Клапанный механизм

 

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на уменьшение механических потерь в клапанных механизмах. Клапанный механизм содержит клапан тарельчатого типа и две последовательно включенные пружины разной жесткости, разделенные шайбой, имеющей форму стакана. Шайба охватывает стержень клапана и установлена с возможностью перемещения вдоль его оси. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве клапанного механизма в системах газораспределения двигателей внутреннего сгорания.

Известны клапанные механизмы со шпилечными пружинами, с коническими пружинами, а также с соосными цилиндрическими пружинами различной жесткости [1].

У всех известных клапанных механизмов упругая характеристика пружин в функции перемещения клапана имеет монотонных характер.

Наиболее близким по технической сущности является механизм с соосными цилиндрическими пружинами, установленными между тарелкой и корпусом [2].

Недостатком такого механизма является повышенное сопротивление при открытии клапана до момента изменения знака силы инерции движущихся деталей, вызванное непрерывным ростом силы упругости пружин до максимального значения, необходимого для обеспечения безотрывного контакта толкателя (или кулачка).

Изобретение направлено на уменьшение механических потерь в клапанных механизмах.

Для этого известное устройство, содержащее клапан тарельчатого типа, соединенный с пружиной, дополнительно снабжено второй пружиной, разделенной с первой шайбой, имеющей форму стакана, охватывающей стержень клапана и установленной с возможностью перемещения вдоль его оси, при этом пружины выполнены с разной жесткостью и величиной деформации и установлены со стороны корпуса пружины с большей жесткостью, а со стороны толкателя (кулачка) пружины с меньшей жесткостью или наоборот.

Из источников патентной и научно-технической информации не известна заявляемая совокупность признаков для достижения поставленной цели изобретения, что подтверждает его соответствие изобретательскому уровню.

На чертеже изображен общий вид клапанного механизма.

Клапанный механизм состоит из клапана тарельчатого типа 1 со стержнем 2, тарелки 3 и пружин 4 и 5, разделенных шайбой 6, имеющей форму стакана. Пружины 4 выполнены с меньшей жесткостью и установлены со стороны толкателя 7 (или кулачка), а пружины 5 выполнены с большей жесткостью, чем пружины 4 и установлены со стороны корпуса 3, в котором расположен клапанный механизм.

Пружины 4 и 5 могут быть и установлены наоборот, т.е. пружины 4 - со стороны корпуса 8, а пружины 5 - со стороны толкателя (кулачка) 7. Механизм работает следующим образом При открытии клапана 1 сначала сжимаются пружины 4 с меньшей силой упругости по одну сторону шайбы 6 со стороны толкателя 7 (или кулачка). Предварительное усилие этих пружин 4 и 5 при закрытом клапане 1 должно надежно удерживать его в таком положении. При изменении направления сил инерции тарелка 3 входит в контакт с шайбой 6 и в работу включаются более жесткие пружины 5. Так как при закрытом клапане 1 предварительное усилие менее жестких пружин 4 действует на более жесткие 5, то необходимо подобрать такую упругую характеристику и размеры шайбы 6 для них, чтобы начало деформации пружин 5 совпадало с моментом изменения направления сил инерции подвижных масс. В результате этого при полном открытии клапана общая максимальная сила упругости пружин 4 и 5 превышает силу инерции с необходимым запасом. При закрытии клапана 1 сначала разжимаются более жесткие пружины 5, обеспечивая безотрывный контакт клапана 1 и толкателя 7 (кулачка). Когда усилие, действующее на шайбу 6 со стороны более жестких пружин 5 сравняется с усилием менее жестких 4, они начнут разжиматься. Таким образом обеспечивается меньшее усилие, требуемое для открытия клапана за счет более благоприятного протекания суммарной упругой характеристики дифференциальных пружин.

Источники информации 1. Д. Н. Вырубов, С.И.Ефимов, Н.А.Иващенко, М.Г.Круглов и др. Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. М.: Машиностроение, с. 251-252.

2. Там же, с. 252.

Формула изобретения

1. Клапанный механизм, содержащий клапан тарельчатого типа, соединенный с пружиной, отличающийся тем, что он снабжен второй пружиной, разделенной с первой пружиной шайбой, охватывающей стержень клапана и установленной с возможностью перемещения вдоль его оси, при этом пружины выполнены с разной жесткостью и величиной деформации и установлены со стороны корпуса пружины с большей жесткостью, а со стороны толкателя (кулачка) пружины с меньшей жесткостью или наоборот.

2. Клапанный механизм по п.1, отличающийся тем, что шайба выполнена в форме стакана.

РИСУНКИ

Рисунок 1