Пристрій клапана, що обертається, для використання у двигуні внутрішнього згоряння поршневого типу

Настоящее изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания поршневого типа, в частности к усовершенствованному узлу сферического вращающегося клапана, используемому в двигателе внутреннего сгорания с вращающимися клапанами для введения топливно-воздушной смеси в цилиндр и удаления выхлопных газов. Преимущественное применение изобретения имеет в автомобилестроении. В двигателе внутреннего сгорания поршневого типа необходимо заряжать цилиндр топливно-воздушной смесью для такта сгорания и вентилировать или удалять выхлопные газы в такте выпуска каждого цилиндра двигателя. В обычном двигателе поршневого типа это происходит тысячи раз в минуту на цилиндр. В обычном двигателе внутреннего сгорания вращение кулачкового вала вынуждает подпружиненный клапан открываться, чтобы позволить топливной и воздушной смеси течь от карбюратора в цилиндр и камеру сгорания в течение такта впуска. Этот кулачковый вал закрывает этот вп ускной клапан в течение такта сжатия и сгорания в цилиндре и тот же кулачковый вал открывает другой подпружиненный выпускной клапан, чтобы очистить цилиндр после завершения сжатия и сгорания. Эти выхлопные газы выходят из цилиндра и входят в выпускной трубопровод. Технические средства, связанные с эффективной работой обычных двигателей внутреннего сгорания, имеющих подпружиненные клапаны, включают такие детали, как пружины, шплинты, направляющие, оси коромысла и сами клапаны, которые обычно расположены в головке цилиндра так, что они нормально работают в вертикальном положении и открываются внутрь цилиндра для впуска или вентиляции или удаления газов. Если скорость вращения двигателя увеличивается, клапаны открываются и закрываются более часто и привязка по времени и зазоры становятся критическими для того, чтобы предотвратить неумышленный контакт поршня с открытым клапаном, который может привести к серьезной поломке двигателя. Что касается упомянутых выше те хнических средств и работы, то нормальной практикой является наличие для каждого цилиндра одного выпускного клапана и одного впускного клапана с соответствующими техническими средствами, однако многие двигатели внутреннего сгорания теперь развиваются в направлении многоклапанных систем, имеющих. каждая соответствующие те хнические средства, несколько кулачковых валов. В стандартном двигателе внутреннего сгорания кулачковый вал вращает коленчатый вал посредством зубчатого ремня или цепи. Работа этого кулачкового вала и соответствующи х клапанов, приводимых в движение кулачковым валом, может быть причиной уменьшения эффективности двигателя из-за трения, связанного с работой различных элементов. Известны узлы вращающихся клапанов для использования в двигателях внутреннего сгорания [1]. Недостатком этих устройств является односторонняя подача и вывод топливной смеси из цилиндра. В качестве прототипа заявляемого изобретения принята система вращающихся клапанов двигателя внутреннего сгорания поршневого типа, включающая съемную головку цилиндров с впускным и выпускным клапанами [2]. Недостатком известного устройства является то, что пропускная возможность впускного и выпускного клапанов ограничена особенностями их конструктивного выполнения, определяющими исключительно одностороннюю подачу и вывод топливной смеси из цилиндра, что значительно сужает область использования двигателей внутреннего сгорания поршневого типа. Кроме того, односторонне работающий выпускной клапан известной системы в процессе работы двигателя сильно разогревается из-за существенной продолжительности времени выхода из клапана отработанной топливной смеси, имеющей высокую температуру, что ограничивает скорость удаления выхлопных газов и приводит к быстрому износу клапана. К недостаткам известного устройства следует также отнести наличие значительного количества деталей, обеспечивающих уплотнение в системе, которые не только увеличивают ее вес, но и могут стать причиной контакта поршня с открытым клапаном при возникновении отклонений в работе двигателя. В основу изобретения, поставлена задача расширения технологических возможностей и повышения надежности работы системы вращающи хся клапанов для двигателя внутреннего сгорания поршневого типа путем усовершенствования конструкции съемной головки цилиндров, выполнения во впускном и выпускном клапанах сообщающихся между собой и проходом для введения и выведения топливной смеси тороидальных полостей, образования в выпускном канале заглушающей стенки и выбора оптимальной формы средства уплотнения и составляющих его конструктивных элементов, что обеспечивает распределение топливной смеси, поступающей в клапаны, одновременно в две тороидальные полости, и тем самым позволяет подавать смесь во впускной клапан и выводить выхлопные газы из выхлопного клапана с двух сторон, вызывает дополнительное усилие, выталкивающее выхлопные газы из выпускного клапана и увеличивает скорость их удаления, снижает время пребывания перегретого выхлопного газа в полости выпускного клапана в течение каждого такта выпуска двигателя и предотвращает тем самым его перегрев, а также позволяет сосредоточить основные составляющие уплотнительного средства в компактной приемной канавке и обеспечить дополнительное давление уплотнителя на стенки впускного и выпускного отверстий, исключая тем самым потребность в наличии создающих контакт дополнительных элементов, и соприкосновение поршня двигателя с поверхностью клапана. Поставленная задача решается тем, что в устройстве вращающегося клапана для использования в двигателе внутреннего сгорания поршневого типа, содержащем съемную головку цилиндров из двух частей, присоединяемую к двигателю внутреннего сгорания, состоящую из верхней и нижней секций головки цилиндров, причем верхняя и нижняя секции головки цилиндров после присоединения к двигателю внутреннего сгорания образуют две полости, выровненные вдоль радиуса с цилиндром двигателя внутреннего сгорания, полости образуют множество первых вмещающи х барабан полостей для установки выровненных вдоль радиуса вращающи хся вып ускных клапанов, вторые выровненные вдоль радиусов полости образуют множество вторых вмещающих барабан полостей для установки множества выровненных вдоль радиуса выпускных клапанов, нижняя секция головки цилиндров и множество первых вмещающих барабан полостей имеют выпускное отверстие, сообщающееся с цилиндром, а нижняя секция головки цилиндров и вторые вмещающие барабан полости имеют выпускное отверстие, сообщающееся с цилиндром, средства уплотнения, связанные с входным и выходным отверстиями, первый проход для введения топливно-воздушной смеси в головку цилиндров при помощи резервуарной полости, смежной с двумя сторонами первой, вмещающей барабан, полости и вращающегося впускного клапанами второй проход для удаления выхлопных газов из цилиндра при помощи выпускной полости, смежной с двумя сторонами второй, вмещающей барабан, полости и вращающегося клапана, первый вал, установленный на опорные поверхности в первой полости, выровненной вдоль радиуса цилиндров двигателя внутреннего сгорания, причем на первом валу смонтирован вращающийся впускной клапан, второй вал, установленный на опорные поверхности второй выровненной вдоль радиуса полости, причем на втором валу размещено множество вращающи хся выпускных клапанов, вращающийся впускной клапан и вращающийся выпускной клапан, каждый из которых имеет сферическую часть, определенную двумя параллельными плоскостями сферы, причем упомянутые плоскости расположены симметрично относительно центра сферы, определяя сферическую периферию и плоские боковые стенки, вращающиеся впускные клапаны смонтированы на первом валу в множестве вмещающих барабан полостей в газонепроницаемом уплотняющем контакте с выходным отверстием, согласно изобретению, у вращающегося вп ускного клапана есть проход на его сферической периферии для введения и перекрытия топливно-воздушной смеси в двигателе, проход сообщается с тороидальными полостями, сформированными в обеих боковых стенках вращающи хся вп ускных клапанов, тороидальные полости сообщаются со смежными резервуарами полостями, сформированными в верхней и нижней секциях головки цилиндров, смежные резервуарные полости сообщаются с первым проходом для введения топливновоздушной смеси в цилиндр с обеих сторон впускного клапана, в вращающемся выпускном клапане есть проход, расположенный на его сферической периферии для удаления и прерывания удаления выхлопных газов из цилиндра, вращающийся выпускной клапан имеет тороидальные полости, сформированные в плоских боковых стенках и сообщающиеся с проходом на сферической периферии, тороидальные полости сообщаются со смежными выпускными полостями, сформированными в верхней и нижней секциях головки цилиндров, а смежные выпускные полости сообщаются со вторым проходом для удаления выхлопных газов из двигателя. Также, согласно изобретению, средства уплотнения содержат приемное кольцо, по существу круглое в плоскости поперечного сечения, имеющее внутри кольцевую приемную канавку, причем приемное кольцо заблокированно закреплено в головке цилиндра вокруг входного отверстия относительно вращающегося впускного клапана, и вокруг вы ходного отверстия относительно вращающегося выпускного клапана, в приемном кольце имеется сквозное отверстие, совпадающее со входным отверстием или выходным отверстием, съемное контактное кольцо, закрепленное в кольцевой приемной канавке, причем контактное кольцо имеет криволинейную верхнюю поверхность, совпадающую со сферической периферией впускного клапана или выпускного клапана, и контактное кольцо имеет сквозное отверстие, совпадающее с отверстием приемного кольца и входным отверстием или выходным отверстием, пружинные средства смещения, размещенные в кольцевой приемной канавке приемного кольца ниже контактного кольца и создающие направленное вверх давление на контактное кольцо, средства уплотнения, размещенные вокруг контактного кольца, находящиеся в контакте с внешней стенкой кольцевой приемной канавки, проход для сообщения между входным отверстием или выходным отверстием и средствами уплотнения, закрепленными на контактном кольце; в средствах уплотнения криволинейная поверхность контактного кольца, совпадающая со сферической периферией вращающегося впускного клапана или вращающегося выпускного клапана имеет вкладыш из углеродного волокна, размещенный в ней по кольцу; средства уплотнения на контактном кольце содержат, по меньшей мере, одноструйное кольцо, обеспечивающее плотный контакт с внешней стенкой кольцевой приемной канавки в приемном кольце; в средствах уплотнения пружинные средства, размещенные в кольцевой приемной канавке ниже контактного кольца, содержат, по меньшей мере, одну коническую пружину, обеспечивающую направленное вверх давление и на контактное кольцо, приводя в контакт криволинейную поверхность контактного кольца с периферийной поверхностью вращающегося впускного клапана или вращающегося выпускного клапана; в средствах уплотнения контактное кольцо изготовлено из углеродного волокна; вращающийся впускной клапан для использования в двигателе внутреннего сгорания с вращающимися клапанами содержит барабанный корпус в виде сферической части, определенной двумя параллельными плоскостями сферы, расположенными симметрично относительно центра сферы, и таким образом определяющие сферическую периферию и плоские боковые стенки, сформированный со сквозным отверстием, расположенным в центре по радиусу, для приема вала, причем барабанный корпус сформирован с полостью тороидальной формы в каждой из боковых сторон вокруг отверстия для приема вала, тороидальные полости разделены разделительной стенкой, в разделительной стенке выполнен канал, тянущийся между тороидальными полостями, канал разделительной стенки размещен рядом с проходом, сформированным в сферической периферии; выпускной клапан для использования в двигателе внутреннего сгорания с вращающимися клапанами, содержит барабанный корпус в виде сферической части, определенной двумя параллельными плоскостями сферы, причем барабанный корпус таким образом определен сферической периферией и плоскими боковыми стенками, барабанный корпус содержит сквозное отверстие, расположенное в центре по радиусу, для приема вала, барабанный корпус сформирован с плоскостями тороидальной формы в каждой боковой стороне, расположенными вокруг отверстия для приема вала, тороидальной формы полости разделены разделительной стенкой, в разделительной стенке есть сквозной канал, размещенный рядом с проходом, сформированным в сферической периферии; в выпускном клапане внутри тороидальной полости в каждой боковой стенке образована заглушающая стенка, тянущаяся радиально от отверстия для приема вала до сферической периферии, причем заглушающая стенка расположена непосредственно у канала в разделительной стенке и заглушающая стенка придает дополнительный толчок для удаления выхлопных газов; в выпускном клапане заглушающая стенка в полостях тороидальной формы выполнена с наклоном к разделительной стенке; оно содержит сферический вращающийся впускной клапан для использования в двигателе внутреннего сгорания с вращающимися клапанами, содержащий барабанный корпус в виде сферической части, определенной двумя параллельными плоскостями сферы, расположенными симметрично относительно центра сферы и таким образом определяющими сферическую периферию и плоские боковые стенки, причем вращающийся впускной клапан выполнен со сквозным отверстием для приема вала, расположенным в центре по радиусу, барабанный корпус выполнен с полостью тороидальной формы в каждой из боковых сторон вокруг отверстия для приема вала, тороидальные полости разделены разделительной стенкой и полости тороидальной формы сообщаются с проходом, сформированным в сферической периферии барабанного корпуса; в разделительной стенке выполнен сквозной перепускной канал, сообщающийся с полостями тороидальной формы, причем канал в разделительной стенке размещен рядом с проходом, сформированным в сферической периферии барабанного корпуса; отверстие для приема вала выполнено продольно в центре, протягиваясь между плоскими боковыми стенками; плоские боковые стенки расположены симметрично относительно центра барабанного корпуса. Сферический вращающийся клапан исключает большинство технических средств, связанных с обычным и стандартным устройством тарельчатого клапана, используемым в обычных автомобилях, не только уменьшают количество частей, требуемых для работы двигателя внутреннего сгорания, но и увеличивают эффективность и уменьшают выбросы. Усовершенствованный сферический вращающийся клапан для использования в двигателе внутреннего сгорания с усовершенствованными средствами уплотнения, позволяет впускать топливно-воздушную смесь в цилиндр с обеих боковых сторон впускного сферического вращающегося клапана и позволяет удалять отработанные газы из цилиндра с обеих боковых сторон выпускного сферического вращающегося клапана, уменьшить рабочую температуру выпускного вращающегося клапана для дальнейшего уменьшения вредных выбросов, причем выпускной сферический вращающийся клапан имеет способность обеспечить дополнительный импульс потоку выхлопных газов к выпускному трубопроводу. На фиг.1 представлен вид сбоку на усовершенствованный впускной сферический вращающийся клапан; на фиг.2 - вид с торца на усовершенствованный впускной сферический вращающийся клапан; на фиг.3 - перспективный вид усовершенствованного впускного сферического вращающегося клапана; на фиг.4 вид сбоку на усовершенствованный выпускной сферический вращающийся клапан; на фиг.5 - вид с торца на усовершенствованный выпускной сферический вращающийся клапан; на фиг.6 перспективный вид усовершенствованного выпускного сферического вращающегося клапана; на фиг.7 - вид сверху на узел 4-цилиндровой разъемной головки, иллюстрирующий процесс впуска топливно-воздушной смеси впускными сферическими вращающимися клапанами и процесс выпуска смеси выпускными сферическими вращающимися клапанами; на фиг.8 - вид бокового поперечного сечения узла головки цилиндров, иллюстрирующий взаимное расположение впускного и выпускною сферического вращающегося клапана; на фиг.9 перспективный вид узла головки цилиндров, иллюстрирующий взаимное расположение впускного и выпускного сферического вращающегося клапана; на фиг.10(a - d) - вид сбоку на выпускной вращающийся клапан, последовательно иллюстрирующий процесс удаления выхлопных газов из цилиндра; на фиг.11 - вид сбоку разобранных уплотнительных средств для усовершенствованного сферического вращающегося клапана; на фиг.12 перспективный вид разобранных уплотнительных средств. Впускной сферический клапан 1 образован сферической поверхностью, ограниченной двумя параллельными боковыми стенками 2 и 3, расположенными около центра сферы, таким образом образуя сферическую периферийную стенку 4. Боковые стенки 2 и 3 соответственно имеют взаимосвязанные, направленные внутрь от них, кольцевые тороидальные полости 5 и 6. Кольцевые тороидальные полости 5 и 6 разделены внутри впускного сферического клапана 1 разделительной стенкой 7, расположенной внутри впускного сферического клапана 1 на равном расстоянии от боковых стенок 2 и 3. В центре разделительной стенки 7 сквозь нее проходит элемент 8 для установки вала, длина которого совпадает с шириной сферической периферийной стенки 4. Центральный элемент 8 для установки вала имеет расположенное в нем сквозное осевое отверстие 9. Центральный элемент 8 для установки вала и осевое сквозное отверстие 9 обеспечивают установку впускного сферического клапана 1 на расположенном в центре валу, чтобы обеспечить для впускного сферического клапана 1 размещение с возможностью вращаться для введения топливной и воздушной смеси в автомобильный двигатель. Сферическая периферийная стенка 4 имеет расположенный в ее поверхности проем 10 для сообщения с кольцевыми тороидальными полостями 5 и 6. В разделительной стенке 7 есть сквозной канал 11 для сообщения между кольцевыми тороидальными полостями 5 и 6. Этот канал 11 расположен в разделительной стенке 7 рядом с проемом 10 в сферической периферийной стенке 4. При такой конфигурации обе кольцевые тороидальные полости 5 и 6 будут сообщаться с источником топливно-воздушной смеси из впускного трубопровода для подачи в цилиндр двигателя внутреннего сгорания. Во впускной сферический клапан 1 можно таким образом подавать топливно-воздушную смесь с двух сторон барабана. Выпускной сферический клапан 12 определен сферической частью, сформированной двумя параллельными боковыми сторонами 13 и 14, расположенными около центра сферы, таким способом образуя сферическую периферийную стенку 15. Боковые стенки 13 и 14 соответственно имеют взаимосвязанные направленные внутрь полости 16 и 17. Полости 16 и 17 разделены внутри выпускного сферического клапана 12 разделительной стенкой 18, расположенной внутри выпускного сферического клапана 12. В центре разделительной стенки 18 сквозь нее проходит элемент 19 для установки вала, длина которого совпадает с шириной сферической периферийной стенки 15. Центральный элемент 8 для установки вала имеет расположенное в нем сквозное осевое отверстие 20. Центральный элемент 19 для установки вала и осевое сквозное отверстие 20 обеспечивают установку выпускного сферического клапана 12 на центрально расположенном валу, чтобы обеспечить для выпускного сферического клапана 12 размещение с возможностью вращаться для удаления отработанных газов из автомобильного цилиндра. Сферическая периферийная стенка 15 имеет расположенный на ее поверхности проем 21 для сообщения с полостями 16 и 17. В разделительной стенке 18 есть сквозной канал 22 для сообщения полостей 16 и 17. Этот канал 22 расположен в разделительной стенке 18 рядом с проемом 21 в сферической периферийной стенке 15. При такой конфигурации обе полости 16 и 17 будут сообща ться с выпускным трубопроводом для удаления отработанных газов из цилиндра двигателя внутреннего сгорания. Выпускной сферический барабан 12 может таким образом удалять отработанные газы из цилиндра, используя обе стороны клапана. В предпочтительном варианте полости 16 и 17 должны быть переменной глубины от боковых стенок 13 и 14 до разделительной стенки 18, чтобы способствовать удалению выхлопных газов. Разделительная стенка 18 должна устанавливать максимальную глубин у полостей 16 и 17 непосредственно рядом с краем проема 21, который при вращении должен первым совмещаться с выпускным отверстием цилиндра. Глубина полостей 16 и 17 уменьшается так, что в полостях 16 и 17 формируются заглушающие стенки 24 по соседству с противоположным краем проема 21. Этот противоположный край проема 21 является той частью, которая последней сообщается с выходным отверстием цилиндра во время оборота. Наклон внутри полостей 16 и 17 может быть образован непрерывной спиралью или наклоном вверх непосредственно до заглушающих стенок 24. Целью этого является обеспечение толкающего действия, чтобы способствовать быстрому удалению выхлопных газов в трубопровод. Должно быть понятно, что выпускной клапан должен также функционировать с полостями 16 и 17 постоянной глубины. Заглушающие стенки 24 являются предпочтительным вариантом, чтобы придать дополнительный толчок выхлопным газам. Заявляемый сферический вращающийся клапан устраняет необходимость в клапанах с толкателями и сопутствующих им технических средствах и обеспечивает заполнение цилиндра перед его рабочим тактом и продувку цилиндра в течение его такта выпуска Как будет более очевидно впоследствии из рассмотрения фиг.7, 8, впускной сферический клапан 1 и, в частности полости 5 и 6, находятся в постоянном сообщении с входящей топливно-воздушной смесью из впускного канала 25 (фиг.8) от карбюратора, и эта топливно-воздушная смесь в полостях 5 и 6 вводится в цилиндр, когда впускной проем 10 входит во вра щательное совмещение с впускным отверстием в нижней половине головки цилиндра, как описано далее. Когда впускной проем 10 не совмещен с впускным отверстием цилиндра, изогнутый круговой торец сферической периферийной стенки 4 служит для уплотнения впускного отверстия цилиндра. Что касается такта выпуска из цилиндра, изогнутый круговой торец сферической периферийной стенки 15 выпускного сферического клапана 12 поддерживает уплотнение выпускного отверстия из цилиндра пока выпускной проем 21 на изогнутой сферической периферийной стенке выпускного сферического клапана 12 войдет во враща тельное совмещение с выпускным отверстием цилиндра, расположенного в нижней половине головки цилиндра. Выпускной ход поршня заставляет газы выходить через выходное отверстие в полости 16 и 17 выпускного сферического клапана 12 и через них - в выпускной канал (выпускной трубопровод) 26. Размещение впускного проема 10 на впускном сферическом клапане 1 и выпускного проема 21 на выпускном сферическом клапане 12 выполнено с уче том рабочего и выпускного такта поршня внутри цилиндра и требований по согласованию фаз двигателя. На фиг.8 показан вид бокового поперечного сечения цилиндра и головки цилиндра с внутренним поршнем в сочетании с впускным сферическим клапаном 1. Цилиндр, поршень и блок подобны тем, что имеются в обычном двигателе внутреннего сгорания. Здесь показан блок двигателя 27, имеющий расположенную внутри полости цилиндра 28 с установленным там внутри полости цилиндра 28 поршнем 29 возвратно-поступательного движения, который укреплен на коленчатом валу 30 и который совершает возвратно-поступательные хода внутри полости цилиндра 28. Сама полость цилиндра окружена множеством перепускных проходов 31, спроектированных, чтобы обеспечить проход через них охлаждающей жидкости для поддержания оптимальной температуры двигателя. Как признают имеющие опыт в технике, когда головка удалена с двигателя внутреннего сгорания, можно увидеть полость цилиндра и поршень, закрытый в ней. Головка двигателя согласно изобретению является разъемной головкой, составленной из нижней секции 32, которая прикреплена к блоку двигателя 27 и содержит впускное отверстие 33 для цилиндра 28. Впускное отверстие 33 расположено в полусферической вмещающей клапан 1 полости 34, определенной внутренними частями двух параллельных плоскостей, чтобы обеспечить размещение впускного сферического клапана 1. Верхняя половина 35 разъемной головки также содержит полусферическую, вмещающую клапан полость 36, определенную внутренними частями двух параллельных плоскостей, чтобы образовать полость для приема верхней половины впускного клапана 1. Когда верхняя половина 35 и нижняя половина 32 головки прикреплены к блоку двигателя стандартными болтами, впускной сферический клапан 1 с возможностью вращаться заключен внутри полости, определенной двумя половинами разъемной головки. В верхнем и нижнем узлах разъемной головки 35 и 32 сформирована полость в. согласованном положении со сторонами 2 и 3, и, следовательно, с полостями 5 и 6 во впускном сферическом клапане 1. Эти полости 37 и 38 (фиг.7) находятся в сообщении с впускным каналом 25, чтобы позволить топливно-воздушной смеси течь в полости 5 и 6 впускного сферического клапана 1. Таким образом впускной сферический клапан 1 находится в постоянном сообщении с источником топливно-воздушной смеси, которую подают в полости 5 и 6 так, что когда впускной проем 10 на сферической периферийной стенке 4 впускного сферического клапана 1 входит в положение, совмещенное с впускным отверстием в цилиндр, топливно-воздушная смесь размещена для введения в цилиндр. Это устройство лучше всего проиллюстрировано на фиг.7. Уплотняющий механизм 39 (фиг.8) размещен вокруг впускного отверстия 33 в полости цилиндра 28, чтобы обеспечить эффективное уплотнение в течение чередующи хся положений впускного сферического клапана 1. Уплотняющий механизм 39 обеспечивает эффективное уплотнение с торцевой поверхностью сферической периферийной стенки 4 впускного сферического клапана 1. В этой конфигурации полости 5 и 6 впускного сферического клапана 1 непрерывно заряжены топливно-воздушной смесью через впускной канал 25. Эта топливно-воздушная смесь не вводится в полость цилиндра 28 пока впускной проем 10 не войдет в положение, совмещенное с впускным отверстием 33 в цилиндр 28. Уплотняющий механизм 39 взаимодействует с изогнутой сферической периферийной стенкой 4 впускного сферического клапана 1, чтобы обеспечить эффективное непроницаемое для газа уплотнение и гарантировать проход топливновоздушной смеси из полостей 5 и 6 через впускное отверстие 33 и в полость цилиндра 28. При нормальной работе это введение происходит с движением поршня 29 вниз в течение такта впуска, таким образом, заряжая цилиндр топливно-воздушной смесью. Как только впускной проем 10 закрыт так, что он далее не совмещен с впускным отверстием 33 в цилиндр, изогнутая сферическая периферийная стенка 4 впускного сферического клапана 1 уплотнит входное отверстие во взаимодействии с уплотнением 39 для подготовки к рабочему такту поршня 29 и воспламенению топливно-воздушной смеси. Вращение впускного сферического клапана 1 выполняется посредством вала 23, на который впускной сферический клапан 1 установлен. Вал 23 совместно с целью привода распределительного вала или другим подобным устройством и коленчатым валом, к которому присоединены поршни 29, обеспечивают соответствующую привязку по времени открытия и закрытия впускного отверстия 33 путем совмещения с впускным проемом 10 на впускном сферическом клапане 1. Выпускной сферический клапан 12 расположен в том же блоке двигателя 27, имеющем полость цилиндра 28, расположенную внутри его, с поршнем 29 возвратнопоступательного движения внутри полости цилиндра 28. Нижняя и верхняя головки 32 и 35 прикреплены в блоку двигателя 27. Выпускной сферический клапан 12 расположен с возможностью вращения внутри нижней половины и верхней половины 32 и 35 разъемной головки во вмещающей барабан полости 34 и 36 подобно впускному сферическому клапану 1. Выпускной сферический клапан 12 сообщается с выпускным отверстием 40 для полости цилиндра 28. Перед режимом выпуска поршень 29 завершил свой рабочий ход, сжимая и воспламеняя топливно-воздушн ую смесь внутри цилиндра. Этот рабочий ход выполнен, когда изогнутая сферическая круговая периферийная стенка впускного сферического клапана 1 и выпускного сферического клапана 12 обеспечит требуемое уплотненное закрытие соответствующего отверстия 33 и выпускного отверстия 40. Воспламенение топливновоздушной смеси служит для приведения поршня 29 в движение вниз внутри полости цилиндра 28 и оттуда поршень 29 начинает свой подъем в такте выпуска. Выпускной сферический клапан 12, вращающийся на валу 23 и связанный по времени с коленчатым валом, поворачивается, чтобы привести проем 21 на сферической периферийной стенке 12 выпускного клапана в сообщение с выпускным отверстием 40. В этой конфигурации образуется перепускной канал через выпускной сферический клапан 12 от выпускного отверстия 40 к верхней части головки цилиндра с отработанными газами, вытекающими из цилиндра через выпускное отверстие 40, через проем 21 в полости 16 и 17. Оттуда в выпускной канал 41 через камеры 42 и 43 на противоположных сторонах выпускного клапана 12, которые выходят в выпускной трубопровод и окружающую атмосфер у (фиг.7). Начальное открытие выпускного сферического клапана вводит отработанные газы в полости 16 и 17 в точке, где их глубина наибольшая. Как было объяснено ранее, полости 16 и 17 постепенно уменьшаются по высоте, пока заглушающие стенки 24 и 44 образуют уплотнение. Эта конструкция служит для ускорения выхлопных газов через сферический выпускной клапан 12, чтобы сократить продолжительность опорожнения полости цилиндра 28. После завершения опорожнения полости цилиндра 28 торец круговой периферийной торцевой стенки 15 выпускного сферического клапана 12 опять контактирует со средствами уплотнения 39, подобными тем, что у впускного сферического клапана 1, чтобы сформировать уплотнение соответствующего выпускного отверстия 40, пока наступит следующий такт выпуска поршня 29 внутри полости цилиндра 28. На фиг.9 представлен перспективный вид спаренных впускного сферического клапана 1 и выпускного сферического клапана 12, размещенных в нижней секции 32 разъемной головки по отношению к одному цилиндру. Если используются двигатели типа У-6 или У-8, или У12, или аналогичные, то каждая группа цилиндров будет иметь подобным образом размещенный узел сферических вращающи хся клапанов, связанный с ней. Другим вариантом изобретения могло бы быть обеспечение, чтобы впускной сферический клапан 1 и выпускной сферический клапан 12 были размещены на едином валу, если размер двигателя таков, что двойная подача впускного клапана и двойной отвод выпускного клапана могли бы быть выполнены без нарушения структурной целостности двигателя. Вал 23 и вращающиеся сферические клапаны 1 и 12 поддерживают в разъемной головке множество опорных поверхностей 45 (фиг.7). Сферические клапаны 1 и 12 обработаны на станке так же, как полости 34 и 36, вмещающие барабаны, с допустимым отклонением между сферическими клапанами и полостями приблизительно 1/1000 дюйма (0,0254мм). Когда вал 23 с узлом сферического клапана размещен внутри разъемной головки, вал 23 контактирует с опорными поверхностями 45, а сферические клапаны 1 и 12 соответственно находятся в контакте только с уплотняющими средствами 39, варианты которых описаны здесь далее. Фиг.10a - d иллюстрируют процесс, при котором выхлопные газы удаляют из цилиндра через выпускной клапан 12 и оттуда в выпускной трубопровод. Фиг.10 иллюстрирует процесс, при котором газовый поток выходит из цилиндра 28 через выпускное отверстие 40 и через проем 21 на сферической периферийной стенке выпускного клапана 12, входя таким образом в полости 16 и 17 выпускного клапана 12. Отработанные газы затем выходят из полостей 16 и 17 через выпускные камеры 42 и 43 соответственно (фиг.7). Этим выхлопным газам придан последний импульс посредством заглушающи х стенок 24 непосредственно перед тем, как процесс выпуска начнется снова после совмещения проема 21 с выпускным отверстием 40. На фиг.11 представлен вид сбоку на разобранные средства уплотнения 39, а на фиг.12 перспективный вид разобранных средств уплотнения 39. Описание средств уплотнения 39 сделано здесь по отношению к вращающемуся впускному клапану 1, но средства уплотнения 39 одинаковы по конструкции и выполняют те же цели и функции по отношению к вращающемуся выпускному клапану 12. Средства уплотнения 39 составлены из двух главных деталей. Нижнему приемному кольцу 46 придана форма, позволяющая разместить его внутри кольцевой канавки 47 в нижней половине разъемной головки и расположенной по окружности вокруг отверстия 33. Внутренняя круговая стенка 48 и наружная круговая стенка 49 скреплены плоским кольцевым основанием 50, образуя кольцевую приемную канавку 51 для приемки верхнего съемного контактного кольца 52 уплотнения клапана. В верхнем съемном контактном кольце 52 уплотнения клапана есть расположенное в центре отверстие 53, соосное с отверстием 54 и нижней приемной деталью 46. В наружной стенке 55 верхнего уплотнения клапана 52 от верхней поверхности 56 до нижней поверхности 57 сделан внутри уступ, чтобы образовать кольцевую канавку 58 для размещения струйного кольца 59. Верхняя деталь 52 уплотнения спроектирована так, чтобы плотно входить внутрь кольцевой канавки 51 в нижней приемной детали 46 уплотнения клапана. Верхняя поверхность 56 верхнего кольца 52 уплотнения клапана вогнута вн утрь по направлению к центру отверстия 53, причем в верхней поверхности есть кольцевая выемка 60 для размещения вкладного антифрикционного вкладыша (кольца) 61 из углеродного волокна. Вкладной антифрикционный вкладыш 61 из углеродного волокна выступает над верхней поверхностью 56 верхнего кольца 52 уплотнения клапана и входит в контакт со сферической периферийной стенкой вращающегося впускного клапана 1. Кривизна верхней поверхности 56 такова, что она соответствует кривизне периферии впускного вращающегося клапана 31, поэтому углеродное антифрикционное кольцо 61 находится в плотном контакте с периферийной поверхностью вращающегося впускного клапана 1. Контакт между углеродным вкладным антифрикционным кольцом 61 и периферийной поверхностью вращающегося впускного клапана 1 поддерживают пружинные средства смещения (кольцевые конические пружины) 62, расположенные в кольцевой приемной канавке 51 ниже верхнего кольца 52 уплотнения клапана. Усилие, которое поддерживается в направлении вверх на верхнее кольцо 52 уплотнения клапана, находится в пределах от 1 до 4 унций (от 28 до 112 грамм). Это усилие может быть создано или одной конической пружиной, установленной в кольцевой приемной канавке 51, или множеством кольцевых конических пружин. Верхнее кольцо 52 уплотнения клапана имеет расположенные вокруг кольцевых канавок 58 струйные кольца 59, которые функционируют подобно поршневым кольцам, связанным с поршнем. Струйное кольцо 59 служит для обеспечения дополнительного уплотняющего контакта между уплотнением 39 клапана и периферической поверхностью вращающегося впускного клапана 1 и вращающегося выпускного клапана в течение тактов сжатия и рабочего. Увеличенное давление газа внутри цилиндра и внутри кольцевой канавки 51 увеличивает давление под струйным кольцом 59, которое образует уплотнение с наружной круговой стенкой 49, предотвращая утечку газов и даже обеспечивая направленное вверх усилие на верхнее кольцо 52 уплотнения клапана, таким образом создавая более хороший контакт между углеродным вкладным кольцом 60 и периферийной поверхностью вращающегося впускного клапана 1. Такое же взаимодействие будет происходить с уплотнением клапана, связанным с вращающимся выпускным клапаном 12. В течение тактов впуска и выпуска углеродное вкладное кольцо 60 будет поддерживаться в контакте с вращающимся выпускным клапаном посредством конических пружин, размещенных в кольцевой канавке 51. В течение такта сгорания или рабочего такта давление вверх передается верхнему кольцу 52 уплотнения клапана посредством сжатия газов в цилиндре и входном отверстии 28 через проход 63 между верхним кольцом уплотнения клапана 52 и нижним приемным кольцом 46 так, что газы могут расширяться внутри кольцевой приемной канавки 51 ниже верхнего кольца уплотнения клапана 52, но развернуты от утечки при помощи струйного кольца 58, находящегося в контакте с наружной круговой стенкой 49 нижнего приемного кольца 46. Это обеспечивает дополнительное давление совместно с конической пружиной 62 для создания контакта между углеродным вкладышем 61 и периферийной поверхностью клапана. Конфигурация средств уплотнения 39 обеспечивает надежное уплотнение с вращающимся впускным и вращающимся выпускным клапаном и фактически является единственным контактом с впускным вращающимся клапаном и выпускным вращающимся клапаном в течение их вращения внутри вмещающих барабан полостей. Это значительно уменьшает количество механических частей в двига теле и поэтому уменьшает трение, преодолеваемое при работе двигателя. Работа устройства. Проем 10 в сферической периферийной стенке 4 сообщается с входным отверстием цилиндра двигателя внутреннего сгорания в результате вращения впускного сферического клапана 1 на валу. Впускной проем будет позволять топливно-воздушной смеси или воздушной смеси, в случае двигателя с впрыском топлива, проходить из тороидальных полостей 5 и 6 через проем 10 в цилиндр. Дальнейшее вращение сферического впускного клапана 1 будет смещать впускной проем 10 от входа в цилиндр, а сферическая периферийная стенка 4 впускного сферического клапана 1 приведет к уплотнению с входом в цилиндр, прерывая таким образом поток топливно-воздушной смеси в цилиндр. Топливновоздушная смесь или воздушная смесь будет продолжать течь из впускного трубопровода в кольцевые тороидальные полости 5 и 6 впускного сферического клапана 1 для введения смеси в цилиндр на следующем обороте сферического впускного клапана 1, когда впускной проем 10 опять станет совмещенным с входом в камеру. Проем 21 в сферической периферийной стенке 15 во время работы будет сообщаться с выпускным отверстием в цилиндре двигателя внутреннего сгорания в результате вращения выпускного сферического клапана 12 на валу 23. Выпускной проем будет позволять отработанный газам проходить из цилиндра через проем 21 и оттуда через полости 16 и 17 в выпускной канал (выпускной трубопровод). Дальнейшее вращение выпускного сферического клапана 12 будет смещать выпускной проем от выхода цилиндра, а сферическая периферийная стенка 15 выпускного сферического клапана 12 приведет к уплотнению с выходом из цилиндра, прерывая таким образом отвод отработанных газов из цилиндра. С выпускным сферическим клапаном 12 в закрытом или прерванном положении в цилиндре будут проходить такты впуска, сжатия и рабочий, а затем вращение выпускного сферического клапана 12 приведет проем 21 в контакт с выпускным отверстием цилиндра, так, чтобы позволить удалить отработанные газы из цилиндра в течение такта выпуска через выпускное отверстие цилиндра, через проем 21 и оттуда вдоль полостей 16 и 17 в выпускной канал.