Устройство для двустороннего привода клапанов двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение может быть использовано в механизмах газораспределения двигателей внутреннего сгорания. Устройство для двустороннего привода клапанов двигателя внутреннего сгорания содержит пружину клапана, один открывающий кулачок и два закрывающих кулачка для каждого клапана. Подвижный направляющий элемент с двумя перекладинами кинематически связан с клапаном с возможностью перемещения совместно с последним. Перекладины направляющего элемента содержат профилированные выступы. Профилированный выступ первой перекладины выполнен с возможностью взаимодействия только с открывающим кулачком, а профилированный выступ второй перекладины выполнен с возможностью взаимодействия только с закрывающими кулачками. Открывающий и закрывающие кулачки расположены на одном распределительном валу. Противоположно вершине открывающего кулачка расположены симметрично друг другу закрывающие кулачки, каждый из которых имеет две вершины, соединенные двумя профилированными рабочими поверхностями, сходящимися в середине закрывающего кулачка. Середина закрывающего кулачка лежит на одной прямой с вершиной открывающего кулачка противоположно последней. При закрытом клапане профили первых по ходу вращения распределительного вала сторон закрывающих кулачков от вершины к середине соответствуют профилю первой стороны открывающего кулачка от основания к вершине, а профили вторых сторон закрывающих кулачков от середины к вершине соответствуют профилю второй стороны открывающего кулачка от вершины к основанию. При закрытом клапане первая сторона открывающего кулачка выполнена с возможностью взаимодействия с профилированным выступом первой перекладины для перемещения клапана в сторону поршня двигателя, открывая клапан, а первые стороны закрывающих кулачков выполнены с возможностью взаимодействия с профилированным выступом второй перекладины. При открытом клапане вторые стороны закрывающих кулачков кулачка выполнены с возможностью взаимодействия с профилированным выступом второй перекладины для перемещении клапана от поршня двигателя, закрывая клапан, а вторая сторона открывающего кулачка выполнена с возможностью взаимодействия с профилированным выступом первой перекладины. Технический результат заключается в повышении коэффициента полезного действия (КПД) двигателя, снижении расхода топлива, увеличении величины крутящего момента при низких оборотах двигателя и увеличении срока эксплуатации узлов газораспределительного механизма. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к четырехтактным двигателям внутреннего сгорания с механическим приводом клапанов газораспределительного механизма.

Известно устройство для двустороннего привода клапанов двигателя внутреннего сгорания, содержащее открывающий и закрывающий кулачки, расположенные на разных распределительных валах, подвижный направляющий элемент с двумя перекладинами, кинематически связанный с клапаном с возможностью перемещения совместно с последним (см. патент США 5931130, МПК F 01 L 1/30, опубл. 03.08.99).

Недостатками известного устройства являются низкий коэффициент полезного действия (КПД) ввиду больших потерь энергии на преодоление сил трения, создаваемых пружинами клапанов, и его недостаточно эффективная работа.

Задачей изобретения является повышение КПД двигателя, снижение расхода топлива, увеличение величины крутящего момента при низких оборотах двигателя, увеличение срока эксплуатации узлов газораспределительного механизма.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для двустороннего привода клапанов двигателя внутреннего сгорания, содержащее пружину клапана, один открывающий кулачок и закрывающий кулачок для каждого клапана, подвижный направляющий элемент с двумя перекладинами, кинематически связанный с клапаном с возможностью перемещения совместно с последним, согласно изобретению снабжено вторым закрывающим кулачком для каждого клапана, перекладины направляющего элемента содержат профилированные выступы, профилированный выступ первой перекладины выполнен с возможностью взаимодействия только с открывающим кулачком, а профилированный выступ второй перекладины выполнен с возможностью взаимодействия только с закрывающими кулачками, открывающий и закрывающие кулачки расположены на одном распределительном валу, при этом противоположно вершине открывающего кулачка расположены симметрично друг другу закрывающие кулачки, каждый из которых имеет две вершины, соединенные двумя профилированными рабочими поверхностями, сходящимися в середине закрывающего кулачка, причем середина закрывающего кулачка лежит на одной прямой с вершиной открывающего кулачка противоположно последней, при закрытом клапане профили первых по ходу вращения распределительного вала сторон закрывающих кулачков от вершины к середине соответствуют профилю первой стороны открывающего кулачка от основания к вершине, а профили вторых сторон закрывающих кулачков от середины к вершине соответствуют профилю второй стороны открывающего кулачка от вершины к основанию, при этом при закрытом клапане первая сторона открывающего кулачка выполнена с возможностью взаимодействия с профилированным выступом первой перекладины для перемещения клапана в сторону поршня двигателя, осуществляя при этом открытие клапана, а первые стороны закрывающих кулачков выполнены с возможностью взаимодействия с профилированным выступом второй перекладины, причем при открытом клапане вторые стороны закрывающих кулачков выполнены с возможностью взаимодействия с профилированным выступом второй перекладины для перемещении клапана от поршня двигателя, осуществляя при этом закрытие клапана, а вторая сторона открывающего кулачка выполнена с возможностью взаимодействия с профилированным выступом первой перекладины.

Направляющий элемент может быть выполнен или в виде рамки, или в виде вилки с возможностью или линейного перемещения вдоль оси клапана, или с возможностью качательного движения относительно оси, проходящей через проушину, выполненную на соединительном звене, связывающем перекладины направляющего элемента.

Профилированный кулачковый выступ выполнен на перекладине с возможностью перемещения вдоль направления движения клапана для регулировки зазора между открывающим и закрывающим кулачками и профилированным выступом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан распределительный вал с кулачками вид спереди; на фиг.2 - распределительный вал с кулачками, вид сбоку; на фиг.3 - распределительный вал с кулачками, вид сбоку; на фиг.4 - положение звеньев приводного механизма при открытом клапане с направляющим элементом в виде вилки, совершающей линейное движение, вид спереди; на фиг.5 - вид сбоку приводного механизма; на фиг.6 - положение звеньев приводного механизма при открытом клапане с направляющим элементом в виде вилки, совершающей качательное движение, вид спереди; на фиг.7 - положение звеньев приводного механизма при открытом клапане с направляющим элементом в виде рамки, совершающей линейное движение, вид спереди.

Устройство для двустороннего привода клапанов двигателя внутреннего сгорания содержит пружину 1 клапана, один открывающий кулачок 2 и два закрывающих кулачка 3 для каждого клапана 4. Подвижный направляющий элемент 5 с двумя перекладинами кинематически связан с клапаном 4 с возможностью перемещения совместно с последним. Перекладины направляющего элемента 5 содержат профилированные выступы 6. Профилированный выступ 6 первой перекладины 7 выполнен с возможностью взаимодействия только с открывающим кулачком 2, а профилированный выступ 6 второй перекладины 8 выполнен с возможностью взаимодействия только с закрывающими кулачками 3. Открывающий 2 и закрывающие 3 кулачки расположены на одном распределительном валу 9. Противоположно вершине 10 открывающего кулачка 2 расположены симметрично друг другу закрывающие кулачки 3 (см. фиг.1, 2 и 3), каждый из которых имеет две вершины 11, соединенные двумя профилированными рабочими поверхностями 12, сходящимися в середине 13 закрывающего кулачка 3. Середина 13 закрывающего кулачка 3 лежит на одной прямой с вершиной 10 открывающего кулачка 2 противоположно последней. При закрытом клапане 4 профили (профильные поверхности 12) первых по ходу вращения распределительного вала 9 сторон закрывающих кулачков 3 от вершины 11 к середине 13 соответствуют профилю (профильной поверхности 14) первой стороны открывающего кулачка 2 от основания 15 к вершине 10, а профили (профильные поверхности 12) вторых сторон закрывающих кулачков 3 от середины 13 к вершине 14 соответствуют профилю (профильной поверхности 14) второй стороны открывающего кулачка 2 от вершины 10 к основанию 15.

Направляющий элемент 5 может быть выполнен в виде рамки (как показано на фиг.7).

Направляющий элемент 5 может быть выполнен в виде вилки (как показано на фиг.4 и 6).

Направляющий элемент 5 может быть выполнен с возможностью линейного перемещения вдоль оси клапана (как показано на фиг.4 и 7).

Направляющий элемент 5 может быть выполнен с возможностью качательного движения относительно оси, проходящей через проушину 16, выполненную на соединительном звене, связывающем перекладины 7 и 8 направляющего элемента 5.

Профилированный кулачковый выступ 6 может быть выполнен на перекладине 7 и/или 8 с возможностью перемещения вдоль направления движения клапана 4 для регулировки зазора между открывающим 2 и/или закрывающими 3 кулачками и профилированным выступом 6, как показано на фиг.4).

Устройство работает следующим образом.

При закрытом клапане 4 первая сторона открывающего кулачка 2 взаимодействует своей профилированной поверхностью 14 с профилированным выступом 6 первой перекладины 7, осуществляя при этом перемещение клапана 4 в сторону поршня двигателя для открытия клапана 4. В это время первые стороны закрывающих кулачков 3 взаимодействуют своими профилированными поверхностями 12 с профилированным выступом 6 второй перекладины 8, обеспечивая при этом плавный ход клапана 4 при его открытии. При открытом клапане 4 вторые стороны закрывающих кулачков 3 взаимодействуют своими профилированными поверхностями 12 с профилированным выступом 6 второй перекладины 8, осуществляя при этом перемещении клапана 4 от поршня двигателя для закрытия клапана 4. В это время вторая сторона открывающего кулачка 2 взаимодействует с профилированным выступом 6 первой перекладины 7, обеспечивая плавность хода клапана 4 при его закрытии. Пружина 1 обеспечивает уплотнение клапана 4 в седле.

Формула изобретения

1. Устройство для двустороннего привода клапанов двигателя внутреннего сгорания, содержащее пружину клапана, один открывающий кулачок и закрывающий кулачок для каждого клапана, подвижный направляющий элемент с двумя перекладинами, кинематически связанный с клапаном с возможностью перемещения совместно с последним, отличающееся тем, что снабжено вторым закрывающим кулачком для каждого клапана, перекладины направляющего элемента содержат профилированные выступы, профилированный выступ первой перекладины выполнен с возможностью взаимодействия только с открывающим кулачком, а профилированный выступ второй перекладины выполнен с возможностью взаимодействия только с закрывающими кулачками, открывающий и закрывающие кулачки расположены на одном распределительном валу, при этом противоположно вершине открывающего кулачка расположены симметрично друг другу закрывающие кулачки, каждый из которых имеет две вершины, соединенные двумя профилированными рабочими поверхностями, сходящимися в середине закрывающего кулачка, причем середина закрывающего кулачка лежит на одной прямой с вершиной открывающего кулачка противоположно последней, при закрытом клапане профили первых по ходу вращения распределительного вала сторон закрывающих кулачков от вершины к середине соответствуют профилю первой стороны открывающего кулачка от основания к вершине, а профили вторых сторон закрывающих кулачков от середины к вершине соответствуют профилю второй стороны открывающего кулачка от вершины к основанию, при этом при закрытом клапане первая сторона открывающего кулачка выполнена с возможностью взаимодействия с профилированным выступом первой перекладины для перемещения клапана в сторону поршня двигателя, осуществляя при этом открытие клапана, а первые стороны закрывающих кулачков выполнены с возможностью взаимодействия с профилированным выступом второй перекладины, причем при открытом клапане вторые стороны закрывающих кулачков выполнены с возможностью взаимодействия с профилированным выступом второй перекладины для перемещения клапана от поршня двигателя, осуществляя при этом закрытие клапана, а вторая сторона открывающего кулачка выполнена с возможностью взаимодействия с профилированным выступом первой перекладины.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющий элемент выполнен в виде рамки.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющий элемент выполнен в виде вилки.

4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что направляющий элемент выполнен с возможностью линейного перемещения вдоль оси клапана.

5. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что направляющий элемент выполнен с возможностью качательного движения относительно оси, проходящей через проушину, выполненную на соединительном звене, связывающем перекладины направляющего элемента.

6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что профилированный кулачковый выступ выполнен на перекладине с возможностью перемещения вдоль направления движения клапана для регулировки зазора между открывающим и закрывающим кулачками и профилированным выступом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к четырехтактным двигателям внутреннего сгорания с механическим приводом клапанов газораспределительного механизма

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в приводах впускных клапанов

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для привода клапанов в ДВС, а также в различных гидравлических, пневматических системах для управления их работой

Изобретение может быть использовано в газораспределительных механизмах двигателей внутреннего сгорания. Газораспределительный механизм содержит распределительный вал (1) с кулачками и рычажный механизм привода клапанов (9). На распределительном валу (1) созданы приливы (7), на которых размещены жестко связанные с ними поводки. Каждый поводок при вращении распределительного вала (1) набегает на направляющую пластину (8), жестко связанную с рычагом (3) привода клапана. Толкающий конец рычага (3), воздействуя на торец стержня клапана, открывает клапан (9). При дальнейшем вращении распределительного вала (1) происходит закрытие клапана (9) посредством воздействия кулачка распределительного вала на нижнюю поверхность рычага (3) привода клапана. Стержень клапана (9) снабжен жестко связанной с ним скобой (11), в которой размещена пружина (12), опирающаяся на толкающий конец рычага (3), в котором выполнено резьбовое отверстие, содержащее болт (10) с контргайкой, для регулирования теплового зазора между болтом и торцом клапана. Технический результат заключается в исключении повреждения деталей газораспределительного механизма при обрыве ремня привода распределительного вала. 4 ил.

Изобретение может быть использовано в газораспределительных механизмах двигателей внутреннего сгорания. Газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания состоит из распределительного вала (13), клапанов (2) и направляющей втулки. Стержень клапана (2) крепится резьбовым соединением к поршню (9), опирающемуся на пружину (8) и масляную подушку между поршнем (9) и днищем корпуса компенсатора (5). Корпус компенсатора (5) имеет проушины (12), которые вставлены в вырез (14) распределительного вала (13). Кулачок распределительного вала (13) упирается в верхнее днище (11) корпуса компенсатора (5). Технический результат заключается в устранении залипания и вибрации клапанов. 1 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Устройство привода клапана (14) двигателя внутреннего сгорания содержит головку (1) блока цилиндров, распределительный вал (2), установленный с возможностью вращения в головке (1) блока цилиндров, кулачковый механизм, толкатель (11) клапана, клапан (14) и тарелку (13) клапана. Распределительный вал (2) выполнен сборным, состоящим из штока с жестко установленными на нем посредством переходных втулок (3) кулачками. Каждый кулачок представляет собой сборку, состоящую из постоянного магнита (4), имеющего аксиальное намагничивание, и боковых накладок (5), имеющих на площади прилегания к магниту (4) пазы (6) для фиксации магнита (4). Боковые накладки (5) выполняют функцию рабочей поверхности кулачка. Рабочие поверхности накладок (5) кулачка, имея от постоянного магнита (4) кулачка намагниченные разноименные полюса, расположенные вдоль оси вращения, разноименными полюсами находятся в постоянной магнитной и кинематической связи с рабочими поверхностями накладок (7) сборного ролика. Сборный ролик состоит из постоянного магнита (9), имеющего аксиальное намагничивание, и боковых накладок (7), имеющих на площади прилегания к магниту пазы (8) для фиксации магнита (9). Боковые накладки (7) выполнят функцию рабочей поверхности ролика, которые имея от постоянного магнита (9) намагниченные разноименные полюса, расположенные вдоль оси (10) вращения ролика, разноименными полюсами находятся в постоянной магнитной и кинематической связи с рабочими поверхностями боковых накладок (5) кулачка. Ролик толкателя встроен в толкатель (11) клапана через ось (10) вращения ролика. Толкатель (11) клапана содержит устройство (12) крепления клапана. Технический результат заключается в снижении нагрузки на детали устройства. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение может быть использовано в четырехтактных двигателях внутреннего сгорания с клапанным газораспределением. Привод клапанов газораспределения двигателя внутреннего сгорания содержит два распределительных вала (5), (6), включающих постоянные магниты (7), (8). Постоянные магниты (7), (8) взаимодействуют с постоянными магнитами (10), жестко закрепленными на концах стержней впускных и выпускных клапанов (1), (2) с ориентацией одного из полюсов в сторону соответствующего распределительного вала (5), (6). Постоянные магниты (7), (8) каждого распределительного вала (5), (6) выполнены с осевой намагниченностью и установлены в диаметральных сквозных отверстиях, сформированных в теле вала, с ориентацией вектора намагниченности вдоль оси отверстия. Отверстие выполнено с формой и выходным поперечным сечением, обеспечивающими заданный сектор действия магнитного поля соответствующего полюса магнита (7), (8). Технический результат заключается в повышении надежности работы привода. 5 з.п. ф-лы, 12 ил.
Наверх