Устройство для регулирования фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: элемент связи между шестерней коленчатого вала и распределительным валом выполнен в виде двух поршней, радиально размещенных в колодцах корпуса и имеющих косой паз, через который проходит ось, жестко связанная с распредвалом двигателя. Поршни через блок регулирования работой двигателя подключены к масляной системе двигателя. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в механизме газораспределения двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и, в частности в устройствах для регулирования фаз газораспределения ДВС.

Известно устройство для регулирования фаз газораспределения четырехконтактного ДВС, содержащее кулачок, закрепленный на кулачковом валу двигателя, коромысло с плечом, передающее движение от кулачка к стержню клапана, регулировочный элемент, закрепленный на оси, параллельной оси кулачка, телескопический гидравлический элемент, смещающее устройство и пружину, связывающую коромысло и регулировочный элемент, причем смещающее устройство находится между коромыслом и регулировочным элементом.

Коромысло размещено на оси регулировочного элемента, а плечи коромысла и регулировочного элемента в области контакта с кулачком выполнены с поверхностями неравной кривизны (авт. св. N 1629574, кл. F 01 L 1/34, 1988).

Известное устройство позволяет изменять лишь высоту открытия клапана и не может изменять угол начала и конца его открытия, так как не изменяет положение кулачка относительно коленчатого вала двигателя, что снижает возможности регулирования газораспределения.

Известно устройство, позволяющее изменять угловое положение распределительного вала, а значит и кулачка, относительно коленчатого вала при изменении скоростного режима двигателя, содержащее соосно размещенные шестерню, связанную с коленчатым валом двигателя и распределительный вал с корпусом, соединенные между собой силовыми элементами, осями проходящими через пазы, обеспечивающие изменения фаз ДВС (патент США N 4955330, кл. F 01 L 1/34, 1989). Описанное устройство является прототипом к изобретению.

Недостатком описанного устройства является нестабильность характеристик вследствие прямого регулирования, а значит и низкая надежность работы всего устройства.

Предлогаемое устройство для регулирования фаз газораспределения ДВС лишено отмеченного.

Сущность изобретения заключается в том, что в предложенном устройстве для регулирования фаз газораспределения ДВС, содержащем корпус с закрепленной на нем шестерней, связанной с коленчатым валом двигателя и соосно размещенный с шестерней распределительный вал, связанные между собой силовыми элементами с пазами, осями, проходящими через пазы, и масляную систему двигателя, причем силовые элементы выполнены в виде размещенных в колодах корпуса двух поршней с профильными пазами, через которые проходят оси, закрепленные в распределительном валу. Поршни выполнены в виде цилиндров с плоскими хвостовиками, внутренние боковые лыски которых проходят через оси и контактируют между собой при любых положениях поршней, а наружные лыски с ограничивающими плоскостями крышек. Хвостовик одного из поршней может быть выполнен с симметричной относительно оси поршня прорезью, в которую входит плоский хвостовик другого поршня. Поршни с хвостовиками могут быть размещены также в двух параллельных колодцах, смещенных друг относительно друга.

Корпус фиксируется между наружной и внутренней крышками, которые с помощью винтов с распорными втулками жестко закреплены на распределительном валу, причем в самом корпусе выполнены концентрические пазы для получения возможности поворота корпуса относительно крышек.

Одна из осей, связанная с внутренним поршнем, может быть закреплена только во фланце распределительного вала или во внутренней крышке, причем эта ось может быть выполнена за одно целое с одной из вышеуказанных деталей, а вторая ось, связанная с наружным поршнем, может быть закреплена только в наружной крышке или выполнена с ней за одно целое.

Наклон профильного паза выбирается таким образом, чтобы при перемещении поршней к периферии распределительный вал смещался по направлению своего вращения.

Описанная совокупность существенных признаков позволяет уменьшить габариты, повысить надежность работы устройства за счет весьма малых углов наклона паза относительно оси поршня (до 7 6⁰) при сохранении достаточно высокого крутящего момента и снизить стоимость устройства за счет простоты конструкции.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема предлагаемого устройства для регулирования фаз газораспределения ДВС; на фиг. 2 разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 поршни с осями, когда хвостовик имеет симметричную прорезь, в которую входит плоский хвостовик второго поршня; на фиг. 4 поршни, размещенные в двух параллельных колодцах, смещенных один относительно другого; на фиг. 5 - односторонний вариант крепления осей; на фиг. 6 разрез Б-Б на фиг.1.

Устройство для регулирования фаз газораспределения ДВС содержит корпус 1 с шестерней 2, связанной с коленчатым валом двигателя, и соосно размещенный с шестерней распределительный вал 3 с фланцем 4. Силовые элементы выполнены в виде размещенных в колодцах 5 корпуса 1 двух поршней 6 и 7 с профильными пазами 8, через которые проходят оси 9, закрепленные в распределительном валу 3. Корпус 1 с двух сторон закрыт с внешней стороны наружной крышкой 10 и с внутренней крышкой 11 или непосредственно фланцем 4 распредвала. Поршни 6 и 7 выполнены в виде цилиндра 12 с плоским хвостовиком 13. Внутренние боковые лыски 14 и 15, которые проходят через ось 16 и контактируют между собой при любых положениях поршней, т.е. длина хвостовиков 13 должна быть больше максимального хода поршня, а наружные лыски 17 и 18 контактируют с ограничивающими плоскостями 19 и 20 крышек 10 и 11. Хвостовик 12 одного из поршней, например 6 (фиг 3) выполнен с симметричной относительно оси поршня прорезью 21, в которую входит плоский хвостовик 7. Поршни 6 и 7 с хвостовиками 13 могут быть размещены также в двух параллельных колодцах 5, смещенных друг относительно друга (фиг. 4).

Одна из осей 9, связанная с внутренним поршнем 6, может быть закреплена только одним концом во фланце 4 распредвала 3 или во внутренней крышке 11 или может быть выполнена за одно целое с одной из вышеуказанных деталей: крышке 11 или фланца 4, а вторая ось 9, связанная с наружным поршнем 7, закреплена только в наружной крышке 10 (фиг. 5).

Наружная и внутренняя крышки 10 и 11 закреплены во фланце 4 распределительного вала с помощью винтов 22 и распорных втулок 23, причем длина распорных втулок выбрана так, чтобы корпус 1, расположенный между крышками 10 и 11, мог свободно поворачиваться в пределах паза 24 (фиг. 6,2).

Наклон профильного паза 8 выбирается таким образом, чтобы при перемещении поршней 6 и 7 к периферии распределительный вал 3 смещался (поворачивался относительно шестерни 2) по направлению своего вращения и наоборот.

На фиг. 1 представлена схема выполнения каналов 25 и 26 для подвода и слива масла к цилиндрическим частям 12 поршней 6 и 7 блока регулирования двигателя, связанного с его масляной системой (не показана).

Устройство для регулирования фаз распределения ДВС работает следующим образом.

При вращении коленчатого вала двигателя, а следовательно и шестерни 2 вращается корпус 1 с поршнями 6 и 7, которые, контактируя с осями 9, входящими в пазы 8 и закрепленными в крышках 10 и 11, передают вращение на них, а следовательно, и на распределительный вал 3. Таким образом, происходит синхронное вращение шестерни 2 и распределительного вала 3.

При увеличении (уменьшении) частоты вращения коленчатого вала при изменении нагрузки двигателя от блока регулирования двигателя (не показан) подается давление масла по каналу, например 25, и производится слив масла по каналу 26.

На цилиндрической части 12 поршней 6 и 7 изменяется перепад давлений масла и поршни перемещаются в новое положение. За счет косых пазов 8, выполненных в хвостовиках 13, последние, контактируя с осями 9, проворачивают их в пределах выполненных косых пазов. Поскольку оси 9 жестко связаны с распределительным валом 3 двигателя, происходит угловое смещение распредвала относительно шестерни 2, а следовательно, а следовательно относительно коленвала двигателя.

Таким образом, производится регулировка фаз газораспределения ДВС по закону, заложенному на профильной поверхности, образующей паз 8 поршней 6 и 7.

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус с закрепленной на нем шестерней, связанной с коленчатым валом двигателя, и соосно размещенный с шестерней распределительный вал, связанные между собой силовыми элементами оси, проходящие через пазы, и масляную систему двигателя, отличающееся тем, что силовые элементы выполнены в виде размещенных в колодцах корпуса двух поршней с профильными пазами, через которые проходят оси, закрепленные во внутренней крышке или в распределительном валу и в наружной крышке, причем поршни выполнены в виде цилиндра с плоскими хвостовиками, внутренние боковые лыски которых проходят через их оси и контактируют между собой при любых положениях поршней, а наружные лыски с ограничивающими плоскостями крышек.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что хвостовик одного из поршней выполнен с симметричной относительно оси поршня прорезью, в которую входит плоский хвостовик второго поршня.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поршни с хвостовиками размещены в двух параллельных колодцах и смещены относительно друг друга.

4. Устройство по пп.1 и 3, отличающееся тем, что одна из осей, связанная с внутренним поршнем, закреплена только во фланце распредвала или во внутренней крышке (или выполнена за одно целое с одной из вышеуказанных деталей), а вторая ось, связанная с наружным поршнем, закреплена только в наружной крышке (или выполнена с ней за одно целое).

5. Устройство по пп.1 4, отличающееся тем, что корпус соединен с распределительным валом через наружную и внутреннюю крышки с помощью винтов с распорными втулками, причем в самом корпусе выполнены концентричные пазы для проворота корпуса относительно крышек.

6. Устройство по пп.1 5, отличающееся тем, что наклон профильного паза выбирается таким, чтобы при перемещении поршней к периферии корпуса распределительный вал смещался по направлению своего вращения, и наоборот.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6