Система коромысла клапана с содержащим паз вкладышем подшипника
Изобретение относится к двигателестроению. Система (1) коромысла клапана ДВС содержит коромысло (2) клапана (КК) и опорную шейку (4). Шейка (4) содержит выполненную в виде рабочей поверхности (5) внешнюю окружную поверхность и входит в облицованное вкладышем (6) подшипника центральное отверстие (3) КК (2), так что КК (2) установлено на рабочей поверхности (5) с возможностью поворота. Шейка (4) содержит проходящий внутри нее первый масляный канал (ПМК) (8, 9), который оканчивается в по меньшей мере одном выходном отверстии (10, 11) на рабочей поверхности (5), расположенном ниже центральной продольной оси (7) шейки (4). Жестко соединенный с КК (2) вкладыш (6) подшипника имеет полоцилиндрическую форму с изогнутой внешней поверхностью (21) вкладыша и изогнутой внутренней поверхностью (22) вкладыша. Нижняя половина изогнутой внутренней поверхности (22) вкладыша снабжена по меньшей мере одним проходящим в окружном направлении и заканчивающимся с обеих сторон ниже центральной продольной оси (7) внутренним пазом (23), который проходит по меньшей мере до области, в которой располагается выходное отверстие (10, 11) ПМК (8, 9) при исходном положении КК (2). Изогнутая внешняя поверхность (21) вкладыша снабжена по меньшей мере одним внешним пазом (24, 25), проходящим в окружном направлении и доходящим до входного отверстия (19, 20) проходящего в КК (2) второго масляного канала (17, 18). Вкладыш (6) подшипника содержит по меньшей мере одно сквозное отверстие (26, 27), которое соединяет между собой внутренний паз (23) и внешний паз (24, 25). Такое выполнение снизит потери масла. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение касается системы коромысла клапана двигателя внутреннего сгорания с коромыслом клапана и опорной шейкой, причем опорная шейка содержит внешнюю окружную поверхность, выполненную в качестве рабочей поверхности, и входит в облицованное вкладышем подшипника центральное отверстие коромысла клапана, так что коромысло клапана установлено с возможностью поворота на рабочей поверхности опорной шейки, при этом опорная шейка содержит проходящий внутри нее первый масляный канал, который оканчивается в по меньшей мере одном расположенном ниже центральной продольной оси опорной шейки выходном отверстии на рабочей поверхности, а жестко соединенный с коромыслом клапана вкладыш подшипника имеет полоцилиндрическую форму с изогнутой внешней поверхностью вкладыша и изогнутой внутренней поверхностью вкладыша.
В использующихся в настоящее время системах коромысла клапана, одним из представителей которых является решение согласно ЕР 0023250 А1, вкладыш подшипника, называемый также втулкой подшипника, содержит на своей изогнутой внутренней поверхности, то есть на своей внутренней стороне или своей внутренней, то есть обращенной к внутреннему пространству полого цилиндра, окружной поверхности, внутренние пазы, которые соединены с первым масляным каналом опорной шейки. С помощью этих расположенных внутри на вкладыше подшипника пазов осуществляется как смазка рабочей поверхности, так и распределение гидравлического масла по вторым масляным каналам, которые проходят внутри коромысла клапана и подводят гидравлическое масло к дополнительным потребителям. В случае последних речь идет, например, о месте контакта между смонтированным в коромысле клапана шаровым упором и штангой толкателя и/или о компонентах, присутствующих в двигателе внутреннего сгорания по меньшей мере частично в соединительном механизме между распределительным валом и выпускными клапанами со встроенным устройством моторного тормоза (-EVB (=прерыватель выпускного клапана)).
При увеличении зазора и/или под нагрузкой в области, обращенной в противоположную действию нагрузки сторону, то есть в области верхней половины вкладыша подшипника, образуется больший зазор между вкладышем подшипника и рабочей поверхностью опорной шейки. Этот увеличенный зазор в применяющихся в настоящее время системах коромысла клапана в совокупности с внутренними пазами ведет к осевой потере масла.
Задачей изобретения является предоставление системы коромысла клапана указанного выше типа, в которой возникает меньшая потеря масла.
Для решения этой задачи предложена система коромысла клапана в соответствии с признаками пункта 1 формулы изобретения. В соответствующей изобретению системе коромысла клапана нижняя половина изогнутой внутренней поверхности вкладыша снабжена по меньшей мере одним проходящим в окружном направлении и заканчивающимся с обеих сторон ниже центральной продольной оси внутренним пазом, который проходит по меньшей мере до области, в которой расположено выходное отверстие первого масляного канала в исходном положении коромысла клапана. Кроме того, изогнутая внешняя поверхность вкладыша снабжена по меньшей мере одним внешним пазом, который проходит в окружном направлении до входного отверстия проходящего в коромысле клапана второго масляного канала. Вкладыш подшипника содержит по меньшей мере одно сквозное отверстие, соединяющее между собой внутренний паз и внешний паз.
В соответствующей изобретению системе коромысла клапана пазы во вкладыше подшипника проходят лишь частично по его внутренней стороне. Каждый из этих пазов заканчиваются ниже центральной продольной оси, то есть ниже горизонтальной плоскости, которая проходит через центральную продольную ось. Они служат в первую очередь для смазки рабочей поверхности. Наряду с этим в соответствующей изобретению системе коромысла клапана дополнительно предусмотрены также внешние пазы, которые соединены с внутренним пазом/внутренними пазами и которые предназначены для снабжения маслом дополнительных потребителей, подключенных ко вторым масляным каналам. Такое распределение является благоприятным. Таким образом внутренние и внешние пазы могут целевым образом рассчитываться в соответствии с их соответствующей функцией.
Кроме того, это мероприятие также оказывает благоприятное влияние относительно возникающих в противном случае при нагрузке потерь масла. Поскольку внутренние пазы заканчиваются уже ниже центральной продольной оси, внутренние пазы под воздействием нагрузки даже дополнительно уплотняются опорной шейкой, которая в этом случае еще сильнее прижимается к нижней половине вкладыша подшипника. Больший зазор, образующийся под воздействием нагрузки в области верхней половины вкладыша подшипника между последним и опорной шейкой, в соответствующей изобретению системе коромысла клапана не приводит к каким-либо достойным упоминания повышенным потерям масла. В отличие от уровня техники эта область не снабжается маслом. Внутренние пазы заканчиваются раньше, то есть еще в нижней половине. Внешние пазы, которые, в частности, могут проходить вплоть до области верхней половины центрального отверстия коромысла клапана с целью обязательного запитывания маслом также расположенных там входных отверстий вторых масляных каналов, разделены увеличенным под воздействием нагрузки зазором за счет, в частности, не прерывающейся в этой области стенки вкладыша подшипника. Аналогичная предпочтительная экономящая масло характеристика возникает в случае, если зазор в подшипнике увеличивается во время рабочего хода, например, в результате явлений старения.
Предпочтительные варианты осуществления соответствующей изобретению системы коромысла клапана следуют из признаков пунктов формулы изобретения, зависимых от пункта 1.
Благоприятным является вариант, при котором первый масляный канал имеет поперечное отверстие, которое полностью пронизывает опорную шейку и проходит ниже центральной продольной оси. За счет этого образуются два соединенных с внутренним пазом/внутренними пазами выходных отверстия на рабочей поверхности, так что обеспечивается улучшенный подвод масла во внутренний паз/внутренние пазы.
В соответствии с одним другим предпочтительным вариантом предусмотрено, что входное отверстие находится выше центральной продольной оси во внутренней стенке центрального отверстия коромысла клапана, а внешний паз начинается ниже центральной продольной оси и заканчивается выше центральной продольной оси, причем он проходит по меньшей мере до входного отверстия. При такой конфигурации особо хорошо проявляются названные выше преимущества, обусловленные разделением на внутренний и внешний паз.
Предпочтительным образом в коромысле клапана расположено, кроме того, по меньшей мере два вторых масляных канала и изогнутая внешняя поверхность вкладыша снабжена по меньшей мере двумя внешними пазами, причем каждый внешний паз согласован только с одним из входных отверстий вторых масляных каналов. Тем самым снабжение маслом может целенаправленно приспосабливаться к соответствующей потребности в масле дополнительных потребителей, подключенных ко вторым масляным каналам.
То же справедливо также для следующего предпочтительного варианта, в соответствии с которым внешние пазы имеют по меньшей мере частично различную геометрию пазов, в частности различные глубины пазов и/или различные значения ширины пазов. Также, таким образом, может целенаправленно устанавливаться расход масла в каждом внешнем пазу в соответствии с соответствующими потребностями.
Кроме того, благоприятным является вариант, при котором сквозное отверстие во вкладыше подшипника расположено в области, в которой находится выходное отверстие первого масляного канала при исходном положении коромысла клапана. Так обеспечивается лучшее или по меньшей мере очень хорошее снабжение маслом дополнительных потребителей. В этом случае масло может поступать во внешний паз/внешние пазы непосредственно из первого масляного канала, то есть, в частности, без увеличенного обходного пути внутри внутреннего паза/внутренних пазов.
Далее, предпочтительным образом предусмотрено, что внутренний паз и внешний паз выполнены, каждый, в качестве тисненых пазов. Такой тисненный с обеих сторон вкладыш подшипника может хорошо и экономично изготавливаться. Во вкладыше подшипника, изготовленном обычно и без того посредством тиснения (чеканки) и/или накатки, за счет дополнительных внешних пазов, то есть за счет предусмотренного с обеих сторон тиснения, не возникают существенные дополнительные расходы.
Другие признаки, преимущества и подробности изобретения следуют из последующего описания примера осуществления со ссылками на чертежи.
Фиг.1 - пример осуществления системы коромысла клапана двигателя внутреннего сгорания с вкладышем подшипника, который на внутренней и внешней сторонах имеет направляющие масло пазы.
Фиг.2 - увеличенный, изображающий опирание коромысла клапана фрагмент системы коромысла клапана в соответствии с фиг.1.
Соответствующие друг другу части на фиг.1 и 2 снабжены одинаковыми ссылочными позициями.
На фиг.1 и 2 показан пример осуществления системы 1 коромысла клапана не изображенного подробно двигателя внутреннего сгорания. Она включает в себя коромысло 2 клапана с центральным отверстием 3, а также опорную шейку 4, внешняя окружная поверхность которой представляет собой опорную или рабочую поверхность 5, на которую коромысло 2 клапана опирается с возможностью поворотного качания посредством вкладыша 6 подшипника. Для этого вкладыш 6 подшипника запрессован в центральное отверстие 3 коромысла 2 клапана, так что достигается жесткое механическое соединение между этими обоими конструктивными элементами. Опорная шейка 4 входит своей рабочей поверхностью 5 во вкладыш 6 подшипника, причем вкладыш 6 подшипника закреплен на опорной шейке 4 с возможностью поворотно-качательного движения вокруг центральной продольной оси 7 опорной шейки 4.
Внутри опорной шейки 4 в осевом направлении, то есть в направлении центральной продольной оси 7, с эксцентриситетом и в нижней половине опорной шейки 4 проходит масляный канал 8, от которого на уровне коромысла 2 клапана в направлении рабочей поверхности 5 ответвляется поперечный масляный канал 9. Поперечный масляный канал 9 выполнен в качестве поперечного отверстия, которое полностью пронизывает опорную шейку 4 и оканчивается на рабочей поверхности 5 в двух выходных отверстиях 10 и 11. Поперечный масляный канал 9 проходит, как и продольный масляный канал 8, ниже центральной продольной оси 7 или ниже горизонтальной плоскости, охватывающей центральную продольную ось 7. Также и оба выходных отверстия 10 и 11 расположены в нижней половине опорной шейки 4.
Коромысло 2 клапана содержит два плеча 12 и 13, из которых одно механически соединено с не изображенным более подробно распределительным валом с помощью запрессованного в это плечо 12 шарового упора 14 и штанги 15 толкателя, в то время как другое плечо 13 находится в механическом контакте с клапанной перемычкой 16. С помощью клапанной перемычки 16 могут приводиться в действие два также не изображенных клапана цилиндра двигателя внутреннего сгорания. В каждом из плеч 12 и 13 проходит по одному масляному каналу 17 или 18, которые снабжают маслом клапанную перемычку 16 и при необходимости подключенные к нему гидравлически приводимые в действие компоненты или шаровой упор 14 в качестве дополнительных потребителей масла. Масляные каналы 17 и 18 содержат каждый по расположенному во внутренней стенке центрального отверстия 3 входному отверстию 19 или 20, расположенному в верхней половине центрального отверстия 3 коромысла 2 клапана, то есть выше центральной продольной оси 7.
Жестко соединенный с коромыслом 2 клапана вкладыш 6 подшипника выполнен в виде полого цилиндра, который имеет на внешней стороне изогнутой внешней поверхности 21 вкладыша, которая образует внешнюю окружную поверхность полого цилиндра, и на внутренней стороне изогнутой внутренней поверхности 22 вкладыша, которая образует изогнутая внутреннюю, то есть обращенную ко внутреннему пространству полого цилиндра, окружную поверхность. В смонтированном состоянии изогнутая внешняя поверхность 21 вкладыша 6 подшипника вследствие прессового соединения непосредственно и плотно прилегает к внутренней стенке центрального отверстия 3 коромысла 2 клапана.
Изогнутая внутренняя поверхность 22 вкладыша в своей нижней половине снабжена внутренним пазом 23, который заканчивается с обеих сторон ниже центральной продольной оси 7, то есть, в свою очередь, ниже горизонтальной плоскости, проходящей через центральную продольную ось 7. Внутренний паз 23 проходит в окружном направлении и в изображенном на фиг.1 и 2 исходном положении коромысла 2 клапана проходит на обоих концах приблизительно до позиции несколько выше соответствующего выходного отверстия 10 или 11 поперечного масляного канала 9. Поперечный масляный канал 9 соединен посредством своих обоих выходных отверстий 10 и 11 с этим внутренним пазом 23 и питает последний с обеих сторон маслом по меньшей мере в исходном положении коромысла 2 клапана. В этом исходном положении, в котором штанга толкателя прилегает к основной окружности кулачка распределительного вала и приводимые в действие с помощью клапанной перемычки 16 клапаны закрыты, оба выходных отверстия 10 и 11 граничат с внутренним пазом 23.
Изогнутая внешняя поверхность 21 вкладыша снабжена двумя внешними пазами 24 и 25, которые также проходят в окружном направлении. Они начинаются, каждый, в нижней половине центрального отверстия 3 и проходят в верхней половине центрального отверстия 3 до позиции несколько выше соответствующего входного отверстия 19 и 20. Каждый из масляных каналов 17 и 18 соединен с помощью своего входного отверстия 19 или 20 с одним из внешних пазов 24 и 25. Каждый из внешних пазов 24 и 25 питает маслом согласованный с ним масляный канал 17 или 18.
Внутренний паз 23 соединен с каждым из обоих внешних пазов 24 и 25. Для этого во вкладыше 6 подшипника предусмотрено по одному сквозному отверстию 26 или 27, которые выполнены в виде сквозных сверленых отверстий. Каждое из сквозных отверстий 26 и 27 расположено напротив одного из обоих выходных отверстий 10 и 11 поперечного масляного канала 9, когда коромысло 2 клапана находится в исходном положении.
Далее более подробно описывается принцип действия и особые преимущества системы 1 коромысла клапана.
Подведенное через поперечный масляный канал 9 масло необходимо, с одной стороны, для смазки рабочей поверхности 5, а с другой стороны, для питания дополнительных потребителей, подключенных к масляным каналам 17 и 18. Для этих обеих задач в системе 1 коромысла клапана предусмотрены по существу отделенные друг от друга конструктивные средства. Снабжение маслом рабочей поверхности 5 осуществляется через внутренний паз 23. Соответствующий этому частичный поток масла, который ведет непосредственно от выходных отверстий 10 и 11 во внутренний паз 23, обозначен ссылочной позицией 28. Внешние пазы 24 и 25 предусмотрены, напротив, для снабжения маслом дополнительных потребителей. Относящийся к этому частичный поток масла, который проходит в масляный канал 17 или 18 из выходного отверстия 10 или 11 через сквозное отверстие 26 или 27, внешний паз 24 или 25, входное отверстие 19 или 20, обозначен ссылочной позицией 29 или 30. Расход масла для снабжения маслом дополнительных потребителей может целенаправленно устанавливаться в каждом из внешних пазов 24 и 25 в соответствии с относящимися к этому требованиями соответственно подключенных дополнительных потребителей посредством индивидуально задаваемой геометрии паза, например соответствующей глубины паза или ширины паза. Итак, оба внешних паза 24 и 25 могут иметь отличающийся друг от друга геометрический параметр.
Предусмотренные в системе 1 коромысла клапана как на внутренней, так и на внешней сторонах вкладыша 6 подшипника пазы 23-25 и, в частности, их специальное геометрическое расположение благоприятно влияют на эксплуатационные ситуации, во время которых опорная шейка 4, например, под воздействием нагрузки перемещается в направлении стрелки 31. В этом случае в области верхней половины опорной шейки 4 происходит образование зазора 32 между рабочей поверхностью 5 и изогнутой внутренней поверхностью 22 вкладыша 6 подшипника. Такого рода зазор может возникать в течение времени эксплуатации также вследствие увеличения зазора в подшипнике. В обычных системах коромысла клапана такого рода зазор ведет к потере масла, который должен компенсироваться соответственно выбранными параметрами снабжения маслом.
Система 1 коромысла клапана сконструирована, напротив, таким образом, что такого рода потеря масла не возникает или возникает по меньшей мере в незначительном объеме. Если опорная шейка 4 перемещается в направлении стрелки 31, в боковых областях 33 и 34 рабочей поверхности 5, которые находятся приблизительно на уровне центральной продольной оси 7, во всяком случае выше обоих верхних концов внутреннего паза 23, происходит уплотнение внутреннего паза 23 относительно зазора 32, образующегося в верхней половине. Тем самым предотвращается осевой выход масла из этого зазора 32.
В то же время, однако, сохраняется неизменным как снабжение маслом рабочей поверхности 5 с помощью особым образом уплотненного в данном случае внутреннего паза 23, так и снабжение маслом дополнительных потребителей с помощью внешних пазов 24 и 25. Система 1 коромысла клапана характеризуется, таким образом, чрезвычайно малой потерей масла, в частности, при воздействии нагрузки на опорную шейку 4, а также при обусловленном иными причинами увеличении зазора в подшипнике.
1. Система коромысла клапана двигателя внутреннего сгорания с коромыслом (2) клапана и опорной шейкой (4), причем
a) опорная шейка (4) имеет выполненную в виде рабочей поверхности (5) внешнюю окружную поверхность и входит в облицованное вкладышем (6) подшипника центральное отверстие (3) коромысла (2) клапана, так что коромысло (2) клапана установлено с возможностью поворота на рабочей поверхности (5) опорной шейки (4),
b) опорная шейка (4) содержит проходящий внутри нее первый масляный канал (8, 9), который оканчивается в по меньшей мере одном выходном отверстии (10, 11) на рабочей поверхности (5), которое расположено ниже центральной продольной оси (7) опорной шейки (4),
c) жестко соединенный с коромыслом (2) клапана вкладыш (6) подшипника имеет полоцилиндрическую форму с изогнутой внешней поверхностью (21) вкладыша и изогнутой внутренней поверхностью (22) вкладыша,
d) нижняя половина изогнутой внутренней поверхности (22) вкладыша снабжена по меньшей мере одним, проходящим в окружном направлении и заканчивающимся с обеих сторон ниже центральной продольной оси (7), внутренним пазом (23), который проходит по меньшей мере до области, в которой расположено выходное отверстие (10, 11) первого масляного канала (8, 9) при нахождении коромысла (2) клапана в исходном положении,
e) изогнутая внешняя поверхность (21) вкладыша снабжена по меньшей мере одним внешним пазом (24, 25), который проходит в окружном направлении и доходит до входного отверстия (19, 20) проходящего в коромысле (2) клапана второго масляного канала (17, 18),
f) вкладыш (6) подшипника содержит по меньшей мере одно сквозное отверстие (26, 27), соединяющее между собой внутренний паз (23) и внешний паз (24, 25).
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что первый масляный канал (8, 9) содержит поперечное отверстие, которое полностью пронизывает опорную шейку и проходит ниже центральной продольной оси (7).
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что входное отверстие (19, 20) расположено выше центральной продольной оси (7) во внутренней стенке центрального отверстия (3) коромысла (2) клапана, а внешний паз (24, 25) начинается ниже центральной продольной оси (7) и заканчивается выше центральной продольной оси (7), причем он проходит по меньшей мере до входного отверстия (19, 20).
4. Система по п.1, отличающаяся тем, что в коромысле (2) клапана расположено по меньшей мере два вторых масляных канала (17, 18) и изогнутая внешняя поверхность (21) снабжена по меньшей мере двумя внешними пазами (24, 25), причем каждый внешний паз (24, 25) согласован лишь с одним из входных отверстий (19, 20) вторых масляных каналов (17, 18).
5. Система по п.4, отличающаяся тем, что внешние пазы (24, 25) имеют по меньшей мере частично различную геометрию.
6. Система по п.1, отличающаяся тем, что сквозное отверстие (26, 27) расположено в области, в которой расположено выходное отверстие (10, 11) первого масляного канала (8, 9) при исходном положении коромысла (2) клапана.
7. Система по п.1, отличающаяся тем, что внутренний паз (23) и внешний паз (24, 25) выполнены каждый в виде тисненных пазов.
