Клапанный механизм газораспределения

Изобретение относится к двигателестроению. Механизм газораспределения содержит общий для впуска и выпуска клапан, впускной и выпускной каналы, внутри которых установлены заслонки, имеющие привод и выполненные с совмещением осей поворота с осями симметрии. Привод заслонок выполнен с односторонним прерывисто-вращательным движением, а фронтальные их кромки выполнены с заострением. Заслонки предназначены для разделения процессов впуска и выпуска и образуют три изолированные полости: полость впускного канала, полость выпускного канала и надклапанную полость. При такте впуска открываются одновременно общий клапан и заслонка впускного канала (заслонка выпускного канала при этом закрыта) и происходит впуск воздуха (или горючей смеси). При такте выпуска открывается этот же клапан и заслонка выпускного канала (заслонка впускного канала закрыта) и происходит выпуск отработанных газов. Поворачиваются заслонки шаговыми механизмами и фиксируются в закрытом или открытом состоянии по командам электронной системы управления двигателем. Такое выполнение повышает надежность работы механизма. 2 ил.

 

Изобретение относится к области двигателестроения.

Известен клапанный механизм газораспределения для двигателя внутреннего сгорания, содержащий общий для впуска и выпуска клапан, впускной и выпускной каналы, в которых установлены заслонки, снабженные приводом (заявка Германии №4105848, МПК F01L 1/28, опубл. 1992).

Недостатком известного клапанного механизма газораспределения является то, что при открывании-закрывании заслонок имеют место неуравновешенные инерционные нагрузки - моменты сил инерции, так как оси поворота выполнены на одной из крайних сторон их, момент инерции относительно которых наибольший, и преодоление этих моментов сил инерции может оказаться на грани работоспособности механизма.

Наиболее близким к изобретению является клапанный механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания по патентному документу Бельгии №1008545, МПК F01L, опубл. 1996, содержащий общий для впуска и выпуска клапан, впускной и выпускной каналы, внутри которых установлены заслонки, снабженные приводом, причем оси поворота заслонок совмещены с осями симметрии.

Недостатком известного клапанного механизма газораспределения является то, что низка надежность открытия-закрытия заслонок, так как они могут быть заклинены накапливающимися при работе двигателя во впускном и выпускном каналах продуктами неполного сгорания топлива и масла (нагар, кокс).

Задача изобретения - повышение надежности открытия и закрытия заслонок за счет совмещения процессов открытия и закрытия заслонок с процессом срезания накапливающихся продуктов неполного сгорания.

Поставленная задача достигается тем, что в клапанном механизме газораспределения ДВС, содержащем общий для впуска и выпуска клапан, впускной и выпускной каналы, внутри которых установлены заслонки, снабженные приводом, причем оси поворота заслонок совмещены с осями симметрии, привод заслонок выполнен с односторонним (круговым) прерывисто-вращательным движением, а фронтальные кромки заслонок выполнены с заострением.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 и 2 схематично показан клапанный механизм газораспределения.

Клапанный механизм содержит общий клапан с тарелкой 1, при открытии которого цилиндр двигателя (надпоршневое пространство) 2 соединяется с надклапанной полостью 3, а через нее при открытой заслонке 4 - со впускным каналом 5 при такте впуска, или при открытой заслонке 6 - с выпускным каналом 7 при такте выпуска. Заслонки установлены для разделения процессов впуска и выпуска. Они образуют три изолированных полости: полость впускного канала, полость выпускного канала и надклапанную полость. С надпоршневой полостью соединены форсунка и (или) свеча 8.

Открывается общий клапан под действием двух кулачков 9 и 10 распределительного вала 11, через коромысло 12 воздействующих на стержень клапана с тарелкой 1 (привод клапана может быть также гидравлическим, электромагнитным и др.). Клапан открывается дважды за рабочий цикл (за один оборот распределительного вала). Левый (по чертежу) кулачок 9 распредвала служит для открытия клапана при такте впуска, правый 10 - при такте выпуска. Заслонка 4 впускного капала и заслонка 6 выпускного канала изолируют полости этих каналов от надклапанной полости при соответствующих тактах. Оси поворота заслонок совмещены с осями симметрии, что обеспечивает уменьшение энергоемкости их поворота и позволяет выполнить открытие-закрытие заслонок путем одностороннего прерывисто-вращательного движения. Для их поворота могут применяться шаговые механизмы (не показаны), управляемые электронной системой управления двигателем (ЭСУД). Фронтальные кромки 13 (фиг.2) заслонок 4 и 6 (фиг.1) выполнены с заострением, угол которого может быть любым, но предпочтительнее α=80...90°.

Механизм работает следующим образом.

При работе двигателя надклапанная полость 3 соединяется с цилиндром двигателя 2 (надпоршневым пространством) при открытии клапана 1 - под воздействием левого кулачка 9 распредвала 11 коромысло 12 давит на стержень клапана, опуская его с тарелкой вниз. По сигналу ЭСУД открывается левая заслонка 4 (при такте впуска), и впускной канал 5 через надклапанную полость 3 соединяется с цилиндром двигателя 2. Происходит впуск воздуха (или горючей смеси). В дальнейшем после выполнения тактов впуска, сжатия, впрыска топлива через форсунку 8 и рабочего хода начинается такт выпуска отработанных газов из цилиндра двигателя. Клапан 1 открывается под действием правого кулачка 10 распредвала 11 и коромысла 12. По сигналу ЭСУД заслонка 6 выпускного канала 7 открывается, газы удаляются, а заслонка 4 впускного каната 5 удерживается в закрытом состоянии. В дальнейшем цикл повторяется. Привод заслонок выполнен с односторонним (круговым) прерывисто-вращательным движением, что позволяет упростить управление приводом, например, при использовании шаговых электродвигателей. Минимальный зазор, который должен быть выполнен между заслонкой и стенками канала, обеспечит достаточную изоляцию трех полостей. При выборе направления вращения заслонок следует учесть неравномерность давления потока газов по их площади из-за криволинейной траектории его движения. Разность давлений в общем случае может обеспечить автоматическое открывание заслонок, но для надежности следует применять принудительный привод.

По мере накопления отложений продуктов неполного сгорания топлива и масла заостренные кромки 13 срезают их слой при одностороннем прерывисто-вращательном движении заслонок и поддерживают минимальный зазор между ними и стенками каналов.

В предлагаемом клапанном механизме газораспределения открытие-закрытие заслонок будет более надежным, так как при одностороннем (круговом) прерывисто-вращательном движении предотвращается закоксовывание заслонок и повышается надежность работы механизма. За счет указанных преимуществ (а также преимуществ общего клапана механизма) будет повышена экономическая эффективность.

Клапанный механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащий общий для впуска и выпуска клапан, впускной и выпускной каналы, внутри которых установлены заслонки, снабженные приводом, причем оси поворота заслонок совмещены с осями симметрии, отличающийся тем, что привод заслонок выполнен с односторонним прерывисто-вращательным движением, а фронтальные кромки заслонок выполнены с заострением.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двигателестроению. .

Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет уменьшить массу привода клапанов двигателя. .

Изобретение относится к поршневым машинам, преимущественно к двигателям внутреннего сгорания, и позволяет снизить гидравлическое сопротивление клапанов механизма газораспределения.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, и позволяет снизить удельный расход топлива в двигателе, уменьшить его габариты и массу, снизить себестоимость изготовления двигателя.

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить степень очистки камеры сгорания от выпускных газов путем вытеснения их объемным клапаном. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к поршневым четырехтактным двигателям внутреннего сгорания, и дает возможность использовать в них втулочный механизм газораспределения, позволяя тем самым улучшить рабочие характеристики ДВС.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к поршневым четырехтактным двигателям внутреннего сгорания (ДВС) и позволяет улучшить их рабочие характеристики.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроению. .

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано при конструировании и разработке простых и экономичных двигателей внутреннего сгорания

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания содержит клапан, стержень (8) которого снабжен резьбой (9) и одним своим концом жестко присоединен к круглой формы пластине (13), взаимодействующей с поверхностью головки (1) клапана. Со стороны торцевой поверхности головки (1) клапана в направлении его стержня выполнено углубление (17), имеющее форму конуса. На поверхности круглой формы пластины (13) расположен выступ (18) в виде усеченного конуса. Основания углубления (17) и выступа (18) конусных форм имеют наибольшие диаметры, подобные диаметрам как головки клапана, так и круглой формы пластины. Технический результат заключается в улучшении герметичности соединения пластины круглой формы и головки клапана. 3 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндр (17), головку цилиндра с размещенными в ней впускным и выпускным каналами (6) и (8), кулачковый вал (2), приводные коромысла (5), клапанные пружины сжатия и соосно размещенные в головке цилиндра внутренний и пустотелый наружный клапаны (4) и (1). Пустотелый наружный клапан (1) снабжен впускными окнами (12). Во впускном и выпускном каналах (6) и (8) размещены многолепестковые заслонки (7) и (9), оси лепестков которых расположены параллельно друг другу, причем верхние лепестки частично перекрывают нижние. Над впускным и выпускным каналами (6) и (8) расположен дополнительный впускной канал (11), через который проходит выпускной пустотелый наружный клапан (1), сообщающийся с дополнительным впускным каналом своими впускными окнами (12), расположенными в его верхней части. Пустотелый наружный клапан (1) работает как на выпуск, так и на впуск, а внутренний клапан (4) работает только на впуск. Технический результат заключается в увеличении подачи свежего заряда воздуха в цилиндр. 6 ил.

Изобретение относится к области газораспределения двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение эффективности газообмена. Сущность изобретения заключается в том, что система содержит газораспределительный клапан и клапан впуска-выпуска, обеспечивающий при одном положении впуск в камеру сгорания и выпуск из камеры при противоположном положении. Для впуска в камеру система управления открывает газораспределительный клапан, а клапан впуска-выпуска устанавливает в положение впуска. Для выпуска продуктов сгорания из камеры система управления открывает газораспределительный клапан, а клапан впуска-выпуска устанавливает в положение выпуска. Система управления отслеживает текущее положение поршней ДВС и, в соответствии с нагрузкой на ДВС, определяет для каждого клапана моменты времени их открытия и закрытия. Система устанавливает золотник управления клапаном в положение, при котором газ из пневмоаккумулятора системы привода поступает в полость поршня привода клапана и приводит его в движение. Отработавший газ из противоположной полости соответствующего клапана поступает в компенсационный пневмоаккумулятор, а затем в полость поршня компрессора, приводимого воздухом или смесью на такте сжатия или продуктами сгорания на такте расширения. Сжатый газ заряжает пневмоаккумулятор. 1 ил.

Изобретение относится к газораспределению двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение эффективности газообмена. Сущность изобретения заключается в том, что система содержит газораспределительный клапан, впускной клапан и выпускной клапан. При впуске в ДВС система управления устанавливает газораспределительный и впускной клапаны в открытое, а выпускной клапан - в закрытое положение, при выпуске газораспределительный и выпускной клапаны в открытое, а впускной клапан - в закрытое положение. Система управления отслеживает текущее положение поршней ДВС и, в соответствии с нагрузкой на ДВС, определяет для каждого клапана момент их открытия и закрытия. Для управления клапаном система устанавливает золотник управления соответствующего клапана в положение, при котором газ из пневмоаккумулятора системы привода поступает в полость поршня привода этого клапана. Отработавший газ из противоположной полости поршня привода соответствующего клапана поступает в компенсационный пневмоаккумулятор, а затем - в полость поршня компрессора, приводимого сжимаемым в камере сгорания воздухом, или топливной смесью, или продуктами сгорания. 1 ил.

Изобретение относится к газораспределению двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение эффективности газообмена. Сущность изобретения заключается в том, что система газораспределения содержит газораспределительный клапан, впускной и выпускной клапаны. Для впуска в камеру ДВС система управления открывает газораспределительный и впускной клапаны, а выпускной клапан закрывает. Для выпуска отработавших продуктов сгорания система открывает газораспределительный и выпускной клапан, а впускной клапан закрывает. Система управления отслеживает текущее положение поршней ДВС и, в соответствии с нагрузкой ДВС, определяет для каждого клапана момент их открытия, закрытия и времени нахождения в открытом положении. Для открытия каждого клапана система управления устанавливает золотник управления потоком воздуха соответствующего клапана в положение, при котором воздух из пневмоаккумулятора системы привода поступает в полость поршня привода этого клапана, обеспечивая его движение. Отработавший воздух из противоположной полости поршня привода выбрасывается в атмосферу. Поршень компрессора, приводимый в действие сжимаемым в камере сгорания воздухом или топливной смесью на такте сжатия, или продуктами сгорания на такте расширения, подает воздух в пневмоаккумулятор и заряжает его. 1 ил.

Изобретение относится к области газораспределения двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение эффективности газообмена ДВС. Сущность изобретения заключается в том, что система газораспределения содержит газораспределительный клапан, впускной клапан и выпускной клапан. Для впуска в ДВС система управления устанавливает газораспределительный и впускной клапаны в открытое, а выпускной клапан в закрытое положение. Для выпуска продуктов сгорания газораспределительный и выпускной клапан открыты, а впускной клапан закрыт. Система управления отслеживает текущее положение поршней ДВС и в соответствии с нагрузкой определяет для каждого клапана момент времени их открытия и закрытия. Для открытия клапана система устанавливает золотник управления потоком жидкости соответствующего клапана в положение, при котором жидкость из гидроаккумулятора системы привода поступает в полость поршня привода этого клапана, обеспечивая его перемещение, и клапан открывается. Отработавшая жидкость из противоположной полости поршня привода клапана поступает через компенсационный гидроаккумулятор в полость поршня насоса, приводимого сжимаемым на такте сжатия ДВС воздухом, или топливной смесью, или на такте расширения продуктами сгорания, из которого подается в гидроаккумулятор. 1 ил.
Наверх