Механизм газораспределения
Изобретение относится к области двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет повысить эффективность наполнения цилиндров ДВС горючей смесью и удаления из них отработанных газов. Механизм газораспределения состоит из клапанов впускных и выпускных, включающих в себя стержни и головки, взаимодействующие с седлами. Головки клапанов по своей образующей рабочей поверхности снабжены каналами, наклонными в вертикальной плоскости, причем начало каналов находится на торцевых частях головок и имеет больший диаметр, а конец - на рабочих поверхностях (взаимодействующих с седлом клапана) и имеет меньший диаметр. 5 ил.
Изобретение относится к области двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано как в конструкциях четырехтактных карбюраторных двигателей, так и дизелей.
Известен механизм газораспределения, используемый в конструкции карбюраторного двигателя, описанный и показанный на стр.42-43, рис.43 в книге Стеблева Н.М. "Современный автомобиль". Издательство ДОСААФ. - М., 1955 г. Такой механизм состоит из впускного и выпускного клапанов, каждый из которых выполнен в виде стержня, плавно переходящего в головку, и последняя по своей образующей снабжена рабочей поверхностью, взаимодействующей с седлом клапана, запрессованным в блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Каждый из клапанов подпружинен относительно блока цилиндров и управляется с помощью толкателей, взаимодействующих с распределительным валом ДВС. С помощью клапанов за четыре хода движения поршня происходят заполнение цилиндров горючей смесью, ее сжатие, горение и расширение и выпуск отработанных газов. Заполнение горючей смесью происходит из всасывающего коллектора, расположенного в блоке цилиндров, а выпуск отработанных газов - в выхлопной коллектор. Несмотря на свою эффективность использования такой механизм газораспределения обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что всасывание горючей смеси и удаление из цилиндров отработанных газов происходит через узкие щели, расположенные между седлами клапанов и внешними образующими поверхностями клапанных головок. Такое явление снижает эффективность заполнения горючей смесью полости цилиндра при всасывании и "очистку" этого же объема от отработанных газов, а также способствует неравномерному распределению температуры по всему объему головки клапана.
Известен также механизм газораспределения ДВС, описанный в книге Корягина А.В. и Соловьева Г.М. Устройство, обслуживание и правила движения автомобилей. Военное издательство МО СССР. - М., 1960 г., стр.56-57 и показанный на рис.29. Конструкция такого механизма газораспределения аналогична вышеописанной и поэтому недостатки их подобны.
Поэтому задачей изобретения является повышение эффективности работы механизма газораспределения ДВС за счет увеличения проходных сечений впускного и выпускного клапанов, через которые в цилиндры поступает горючая смесь и удаляются из него отработанные газы, а также равномерного распределения теплового поля по всему объему головок клапанов.
Поставленная задача достигается тем, что впускной и выпускной клапаны каждого из цилиндров блока в своих головках снабжены наклонными в вертикальной их плоскости каналами, начало которых находится на торцевой части головок, а концы - на их рабочей поверхности, причем начала и концы упомянутых каналов выполнены различного диаметра и большие из них расположены на внешних торцевых частях головок клапанов, а меньшие - на их рабочих поверхностях.
На фиг.1 показан общий вид механизма газораспределения с разрезом сбоку, на фиг.2 - часть одного из его клапанов с вырывами, на фиг.3 - вид клапана сверху, на фиг.4 - вид клапана снизу и на фиг.5 - один из моментов открытия клапана.
Механизм газораспределения состоит из впускного клапана, выполненного за одно целое с головкой 1 и стержнем 2, и выпускного клапана, содержащего головку 3 и стержень 4. Головки 1 и 3 клапанов контактируют с седлами 5, запрессованными в блок цилиндров 6, включающий в себя камеру сгорания 7, впускной коллектор 8 и выхлопной коллектор 9. Головки 1 и 3 клапанов имеют сквозные каналы соответственно 10 и 11. Головки 1 и 3 клапана имеют рабочую поверхность 12.
Работает механизм газораспределения следующим образом. Для заполнения камеры сгорания 7 горючей смесью, находящейся в впускном коллекторе 8, широко известными в технике способами впускной клапан с головками 1 и стержнем 2 перемещается по стрелке А и горючая смесь за счет разрежения, создаваемого поршнем, находящимся в цилиндре блока 6 (цилиндр и поршень на чертеже не показаны, но работа ДВС подробно описана в книге Стеблева Н.М., которая выбрана в качестве аналога, где в ней представлены четыре такта его работы и использующего в качестве топлива бензин), через щели, образованные между головкой 1 и седлом 5, по стрелке В (см. фиг.5) поступает в камеру сгорания 7. В то же время как только головка клапана приподнимется по стрелке А над седлом 5, сквозные каналы 10 окажутся открытыми (как это показано на фиг.5) и через них так же, как и в предыдущем случае, по стрелке В горючая смесь поступит в камеру сгорания 7. После этого, как только поршень достигнет нижней мертвой точки, всасывающий клапан с головкой 1 и стержнем 2 перемещается в направлении, обратном стрелке А, и занимает положение, показанное на фиг.1, тем самым плотно примыкая своей рабочей поверхностью 12 к седлу 5 прикрывает каналы 10. Далее осуществляется процесс сжатия и поршень доходит до своей верхней мертвой точки. Как это произойдет, широко известным способом горючая смесь воспламеняется, а так как оба клапана закрыты, то поршень под действием создавшегося давления газов перемещается в сторону нижней мертвой точки, то есть происходит его рабочий ход. Перейдя вновь нижнюю мертвую точку, поршень в последующем перемещается вверх и выпускной клапан с головкой 3 и стержнем 4, подобно тому, как это показано, например, на фиг.5, открывается по стрелке С и газы проходят из камеры сгорания 7 в щели, образованные им с седлом 5, а также через каналы 11, но только в направлении, обратном стрелкам В, поступая в выхлопной коллектор 9, выбрасываются в атмосферу. Как только поршень перейдет верхнюю мертвую точку, выпускной клапан своей головкой 3 поджимается к седлу 5, в этот момент времени по стрелке А впускной клапан вновь открывается и происходит процесс, аналогичный описанному выше.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как, во-первых, за счет наличия отверстий выполненных в головках 1 и 3 и рабочих поверхностях 12 впускного и выпускного клапанов увеличивается производительность подачи горючей смеси или удаления отработанных газов в камеру сгорания двигателя или из нее и, во-вторых, высокие температуры, характерные для этого механизма, возникающие в процессе сжигания рабочей смеси, равномерно распределяются по всему объему головок клапанов, что в итоге позволяет повысить долговечность последних особенно в зонах сопряжения их рабочих поверхностей с гнездами. Все это в итоге позволит получить соответствующий экономический эффект при эксплуатации ДВС.
Механизм газораспределения, преимущественно двигателя внутреннего сгорания, состоящий из впускного и выпускного клапанов, выполненных в виде стержней с головками и рабочими поверхностями и подпружиненных относительно блока цилиндров, снабженного всасывающим и выхлопным коллекторами, отличающийся тем, что впускной и выпускной клапаны каждого из цилиндров блока в своих головках снабжены наклонными в вертикальной их плоскости каналами, начало которых находится на торцевой части головок, а концы на их рабочих поверхностях, причем начало и концы упомянутых каналов выполнены различного диаметра и большие из них расположены на внешних торцевых частях головок клапанов, а меньшие - на их рабочих поверхностях.
