic drive system;

- конструктивная сложность всей системы.- constructive complexity of the entire system.

Отмеченные недостатки снижают эксплуатационную надежность двигателя внутреннего сгорания.The noted disadvantages reduce the operational reliability of the internal combustion engine.

Другой недостаток указанной конструкции двигателя, который характерен для всех поршневых двигателей, заключается в потере мощности, расходуемой на привод клапанного механизма и особенно на трение между поршневыми кольцами и цилиндром, составляющие от 60% до 80% от всех механических потерь в двигателе.Another drawback of this engine design, which is characteristic of all piston engines, is the loss of power spent on the valve mechanism drive and especially on the friction between the piston rings and the cylinder, constituting from 60% to 80% of all mechanical losses in the engine.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания.The purpose of the invention is to simplify the design and increase the efficiency of the piston internal combustion engine.

Решение задачи обеспечено тем, что в поршневом двигателе внутреннего сгорания, содержащем поршень с уплотнительными кольцами, расположенный в цилиндре и соединенный с кривошипно-шатунным механизмом движения, клапанную коробку со свечой зажигания и форсункой для топлива, клапаном впуска 5 и клапаном выпуска 12, привод клапанов, систему наддува воздуха. В поршне смонтирован клапан выпуска 12 нормально открытого типа и шарнирный узел с каналами для прохода рабочей среды, который посредством гибкого штока соединен с крейцкопфом механизма движения, проходящим через клапан впуска, установленный в клапанной коробке соосно цилиндру, при этом клапан впуска 5 снабжен электромагнитом, а на штоке клапана установлен упор, обеспечивающий механическое открытие клапана от крейцкопфа, кроме того к цилиндру со стороны противоположной клапанной коробке подсоединена крышка, в которой выполнен канал выхода отработавших газов и установлен электромагнит, взаимодействующий со штоком клапана выпуска, при этом на штоке выполнен упор, обеспечивающий механическое открытие клапана при посадке упора на поверхность крышки, а на самом клапане выпуска выполнен выступ, ограничивающий подъем клапана в открытом положении, а кроме того уплотнение между поршнем и цилиндром выполнено лабиринтно-щелевого типа.The solution to the problem is that in a piston internal combustion engine containing a piston with o-rings located in the cylinder and connected to a crank mechanism of movement, a valve box with a spark plug and a nozzle for fuel, an intake valve 5 and an exhaust valve 12, a valve drive , boost system. The piston is equipped with a normally open type exhaust valve 12 and a hinge assembly with channels for the passage of the working medium, which is connected via a flexible rod to the crosshead of the movement mechanism passing through the intake valve installed in the valve box coaxially to the cylinder, while the intake valve 5 is equipped with an electromagnet, and an emphasis is installed on the valve stem, which provides mechanical opening of the valve from the crosshead, in addition, a cover is connected to the cylinder from the side of the opposite valve box, in which the exhaust gas channel is made and an electromagnet is installed, which interacts with the exhaust valve stem, while the emphasis is made on the rod, providing mechanical opening of the valve when the stop is placed on the surface of the cover, and a protrusion is made on the release valve itself, restricting the valve lifting in the open position, and in addition, the seal between the piston and the cylinder is made of a labyrinth-slot type.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся совокупными признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, следовательно, оно соответствует критерию «новизна».The analysis of the prior art made it possible to establish that the applicant has not found an analogue characterized by cumulative features identical to all the essential features of the claimed invention, therefore, it meets the criterion of "novelty."

Конструкция предлагаемого поршневого двигателя внутреннего сгорания поясняется с помощью рисунка. Двигатель содержит цилиндр 1, поршень 2, гибкий шток 3, шарнирно закрепленный в поршне, крейцкопф 4 механизма движения, клапан впуска 5, установленный соосно цилиндру 1 в клапанной коробке 6, при этом в штоке 7 клапана впуска 5 выполнен канал 8 для прохода гибкого штока 3 и упор 9, с помощью которого регулируется зазор до крейцкопфа, обеспечивающий механическое открытие клапана впуска 5 при подходе поршня 2 к НМТ, а кроме того клапан впуска 5 снабжен электромагнитом 10, первоначальное закрытое положение его обеспечивается с помощью пружины 11. В поршне 2 двигателя смонтирован клапан выпуска 12, начальное открытое положение которого создается пружиной 13, и шарнирный узел 14, в котором выполнен канал 15 для прохода рабочей среды из цилиндра 1 к клапану выпуска 12 и к которому подсоединен гибкий шток 3. К цилиндру 1 со стороны противоположной клапанной коробке 6 подсоединена крышка 16, в которой выполнен канал 17 для отвода отработавших газов и смонтирован электромагнит 18, взаимодействующий со штоком 19 клапана выпуска 12. На штоке 19 выполнен упор 20, с помощью которого регулируется зазор между упором 20 и крышкой 16, обеспечивающий механическое открытие клапана выпуска 12 при подходе поршня 2 к НМТ раньше, чем открывается клапан впуска 5 от крейцкопфа 4, а на самом клапане выпуска 12 выполнен уступ 21, ограничивающий подъем клапана в открытом положении. В клапанной коробке 6 установлена форсунка 22 для впрыска топлива и свеча зажигания 23, а также выполнен канал 24 подачи воздуха в цилиндр 1 двигателя от системы наддува (на рис. не показано). К клапанной коробке 6 крепится корпус 25 механизма движения, в котором движется крейцкопф 4, и выполнено отверстие 26 для отвода утечек газа, протекающих через щелевой зазор между штоком клапана впуска 5 и гибким штоком 3. Между цилиндром 1 и поршнем 2 выполнено уплотнение лабиринтно-щелевого типа, где в качестве смазки служит сама газовая среда. Управление работой электромагнита 10 клапана впуска 5 и электромагнита 18 клапана выпуска 12 осуществляется с помощью бесконтактной системы электронного управлении, обеспечивающей возможность регулирования отсечек клапанов в широком диапазоне после их механического открытия (электронная система управления на рисунке не показана).The design of the proposed reciprocating internal combustion engine is illustrated using the figure. The engine comprises a cylinder 1, a piston 2, a flexible rod 3, pivotally mounted in the piston, a crosshead 4 of the movement mechanism, an intake valve 5, mounted coaxially to the cylinder 1 in the valve box 6, while the channel 8 for the passage of the flexible rod is made in the rod 7 of the intake valve 5 3 and the stop 9, with which the clearance to the crosshead is adjusted, providing mechanical opening of the intake valve 5 when the piston 2 approaches the BDC, and in addition the intake valve 5 is equipped with an electromagnet 10, its initial closed position is provided by a spring 11. In the piston 2 of the engine an exhaust valve 12 is mounted, the initial open position of which is created by a spring 13, and a hinge assembly 14 in which a channel 15 is made for the working medium to pass from cylinder 1 to the exhaust valve 12 and to which a flexible rod 3 is connected. To cylinder 1 from the side of the opposite valve box 6, a cover 16 is connected in which a channel 17 for exhaust gas is formed and an electromagnet 18 is mounted, interacting connecting to the stem 19 of the exhaust valve 12. A stop 20 is made on the stem 19, with the help of which the gap between the emphasis 20 and the cover 16 is adjusted, which provides mechanical opening of the exhaust valve 12 when the piston 2 approaches the BDC before the inlet valve 5 opens from the crosshead 4, and on the valve of the exhaust 12 is made ledge 21, restricting the rise of the valve in the open position. In valve box 6, a nozzle 22 for fuel injection and a spark plug 23 are installed, and a channel 24 for supplying air to the cylinder 1 of the engine from the boost system is also made (not shown in the figure). A housing 25 of the movement mechanism, in which the crosshead 4 is moved, is attached to the valve box 6, and an opening 26 is made for removing gas leaks flowing through the gap between the inlet valve stem 5 and flexible rod 3. A labyrinth-gap seal is made between cylinder 1 and piston 2 type, where the gas medium itself is used as a lubricant. The operation of the electromagnet 10 of the intake valve 5 and the electromagnet 18 of the exhaust valve 12 is controlled by a non-contact electronic control system that provides the ability to control valve shutoffs in a wide range after their mechanical opening (the electronic control system is not shown in the figure).

Работа поршневого двигателя по четырехтактному циклу происходит следующим образом.The operation of the piston engine in a four-cycle cycle is as follows.

В процессе такта расширения при приближении поршня 2 к НМТ происходит посадка упора 20, установленного на штоке 19 клапана выпуска 12, на поверхность крышки 16, при этом возникает усилие, преодолевающее силу, действующее на клапан выпуска 12 от давления газа в цилиндре 1.During the expansion stroke, when the piston 2 is approaching the BDC, the stop 20 mounted on the stem 19 of the exhaust valve 12 is planted on the surface of the cover 16, and there is a force that overcomes the force acting on the exhaust valve 12 from the gas pressure in the cylinder 1.

В результате клапан выпуска 12 открывается и происходит процесс выхлопа в атмосферу отработавших газов из цилиндра 1 через каналы 15, открывшийся клапан выпуска 12 и канал 17 в крышке 16. Клапан выпуска 16 после открытия под действием пружины 13 упором 21 прижимается к шарнирному узлу 14, при этом поршень 2 вместе с клапаном выпуска 12 продолжит движение к НМТ, приближая крейцкопф 4 к упору 9, выполненному на штоке 7 клапана впуска 5.As a result, the exhaust valve 12 opens and the process of exhaust exhaust into the atmosphere from the cylinder 1 through the channels 15, the opened exhaust valve 12 and the channel 17 in the cover 16. The exhaust valve 16 after opening under the action of the spring 13 focus 21 is pressed against the hinge assembly 14, this piston 2 together with the exhaust valve 12 will continue to move to the BDC, bringing the crosshead 4 closer to the stop 9, made on the stem 7 of the intake valve 5.

Вблизи НМТ под действием крейцкопфа 4, действующего на упор 9, клапан впуска 5 открывается. Одновременно по сигналу из АСУ управление работой электромагнитов подается питание на электромагнит 10, под действием усилия которого клапан впуска 5 остается открытым на весь период следующего такта - вытеснение отработавших газов при движении поршня 2 от НМТ к ВМТ. Процесс вытеснения отработавших газов из цилиндра 1 производится с продувкой цилиндра 7 воздухом, поступающим через клапан впуска 5 из системы наддува, что обеспечивает охлаждение поршня 2 и цилиндра 1 и увеличивает наполнение цилиндра 1 свежим зарядом воздуха.Near the BDC under the action of crosshead 4 acting on the stop 9, the inlet valve 5 opens. At the same time, according to the signal from the ACS, the operation of the electromagnets is supplied with power to the electromagnet 10, under the action of which the inlet valve 5 remains open for the entire period of the next cycle - exhaust gas displacement when the piston 2 moves from the BDC to TDC. The process of displacing exhaust gases from cylinder 1 is performed by purging cylinder 7 with air entering through the intake valve 5 from the boost system, which provides cooling of the piston 2 and cylinder 1 and increases the filling of cylinder 1 with a fresh charge of air.

При подходе поршня 2 к ВМТ по команде из АСУ подается электропитание на электромагнит 18 клапана выпуска 12. В результате возникает усилие, действующее на шток 19, под действием которого преодолевается усилие пружины 13 и клапан выпуска 12 закрывается. При движении поршня 2 от ВМТ к НМТ начнется процесс заполнения цилиндра через открытый клапан впуска 5 и впрыск порции бензина с помощью форсунки 22. Вблизи НМТ из АСУ выдается команда на отключение электромагнита 10 и клапан впуска 5 под действием пружины 11 закрывается. При движении поршня 2 от НМТ к ВМТ происходит процесс сжатия топливо-воздушной смеси. При подходе поршня 2 к ВМТ от свечи 23 происходит воспламенения гомогенной смеси, сопровождающееся изохорным повышением давления в цилиндре 1. При движении поршня 2 к НМТ начинается процесс расширения продуктов сгорания. Вблизи НМТ по команде из АСУ происходит отключение электромагнита 18 клапана выпуска 12, упор 20 штока 19 клапана выпуска 12 упирается в крышку 16, клапан выпуска 12 открывается и рабочий цикл повторяется.When the piston 2 approaches the TDC, on command from the ACS, power is supplied to the electromagnet 18 of the exhaust valve 12. As a result, a force is applied to the stem 19, which overcomes the force of the spring 13 and the exhaust valve 12 closes. When the piston 2 moves from TDC to BDC, the process of filling the cylinder through the open inlet valve 5 and injection of a portion of gasoline with the help of the nozzle 22 will begin. Near the BDC, a command is issued from the ACS to shut off the electromagnet 10 and the inlet valve 5 is closed by the action of the spring 11. When the piston 2 moves from BDC to TDC, the process of compression of the fuel-air mixture occurs. When the piston 2 approaches the TDC from the plug 23, the ignition of the homogeneous mixture occurs, accompanied by an isochoric increase in pressure in the cylinder 1. When the piston 2 moves to the BDC, the expansion of the combustion products begins. Near the BDC, on command from the ACS, the electromagnet 18 of the exhaust valve 12 is turned off, the stop 20 of the rod 19 of the exhaust valve 12 abuts the cover 16, the exhaust valve 12 opens and the duty cycle is repeated.

В течение всего рабочего цикла усилие от давления газов в цилиндре 1, действующее на поршень 2, передается через шток 3, работающий на растяжение, на крейцкопф 4, движущийся в корпусе 25 механизма движения. Так как шток 3 работает на растяжение, то он может быть выполнен довольно тонким, а шарнирные узлы соединения его в крейцкопфе 4 и поршне 2 позволяют осуществить самоцентрирование поршня 2 в цилиндре 1, а за счет утечки рабочей среды через лабиринтно-щелевое уплотнение - безконтактный ход поршня 2 в цилиндре 1. Тонкий размер штока 3 обеспечивает также малые утечки рабочей среды из цилиндра 1 по каналу 7 штока 8 клапана впуска 5, которые из корпуса 25 механизма движения отводятся в атмосферу через отверстие 26.Throughout the entire working cycle, the force from the gas pressure in the cylinder 1 acting on the piston 2 is transmitted through the rod 3, working in tension, to the crosshead 4, moving in the housing 25 of the movement mechanism. Since the rod 3 works in tension, it can be made quite thin, and its hinge joints in the crosshead 4 and piston 2 allow self-centering of the piston 2 in cylinder 1, and due to leakage of the working medium through the labyrinth-gap seal, a non-contact stroke piston 2 in cylinder 1. The thin size of the rod 3 also provides small leakages of the working medium from the cylinder 1 through the channel 7 of the rod 8 of the intake valve 5, which are discharged from the housing 25 of the movement mechanism into the atmosphere through the opening 26.

Механическое открытие клапанов впуска и выпуска позволяет использовать маломощные электромагниты, управление работой электромагнитов с помощью бесконтактной системы управления позволяет регулировать моменты открытия и закрытия клапанов, а с учетом регулирования момента и времени подачи топлива осуществить переход с четырехтактного цикла на двухтактный цикл работы двигателя, т.е. изменять комбинацию тактов.The mechanical opening of the intake and exhaust valves allows the use of low-power electromagnets, the control of the operation of the electromagnets using a non-contact control system allows you to adjust the moments of opening and closing the valves, and taking into account the regulation of the moment and time of fuel supply, switch from a four-cycle cycle to a two-cycle cycle of engine operation, i.e. . change the combination of measures.

Работа двигателя по двухтактному циклу происходит следующим образом. В конце такта расширения, как и у четырехтактного двигателя происходит механическое открытие клапана выпуска 12 и клапана впуска 5. Происходит выхлоп отработанных газов и продувка чистым воздухом под избыточным давлением, создаваемым системой наддува, но только на некотором ходе поршня 2 от НМТ к ВМТ. На заданной высоте подъема (порядка 35°- 40° п. к.в. от НМТ) по команде из АСУ отключается питание электромагнита клапана 5 впуска и подается питание на электромагнит клапана выпуска 12, что приводит к закрытию клапана впуска 5 и клапана выпуска 12. После закрытия клапанов начинается процесс сжатия. В процессе сжатия в цилиндр 1 из форсунки 22 подается топливо, а ближе к ВМТ производится воспламенение воздушно-топливной смеси от свечи зажигания 23, сопровождающееся изохорным повышением давления в цилиндре 1. При движении поршня 2 к НМТ начинается процесс расширения который завершается при открытии клапана выпуска 12, и далее цикл повторяется.The operation of the engine in a two-stroke cycle is as follows. At the end of the expansion stroke, like a four-stroke engine, the exhaust valve 12 and the intake valve 5 are mechanically opened. The exhaust gases are exhausted and clean air is purged under excess pressure created by the boost system, but only at some piston stroke 2 from BDC to TDC. At a given lift height (of the order of 35 ° - 40 ° a.s. from the BDC), the command from the ACS turns off the power of the solenoid of the intake valve 5 and supplies power to the solenoid of the exhaust valve 12, which closes the intake valve 5 and exhaust valve 12 After closing the valves, the compression process begins. During compression, fuel is supplied to the cylinder 1 from the nozzle 22, and closer to the TDC, the air-fuel mixture is ignited from the spark plug 23, accompanied by an isochoric increase in pressure in the cylinder 1. When the piston 2 moves to the BDC, the expansion process begins, which ends when the exhaust valve is opened 12, and then the cycle repeats.

Таким образом, безинерционное механическое открытие клапанов с регулированием в широком диапазоне отсечек наполнения цилиндра воздухом и выталкивание отработавших газов позволяют упростить конструкцию и осуществить переход работы двигателя с четырехтактного цикла на двухтактный и обратно как для двигателей, работающих на бензине, так и работающих на дизельном топливе, оптимизировать рабочие циклы в в широком диапазоне нагрузок, уменьшить выброс токсичных веществ, а также повысить эффективность за счет существенного снижения затрат мощности на трение в цилиндровой паре и на привод клапанного механизма.Thus, inertia-free mechanical opening of valves with regulation over a wide range of cut-offs for filling the cylinder with air and expulsion of exhaust gases makes it possible to simplify the design and to transfer the engine from a four-stroke cycle to a two-stroke cycle and vice versa for both gas-powered and diesel-powered engines, to optimize work cycles in a wide range of loads, to reduce the emission of toxic substances, and also to increase efficiency by significantly reducing the cost of power for friction in a cylinder pair and on the valve mechanism drive.

Сравнение существенных признаков предлагаемого и уже известных решений дает основание считать, что предлагаемое техническое решение отвечает критериям «изобретательский уровень» и «промышленная применяемость».A comparison of the essential features of the proposed and already known solutions gives reason to believe that the proposed technical solution meets the criteria of "inventive step" and "industrial applicability".

Claims

A piston internal combustion engine comprising a piston with o-rings located in the cylinder and connected to a crank mechanism of movement, a valve box with a spark plug and a nozzle for fuel, an intake valve and an exhaust valve, a valve actuator, an air pressurization system, characterized in that a normally open type exhaust valve and a swivel assembly with channels for the passage of the working medium are mounted in the piston, which is connected via a flexible rod to the crosshead of the movement mechanism passing through the intake valve installed in the valve box coaxially to the cylinder, while the intake valve is equipped with an electromagnet and on the stem a stop is installed in the valve, which provides mechanical opening of the valve from the crosshead, and in addition, a cover is connected to the cylinder from the side opposite the valve box, in which the exhaust gas outlet channel is made and an electromagnet is installed, which interacts with the exhaust valve stem, while OR, providing mechanical opening of the valve when the stop is placed on the surface of the cover, and a protrusion is made on the exhaust valve itself, restricting the valve to lift in the open position, and in addition, the seal between the piston and cylinder is made of a labyrinth-slot type.