Двигатель внутреннего сгорания

 

Изобретение позволяет упростить конструкцию, повысить технологичность, надежность и долговечность привода. Двигатель содержит блок-картер, головку цилиндров и верхнерасположенный вал механизма газораспределения. Распределительный вал связан с коленчатым валом посредством шестеренчатого привода, размещенного в закрытом корпусе. Корпус шестеренчатого привода выполнен заодно с блок-картером и закрыт торцевой крышкой. Шестерни привода установлены на консольных пальцах, закрепленных на торцевой стенке картера. Промежуточный элемент выполнен в виде коробчатого корпуса с размещенной внутри него промежуточной шестерней на верхней плоскости блок-картера и открытого со стороны верхней плоскости блок-картера и со стороны нависающего над ним с зазором "б" корпуса распределительного вала. Под корпусом на верхней плоскости блок-картера выполнено окно, через которое осуществляется зацепление шестерен. Корпус имеет окно, через которое осуществляется зацепление шестерен. Корпус распределительного вала закреплен через промежуточные звенья на верхней плоскости блок-картера с зазором "б" над головками. Промежуточные звенья и коробчатый корпус выполнены заодно с корпусом распределительного вала. Корпус распределительного вала 3 имеет только две опорные стойки, выполненные на его торцах в виде коробчатых корпусов. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в двигателестроении.

Известен привод распределительного вала двигателя внутреннего сгорания [1] , содержащий ведомую шестерню распределительного вала, установленного в головке цилиндров, коленчатый вал с ведущей шестерней, устройство фиксации и регулирования, выполненное в виде поворотного рычага с двумя опорами и фиксирующей втулки с болтами. Первая из опор поворотного рычага шарнирно закреплена в головке цилиндров соосно с распределительным валом, а на второй опоре размещена промежуточная шестерня. Кроме того, вторая опора, в которой выполнено отверстие под втулку с радиальным зазором для обеспечения фиксации положения поворотного рычага в пределах допуска межцентрового расстояния между шестернями, с помощью фиксирующей втулки и болта прикреплена к головке цилиндра.

Недостатки известного решения обусловлены необходимостью регулировки бокового зазора в зубчатом зацеплении ведущей и промежуточной шестерен с помощью щупа или иных приспособлений. Для регулировки зазора необходимо ослабить фиксирующий болт, выставить боковой зазор в зацеплении по щупу, т.е. отрегулировать межцентровое расстояние, затем затянуть фиксирующий болт. Это обусловливает трудоемкость сборки, а также трудоемкость регулировки в процессе сборки и технического обслуживания. Кроме того, наличие устройства фиксации и регулирования усложняет конструкцию двигателя.

Известен двигатель внутреннего сгорания [2], содержащий блок-картер, головку цилиндров и верхнерасположенный распределительный вал механизма распределения, размещенный в закрепленном через промежуточные звенья на верхней плоскости блок-картера корпусе и связанный с коленчатым валом двигателя посредством шестеренчатого привода, в котором палец поворотной шестерни, входящей в зацепление с шестерней распределительного вала, пропущен через отверстие в стенке корпуса шестеренного привода.

Двигатель снабжен установленным на верхней плоскости блок-картера кронштейном с отверстием для центрирования пальца паразитной шестерни. Причем торцевые поверхности промежуточных звеньев контактируют с корпусом распределительного вала и с верхней плоскостью блок-картера, а корпус распределительного вала расположен над головкой цилиндров с зазором. Отверстие для центрирования пальца паразитной шестерни может быть выполнено в крайнем со стороны шестеренного привода промежуточном звене.

Известное решение имеет ряд недостатков.

Корпус шестеренчатого привода сложен, т.к. состоит из двух половинок: внутренней и наружной.

Необходимо уплотнение между половинками корпуса и между картером и внутренней половинкой корпуса. Для надежного уплотнения и предотвращения коробления корпуса шестеренчатого привода требуется, чтобы торец блок-картера и торец корпуса распределительных валов лежали в одной плоскости, что ужесточает требования к взаимному расположения блок-картера и корпуса распределительного вала и, следовательно, снижает технологичность изготовления и сборки двигателя. Необходимо уплотнение между кронштейном промежуточной шестерни и внутренней половинкой корпуса шестеренчатого привода.

Наличие двух перпендикулярнообразных стыков между половинками привода, блок-картером и поддоном двигателя снижает надежность уплотнения по поддону и требует технологического обеспечения, чтобы нижние поверхности половинок корпуса шестеренчатого привода, контактирующие с поддоном, лежали в одной плоскости.

Консольное крепление промежуточной шестерни на кронштейне не всегда возможно осуществить из-за того, что зазор, в котором расположен кронштейн между стенкой внутренней половинки корпуса шестеренчатого привода и торцом головки цилиндров, как правило, бывает небольшим и не позволяет установить в нем кронштейн требуемой прочности. Увеличение этого зазора приведет к увеличению габаритов двигателя.

Задача предлагаемого изобретения состоит в упрощении конструкции, повышении технологичности, надежности и долговечности привода.

Решение задачи достигается за счет того, что в двигателе внутреннего сгорания, содержащем блок-картер, головку цилиндров и верхнерасположенный распределительный вал механизма газораспределения, размещенный в закрепленной на верхней плоскости головки корпуса и связанный с коленчатым валом двигателя посредством шестеренчатого привода, размещенного в закрытом корпусе, установленном на торце двигателя и в котором паразитная шестерня, входящая в зацепление с шестерней распределительного вала, установлена на промежуточном элементе, закрепленном на верхней плоскости блок-картера.

Согласно изобретению корпус шестеренчатого привода выполнен заодно с блок-картером без наружной стенки и закрыт торцевой крышкой. Шестерни привода установлены на консольных пальцах, закрепленных на торцевой стенке картера. Зубчатые венцы шестерен заглублены относительно торца корпуса привода, промежуточный элемент выполнен в виде коробчатого корпуса, закрепленного на верхней плоскости блок-картера. Внутри этого корпуса на оси установлена промежуточная шестерня.

Корпус промежуточной шестерни открыт со стороны верхней плоскости блок-картера и со стороны нависающей над ним с зазором крышки головки цилиндров. Под корпусом с промежуточной шестерней на верхней плоскости блок-картера выполнено окно, через которое осуществляется зацепление зубчатых венцов промежуточной шестерни и шестерни картера. Крышка головки цилиндров имеет окно, обращенное к корпусу с промежуточной шестерней, через которое осуществляется зацепление промежуточной шестерни с шестерней распределительного вала. Зазор по периметру окна между корпусом и крышкой уплотнен упругой прокладкой.

Корпус распределительного вала может быть закреплен на верхней плоскости блок-картера через промежуточные звенья с зазором над головками с обеспечением уплотнения по периметру каждой головки упругим кольцом. Высота коробчатого корпуса с размещенной внутри нее промежуточной шестерней одинакова с высотой промежуточных элементов, а корпус распределительного вала дополнительно крепится к картеру через коробчатый корпус.

Промежуточные звенья и коробчатый корпус с промежуточной шестерней могут быть выполнены заодно с корпусом распределительного вала.

При этом опорные поверхности промежуточных звеньев, выполненные в виде вертикальных стоек и коробчатого корпуса, лежат в одной плоскости.

Корпус распределительного вала может иметь только две опорные стойки, выполненные заодно с ним на его торцах в виде коробчатых корпусов. В одном из них установлена промежуточная шестерня. В верхней плоскости картера под обоими коробчатыми стойками имеется окно, через которое полость корпуса распределительного вала сообщается с полостью картера.

Наличие новых существенных признаков в предлагаемом двигателе внутреннего сгорания позволяет упростить конструкцию, повысить технологичность, надежность и долговечность привода.

Новые существенные признаки предлагаемой конструкции двигателя не присущи известным решениям (аналогу и прототипу) той же задачи.

Совокупность существенных признаков заявляемого изобретения достаточна и необходима для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата - поставленной задачи.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показан продольный разрез двигателя; на фиг.2, 4, 5 показаны продольные разрезы вариантов исполнения двигателя внутреннего сгорания; на фиг.3 показан разрез А-А фиг.2.

Двигатель содержит блок-картер 1, головку (головки) цилиндров 2 и верхнерасположенный распределительный вал 3 механизма газораспределения. Распределительный вал 3 размещен внутри крышки 4 головки цилиндров 2.

Распределительный вал 3 размещен внутри крышки 4 головки цилиндров 2. В крышке 4 опоры для распределительного вала 3 выполнены в виде расточек 5 в поперечных перегородках 6 крышки.

Распределительный вал 3 связан с коленчатым валом 7 посредством шестеренчатого привода 8, размещенного в корпусе 9, выполненном заодно с блок-картером 1 и закрытом торцевой крышкой 10.

Шестеренчатый привод 8 состоит из шестерни 11 коленчатого вала 7, шестерни 12, закрепленной на торце распределительного вала 3, и ряда находящихся между ними шестерен. С шестерней 12 находится в зацеплении промежуточная шестерня 13, установленная на оси 14 внутри коробчатого корпуса 15, закрепленного на верхней плоскости 16 блок-картера 1. Корпус 15 открыт (не имеет горизонтальных стенок) со стороны верхней плоскости 16 блок-картера 1 и со стороны нависающей над ним крышки 4 головки цилиндров 2.

С шестерней 13 находится в зацеплении шестерня 17, установленная на консольно закрепленном на торцевой стенке 18 блок-картера 1 пальце 19. Торцы шестерен 13 и 17 заглублены относительно наружного торца 20 корпуса 9 на глубину "а". Под корпусом 15 на верхней плоскости 16 блок-картера 1 выполнено сквозное окно 21, через которое осуществляется зацепление шестерен 13 и 17. В крышке 4 напротив корпуса 15 имеется сквозное окно 22, через которое осуществляется зацепление шестерен 12 и 13. Между обращенными друг к другу плоскостями крышки 4 и корпуса 15 имеется зазор "б", который по периметру окна 22 закрывается упругой прокладкой 23. Надежная и бесшумная работа шестеренчатого привода 8 зависит от точности размера между осями шестерен. Точность выполнения указанного размера достигается за счет введения коробчатого корпуса 15, благодаря чему все шестерни привода 8, за исключением шестерни 12, базируются на блок-картере.

Точность установки шестерни 12 определяется точностью головки 2 по ее высоте, что не представляет особой сложности. Требования к взаимному расположению обращенных друг к другу поверхностей корпуса 15 и крышки 4 могут быть невысокими.

Отклонение размера "б" компенсируется упругой прокладкой 23. В осевом направлении коленчатого вала не требуется жесткая фиксация крышки относительно блок-картера. По сравнению с прототипом отсутствует одна корпусная деталь - внутренняя половинка корпуса шестеренчатого привода и ее уплотнение с картером. В уплотнении по поддону 24 имеется только один перпендикулярнообразный стык (между крышкой блок-картера 1 и поддоном 24). Зазор "г" между внутренней стенкой корпуса 9 и торцом головки цилиндров 2 может быть минимальным, т.к. отсутствует кронштейн, имеющий место в конструкции, выбранной за прототип, а это позволяет уменьшить длину двигателя.

Конструкция шестеренчатого привода к распределительному валу отличается простотой, технологичностью и надежностью в работе. Для обеспечения более точной установки шестерен привода распределительного вала корпус 4 распределительного вала 3 может быть установлен на промежуточных элементах, выполненных в виде вертикальных стоек 25 (см. фиг.2 и фиг.3). Высота коробчатого корпуса 15 выполнена одинаковой с высотой вертикальных стоек 25. Корпус 4 распределительного вала 3 опирается одновременно на вертикальные стойки 25 и коробчатый корпус 15 и болтами 26, проходящими через вертикальные стойки 25, и болтами 27, проходящими через коробчатый корпус 15, крепится к картеру. Высота вертикальных стоек 25 и коробчатого корпуса 15 выполнена такой, что между верхней плоскостью головки 2 и нижней плоскостью корпуса распредвалов 4 образуется зазор "в", который уплотняется по периметру головки 2 упругой прокладкой 28.

Все шестерни привода 8 базируются на блок-картере 1. Благодаря этому обеспечивается точность выполнения межосевого расстояния между шестернями. Это повышает надежность и снижает шумность шестеренчатого привода 8.

Коробчатый корпус 15 и вертикальные стойки 25 могут быть выполнены заодно с корпусом распределительного вала 4 (см. фиг.4). Это упрощает конструкцию и повышает надежность установки корпуса 4 на блок-картере.

Корпус 4 распределительного вала 3 может устанавливаться на верхнюю плоскость блок-картера 1 через два коробчатых корпуса 15 и 29, выполненных заодно с корпусом 4 на его торцах (см. фиг.5). В корпусе 15 установлена промежуточная шестерня 13. Через сверления 30, выполненные в корпусе 4, масло из внутренней полости корпуса 4 сливается в коробчатые корпуса 15 и 19, а затем через окна 21 и 31, выполненные на верхней плоскости 16 блок-картера под коробчатыми корпусами 15 и 29, сливается в картер 1.

Конструкция обеспечивает надежное крепление корпуса 4 распределительного вала 3 через корпуса 15 и 29 без применения вертикальных стоек 25 (фиг.4), что упрощает двигатель и обеспечивает слив масла из корпуса распределительного вала без применения специальных устройств.

Источники информации 1. А.С. 1075014, F 02 B 67/04, 1984, БИ 7.

2. Патент РФ 2013612, F 02 В 17/14, 1994, БИ 10.

Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий блок-картер, головку цилиндров и верхнерасположенный распределительный вал механизма газораспределения, размещенный в закрепленном на верхней плоскости головки корпусе и связанный с коленчатым валом двигателя посредством шестеренчатого привода, размещенного в закрытом корпусе, установленном на торце двигателя и в котором промежуточная шестерня, входящая в зацепление с шестерней распределительного вала, установлена на промежуточном элементе, закрепленном на верхней плоскости блок-картера, отличающийся тем, что корпус шестеренчатого привода выполнен заодно с блок-картером без наружной стенки и закрыт торцевой крышкой, шестерни привода установлены на консольных пальцах, закрепленных на торцевой стенке картера, зубчатые венцы шестерен заглублены относительно торца корпуса привода, промежуточный элемент выполнен в виде коробчатого корпуса с размещенной внутри него на оси промежуточной шестерней, закрепленного на верхней плоскости блок-картера и открытого со стороны верхней плоскости блок-картера и со стороны нависающего над ним с зазором корпуса распределительного вала, под корпусом с промежуточной шестерней на верхней плоскости блок-картера выполнено окно, через которое осуществляется зацепление зубчатых венцов промежуточной шестерни и шестерни картера, корпус распределительного вала имеет окно, обращенное к корпусу с промежуточной шестерней, через которое осуществляется зацепление промежуточной шестерни с шестерней распределительного вала, а зазор по периметру окна между корпусом с промежуточной шестерней и корпусом распределительного вала уплотнен упругой прокладкой.

2. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что корпус распределительного вала (распределительных валов) закреплен через промежуточные звенья на верхней плоскости блок-картера с зазором над головками, уплотненным по периметру каждой головки упругим кольцом, высота коробчатого корпуса с размещенной внутри него промежуточной шестерней одинакова с высотой промежуточных элементов, а корпус распределительного вала дополнительно крепится к картеру через коробчатый корпус.

3. Двигатель внутреннего сгорания по п.2, отличающийся тем, что промежуточные звенья выполнены в виде вертикальных стоек заодно с корпусом распределительного вала, коробчатый корпус с промежуточной шестерней выполнен также заодно с корпусом распределительного вала, а опорные поверхности вертикальных стоек и коробчатого корпуса лежат в одной плоскости.

4. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что корпус распределительного вала имеет две опорные стойки, выполненные на его торцах в виде коробчатых корпусов, в одном из которых установлена промежуточная шестерня, по верхней плоскости картера под обоими стойками имеется по окну, через которые полость корпуса распределительного вала сообщается с полостью картера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5