Кулачок для привода клапана двигателя внутреннего сгорания с регулируемым механизмом газораспределения

 

Сущность изобретения: рабочая поверхность кулачка выполнена коноидной со смещенной центральной осью, благодаря чему удается снизить напряжения в контакте кулачка с толкателем и тем самым повысить срок службы узла. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 F 01 1 1/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 . (211 4902181/06 (22) 11.01.91 . (46) 30.05.92. Бюл. М 20 (75) В,А.Золотов (53) 621.43 — 38(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . М 1070326, кл. F 01 1. 1/08, 1982, Патент США N 3481314; кл. F 01 1 1/08, 1969.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания, и может быть использовано в механизме газораспределения ДВС с переменными фазами и ходом клапанов, автоматически изменяемыми в зависимости от оборотов двигателя.

Более широкое распространение получили механизмы с фиксированными фазами газораспределения, т.е. с определенными моментом и продолжительностью открытия впускных и выпускных клапанов, приводом для которых является распределительный вал с дисковыми или цилиндрическими кулачками, имеющими профиль рабочей поверхности, изменяющийся s радиальном направлении.

Известен кулачок для привода клапана механизма газораспределения, снабженный рабочей поверхностью и затылочной поверхностью, у которого рабочая поверхность выполнена эллиптической. Такая поверхность позволяет увеличить площадь проходного сечения клапана, что при заданной продолжительности цикла движения клапана дает возможность получить его

"время-сечение" больше, а ускорение—

„„5Q„;, 173809б АЗ (54) КУЛАЧОК ДЛЯ ПРИВОДА КЛАПАНА

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С

РЕГУЛИРУЕМЫМ МЕХАНИЗМОМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ (57) Сущность изобретения; рабочая поверхность кулачка выполнена коноидной со смещенной центральной осью, благодаря чему удается снизить напряжения в контакте кулачка с толкателем и тем самым повысить срок службы узла; 2 ил, меньше, а следовательно, более плавное Б движение кулачка.

Однако фиксированные фазы газораспределения не дают возможности полного .использования резервов литровой мощности двигателя, его тяговых качеств, вследствие чего растет выброс токсичных веществ в атмосферу. юЪ

Известен механизм газораспределения, имеющий сферический толкатель и распределительный вал, снабженный кулачком, рабочая поверхность которого имеет.переменный по длине профиль в виде С конуса, а затылочная поверхность.выполне- Q на цилиндрической. При этом кулачок рас- О пределительного вала выполнен шире, чем сферический тспкатель: При изменении . оборотов коленчатого вала двигателя центробежный регулятор перемещает распределительный вал в осевом направлении, подводя в зону контакта участки кулачка, которым соответствуют разные фазы газораспределения и ход клапанов..

Недостаток известного технического решения состоит в том, что контакт между конусной поверхностью кулачка.и сферической поверхностью толкателя является то1738096

15

35

55 чечным, что вызывает высокие контактные напряжения, а следовательно, большие местные нагрузки и быстрое изнашивание пары кулачок-толкатель, что в конечном счете выводит из строя весь механизм газораспределения, Целью изобретения является повышение срока службы кулачка путем снижения контактных напряжений.

Поставленная цель достигается тем, что в кулачке, содержащем затылочную цилиндрическую поверхность и рабочую поверх.ность с переменным по длине профилем, рабочая поверхность выполнена коноидной со смещенной центральной осью, На фиг. 1 показан кулачок, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сбоку, Кулачок для привода клапана механизма газораспределения ДВС с переменными фазами и ходом клапанов, изменяемыми в зависимости от оборотов двигателя, содержит затылочную цилиндрическую поверхность 1 и рабочую поверхность 2 с переменным по длине профилем 3, выполненным в виде коноида со смещенной центральной осью, как показано на фиг. 2. В результате такого смещения получены линии в — с и à — d сопряжения цилиндрической и коноидной поверхностей, Точки а и в, d и с характеризуют начало и конец открытия или закрытия клапанов через сферические толкатели и находятся соответственно в сечении 1-1, соответствующем минимальным оборотам . двигателя, и в сечении 11 — 11, соответствующем максимальным оборотам двигателя.

RlvtMH — минимальный радиус коноида (сечение 1 — 1), R»« — максимальный радиус коноида (сечен.ие II — I I ), R< — радиус затылочной цилиндрической. поверхности. кулачка, Кх — радиус профиля коноидной поверхности 3, Ry радиус сферической поверхности толкателя. Точка 0 по всей длине кулачка находится на одной и той же оси всего распределительного вала. Точки 01 в сечениях 1 — 1 и II — И смещены по углу поворота вала в соответствии с порядком работы цилиндров в двигателе, как у обычных двигателей. Z> и 22 — высота подъема кулачка, соответственно для минимальных и максимальных оборотов двигателя. Она выбирается в зависимости от необходимого времени-сечения клапана. Кривая х-у — линия контакта коноидной поверхности кулачка со сферической поверхностью толкателя;

При вращении центробежного регулятора (не показан) под действием грузов распределительный вал перемещается в осевом направлении, при этом кулачок, поворачиваясь, также движется в осевом направлении. Переменный профиль кулачка как в радиальном, так и в осевом направлении, позволяет автоматически регулировать фазы газораспределения и величину хода клапанов в зависимости от оборотов двигателя, Таким образом, выполнение кулачка с переменной по длине коноидной поверхностью позволяет в паре кулачоктолкатель получить линейный контакт по всей рабочей поверхности кулачка.

Хотя изготовление предлагаемого кулачка с переменным вдоль оси коноидным профилем и является сложной технологической задачей, связанной с обработкой его поверхности на специальном оборудовании по коп иру, в конечном счете появляется воэможность создания работоспособного механизма газораспределения ДВС с переменными фазами и ходом клапанов, авто-. матически изменяемыми в зависимости от оборотов двигателя.

Применение предлагаемого кулачка с переменным вдоль оси коноидным профилем позволяет существенно изменить вели30 чину крутящего момента во всем диапазоне оборотов коленчатого вала; уменьшить потери на впуске, а также удельный расход топлива и выброс токсичных веществ в виде

СО и углеводородов; повысить пусковые качества у дизелей, улучшить характеристики холостого хода..

В целом применение предлагаемого кулачка позволит увеличить крутящий момент на низких скоростных режимах, снизить расход топлива у бензинового двигателя на 4-15%.

Формула изобретения

Кулачок для привода клапана двигателя внутреннего сгорания с регулируемым механизмом газораспределения, содер>кащий затылочную цилиндри -;ескую поверхность и рабочую поверхность с переменным по длине профилем, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения срока службы путем снижения контактных напряжений, рабочая поверхность выполнена коноидной со смещенной центральной осью.

1738096

Составитель В.Золотов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор М.Товтин

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1910 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5