Клапанный механизм

 

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить надежность клапанного механизма. Механизм содержит клапан 1, направляющую втулку 2, установленную в крышке цилиндра 3, возвратную пружину 4, тарель 5, выпо}1нен-ную подвижно относительно стержня клапана 1 и ограниченную в перемещении втулкой 6, неподвижно закрепленной посредством штифта 7, колпачок'8 и коромысло 9. Во втулке 6 выполнены несквозные вертикальные каналы 10 и нескъозные горизонтальные каналы 11, сообщенные между собой. На внутренней боковой поверхности колпачка 8 выполнена кольцевая проточка 12, сообщенная посредством канала 13 с окружающей атмосферой. При воздействии коромысла 9 на клапан воздух внутри полости колпачка 8 сжимается и через систему каналов 10-13 вытекает наружу, обеспечивая за счет реакции струи в каналах 11 медленный поворот клапана. 2 ил.^^ •^ЁОVJ 00ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистическиХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 01 1 1/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг.1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4796265/06 (22) 27.02.90 (46) 07.02.92. Бюл. hh 5 (71) Хабаровский политехнический инстйтут (72) Г.Б.Горелик, С.В.Лунин и А.В.Андрюшкин (53) 621.43-38 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1518553, кл. F 01 L 1/32, 1987. (54) КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ (57) Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить надежность клапанного механизма. Механизм содержит клапан 1, направляющую втулку 2, установленную в крышке цилиндра 3, возвратную пружину 4, тарель 5, выполнен„, Ы„„1710789 А1 ную подвижно относительно стержня клапана 1 и ограниченную в перемещении втулкой 6, неподвижно закрепленной посредством штифта 7, колпачок 8 и коромысло 9. Во втулке 6 выполнены несквозные вертикальные каналы 10 и несквозные горизонтальные каналы 11, сообщенные между собой. На внутренней боковой поверхности колпачка 8 выполнена кольцевая проточка

12, сообщенная посредством канала 13 с окружающей атмосферой. При воздействии коромысла 9 на клапан воздух внутри полости колпачка 8 сжимается и через систему каналов 10-13 вытекает наружу, обеспечивая за счет реакции струи в каналах 11 медленный поворот клапана. 2 ил.

1710789

40

50

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано при создании высокофорсированных двигателей.

Известен клапанный механизм, содержащий клапан, установленный в направляющей втулке, возвратную пружину, тарель пружины посредством сухариков жестко закреплена на стержне клапана, на торце стержня клапана установлен колпачок.

Однако вследствие жесткого закрепления тарели пружины стержень клапана не разгружен от поперечных сил в направляющей втулке, что приводит к повышенному износу сопрягаемых поверхностей, нарушению концентричности запорного конуса клапана относительно седла и тем самым отрицательно влияет на герметизацию камеры сгорания. Для двигателей с высокой форсировкой вышеприведенные недостатки усиливаются вследствие температурных деформаций клапана. Кроме того, в клапанном механизме действуют значительные силы инерции в начальный момент работы клапана, что вызывает ударное приложение нагрузок и повышенный износ деталей

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является клапанный механизм, содержащий тарельчатый клапан, направляющую втулку, закрепленную в крышке цилиндра, пружину, опирающуюся с одной стороны на крышку цилиндра, с другой на тарель, которая с зазором установлена на стержне клапана и ограничена в перемещении втулкой, жестко закрепленной в верхней части стержня клапана, колпачок, установленный с зазором относительно торца стержня клапана концентрично втулке и опирающийся на тарель, коромысло, установленное с тепловым зазором относительно колпачка.

B известной конструкции устранено влияние перекосов и снижена ударность приложения нагрузки, однако при этом для высокофорсированного двигателя надежность работы клапанного механизма снижена из-за температурных деформаций клапана. Обеспечение вращения клапана путем ввода ребер-лопаток выравнивает температурное поле клапана, но приводит к возникновению концентраторов напряжения в зоне ребер-лопаток, и тем самым снижает долговечность работы клапана, Ввод дополнйтельной пружины в виде перфорированного из пружинной стали кольца, штифта и нанесение на внутреннюю поверхность днища колпачка радиальных насечек усложняют конструкцию, увеличивая количество деталей и понижая тем самым надежность работы устройства, Цель изобретения — повышение надежности клапанного механизма, Поставленная цель достигается тем, что в известном клапанном механизме, содержащем тарельчатый клапан, направляющую втулку, закрепленную в крышке цилиндра, пружину, опирающуюся с одной стороны на крышку цилиндра, с другой — на тарель, которая с зазором установлена на стержне клапана и ограничена в перемещении втулкой, жестко закрепленной в верхней части стержня клапана, колпачок, установленный с зазором относительно торца стержня клапана, концентрично втулке и опирающийся на тарель, коромысло, установленное с тепловым зазором относительно колпачка, во втулке со стороны колпачка выполнены диаметрально ее оси вертикальные несквозные каналы, соединенные с несквозными горизонтальными каналами, расположенными перпендикулярно к вертикальным каналам и в разных направлениях по отношению к плоскости, проходящей через оси вертикальных каналов, а на внутренней боковой поверхности колпачка выполнена кольцевая проточка, соединенная каналом с окружающей средой.

Предлагаемая конструкция клапанного механизма обеспечивает проворачивание клапана путем использования реактивного момента вытекания сжатого между внутренним днищем колпачка и втулкой воздуха через несквозные горизонтальные каналы, расположенные в разных направлениях по отношению к плоскости, проходящей через оси вертикальных каналов. Причем за счет подбора расположения проточки на внутренней боковой поверхности колпачка огносительно горизонтальных каналов обеспечивается основное истечение сжатого воздуха тогда, когда выбирается зазор между внутренней поверхностью днища колпачка и торцом стержня клапана, и последний, вследствие малого момента сил трения, получает возможность проворота за счет реактивного момента истечения сжатого воздуха, Таким образом, вращение клапана достигается путем упрощения конструкции и уменьшения количества деталей (отпадает необходимость в ребрах-лопатках или в дополнительной пружине), что приводит к повышению надежности клапанного механизма..

На фиг.1 показан клапанный механизм; на фиг.2 — то же, сечение по кольцевой проточке в колпачке.

Клапанный механизм содержит клапан

1, направляющую втулку 2, установленную в крышке цилиндра 3, возвратную пружину 4, опирающуюся с одной стороны на крышку

1710789 цилиндра 3, с другой — на тарель 5, выполненную подвижно (посадка с зазором) относительно стержня клапана 1 и ограниченную в перемещении ограничительной втулкой 6, неподвижно закрепленной по- .5 средством штифта 7. Колпачок 8, опираю- щийся на тарель 5, установлен с диаметральным зазором относительно втулки 6, обеспечивающим его центровку, компенсацию погрешности изготовления и 10 сборки деталей клапанного механизма, а также необходимое уплотнение внутреннего объема под колпачком 8. Кроме того, зазоры имеются между стержнями клапана 1, который может быть выполнен сфериче15 ским, и внутренней поверхностью днища колпачка 8. (конструктивный зазор д), также зазор между наружным торцом колпачка 8 и рабочей поверхностью коромысла 9 (тепловой зазор hT). Во втулке 6 выполнены не20 сквозные вертикальные каналы 10 и несквозные горизонтальные каналы 11, сообщенные между собой, а на внутренней боковой поверхности колпачка 8 выполнена кольцевая проточка 12, сообщенная посред- 25 ством канала 13 с окружающей атмосферой.

Клапанный механизм работает следующим образом.

При перемещении рычага коромысла"9 после выборки теплового зазора движение через колпачок 8 передается тарели 5 пружины. При этом, сжимается возвратная пружина 4. Клапан 1 остается закрытым до

30 выборки конструктивного зазора между колпачком 8 и торцом стержня клапана 1, так как со стороны цилиндра двигателя на тарель клапана 1 действует избыточное дав35 ление газов в цилиндре двигателя. При этом стью колпачка 8, втулкой 6 и торцом стержня клапана 1, уменьшается и давление воздуха в нем возрастает вследствие сжатия и обеспечения уплотнения в диаметральном зазоре д между колпачком 8 и втулкой 6.

При этом конструктивные соотношения деталей клапанного механизма рациональ45 но следует выбирать так, чтобы к моменту выборки зазора д давление во внутреннем объеме обеспечивало открытие клапана 1, что разгружает пару внутренняя поверхность колпачка 8 — сферическая поверх50 ность торца стержня клапана 1 и позволяет

55 отказаться от термообработки этих поверхностей с целью повышейия твердости материалов. внутренний объем, образованный пространством между внутренней поверхно- 40

После выборки зазора д клапан получает возможность проворачивания под действием реактивного момента вытекающего сжатого воздуха из внутреннего объема по тракту канал 10 — канал 11 — кольцевая проточка 12 — канал 13 вследствие малости сил трения во втулке 2 и в точечном контакте между внутренней поверхностью днища колпачка 8 и сферической поверхностью торца стержня клапана 1, При обратном перемещении коромысла 9 возвратная пружина 4, возвращаясь в исходное положение, обеспечивает закрытие клапана 1 путем передачи движения через тарель 5 пружины и втулку 6. При этом разгруженный от силовых воздействий клапан 1 центрируется направляющей втулкой 2 относительно седла в крышке цилиндра 3.

Расстояние от нижней кромки кольцевой проточки 12 до верхней образующей горизонтальных каналов 11 может быть несколько меньше зазора д, но не больше его.

Рациональные геометрические соотношения клапанного механизма, например, для среднеоборотного дизеля определены путем расчета и характеризуются следующими основными соотношениями; дй0,1п, где h — ход клапана, степень сжатия воздуха в колпачке е = — 6-8..

Формула изобретения

Клапанный механизм, содержащий тарельчатый клапан, направляющую втулку, закрепленную в крышке цилиндра, пружину, опирающуюся с одной стороны на крышку цилиндра, с другой — на тарель, которая с зазором установлена на стержне клапана, ограничительную втулку, жестко закрепленную в верхней части стержня клапана, колпачок, установленный с зазором относительно торца стержня клапана концентрично втулке и опирающийся на тарель, коромысло, установленное с тепловым зазором относительно колпачка, о т л и ч а ю шийся тем, что с целью повышения надежности, в огра ничител ь ной втул ке со стороны колпачка выполнены симметрично ее оси вертикальные несквозные каналы, соединенные с несквозными горизонтальными каналами, расположенными перпендикулярно к вертикальным каналам и в разных направлениях по отношению ф плоскости, проходящей через оси вертикальных каналов, а на внутренней боковой поверхности колпачка выполнена кольцевая проточка, соединенная каналом с окружающей средой.

1710789

Составитель К,Агафонов

Редактор Н.Тупица Тахред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 322 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, РаушсМая наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Клапанный механизм Клапанный механизм Клапанный механизм Клапанный механизм 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить ресурс и надежность механизма

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а конкретно к конструкциям клапанных механизмов двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к конструкциям клапанных механизмов двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет обеспечить самрприработку клапана и упрощение конструкции механизма его вращения
Наверх