Клапан-отсечка пневматического привода газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания

Авторы патента:

F01L9/02 - гидравлическим или пневматическим

Владельцы патента RU 2403409:

Рыбаков Анатолий Александрович (RU)

Изобретение относится к двигателестроению. Пневматический привод (ПП) включает поршень привода газораспределительного клапана, соединенный с газораспределительным клапаном, золотник, пневмоаккумулятор (ПА) и систему управления ПП, обеспечивающую газообмен в двигателе. Для этого система управления ПП отслеживает текущее положение поршня двигателя и в момент, когда требуется открыть или закрыть газораспределительный клапан двигателя, устанавливает золотник в положение, обеспечивающее поступление рабочего тела из ПА в полость поршня привода газораспределительного клапана, в которой рабочее тело, воздействуя на поршень привода газораспределительного клапана, открывает или закрывает газораспределительный клапан. Зарядка ПА рабочим телом из камеры сгорания (КС) осуществляется на такте сжатия и на такте расширения. Привод снабжен клапаном-отсечкой, имеющим поршень и соединенный с ним запорный клапан. Полость поршня привода запорного клапана соединена трубопроводом с ПА, и при повышении давления рабочего тела в ПА сверх оптимального рабочее тело из ПА поступает в полость поршня привода запорного клапана и переводит запорный клапан в закрытое положение. Такое выполнение позволяет автоматически обеспечить оптимальный уровень зарядки ПА. 1 ил.

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен пневматический привод газораспределительного клапана ДВС, включающий газораспределительный клапан двигателя, поршень привода газораспределительного клапана, соединенный с газораспределительным клапаном, золотник, пневмоаккумулятор и систему управления пневматическим приводом, обеспечивающую газообмен в двигателе, для чего система управления отслеживает текущее положение поршня в двигателе и в момент, когда требуется открыть или закрыть газораспределительный клапан, устанавливает золотник в положение, обеспечивающее поступление рабочего тела из пневмоакумулятора в полость поршня привода газораспределительного клапана, в которой рабочее тело, воздействуя на поршень привода газораспределительного клапана двигателя, открывает или закрывает газораспределительный клапан двигателя. Зарядка пневмоаккумулятора осуществляется на такте сжатия (ближайший аналог JP 60-204911А, F0 19/02, опубл. 1985).

Однако в известном изобретении не обеспечивается оптимальный уровень зарядки пневмоаккумулятора.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагается клапан-отсечка, автоматически ограничивающий уровень зарядки пневмоаккумулятора. Сущность изобретения поясняется описанием принципа действия пневматического привода газораспределительного механизма, в состав которого входит автоматический клапан-отсечка.

Состав пневматического привода газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания, см. чертеж: 1 - поршень двигателя внутреннего сгорания, 2 - камера сгорания, 3, 9, 10, 13, 14, 15, 16, 19 - трубопроводы, 4 - автоматический клапан-отсечка, 5 - обратный клапан, 6 - пневмоаккумулятор, 7 - газораспределительный клапан, 8 - золотник, 11 - поршень привода газораспределительного клапана, 12 - выпускной или впускной канал двигателя внутреннего сгорания, 17 - поршень привода клапана-отсечки, 18 - запорный клапан, 20 - пружина.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ПРИВОДА ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА

Поршень двигателя внутреннего сгорания (далее - ДВС) 1 при такте сжатия сжимает рабочее тело - воздух или топливную смесь - в камере сгорания 2. При этом часть рабочего тела из камеры сгорания 2 по трубопроводу 3, через автоматический клапан-отсечку 4 и обратный клапан 5 поступает в пневмоаккумулятор 6 и заряжает его. Электронная система управления пневматическим приводом газораспределительных клапанов (далее система управления, не показана) отслеживает текущее положение поршня ДВС 1 и, в момент когда требуется открыть газораспределительный клапан 7, устанавливает золотник 8 в положение, как показано на чертеже. Рабочее тело из пневмоаккумулятора 6 по каналам 9 и 10 поступает в верхнюю полость поршня привода клапана 11, в результате чего газораспределительный клапан 7, если он впускной, позволяет воздуху из атмосферы по каналу 12 поступать в камеру сгорания 2, или если он выпускной, вытекать продуктам сгорания из камеры сгорания 2. Для закрывания газораспределительного клапана 7 система управления устанавливает золотник 8 в нижнее положение, и рабочее тело из пневмоаккумулятора 6 по каналам 9 и 13 поступает в нижнюю полость поршня привода 11, и газораспределительный клапан 7 закрывается. В обоих случаях отработавшее рабочее тело по каналам 10, 13, 14, 15 выбрасывается в атмосферу, а в карбюраторном двигателе, где рабочее тело представляет собой топливную смесь, по соображениям экономии топлива подается в воздухозаборный тракт двигателя.

Следует иметь в виду, что зарядка пневмоаккумулятора происходит не только при такте сжатия рабочего тела в камере сгорания, как это показано в упомянутом выше аналоге, но и при такте расширения отработавших газов, когда давление в камере сгорания может достигать сотен атмосфер, а температура сотен градусов. Но для обеспечения работоспособности пневматического привода достаточно давления рабочего тела на порядок и даже меньше. Ограничение давления рабочего тела в пневмоаккумуляторе до оптимального обеспечивает автоматический клапан-отсечка 4. Если давление поступающего из камеры сгорания 2 рабочего тела меньше оптимального, оно беспрепятственно проходит через клапан-отсечку 4 в пневмоаккумулятор 6. При повышении давления рабочего тела в пневмоаккумуляторе 6 сверх оптимального рабочее тело по каналу 16 поступает в нижнюю полость поршня 17 клапана-отсечки. Под его воздействием поршень 17 клапана-отсечки и соединенный с ним запорный клапан 18 перемещаются вверх и канал 19 перекрывается. Уровень зарядки пневмоаккумулятора 6 рабочим телом определяется жесткостью пружины 20. Чем больше жесткость пружины, тем до более высокого уровня заряжается пневмоаккумулятор. И наоборот, меньше жесткость пружины, меньше уровень давления в нем.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Клапан-отсечка пневматического привода газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания, включающего газораспределительный клапан двигателя, поршень привода газораспределительного клапана, соединенный с газораспределительным клапаном, золотник, пневмоаккумулятор и систему управления пневматическим приводом газораспределительного механизма двигателя, обеспечивающую газообмен в двигателе, для чего система управления отслеживает текущее положение поршня двигателя и в момент, когда требуется открыть или закрыть газораспределительный клапан, устанавливает золотник в положение, обеспечивающее поступление рабочего тела из пневмоаккумулятора в полость поршня привода газораспределительного клапана двигателя, в которой рабочее тело, воздействуя на поршень привода газораспределительного клапана двигателя, открывает или закрывает газораспределительный клапан двигателя, причем зарядка пневмоаккумулятора рабочим телом из камеры сгорания осуществляется на такте сжатия и на такте расширения, отличающийся тем, что пневматический привод газораспределительного механизма двигателя снабжен клапаном-отсечкой, имеющим поршень и соединенный с ним запорный клапан, при этом полость поршня привода запорного клапана соединена трубопроводом с пневмоаккумулятором, и при превышении давления рабочего тела в пневмоаккумуляторе сверх оптимального, рабочее тело из пневмоаккумулятора поступает в полость поршня привода запорного клапана и переводит запорный клапан в закрытое положение.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Проектирование и производство пневматического привода газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания, содержащего клапан-отсечку, не требует значительных затрат. Требования к материалам и технологиям не выходят за пределы традиционных требований.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Чертеж - принципиальная схема пневматического привода газораспределительного клапана ДВС.

1 - поршень двигателя внутреннего сгорания, 2 - камера сгорания, 3, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 19 - трубопроводы и каналы, 4 - автоматический клапан-отсечка, 5 - обратный клапан, 6 - пневмоаккумулятор, 7 - газораспределительный клапан, 8 - золотник, 11 - поршень привода газораспределительного клапана, 12 - впускной или выпускной каналы двигателя внутреннего сгорания, 17 - поршень привода клапана-отсечки, 18 - запорный клапан, 20 - пружина.

Клапан-отсечка пневматического привода газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания, включающего газораспределительный клапан двигателя, поршень привода газораспределительного клапана, соединенный с газораспределительным клапаном, золотник, пневмоаккумулятор и систему управления пневматическим приводом газораспределительного механизма двигателя, обеспечивающую газообмен в двигателе, для чего система управления отслеживает текущее положение поршня двигателя и в момент, когда требуется открыть или закрыть газораспределительный клапан, устанавливает золотник в положение, обеспечивающее поступление рабочего тела из пневмоакукумулятора в полость поршня привода газораспределительного клапана двигателя, в которой рабочее тело, воздействуя на поршень привода газораспределительного клапана, открывает или закрывает газораспределительный клапан двигателя, причем зарядка пневмоаккумулятора рабочим телом из камеры сгорания осуществляется на такте сжатия и на такте расширения, отличающийся тем, что пневматический привод газораспределительного механизма двигателя снабжен клапаном-отсечкой, имеющим поршень и соединенный с ним запорный клапан, при этом полость поршня привода запорного клапана соединена трубопроводом с пневмоаккумулятором, и при превышении давления рабочего тела в пневмоаккумуляторе сверх оптимального рабочее тело из пневмоаккумулятора поступает в полость поршня привода запорного клапана и переводит запорный клапан в закрытое положение.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для горных машин, а конкретно относится непосредственно к гидроприводу. .

Безредукторный гидропривод горной машины // 2381362

Исполнительный механизм привода клапана двигателя внутреннего сгорания и способ управления скоростью движения клапана // 2338075

Изобретение относится к двигателестроению и м.б. .

Способ управления потоком рабочей текучей среды в генераторе импульсов давления и устройство для генерирования импульсов давления // 2327880

Изобретение относится к двигателестроению и м.б. .

Устройство и способ генерирования импульсов давления // 2327879

Устройство управления клапанами механизма газораспределения // 2286468

Изобретение относится к двигателестроению. .

Газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания с гидравлическим приводом клапанов и гидравлическая система регулирования фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания с гидравлическим приводом клапанов // 2271455

Изобретение относится к двигателестроению. .

Клапанный газораспределительный механизм и способ клапанного газораспределения двигателя внутреннего сгорания // 2251005

Электрогидравлическая система управления клапанами двигателя внутреннего сгорания // 2171898

Изобретение относится к клапанным механизмам газораспределения двигателей внутреннего сгорания (ДВС), обладающим возможностью управления фазами газораспределения в зависимости от скоростного режима работы двигателя, и может быть использовано в двигателестроении.

Гидравлический привод газоподающих клапанов двигателя внутреннего сгорания // 2171897

Изобретение относится к двигателестроению, преимущественно к механизмам газораспределения двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с гидравлическим приводом и может быть использовано для регулирования фаз газораспределения двух- и четырехтактных ДВС.

Исполнительный механизм регулируемого клапана с пневмоусилителем // 2439339

Изобретение относится к исполнительным механизмам и способу для управления исполнительными механизмами, создающими независимое управление клапаном двигателя внутреннего сгорания с большим начальным усилием или усилием открывания

Гидромеханическая система привода клапанов двигателя и способ ее применения // 2448261

Двигатель с разделенным циклом // 2451190

Изобретение относится к клапанам двигателей с уравновешиванием давления, а именно к клапанам уравновешенного типа

Распределительный механизм // 2470164

Изобретение относится к устройствам автоматического управления и предназначено для использования в гидравлических и пневматических системах

Устройство и способ управления клапанами // 2471078

Клапанное устройство для двухтактного двигателя // 2472014

Двигатель внутреннего сгорания // 2489576

Самоадаптивная гидравлическая система с изменяемыми фазами газораспределения для дизельного двигателя и способ управления // 2505683

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Самоадаптивная гидравлическая система с изменяемыми фазами газораспределения предназначена для дизельного двигателя (1) с электронным блоком управления. На выходном валу (6) привода двигателя размещен масляный насос (7), соединенный с реверсивным клапаном (8) регулировки давления. Главный смазочный канал (4) двигателя соединен с масляным насосом (7) через масляную входную трубку (5) масляного насоса. Реверсивный клапан (8) регулировки давления соединен с масляной магистралью (10) и масляной возвратной трубкой (9). Масляная магистраль (10) соединена с главной трубкой (11) подачи масла. Рабочей средой системы является моторное масло. Масляная входная трубка (5) масляного насоса втягивает масло из главного смазочного канала (4) двигателя. Масляный насос (7) соединен с выходным валом двигателя (1). Реверсивный клапан (8) регулировки давления регулирует масло под давлением, нагнетаемое масляным насосом (7) до надлежащего рабочего давления, и переключает направление его потока для переключения рабочего режима системы. Главная трубка (11) подачи масла, масляная магистраль (10) и рабочие цилиндры двигателя соединены через самоадаптивный механизм изменения длины толкателя. Масляная возвратная трубка (9) соединена с маслосборным баком (3) двигателя. Самоадаптивный механизм изменения длины толкателя представляет собой самоадаптивный механизм переключения маслопровода типа золотникового клапана, содержащий по меньшей мере основание, нижнюю концевую заглушку, поршень, шаровой палец коромысла, сухарь пальца, внутренний золотник и пружину. Основание расположено на головке цилиндра рабочего цилиндра двигателя. Нижняя концевая заглушка размещена в основании. Шаровой палец коромысла соединен с коромыслом клапана двигателя (1). Шаровой палец коромысла прижат к верхнему концу поршня сухарем пальца. В основании имеется маслопроводящее отверстие основания. Нижняя концевая заглушка снабжена маслопроводящим отверстием нижней концевой заглушки, масляным возвратным отверстием нижней концевой заглушки и масляным возвратным каналом нижней концевой заглушки. Внутренний золотник прижат к нижнему концу поршня усилием пружины. Главная трубка подачи масла представляет собой трубку подачи масла из общей магистрали, которая подает масло на рабочие цилиндры двигателя через патрубки подачи масла. Раскрыты вариант выполнения самоадаптивной гидравлической системы с изменяемыми фазами газораспределения и способ управления такой системой. Технический результат заключается в снижении вредных выбросов двигателя. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ продувки пневмоаккумулятора и клапана-отсечки пневматического привода газораспределительного клапана и топливной форсунки двигателя внутреннего сгорания // 2514971

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к системам газораспределения с пневмоприводом. Техническим результатом является повышение надежности работы системы. Сущность изобретения заключается в том, что для очистки пневмоаккумулятора и воздушных магистралей от накопившихся инородных тел (продуктов износа деталей двигателя, несгораемых примесей топлива и т.д.) система управления периодически в промежуток времени, когда давление в камере сгорания двигателя меньше давления воздуха в пневмоаккумуляторе, открывает продувочный клапан, в результате чего воздух из пневмоаккумулятора через клапан-отсечку вместе с загрязнениями выбрасывается в камеру сгорания. 1 ил.

Способ обратной продувки пневмоаккумулятора пневматического привода газораспределительного клапана и топливной форсунки с клапаном-отсечкой двигателя внутреннего сгорания // 2514974

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к системам газораспределения с пневмоприводом. Техническим результатом является повышение надежности работы системы. Сущность изобретения заключается в том, что для очистки пневмоаккумулятора от накопившихся инородных тел (продуктов износа деталей двигателя, несгораемых примесей топлива и т.д.) система управления периодически и в начале каждого цикла пуска двигателя подает сигнал на открытие продувочного клапана. Продувочный клапан открывается, и воздух из пневмоаккумулятора вместе с загрязнениями выбрасывается в атмосферу, после чего система управления закрывает продувочный клапан и он готов к очередному циклу срабатывания. 1 ил.