Устройство гидравлического привода клапана двигателя внутреннего сгорания



Устройство гидравлического привода клапана двигателя внутреннего сгорания
Устройство гидравлического привода клапана двигателя внутреннего сгорания
Устройство гидравлического привода клапана двигателя внутреннего сгорания

 


Владельцы патента RU 2561933:

Открытое акционерное общество "КАМАЗ" (RU)

Изобретение может быть использовано в приводах клапанов газораспределения двигателя внутреннего сгорания. Устройство гидравлического привода клапана двигателя внутреннего сгорания содержит закрепленный на головке блока цилиндров двигателя корпус (1) гидроцилиндра, в полости которого с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен поршень (2), связанный с клапаном (3) двигателя внутреннего сгорания, питающий канал (8) и канал (7) слива рабочего тела. В верхней части корпуса (1) гидроцилиндра выполнены по меньшей мере два ряда отверстий (4) и (5), сообщающих полость гидроцилиндра с каналом (7) слива рабочего тела. По меньшей мере один ряд отверстий (5) расположен выше положения поршня (2) в верхней мертвой точке. Технический результат заключается в уменьшении шума, снижении износа клапана и седла. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в приводе впускного или выпускного клапанов газораспределения двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Известен механизм привода клапанов ДВС, с возможностью возвратно-поступательного движения впускных или выпускных клапанов, под давлением жидкости гидравлической системы (патент US №5694893А, МПК F01L 9/02, опубл. 1997), в котором клапан приводится в движение поршнем исполнительного механизма под воздействием усилия, развиваемого давлением жидкости гидравлической системы, и пружиной. Герметичное уплотнение полости цилиндра двигателя достигается применением в исполнительном механизме дополнительного клапана, предназначенного для передачи давления, возникающего в цилиндре двигателя, в гидравлическую полость исполнительного механизма, а также применением подпружиненного седла клапана. Точное позиционирование клапана при приближении его к седлу, а также регулировка его скорости достигается внешним управлением подачей жидкости в гидравлическую полость исполнительного механизма. Для снижения нагрузок, возникающих при встрече клапана с седлом, служит подпружиненное седло, что, во-первых, не избавляет от удара, а лишь снижает его последствия, во-вторых, такое взаимодействие клапана с седлом создает повышенный уровень шума и вибраций, в-третьих, такое решение сложно и дорого в производстве и недостаточно надежно.

Известна электрогидравлическая система управления клапанами двигателя внутреннего сгорания (патент №2171898, МПК F01L 9/02, опубл. 10.08.2001), включающая масляную нагнетательную магистраль, гидронасос, перепускной и переливной гидравлические клапаны, гидроцилиндр с корпусом, крышкой и поршнем с юбкой, электромеханический гидрораспределитель-преобразователь, содержащий корпус, шток-золотник, жестко соединенный со штоком подвижный капиллярный элемент и выпускное отверстие, причем корпус гидроцилиндра размещен в головке блока цилиндров двигателя, а крышка гидроцилиндра совмещена с корпусом гидрораспределителя, при этом выпускное отверстие гидрораспределителя смещено во внешнюю сторону за пределы пятна контакта юбки поршня гидроцилиндра с крышкой, а в верхней части корпуса гидроцилиндра с внутренней стороны вдоль оси симметрии штока-золотника в направлении выпускного отверстия гидрораспределителя выполнен продольный паз с переменной площадью горизонтального сечения.

Известен клапанный газораспределительный механизм и способ клапанного газораспределения двигателя внутреннего сгорания (патент RU №2251005, МПК F01L 9/02, опубл. 27.04.2005), в котором клапаны приводятся в движение поршнем исполнительного механизма под воздействием усилия, развиваемого давлением жидкости гидравлической системы. Герметичное уплотнение полости цилиндра двигателя достигается давлением жидкости гидравлической системы, а также перекрытием гидравлических магистралей. Регулировка скорости движения клапана осуществляется внешним управлением подачей жидкости в гидравлический цилиндр исполнительного механизма, торможение клапана при его подсадке в седло обеспечивают гидравлические тормоза. Известные устройства не решают проблем плавной безударной посадки клапана в седло. Гидравлический тормоз начинает действовать в непосредственной близости клапана от седла и для того, чтобы погасить кинетическую энергию системы «поршень исполнительный механизм (И.М.) - устройство соединения - клапан», имеет очень высокую степень замедления, кроме того, он действует резко, т.е. торможение начинается единовременно без постепенного нарастания усилия, что практически, при работе механизма, приводит к резкому изменению скорости системы и, как следствие, гидравлическому удару в деталях самого тормоза и динамическим ударам в системе «поршень И.М. - устройство соединения - клапан» - это приводит к нежелательным резонансным колебаниям, снижению качества торможения и ресурса механизма. Гидравлический тормоз уменьшает энергию удара при взаимодействии клапана с седлом, но в то же время, сам, являясь источником повышенных нагрузок, не решает задачу плавной безударной посадки клапана. Кроме того, гидравлический тормоз обладает узким рабочим диапазоном, т.е. эффективное замедление клапана, он способен осуществить только для конкретной скорости движения клапана, на которую он настроен, при изменении скорости, будет происходить либо недотормаживание с сокращением времени посадки клапана в седло и соответствующим увеличением нагрузок, либо перетормаживание с увеличением времени посадки клапана в седло, что при работе двигателя накладывает существенные ограничения на возможность регулирования фаз газораспределения.

Известна заявка ЕР №0652355, МПК F01L 9/02, опубл. 1994, в которой исполнительный механизм привода клапана (впускного или выпускного) ДВС содержит закрепленный на головке блока цилиндров двигателя гидравлический цилиндр, в полости которого с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен поршень, связанный с клапаном, и в полости цилиндра установлены гидравлические демпферы, каждый демпфер содержит камеру сжатия, состоящую из двух частей и сообщенную с полостью гидравлического цилиндра посредством каналов и клапанов.

Известен исполнительный механизм привода клапана двигателя внутреннего сгорания и способ управления скоростью движения клапана (патент №2338075, МПК F01L 9/02, опубл. 10.04.2006), наиболее близкий к заявляемому, и принятый за прототип, содержащий закрепленный на головке блока цилиндров двигателя гидравлический цилиндр, в полости которого с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен поршень, связанный с клапаном. В полости цилиндра установлены гидравлические демпферы. Каждый демпфер содержит камеру сжатия, состоящую из двух частей и сообщенную с полостью гидравлического цилиндра посредством каналов и клапанов. Демпфер содержит сопла, выполненные с возможностью направления потока жидкости вдоль оси поршня или под углом к ней. При этом стенки сопл отклонены под углом относительно радиуса окружности поршня привода. Однако известное устройство не решает задачу плавной безударной посадки клапана, что повышает износ клапана и седла и повышает уровень шума при работе двигателя.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в уменьшении шума при работе двигателя, снижение износа и повышение долговечности рабочей фаски, клапана и седла.

Технический результат достигается тем, что в устройстве гидравлического привода клапана ДВС, содержащем закрепленный на головке блока цилиндров двигателя корпус гидроцилиндра, в полости которого с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен поршень, связанный с клапаном ДВС, питающий канал и канал слива рабочего тела, новым является то, что в верхней части корпуса гидроцилиндра выполнены по меньшей мере два ряда отверстий, сообщающих полость гидроцилиндра с каналом слива рабочего тела, по меньшей мере один из которых расположен выше положения поршня в верхней мертвой точке.

В верхней части корпуса гидроцилиндра выполнена кольцевая полость, охватывающая ряды отверстий и сообщенная с каналом слива.

На фиг. 1 представлен продольный разрез устройства гидравлического привода клапана ДВС при положении поршня в верхней мертвой точке в момент начала открытия клапана ДВС.

На фиг. 2 представлен продольный разрез устройства гидравлического привода клапана ДВС при положении поршня в нижней мертвой точке в момент начала закрытия клапана ДВС.

На фиг. 3 представлен продольный разрез устройства гидравлического привода клапана ДВС при положении поршня в верхней мертвой точке в момент конца закрытия клапана ДВС.

Устройство гидравлического привода клапана ДВС содержит корпус 1, полость которого образует гидроцилиндр. Корпус 1 закреплен на головке блока цилиндров двигателя (не показан). В полости гидроцилиндра с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен поршень 2, связанный с клапаном 3 ДВС. Верхняя мертвая точка поршня 2 гидроцилиндра соответствует закрытому клапану 3 ДВС. Нижняя мертвая точка поршня 2 гидроцилиндра соответствует максимально открытому клапану 3 ДВС. В верхней части корпуса 1 гидроцилиндра выполнены два ряда отверстий 4 и 5, расположенных равномерно по окружности. Отверстия 4 расположены ниже положения верхнего торца поршня 2 в верхней мертвой точки и перекрываются им при его максимальном подъеме. Отверстия 5 расположены выше положения поршня 2 в верхней мертвой точке и не перекрываются им. Отверстия 4 и 5 сообщают полость гидроцилиндра с кольцевой полостью слива 6, охватывающей верхнюю часть корпуса 1 гидроцилиндра и соединенной с каналом слива 7 рабочего тела (масла). В верхней части гидроцилиндр соединен с питающим каналом 8. Нижняя часть поршня 2 имеет цилиндрический толкатель для контакта с клапаном 3 ДВС.

Работает устройство гидравлического привода клапана ДВС следующим образом.

При положении поршня 2 гидроцилиндра в верхней мертвой точке (фиг. 1) рабочее тело, например масло, по питающему каналу 8 поступает в гидроцилиндр. Давление рабочего тела в полости гидроцилиндра возрастает, в результате чего поршень 2 перемещается вниз. Поршень 2 посредством толкателя воздействует на клапан ДВС 3, открывая его. Питающий канал 8 соединяется с резервуаром (не показан), в котором рабочее тело находится с высоким давлением. Длительность соединения определяется режимом работы электромагнитного питающего клапана (не показан).

Для остановки поршня 2 гидроцилиндра питающий канал 8 отсекается от резервуара с высоким давлением рабочего тела посредством, например, электромагнитного питающего клапана.

При положении поршня 2 гидроцилиндра в нижней мертвой точке (фиг. 2) кольцевая полость слива 6, через канал слива 7 рабочего тела (масла), посредством, например, электромагнитного сливного клапана соединяется с полостью низкого давления, которой является полость головки блока цилиндров ДВС (не показаны). Через ряды отверстий 4 и 5 рабочее тело (масло) вытекает из полости гидроцилиндра в кольцевую полость 6 и по каналу слива 7 рабочего тела далее в полость с низким давлением.

Поршень 2 гидроцилиндра поднимается и перекрывает нижний ряд 4 сливных отверстий, при этом верхний ряд отверстий 5 остается открытым, и рабочее тело сливается только через него (фиг. 3). Ограничение расхода рабочего тела приводит к увеличению давления в полости гидроцилиндра, что приводит к торможению поршня 2 гидроцилиндра. В результате скорость движения поршня 2 гидроцилиндра, а следовательно, и связанного с ним клапана 3 ДВС снижается, что приводит к плавной безударной посадке клапана 3 ДВС на свое седло, при этом снижается шум при работе двигателя и повышается надежность и долговечность работы клапана 3 ДВС.

1. Устройство гидравлического привода клапана двигателя внутреннего сгорания, содержащее закрепленный на головке блока цилиндров двигателя корпус гидроцилиндра, в полости которого с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен поршень, связанный с клапаном двигателя внутреннего сгорания, питающий канал и канал слива рабочего тела, отличающееся тем, что в верхней части корпуса гидроцилиндра выполнены по меньшей мере два ряда отверстий, сообщающих полость гидроцилиндра с каналом слива рабочего тела, по меньшей мере один ряд отверстий расположен выше положения поршня в верхней мертвой точке.

2. Устройство гидравлического привода клапанов двигателя внутреннего сгорания по п. 1, отличающееся тем, что в верхней части корпуса гидроцилиндра выполнена кольцевая полость, охватывающая ряды отверстий и сообщенная с каналом слива.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ амортизации ударных нагрузок предназначен для газораспределительного клапана двигателя внутреннего сгорания и осуществляется системой гидравлического привода газораспределительного клапана двигателя внутреннего сгорания, включающей систему управления приводом газораспределительного клапана, газораспределительный клапан (7), золотник (11) управления потоком жидкости, гидроаккумулятор (6), заряжаемый рабочей жидкостью, и поршень (14) привода газораспределительного клапана.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к способам реверсирования валов двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение эффективности управления двигателем.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к способам реверсирования валов двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение эффективности управления двигателем.

Изобретение относится к системам приводов газораспределительного клапана и топливной форсунки двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение эффективности ДВС за счет регулирования его клапанов газораспределения и форсунками общей гидросистемой.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к способам реверсирования их валов. Техническим результатом является повышение эффективности управления двигателем внутреннего сгорания (ДВС).

Изобретение может быть использовано в поршневом двигателе. Устройство управления для газового обмена в поршневом двигателе имеет кулачковое устройство кулачкового вала двигателя, взаимодействующее с впускным клапанным механизмом для открывания и закрывания впускного клапана цилиндра двигателя.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), в частности к способам их реверсирования. Техническим результатом является повышение эффективности управления двигателем.

Изобретение относится к области управления двигателем внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение эффективности управления при реверсировании ДВС.

Изобретение относится к системам приводов, в частности газораспределительных клапанов и форсунок. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) за счет регулирования газораспределения.

Изобретение относится к области гидроприводов, в частности органов газораспределения. Техническим результатом является унификация привода для управления одним рабочим телом клапанов и топливной форсунки.

Изобретение относится к газораспределению двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является снижение ударных нагрузок в клапанной системе. Сущность изобретения заключается в том, что при движении газораспределительного клапана из одной крайней точки в другую система управления отслеживает текущее положение и скорость клапана и определяет момент времени начала его торможения, в соответствии с которым золотником управления меняет направление подачи газа из пневмоаккумулятора в противоположный объем поршня привода клапана. Скорость клапана перед крайней точкой его движения уменьшается. Затем система управления возвращает золотник в предыдущее положение, и газ из пневмоаккумулятора окончательно завершает установку клапана в заданное положение. Зарядка пневмоаккумулятора осуществляется энергией продуктов сгорания в цилиндре ДВС посредством поршня компрессора. 1 ил.

Изобретение относится к области газораспределения двигателей внутреннего сгорания (ДВС) Техническим результатом является повышение эффективности управления газораспределением. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит газораспределительный клапан и клапан впуска-выпуска, обеспечивающий при одном положении впуск воздуха или топливной смеси в камеру сгорания ДВС и выпуск отработавших газов при противоположном положении. Для впуска система управления устанавливает газораспределительный клапан в открытое положение, а клапан впуска-выпуска в положение впуска. Для этого система управления в соответствии с нагрузкой на ДВС определяет для каждого клапана моменты времени их открытия и закрытия. Система управляет положением золотника соответствующего клапана, при котором воздух из пневмоаккумулятора поступает в полость поршня привода этого клапана, и клапан открывается. 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. 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 во всем диапазоне нагрузок. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит газораспределительный клапан и клапан впуска-выпуска, обеспечивающий при одном положении впуск в ДВС, а при противоположном его положении выпуск продуктов сгорания. Для впуска система управления открывает газораспределительный клапан, а клапан впуска-выпуска устанавливает в положение впуска. Для выпуска продуктов сгорания система управления открывает газораспределительный клапан, а клапан впуска-выпуска устанавливает в положение выпуска продуктов сгорания. Для этого система управления отслеживает текущее положение поршней ДВС и в соответствии с нагрузкой ДВС определяет для каждого клапана моменты времени их открытия и закрытия. Для открытия каждого клапана система управления устанавливает золотник управления потоком жидкости соответствующего клапана в определенный системой управления момент времени в положение, при котором жидкость из гидроаккумулятора системы привода поступает в полость поршня привода этого клапана, обеспечивая его перемещение. Жидкость из компенсационного гидроаккумулятора поступает в насос, приводимый в действие сжимаемым в камере сгорания воздухом или топливной смесью на такте сжатия или продуктами сгорания на такте расширения продуктов сгорания. Насос подает жидкость в гидроаккумулятор системы привода. 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.

Изобретение относится к реверсированию вала двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение эффективности работы системы реверсирования. Сущность изобретения заключается в том, что система управления ДВС определяет дозу топлива, при сгорании которой в цилиндре двигателя внутреннего сгорания выделится достаточная для остановки и изменения направления движения поршня, направления вращения коленчатого вала и маховика энергия. При положении поршня в окрестностях верхней мертвой точки система управления топливной форсункой подает дозу топлива в цилиндр двигателя внутреннего сгорания, топливо горит, и давление продуктов сгорания меняет направление движения поршня и направление вращения коленчатого вала и маховика на противоположное направление. При этом система пневматического привода газораспределительного клапана с зарядкой пневмоаккумулятора системы газом из компенсационного пневмоаккумулятора и система управления топливной форсункой обеспечивают последовательность открытия и закрытия газораспределительных клапанов и срабатывание топливной форсунки в соответствии с заданным направлением вращения коленвала. 1 ил.

Изобретение может быть использовано в приводе впускного или выпускного клапанов газораспределения двигателя внутреннего сгорания. Устройство гидравлического привода клапана двигателя внутреннего сгорания содержит закрепленный на головке блока цилиндров двигателя корпус (1) гидроцилиндра, в полости которого с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен поршень (2), связанный с клапаном (3) двигателя внутреннего сгорания, питающий канал (6) и канал (4) слива рабочего тела. Поршень (2) представляет собой цилиндр с перемычкой меньшего диаметра в средней его части и имеет внутреннюю полость (7), открытую в верхней части. В перемычке выполнены радиальные окна (8), сообщающие внутреннюю полость (7) поршня с питающим каналом (6). При расположении поршня (2) в нижней мертвой точке его верхняя цилиндрическая часть перекрывает питающий канал (6). Раскрыт вариант выполнения устройства гидравлического привода клапана. Технический результат заключается в исключении удара клапана о поршень и в снижении шума при работе. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области газораспределения двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение эффективности работы ДВС. Сущность изобретения заключается в том, что сжимаемый воздух, или топливная смесь, или продукты сгорания в камере сгорания одного из цилиндров ДВС по каналу поступают в полость поршня привода компрессора и приводят его в движение, который соединенным с ним поршнем компрессора подает газ в пневмоаккумулятор. Из пневмоаккумулятора газ подается к поршню привода того газораспределительного клапана, который требуется открыть или закрыть. При этом отработавший газ из противоположной полости поршня привода газораспределительного клапана поступает в компенсационный пневмоаккумулятор, а из него в противоположную полость поршня компрессора, обеспечивая газом очередной цикл зарядки пневмоаккумулятора. 1 ил.

Изобретение относится к системам газораспределения двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение надежности. Сущность изобретения заключается в том, что в сильфонном устройстве, обеспечивающем постоянство состава газа в системе пневматического привода газораспределительного клапана ДВС, сильфон поршня привода компрессора одной стороной герметически соединен с поршнем привода компрессора, а другой стороной сильфон поршня привода компрессора герметически соединен с направляющим цилиндром, в котором движется поршень привода компрессора. А сильфон штока поршня привода газораспределительного клапана одной стороной герметически соединен со штоком поршня привода газораспределительного клапана, а другой стороной герметически соединен с направляющим цилиндром, в котором движется шток поршня привода газораспределительного клапана. 1 ил.
Наверх