Механизм газораспределения двигателей внутреннего сгорания

Механизм газораспределения ДВС содержит распределительный вал, который через конические шестерни соединен с цилиндрическим клапаном(клапанами), имеющим внутренний канал и отверстие на торцевой поверхности. Клапан с вкладышами устанавливается в нижней части головки цилиндров. Торцевая поверхность клапана скоррелирована с верхней стенкой камеры сгорания в соответствии с циклом работы двигателя. Верхняя стенка камеры сгорания имеет два отверстия в виде четвертой части площади круга. Каждое отверстие составляет по площади 1/4 от торцевой поверхности клапана. Такое выполнение позволяет упростить конструкцию. 6 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам механизма газораспределения. Наиболее эффективный результат по своим полезным качествам проявляется в использовании его в существующих двигателях автотракторной техники.

В существующих двигателях применяют исключительно клапанные механизмы (за исключением роторно-поршневых двигателей), обеспечивающие достаточно совершенный процесс газообмена на высоких скоростных режимах и при большом давлении наддува, опубликовано в 1976 г. «Автомобильные и тракторные двигатели», Москва, И.М. Ленин, А.В. Костров стр. 484-489, стр. 548-553.

Недостатками этих механизмов газораспределения являются периодически повторяющиеся упругие деформации изгиба, сжатия и кручения в отдельных деталях привода, что вызывает колебательные процессы, сопровождающиеся нарушением геометрических фаз газораспределения, отскакиванием толкателя от кулачка, клапана от седла после его посадки и повышением шума при работе. С увеличением частоты вращения вала двигателя силы инерции значительно возрастают, что вынуждает во избежание кинематического размыкания механизма повышать усилие пружины и жесткость механизма привода, включая распределительный вал.

В результате вышеуказанных процессов возникает необходимость в регулировке зазоров между кулачками и рычагами клапанов каждые 10 000 километров.

Задачей предлагаемого изобретения является ликвидация упомянутых недостатков, а также повышение надежности, увеличение срока службы агрегатов механизма газораспределения.

Согласно предлагаемому изобретению поставленная задача решается тем, что упрощается конструкция механизма газораспределения, а также ее составляющих частей. При этом поступление топлива в камеру сгорания и выброс отработанных газов происходит без ударного фактора, более мягко. Кроме того, головка предлагаемого клапана меньше подвергается высокотемпературной газовой коррозии за счет увеличения проходного сечения ее клапанов.

Упрощенную конструкцию механизма газораспределения составляет распределительный вал, выполненный в виде вала, на который напрессованы четыре конических шестерни, с помощью которых передается вращение на клапана, имеющие в верхней части для сопряжения с распредвалом также напрессованные конические шестерни. В свою очередь, клапаны выполнены в виде цилиндра, имеющего внутренний канал для поступления топлива и выброса отработанных газов в процессе их вращательного движения. В верхней стенке камеры сгорания в месте контакта с клапаном имеются два отверстия, составляющие каждое по площади 1/4 от торцевой поверхности клапана для подачи топлива и удаления отработанных газов.

Предлагаемое изобретение изображено на фиг.1-6, где на фиг.1 показана конструкция механизма газораспределения в собранном виде и позициями обозначены:

1 - распределительный вал;

2 - коническая шестерня распредвала;

3 - цилиндрический клапан;

4 - коническая шестерня клапана;

5 - подшипник;

6 - вкладыш;

7 - компрессионное кольцо;

8 - верхняя часть головки цилиндров;

9 - нижняя часть головки цилиндров;

10 - канал выброса отработанных газов;

11 - канал поступления топлива;

12 - головка клапана;

13 - верхняя стенка камеры сгорания.

На фиг.2 изображена верхняя стенка камеры сгорания и позициями обозначены:

13 - верхняя стенка камеры сгорания;

14 - отверстие для поступления топлива в камеру сгорания;

15 - отверстие для выброса отработанных газов.

На фиг.3 изображена нижняя часть клапана и позициями обозначены:

3 - цилиндрический клапан;

16 - отверстие для поступления топлива и выброса отработанных газов.

На фиг.4 изображена нижняя часть клапана и каналы для поступления топлива и выброса отработанных газов и позициями обозначены:

3 - цилиндрический клапан;

10 - канал для выброса отработанных газов;

11 - канал для поступления топлива;

16 - отверстие для поступления топлива и выброса отработанных газов.

На фиг.5 изображена верхняя стенка камеры сгорания и позициями обозначены:

13 - верхняя стенка камеры сгорания;

14 - отверстие для поступления топлива в камеру сгорания;

15 - отверстие для выброса отработанных газов.

На фиг.6 изображены нижние части клапанов в фазу впуска топлива и отверстия для поступления топлива и выброса отработанных газов и позициями обозначены:

17 - впускной клапан;

18 - отверстие для поступления топлива впускного клапана;

19 - выпускной клапан;

20 - отверстие для выброса отработанных газов выпускного клапана.

Конструкция механизма газораспределения состоит из упрощенного распредвала 1 (фиг.1), цилиндрического клапана с отверстием и каналами для подачи топлива и выброса отработанных газов 3, подшипника 5, вкладышей 6, компрессионного кольца 7.

Верхняя стенка камеры сгорания имеет два отверстия 14 и 15 (фиг.2) в виде четвертой части площади круга для поступления топлива и выброса выхлопных газов.

Механизм газораспределения работает следующим образом: передача вращения клапану 3 (фиг.1) осуществляется от распределительного вала 1 (фиг.1) через конические шестерни 2 и 4 (фиг.1), в свою очередь, привод распределительного вала осуществляется с помощью металлических цепных передач различных типов и передач зубчатыми ремнями из неопрена со стекловолокном.

При вращении клапана 3 (фиг.1) при подаче топлива отверстия 16 (фиг.3) для поступления топлива в клапане и стенке камеры сгорания 14 (фиг.2) совмещаются, происходит поступление топлива в камеру сгорания. При последующих процессах сжатия и возгорания смеси рабочем ходе камера сгорания перекрыта между торцевой поверхностью клапана 3 (фиг.1) и своей верхней стенкой.

При выбросе отработанных газов происходит совмещение отверстий 16 (фиг.3) клапана 3 (фиг.1) и отверстия 15 (фиг.2) верхней стенки камеры сгорания.

В нижней части головки цилиндров 9 (фиг.1) выше компрессионного кольца 7 (фиг.1) имеются отверстия каналов для подачи топлива 11 (фиг.1) и выброса отработанных газов 10 (фиг.1). Соответствующий канал имеется в нижней части клапана 3 (фиг.1) и при совмещении с вышеуказанными каналами 10 и 11 (фиг.1) в соответствии с фазами работы поршня происходит подача топлива и выброс отработанных газов (фиг.4).

Возможно применение двух клапанов впускного 17 (фиг.6) и выпускного 19 (фиг.6), которые будут приводиться в движение также через конические шестерни от распредвала, по обе стороны от него. При этом в верхней стенке камеры сгорания будут находиться два отверстия 14 и 15 (фиг.5) соответственно вышеуказанным клапанам.

При подаче топлива отверстия в камере сгорания 14 (фиг.5) и впускном клапане 18 (фиг.6) совмещаются, а выпускной клапан 19 (фиг. 6) перекрывает отверстие для выброса отработанных газов 15 (фиг.5).

После сжатия, возгорания, рабочего хода уже совмещаются отверстия 20 (фиг.6) для выброса отработанных газов в выпускном клапане 19 (фиг.6) и камеры сгорания 15 (фиг.5).

При этом возможна регулировка клапанов за счет конических шестерней, чтобы выпускной клапан закрывался через 15-30° после в.м.т., а впускной клапан открывался за 10-20° до в.м.т.

Для препятствия попадания раскаленных газов в верхнюю часть головки цилиндров в нижней части клапанов имеется компрессионное кольцо 7 (фиг.1).

Головка цилиндров состоит из 2-х частей 8 и 9 (фиг.1), соединяющихся после установки в нижнюю ее часть клапана 3 (фигура 1) с компрессионным кольцом 7 (фиг.1) и вкладышей 6 (фиг.1).

Между верхней и нижней частью головки цилиндров имеется прокладка. Для устойчивого вращения клапана и невозможности его бокового смещения на верхнюю его часть перед установкой конической шестерни 4 (фиг.1) напрессовывается подшипник 5 (фиг.1). Высота внутренней обоймы подшипника должна быть больше наружной и иметь пазы для последующей выпрессовки подшипника с целью его замены.

Смазывание вкладышей происходит за счет поступления масла из верхней части двигателя между стенкой клапана и стенкой головки цилиндров, а также по внутренним каналам стержня клапана.

В данной конструкции вкладыши работают без ударной и силовой составляющей, как, например, на шатунных шейках коленвала, что обеспечивает их долгий срок эксплуатации, а компрессионное кольцо работает в статическом режиме, что также обеспечивает его износоустойчивость.

Эти факторы способствуют уменьшению простоя машин, повышению их ресурса, позволяют в значительной степени экономить материальные средства и улучшать состояние экологической среды.

Механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащий распределительный вал, который через конические шестерни соединен с цилиндрическим клапаном (клапанами), имеющим внутренний канал и отверстие на торцевой поверхности, отличающийся тем, что клапан с вкладышами устанавливается в нижней части головки цилиндров, торцевая поверхность клапана скоррелирована с верхней стенкой камеры сгорания в соответствии с циклом работы двигателя, имеющей два отверстия в виде четвертой части площади круга, составляющие каждое по площади 1/4 от торцевой поверхности клапана, а в нижней части клапана имеется компрессионное кольцо.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к системам газораспределения двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двухтактным и четырехтактным двигателям внутреннего сгорания, которые содержат рабочий цилиндр с поршнем, впускные и выпускные окна цилиндра и каналы для подвода и отвода рабочей среды.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к поршневым двухтактным и четырехтактным двигателям внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к области двигателестроения. .

Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет повысить топливную экономичность двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания и позволяет повысить надежность механизма газораспределения ДВС. .

Изобретение относится к двигателестроению и может быть применено в карбюраторных двигателях и двигателях с непосредственным впрыском топлива во впускной трубопровод.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателестроению

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Устройство для реализации процесса газообмена в двигателе внутреннего сгорания (ДВС) содержит газораспределительный механизм (ГРМ) в виде цилиндрических поворотных золотников (1), установленных в корпусах (2), и привод ГРМ. На донной части цилиндрических поворотных золотников (1) выполнен шип, который выведен в полость над головкой (3) блока цилиндров и связан с ведомым коническим зубчатым колесом (4) привода. Ведущее коническое колесо (5) смонтировано на валу (6) привода. В стенах корпусов (2) выполнены окна, совпадающие с впускными и выпускными каналами, выполненными в головке (3) блока цилиндров. Корпусы (2) цилиндрических поворотных золотников (1) выполнены в виде стаканов с отверстием в донной части, смонтированных в гнездах головки (3) блока цилиндров на выходе впускных и входе выпускных каналов, связывающих камеры сгорания с впускными и выпускными коллекторами. В цилиндрических поворотных золотниках (1) выполнены каналы с образующими, выполненными по радиусу, которыми соединяется полость камеры сгорания соответственно с впускными или выпускными каналами. На краях цилиндрической образующей поворотных золотников (1) выполнены канавки под уплотнительные элементы (7), представляющие собой набор из нескольких разрезных стальных колец, контактирующих с внутренней цилиндрической частью корпусов (2). Между торцем золотника (1), вокруг шипа и донной частью корпуса (2), в кольцевых посадочных канавках установлен радиально-упорный подшипник (8). С внешней стороны шипа, между приливом с выходным отверстием под шип в полости приводов и ведомым коническим зубчатым колесом (4) установлен второй аналогичный подшипник (9). В кольцевом углублении прилива установлен сальник (10), рабочая кромка которого взаимодействует с цилиндрической образующей шипа. Технический результат заключается в снижении сопротивления потоку топливовоздушной смеси или воздуха. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Устройство для реализации процесса газообмена в двигателе внутреннего сгорания содержит цилиндрические поворотные золотники (1) и привод газораспределительного механизма (ГРМ). В цилиндрических поворотных золотниках (1) выполняют канал, ось которого направлена по нормали к цилиндрической образующей, которым связывают полость камеры сгорания соответственно с впускным или выпускным каналом. На оси донной части цилиндрических поворотных золотников (1), с наружной их части, выполняют короткий шип, а на оси цилиндрических поворотных золотников, с наружной их части, выполняют длинный шип. Цилиндрические поворотные золотники (1) установлены в корпусах (2), выполненных в виде стаканов с отверстием в донной части и закрывающихся крышкой (3) с центральным отверстием, смонтированных в гнездах головки (4) блока цилиндров на выходе впускных и входе выпускных каналов, связывающих камеры сгорания с впускными и выпускными коллекторами. В стенках корпусов (2) в диаметрально противоположном направлении выполняют окна, одни из которых совпадают с впускными и выпускными каналами, выполненными в головке (4), а другие с расширяющимися каналами, ведущими в камеры сгорания. Короткий шип вводят в посадочное отверстие, выполненное в донной части корпуса (2), длинный шип через центральное отверстие в крышке (3) корпуса (2) выводят в полости механизмов приводов, которые в виде отдельных корпусов (5) с крышками (6) прикрепляются по обе стороны головки (4) и связывают с ведомым коническим зубчатым колесом (8) привода ГРМ. Ведущие конические колеса (9) смонтированы на валах (10) приводов, установленных на подшипниках в полостях приводов, выполненных в каждом из корпусов. На выходных концах валов (10) устанавливают ведомые элементы привода ГРМ. На краях цилиндрической образующей поворотных золотников (1) выполняют канавки под уплотнительные элементы (11), выполненные в виде набора из нескольких разрезных стальных колец, контактирующих с внутренней цилиндрической частью корпусов (2). Между торцами золотника (1) и донной частью корпуса (2) и его крышкой (3) в кольцевых посадочных канавках устанавливают радиально-упорные подшипники (12). С внешней стороны шипа между приливом с выходным отверстием под шип в полости приводов и ведомым коническим зубчатым колесом устанавливают аналогичный подшипник (13) и там же в кольцевом углублении прилива устанавливают сальник (14), рабочая кромка которого взаимодействует с цилиндрической образующей шипа. Раскрыт вариант выполнения устройства. Технический результат заключается в снижении сопротивления потоку газа. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к поршневым двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является упрощение конструкции, повышение надежности и эксплуатационных характеристик. Сущность изобретения заключается в том, что после рабочего хода поршня 11 и прохождения им НМТ удаляют продукты сгорания из камеры 9 и полости цилиндра 10 через выпускное окно 3. Прохождение поршнем расстояния от НМТ до ВМТ сопровождается поворотом коленчатого вала на 180°, а ротора 4 - на 30°. Лопатка II займет вертикальное положение, разделяя сечение полости цилиндра 10 на две равные части, продолжая при вращении вытеснять продукты сгорания в окно 3. Поршень 11 будет двигаться вниз, осуществляя всасывание свежей смеси из впускного окна 2 в полость цилиндра. В достижении поршнем НМТ лопатка III перекроет окно 2 и разобщит его с полостью цилиндра 10, а лопатка II разъединит указанную полость с окном 3. После прохождение поршнем НМТ начнется сжимание свежей смеси. При приближении поршня к ВМТ смесь окажется сжатой в камере сгорания, образованной лопатками II, III, поверхностью ротора 4, находящейся между ними, и стенками корпуса 1. Сжатую смесь поджигают посредством свечи зажигания, в результате чего поршень совершает рабочий ход. После этого цикл работы двигателя повторяется. 4 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания содержит коленчатый вал 10 с ведущей звездочкой, систему газораспределения, выполненную в головке (8) цилиндров, систему впуска топливовоздушной смеси, систему выхлопа продуктов сгорания по меньшей мере один цилиндр (1) с установленным в нем поршнем и систему зажигания со свечой зажигания (1), установленной на каждом торце цилиндра. Система газораспределения выполнена в виде установленных в цилиндрических расточках в головке (8) цилиндров и кинематически связанных цепью (31) с коленчатым валом (10) двух распределительных валов (14) и (15) с ведомыми звездочками (28) и (30). Первый и второй распределительные валы (14) и (15) выполнены с осевыми каналами и радиальными впускными и выпускными отверстиями, число которых соответствует числу цилиндров. Против каждого поршня в головке цилиндров выполнены по меньшей мере по одному впускному и выпускному окну. Окна периодически сообщают рабочую полость каждого цилиндра (1) с системой (12) впуска топливовоздушной смеси, которую выполняет первый распределительный вал (14), и системой (13) выхлопа продуктов сгорания, которую выполняет второй распределительный вал (15). На боковом участке цепи (31) установлен первый натяжитель (33) цепи с ручной регулировкой ее натяжения. На участке цепи (31) между распределительными валами (14) и (15) установлен второй натяжитель (35) цепи с управляемым приводом. Ведомые звездочки выполнены одинакового диаметра и в два раза больше диаметра ведущей звездочки. Технический результат заключается в упрощении конструкции. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к энергетике. Двигатель с подводом теплоты содержит цилиндр с головкой и поршнем, средство подвода теплоты - нагреватель, средство отвода теплоты - холодильник и распределительный механизм с цилиндрическими золотниками. Головка и поршень образуют рабочую камеру. Золотники имеют выемки на части боковой поверхности и формируют вытеснительные полости. Вытеснительные полости связаны с рабочей камерой кольцевыми каналами и газоходными каналами-соплами. Нагреватель выполнен в виде внутренней рубашки цилиндра, конструктивно объединенной с головкой цилиндра. Холодильник выполнен в виде внешней рубашки цилиндра. Золотники распределительного механизма имеют привод синхронного вращения и размещены равномерно по окружности в цилиндрических полуполостях, образованных выемками на внутренней рубашке цилиндра и внешней рубашке цилиндра, между внутренней и коаксиально посаженной на нее внешней рубашками цилиндра. Изобретение направлено на уменьшение габаритов и увеличение удельной мощности двигателя с подводом теплоты. 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к энергетике. Двигатель внутреннего сгорания включает корпус, золотник, камеру сгорания, каналы, систему впрыска топлива, компрессор, исполнительный механизм и генератор энергии расширяющихся газов. Генератор энергии расширяющихся газов расположен между компрессором и исполнительным механизмом и состоит из корпуса и золотника. Внутри корпуса расположена сферическая вихревая камера сгорания с двумя глухими каналами. Золотник кинематически связан с компрессором и исполнительным механизмом. У золотника имеется выемка для подвода сжатого воздуха в камеру сгорания каналом от компрессора с последующим перекрытием камеры сгорания на период впрыска, воспламенения и сжигания топлива и переводом энергии расширяющихся газов исполнительному механизму вторым каналом по ходу вращения золотника. Золотник посредством выемки подводит и отводит рабочее тело через первый глухой или второй канал тангенциально. Изобретение направлено на создание генератора энергии расширяющихся газов для привода различных исполнительных механизмов. 7 ил.

Изобретение относится к двигателестроению. Поршневой двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндр с поршнем и ротор в корпусе. Ротор кинематически связан с коленчатым валом и периодически соединяет полость цилиндра с входным и выходным отверстиями камеры сгорания. Ротор выполнен с лопатками, образующими с поверхностью ротора между ними камеру сгорания. Ротор кинематически связан с роликами. Ролики имеют впадины для пропуска лопаток и разделяют пространство между корпусом и ротором на кольцевые камеры. Одна из кольцевых камер сообщена с полостью цилиндра. В роторе соосно и с возможностью вращения установлен вал. Диаметр вала равен диаметру ротора. На валу в радиальном направлении выполнена, по крайней мере, одна выемка. Ширина выемки на поверхности вала меньше расстояния на поверхности ротора между лопатками. Конец вала выступает за торец ротора. Выступающий конец выполнен в виде червячного зубчатого колеса. В результате обеспечивается снижение вредных выбросов в атмосферу и повышение эксплуатационных характеристик. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх