Смазка задней поверхности кулачков за счет рекуперации масла
Изобретение относится к двигателестроению. Устройство (200) смазки контактной поверхности (17) кулачка (16), жестко соединенного во вращении с распределительным валом (14), установленным с возможностью вращения в тепловом двигателе автотранспортного средства, при этом указанный вал (14) содержит продольный канал (30) подачи масла, а также радиальное нагнетательное отверстие (22). Кулачок имеет боковую стенку напротив нагнетательного отверстия (22), содержащую устройство (100) подачи, выполненное с возможностью направлять масло по стенке кулачка до контактной поверхности (17). Причем устройство (100) подачи содержит маслосборную полость (19). Также раскрыты распределительный вал и тепловой двигатель автотранспортного средства. Технический результат заключается в обеспечении доставки масла на контактную поверхность кулачка с толкателем. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Устройство относится к газораспределительному механизму теплового двигателя или двигателя внутреннего сгорания автотранспортного средства.
В частности, настоящее изобретение относится к системе смазки устройства привода клапанов от распределительного вала.
Более конкретно, настоящее изобретение относится к смазке контакта между кулачком и толкателем, являющимся частью устройства привода клапана.
Уровень техники
В автотранспортных средствах, оснащенных двигателем внутреннего сгорания или тепловым двигателем, газораспределительные механизмы установлены для обеспечения впуска свежего воздуха или газа в камеру цилиндра двигателя и затем для удаления отработавших газов после сгорания в указанной камере. Газораспределительные механизмы содержат клапаны, выполненные с возможностью поступательного перемещения в головке цилиндра теплового двигателя. Клапан является механическим органом газораспределительного механизма тепловых двигателей, обеспечивающим впуск свежих газов и удаление отработавших газов. Таким образом, различают впускной клапан, отделяющий впускной канал от камеры сгорания, и выпускной клапан, отделяющий указанную камеру сгорания от выпускного канала. Как правило, клапан, применяемый в двигателе автотранспортного средства, является клапаном со стержнем или клапаном с тюльпанообразной головкой, содержащим стержень, продолженный на одном конце расширяющейся головкой клапана, которая выполнена с возможностью перекрывания отверстия канала, сообщающегося с камерой сгорания.
Как правило, клапан приводится в движение распределительным валом, который выполнен с возможностью толкать стержень клапана вдоль оси указанного стержня. Для этого распределительный вал содержит кулачки, которые нажимают на свободный конец стержня клапана, противоположный расширяющейся головке, при этом указанный вал приводится во вращение вокруг оси, по существу перпендикулярной к оси стержня клапана. Таким образом, кулачок, жестко соединенный во вращении с распределительным валом, толкает свободный конец стержня клапана в направлении камеры сгорания цилиндра для обеспечения открывания канала впуска свежего воздуха или канала выпуска или удаления отработавших газов. Действительно, стержень перемещается скольжением в головке цилиндра в сторону камеры сгорания, открывая отверстие канала впуска воздуха или выпуска отработавших газов. Затем клапан возвращается на место под действием возвратной пружины (или нескольких возвратных пружин).
Как правило, указанный свободный конец стержня имеет небольшое сечение, поэтому контакт между кулачком и стержнем клапана может нарушаться, что может привести к нарушению работы теплового двигателя.
Как известно, это сечение увеличивают, например, добавляя на свободном конце стержня контактный цилиндр, неподвижно соединенный со стержнем и позволяющий повысить надежность контакта между стержнем клапана и кулачком.
Как известно также, между кулачком и стержнем клапана установлен контактный толкатель для обеспечения передачи приводного движения от кулачка на свободный конец стержня клапана. Как правило, указанный толкатель содержит рычаг, выполненный с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной к оси перемещения стержня клапана, и головку толкателя, выполненную с возможностью нажимать на свободный конец стержня клапана. Во время своего движения вращения кулачок давит на часть рычага толкателя, заставляя поступательно перемещаться головку толкателя и, следовательно, конец стержня клапана.
В связи с этим необходимо смазывать контакт между указанным кулачком и толкателем, чтобы уменьшить износ и повысить надежность работы клапанов. Для этого, как известно, в головке блока цилиндров высверливают смазочные каналы, выходной конец которых, если рассматривать направление циркуляции смазочной жидкости, выходит напротив, например, задней поверхности толкателя или кулачка.
В публикации FR267901-А1 раскрыто устройство смазки для кулачка двигателя внутреннего сгорания, при этом указанное устройство содержит канал подачи масла, соединенный с рампой питания маслом двигателя и выходящий на поверхность головки блока цилиндров через отверстие, через которое в направлении кулачка распыляется масляная струя.
Недостатком описанного устройства является необходимость просверливания такого канала для кулачка двигателя, в частности, между уже существующими различными каналами в головке блока цилиндров.
Другим недостатком является направление распыляемого масляного потока для достижения контактной поверхности кулачка.
В публикации FR2746846-В1 описано устройство смазки, содержащее свод в камере, в которой находится распределительный вал, при этом указанный свод содержит отражатели, направляющие нагнетаемое масло от смазочного канала, выполненного в распределительном валу, к стенке камеры в сторону поверхности кулачка.Недостатком является необходимость выполнения камеры с более значительными размерами для размещения отражателей.
Другой недостаток касается эффективности устройства, которое не доставляет масло точно на поверхность кулачка.
Задачей изобретения является преодоление этих проблем, и одним из объектов изобретения является простое и не дорогое устройство смазки, выполненное с возможностью подачи смазочной жидкости в направлении поверхности контакта кулачка с толкателем устройства привода клапана, расположенного в головке блока цилиндров теплового двигателя автотранспортного средства.
Раскрытие изобретения
Объектом настоящего изобретения является устройство смазки контактной поверхности кулачка, жестко соединенного во вращении с распределительным валом, установленным с возможностью вращения в камере, выполненной в головке блока цилиндров и в крышке головки блока цилиндров теплового двигателя автотранспортного средства, при этом указанный вал содержит продольный канал подачи масла, а также радиальное нагнетательное отверстие, отличающееся тем, что кулачок имеет боковую стенку напротив нагнетательного отверстия, содержащую устройство подачи, выполненное с возможностью направлять масло от основания кулачка, входящего в контакт с валом, до контактной поверхности.
Предпочтительно кулачок имеет стенку, обращенную к отверстию нагнетания смазочной жидкости и содержащую устройство подачи, выполненное с возможностью направлять масло от основания кулачка, входящего в контакт с указанным валом, до контактной поверхности, чтобы смазывать контакт между кулачком и толкателем.
Согласно другим отличительным признакам:
- устройство подачи содержит маслосборную полость.
Предпочтительно устройство подачи масла содержит зону сбора масла, что позволяет собирать большую массу масла и направлять его на контактную поверхность кулачка.
- устройство подачи окружает распределительный вал.
Предпочтительно устройство подачи окружает распределительный вал, чтобы собирать все масло, оседающее на валу и на боковой стенке.
- устройство подачи содержит отверстие, выходящее на контактную поверхность.
Предпочтительно устройство подачи содержит отверстие, выходящее на контактную поверхность кулачка, и позволяет, таким образом, доставлять масло как можно ближе к нуждающейся в смазке поверхности. Таким образом, подача масла происходит точно.
- устройство подачи имеет спиралевидную форму.
Предпочтительно устройство имеет спиралевидную форму, чтобы повысить скорость стекания масла на боковой стенке.
- устройство подачи образовано канавкой, выполненной в боковой стенке кулачка напротив нагнетательного отверстия.
Предпочтительно устройство подачи образовано канавкой, выполненной в боковой стенке кулачка, что позволяет уменьшить вес кулачка и, следовательно, двигателя.
- устройство подачи образовано выступом, проходящим от боковой стенки.
Предпочтительно устройство подачи образовано выступом, проходящим от боковой стенки, что облегчает изготовление. Указанный выступ можно получить посредством литья и закрепить при помощи сварки на стенке кулачка.
Краткое описание фигур
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания частных вариантов осуществления изобретения, представленных в качестве неограничивающих примеров со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показан распределительный вал с устройством привода клапанов, вид в поперечном разрезе;
на фиг. 2 схематично показан распределительный вал с устройством привода клапанов и с устройством смазки кулачка и толкателя в соответствии с изобретением, вид в поперечном разрезе;
на фиг. 3 схематично показана часть распределительного вала, продольный вид;
на фиг. 4 схематично показана часть распределительного вала, продольный вид.
Раскрытие изобретения
В дальнейшем тексте описания идентичные детали или детали, выполняющие сходные функции, будут иметь одинаковые цифровые обозначения.
Как показано на фиг. 1 и 2, устройство 10 привода клапанов расположено в камере 11 в головке 12 блока цилиндров теплового двигателя (не показан) для обеспечения передачи вращательного движения от распределительного вала 14 на клапаны 15 и его преобразования в перемещение скольжением указанных клапанов вдоль их оси с целью открывания воздушного или газового канала 13.
Как известно, распределительный вал 14 установлен в камере 11 с возможностью вращения и приводится во вращение от вращения коленчатого вала (не показан) при помощи элементов трансмиссии, таких как цепь с зубчатыми колесами (не показаны). Науказанном распределительном валу установлены несколько кулачков 16, жестко соединенных во вращении с указанным валом. Кулачки 16 имеют эксцентриситет и нажимают на стержень 31 клапана 15. Между кулачком 16 и клапаном 15 находится толкатель 20 для обеспечения передачи движений. Как показано на фиг. 2, своей контактной поверхностью 17, заключенной между двумя боковыми стенками 18, проходящими радиально от контакта с распределительным валом к основанию 21 указанного кулачка, кулачок 16 нажимает на головку толкателя 20, которая затем нажимает на свободный конец 32 стержня 31 клапана 15.
По этой причине необходимо обеспечить смазку контактной поверхности 17 кулачка 15 с толкателем 20.
Изобретением предложено устройство 100 смазки поверхности кулачка 16, которая входит в контакт с толкателем 20 во время вращения распределительного вала 14.
Как показано на фиг. 2, распределительный вал 14 содержит канал 30 подачи масла, соединенный с рампой питания маслом (не показана), для подачи масла, которое затем распыляется через радиальное нагнетательное отверстие 22, выполненное в стенке распределительного вала. Распыляемое масло позволяет смазывать опорные подшипники, поддерживающие распределительный вал в камере 11.
Нагнетательное отверстие расположено между двумя кулачками, при этом каждый из кулачков имеет боковую стенку напротив указанного нагнетательного отверстия. Масло может также перетекать от отверстия вдоль распределительного вала между двумя кулачками.
Как показано на фиг. 3 и 4, согласно предпочтительному варианту осуществления, кулачок 16 содержит устройство 100 подачи для сбора масла, стекающего вдоль распределительного вала 14 и по кулачку 16, и для его доставки к контактной поверхности 17 кулачка с толкателем. Устройство 100 подачи содержит маслосборную полость 19. Как показано на фигурах, указанная маслосборная полость 19 образована канавкой 23, выполненной в боковой стенке и имеющей спиралевидную форму вокруг вала 14. Указанная спиралевидная канавка имеет конец 24, выходящий на контактную поверхность 17 кулачка. Предпочтительно указанный конец выходит на контактную поверхность 17 кулачка со стороны, где кулачок имеет меньший эксцентриситет, чтобы облегчить прохождение масла от канавки 23 к контактной поверхности.
Согласно другому варианту осуществления, не показанному на фигурах, устройство 100 подачи содержит выступ, проходящий от боковой стенки 18 вдоль оси кулачка, совпадающей с осью распределительного вала. Выступ окружает указанный вал и закручивается в виде спирали вокруг вала. Выступ может содержать один конец, направленный к контактной поверхности, чтобы доставлять масло на указанную поверхность. Таким образом, маслосборная полость образована боковой стенкой 18, ограниченной спиралевидным выступом. Выступ можно выполнить посредством литья или штамповки и затем закрепить посредством сварки на боковой стенке.
Во время работы двигателя распределительный вал 14 вращается, и кулачок 16 нажимает на толкатель 20 своей контактной поверхностью 17 и толкает контактную головку указанного толкателя 20 в направлении клапана 15. При этом толкатель 20 совершает поворотное движение вокруг поворотной оси Х1, параллельной относительно продольной оси Х, для обеспечения передачи усилия нажатия на головку 32 стержня 31 клапана. При толкании указанный стержень 31 клапана перемещается скольжением в сторону камеры цилиндра и обеспечивает открывание газового канала. Затем кулачок 14 прерывает контакт с толкателем 20. Возвратные пружины клапана толкают стержень 31 клапана в противоположном направлении к контактной головке толкателя, прижимая ее к кулачку.
Масло проходит по каналу 30 подачи в распределительном валу 14 и выходит через радиальное отверстие 22. Указанное масло выбрасывается через нагнетательное отверстие и протекает вдоль вала 14. Под действием центробежных сил масло проходит вдоль боковой стенки 18 и попадает в маслосборную полость 19. После этого оно направляется к концу 14 устройства подачи и поступает на контактную поверхность 17 кулачка.
Цель изобретения достигнута: устройство смазки просто и недорого обеспечивает доставку масла на контактную поверхность 17 кулачка с толкателем. Нагнетательное отверстие уже выполнено для смазки опорных подшипников распределительного вала, что тоже снижает стоимость изготовления этого устройства.
Разумеется, изобретение не ограничивается вариантами осуществления, представленными выше в качестве примеров, и охватывает все возможные версии осуществления.
1. Устройство (200) смазки контактной поверхности (17) кулачка (16), жестко соединенного во вращении с распределительным валом (14), установленным с возможностью вращения в тепловом двигателе автотранспортного средства, при этом указанный вал содержит продольный канал (30) подачи масла, а также радиальное нагнетательное отверстие (22), отличающееся тем, что кулачок имеет боковую стенку (18) напротив нагнетательного отверстия (22), содержащую устройство (100) подачи, выполненное с возможностью направлять масло по стенке (18) кулачка до контактной поверхности (17), причем устройство (100) подачи содержит маслосборную полость (19).
2. Устройство (200) по п. 1, отличающееся тем, что устройство (100) подачи окружает распределительный вал (14).
3. Устройство (200) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что устройство (100) подачи содержит отверстие (24), выходящее на контактную поверхность (17).
4. Устройство (200) по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что устройство (100) подачи имеет спиралевидную форму.
5. Устройство (200) по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что устройство (100) подачи образовано канавкой (23), выполненной в боковой стенке (18) кулачка напротив нагнетательного отверстия (22).
6. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что устройство (100) подачи образовано выступом, проходящим от боковой стенки (18).
7. Распределительный вал (14), содержащий кулачок (16) с устройством (100) смазки по любому из пп. 1-6.
8. Тепловой двигатель автотранспортного средства, содержащий распределительный вал (14) по п. 7.
