Способ работы привода распределительного вала двигателя внутреннего сгорания и привод распределительного вала двигателя внутреннего сгорания

 

Сущность изобретения: для повышения эффективности работы двигателей внутреннего сгорания путем улучшения наполнения цилиндра свежим зарядом и удаления отработавших газов изменяется режим вращения распределительного вала в пределах 90°. При этом улучшается полнота сгорания рабочей смеси в камере сгорания. Режим вращения распределительного вала подбирается так, что даже при применении безударных кулачков уменьшается продолжительность открытия и закрытия клапанов и увеличивается продолжительность нахождения их в открытом состоянии при неизменном начале открытия и конца закрытия клапанов. 2 с.п.ф-лы, 7 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s F 01 1 1/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4837767/06 (22) 13.06.90 (46) 15.05.92. Бюл.N -18 (71) Чувашский сельскохозяйственный институт (72) В.И.Медведев, B.Ñ.Ìàêàðîâ и B,Ï,Мазяров (53) 621.43 — 33(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11226677002255, кл. F 01 (13/00, 1986. (54) СПОСОБ РАБОТЫ ПРИВОДА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ПРИВОД

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ВАЛАДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС).

Известны способ и устройство для его осуществления, в котором оптимальная величина проходного сечения клапанов задается параметрами золотникового распределительного устройства.

Недостатками этих способа и устройства для его осуществления являются сложность конструкции и наличие большого количества подвижных элементов, Вследствие этого при работе двигателя из-за износа элементов привода клапана возможно изменение фаз газораспределения. Кроме того,.золотниковое устройство не позволяет быстро изменить проходное сечение клапана, что ухудшает наполнение цилиндра свежим зарядом и удаление отработавшихся газов.

Наиболее близким к изобретению является способ работы дизеля, в котором для уменьшения продолжительности переход„„. Ж„„1733643 А1 (57) Сущность изобретения: для повышения эффективности работы двигателей внутреннего сгорания путем улучшения наполнения цилиндра свежим зарядом и удаления отработавших газов изменяется режим вращения распределительного вала в пределах

90, При этом улучшается полнота сгорания рабочей смеси в камере сгорания. Режим вращения распределительного вала подбирается так, что даже при применении безударных кулачков уменьшается продолжительность открытия и закрытия клапанов и увеличивается продолжительность нахождения их в открытом состоянии при неизменном начале открытия и конца закрытия клапанов, 2 с.п.ф-лы, 7 ил„2 табл. ных процессов с одновременным изменением фаз газораспределения применяется изменяющийся темп подъема клапанов. Для изменения темпа подъема клапанов используются электрогидравлический привод клапанов с гидроаккумулятором.

Недостатком такого способа изменения параметра "время-сечение" является высокая инерционность гидравлического привода, что . ограничивает пределы регулирования параметра "время-сечение", Кроме того, небольшой износ элементов гидравлического привода приводит к значительному изменению характера подъема клапанов и, как следствие, к ухудшению заполнения цилиндра свежим зарядом и удаления отработавшихся газов.

Целью изобретения является увеличение параметра "время-сечение" клапана.

Для осуществления заданной цели предлагается способ работы привода распределительного вала ДВ С, предусматрива1733643 ющей вращение распределительного вала с переменной скоростью в пределах каждых

90 его поворота, и также устройство для его осуществления, включающее дифференциальный многоступенчатый редуктор с цилиндрическими шестернями, имеющими нарезку зубьев в пределах определенных секторов и размещенными на параллельных валах с возможностью поочередного включения ступеней редуктора с заданной последовательностью в пределах каждого оборота коленчатого вала, При сохранении выпуклой формы кулачков распределительного вала, предложенный дифференциальный редуктор увеличивает параметр

"время-сечение" клапана и обеспечивает как хорошую заполняемость цилиндра свежим зарядом, так и его очистку от отработавших газов, При этом за счет повышения полноты сгорания улучшаются экологические показатели работы двигателя, его экономичность, На фиг.1 показана принципиальная схема привода распределительного вала; на фиг.2 — схема расположения зубчатых секторов на ведущих и ведомом колесах дифференциального редуктора; на фиг.3— расположение зубчатых колес; на фиг.4— график изменения угловой скорости распределительного вала за каждый оборот; на фиг.5 — график изменения высоты подъема клапана; на фиг.6 — промежуточный диск; на фиг.7 — крайние диски.

Устройство состоит из коленчатого вала

1 с ведущей шестерней 2, промежуточной шестерни 3, дифференциального редуктора

4 и распределительного вала 5 с кулачками

6. Диф фере н циал ьн ы и редуктор я вл я ется одноступенчатым с полным передаточным числом = 1 и состоит из пяти пар зубчатых колес 7-8, 9-10, 11-12, 13-14, 15-16 со ступенчатым расположением зубчатых секторов 17 — 21 на ведущем и ведомом валах, Зубчатые секторы 17 и 18, выполненные на больших 8 и 15 и малых 7 и 16 колесах, имеют большую длину дуги, чем зубчатые секторы на колесах 9, 11, 13 и 10, 12, 14, Это позволяет получить заданный режим вращения распределительного вала с четырьмя ускорениями и четырьмя замедлениями с последующими выстоями клапана и закрытом положениях.

Предложенный способ обеспечивает увеличение параметра "время-сечение" путем изменения угловой скорости распределительного вала в пределах каждых 90, Предложенное устройство для увеличения параметра "время-сечение" работает следующим образом.

t2

Рклл — f Ркл t1t — Mt MF Fabed

30 где Mt — масштаб времени по оси абсцисс на диаграмме подъема клапана (фиг.5); .

MF — масштаб площади проходного сечения клапана по оси ординат (фиг.5);

35 Fabed — площадь диаграммы.

Расчет параметра "время-сечение" по предлагаемому способу ведется по формуле

12

dMt dРкл

45 и

MF, где п — количество пар контактирующих зубчатых секторов, Данные для расчета параметра "время50 сечение" впускного клапана приведены в табл.2.

В результате расчета параметр "времясечение" впускного клапана при одинаковых исходных данных у прототипа составило 2,35 мм в 1 с, а у предлагаемого способа — 4,1 мм в 1 с.

Увеличение параметра "время-сечение" значительно улучшает заполнение цилиндра свежим зарядом и удаление отработавшихся газов, что приводит к повышению

От коленчатого вала 1 вращение через шестерни 2 и 3 передается на ведущий вал дифференциального редуктора 4с шестернями 8, 10, 12, 14 и 16, а от них через

5 контактирующие зубчатые секторы 17, 18, 19, 20 и 21 на ведомый вал дифференциального редуктора, Ведомый вал имеетжесткую связь с распределительным валом двигателя. Кинематические пары в диффе10 ренциальном редукторе подобраны таким образом (табл.1 и 4), что при равномерном вращении коленчатого вала ДВС, распределительный вал в пределах каждых 90 его поворота в начале открытия клапана

15 имеет максимальную угловую скорость вращения (точка 1), при максимальном открытии клапана — вновь возрастает до ма ксимальной (точка 6).

При этом средняя угловая скорость рас20 пределительного вала обеспечивается равной половине угловой скорости коленчатого вала, Определение параметра "время-сечение" клапана у прототипа производится по

25 формуле

1733643 эффективности работы двигателя и полноты сгорания, улучшению экологических показателей работы.

Таблица 1

Кинематические параметры дифференциального редуктора

Па а замедления, ¹

Параметры рабочих элементов

= 150

= 150

=90

=90

18

12

18

12

0 66 0 66 1,5

1,5

Таблица 2

Расчетные параметры "время-сечение" клапана в такте впуска с дифференциальным редуктором

Формула изобретения

1. Способ работы привода распределительного вала двигателя внутреннего сгорания, включающий равномерное вращение коленчатого вала и передачу крутящего момента на распределительный вал, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения параметра "время-сечение" клапана, вращение распределительного вала осуществляется с переменной скоростью в пределах каждых 90 его поворота.

Радиус ведущей шестерни, мм

Радиус ведомой шестерни, мм

Угол сдвига на ведущем валу, а

Угол сдвига на ведомом валу, р

Расчетное число зубьев на ведущих дисках, 2

Расчетное число зубьев на ведомых дисках, 2, Передаточные числа контактирующих секта ов, 2, Привод распределительного вала двигателя внутреннего сгорания, содержащий механическую передачу между коленчатым и распределительным валами, о т л и5 ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения параметра "время-сечение" клапана, механическая передача снабжена дифференциальным многоступенчатым редуктором с цилиндрическими шестернями, имеющими

10 нарезку зубьев в пределах определенных секторов и размещенными на параллельных валах с возможностью поочередного включения ступеней редуктора с заданной последовательностью в пределах каждого

15 оборота коленчатого вала.

1733643

1733643

/7пуХ

270 360 ф Уг л na8apumu рюслреОола

Я0 80

345 0 15,70 49 60 75 Ю 105 /20 /У5 Рр распр.6.

0 .У0 И Ю f20 l50 И7 110 ЯО 270 9> иаленмат

1733643

30

40

50

Составитель В,Макаров

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л.Патай

Редактор Н.Швыдкая

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

Заказ 1648 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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