Регулятор масла во всережимной системе клапанного гидрораспределителя двигателя внутреннего сгорания
Изобретение может быть использовано в механизмах управления клапанами двигателя внутреннего сгорания. Регулятор масла во всережимной системе клапанного гидрораспределителя двигателя внутреннего сгорания соединен с системой клапанного гидрораспределителя двигателя внутреннего сгорания, состоящий из кожуха (1), золотникового клапана, гидроаккумулятора и передаточного механизма. Золотниковый клапан, гидроаккумулятор и передаточный механизм установлены в кожухе (1). Золотниковый клапан состоит из стержня (3) золотника и клапанной втулки (2). Стержень (3) золотника установлен в клапанной втулке (2) с зубьями (2-1) на одном ее конце. Клапанная втулка (2) установлена в полости кожуха (1). На кожухе (1) предусмотрена зубчатая рейка в положении, соответствующем зубьям (2-1) клапанной втулки (2). Гребенка (2-2) зубчатой рейки сцеплена с зубьями (2-1) на клапанной втулке (2). Гидроаккумулятор, установленный в полости кожуха (1), состоит из поршня (4-1) гидроаккумулятора, пружины (4-2) поршня гидроаккумулятора, торцевой крышки (4-4), уплотнительного кольца (4-6) гнезда и резинового кольца (4-5). Уплотнительное кольцо (4-6) гнезда и резиновое кольцо (4-5) зафиксированы в полости кожуха. Поршень гидроаккумулятора упруго установлен в полости кожуха (1). Торцевая крышка (4-4) фиксированно установлена на торцевой поверхности кожуха (1). Пружина (4-2) поршня гидроаккумулятора, являющаяся нажимной пружиной, установлена между поршнем (4-1) гидроаккумулятора и торцевой крышкой (4-4). Между золотниковым клапаном и гидроаккумулятором имеется корпус аккумулятора. Передаточный механизм состоит из зубчатой передачи (5-1), вала (5-2) зубчатой передачи и крестовой дисковой муфты (5-4). Зубчатая передача (5-1) установлена на валу (5-2) зубчатой передачи посредством шпоночного соединения (5-3). Вал (5-2) зубчатой передачи соединен со стержнем (3) золотника посредством крестовой дисковой муфты (5-4). Технический результат заключается в повышении стабильности и надежности работы. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Область техники
Изобретение относится к механизму управления клапанами двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и, в частности, относится к регулятору масла во всережимной системе клапанного гидрораспределителя ДВС.
Уровень техники
Клапанная система гидрораспределителя ДВС, в которой может быть достигнуто непрерывное регулирование максимальной высоты подъема клапана, продолжительности открытия клапана по углу и фазы клапанного механизма, называется всережимной системой клапанного гидрораспределителя (ВСКГ). ВСКГ играет важную роль в сохранении энергии и снижении выбросов вредных веществ ДВС. В настоящее время представителями таких ВСКГ являются ВСКГ компаний Шэффлер, Форд, Лотус и тому подобные системы, все из которых используют высокочастотные электромагнитные клапаны в качестве переключателей давления масла в целях регулирования притока и оттока гидравлического масла. Однако эти высокочастотные электромагнитные клапаны имеют такие недостатки, как скорость срабатывания на низкой частоте, низкая надежность и высокая стоимость.
Патент на изобретение № ZL 200610042070.9, озаглавленный как «Система управления клапанами ДВС с непрерывно регулируемыми фазами распределения», был опубликован Государственным ведомством интеллектуальной собственности Китайской Народной Республики в 2006 году. В нем была представлена система управления клапанами ДВС с непрерывно регулируемыми фазами распределения, в состав которой вошли клапанный узел, сборный узел гидроцилиндра, регулятор выпускного канала гидроцилиндра, регулятор впускного канала гидроцилиндра и узел привода распредвала. Однако эта система имеет проблему нестабильной работы, потому что гидравлическая система низкого давления имеет большие колебания давления при сливе из гидроцилиндра. Такая гидравлическая система имеет проблему протекания гидравлического масла, что приводит к попаданию воздуха в период останова ДВС. Регулятор выпускного канала гидроцилиндра также имеет ограничения, поскольку не применим в многоцилиндровых ДВС из-за недостатков в конструкции, и проблему нестабильности передачи. Эти проблемы приводят к непопулярности и неприемлемости применения такой системы.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является регулятор масла, применимый в ВСКГ одно- и многоцилиндровых ДВС. Этот регулятор действует стабильно, работает надежно и в высшей степени универсален, что позволяет преодолеть недостатки известных в настоящее время регуляторов.
Настоящее изобретение является частью ВСКГ ДВС и основано на использовании следующего технического решения: это устройство состоит из кожуха, золотникового клапана, гидроаккумулятора и передаточного механизма. Золотниковый клапан, гидроаккумулятор и передаточный механизм установлены в кожухе. Указанный золотниковый клапан состоит из стержня золотника и клапанной втулки. Стержень золотника установлен в клапанной втулке, на одном конце снабженной зубьями, при этом указанная клапанная втулка установлена в полости упомянутого кожуха. На этом кожухе предусмотрена зубчатая рейка в положении, совпадающем с зубьями клапанной втулки, и гребенка этой рейки вступает в зацепление с зубьями клапанной втулки. Гидроаккумулятор, установленный в полости указанного кожуха, состоит из поршня гидроаккумулятора, пружины поршня гидроаккумулятора, торцевой крышки, уплотнительного кольца гнезда и резинового кольца. Уплотнительное кольцо гнезда и резиновое кольцо зафиксированы в полости кожуха, поршень гидроаккумулятора упруго установлен в полости кожуха, торцевая крышка фиксированно установлена на торцевой поверхности кожуха, а пружина поршня гидроаккумулятора, которая является нажимной пружиной, установлена между поршнем гидроаккумулятора и торцевой крышкой. Между золотниковым клапаном и гидроаккумулятором имеется корпус аккумулятора. Передаточный механизм состоит из зубчатой передачи, вала зубчатой передачи и крестовой дисковой муфты. Зубчатая передача установлена на валу зубчатой передачи посредством шпоночного соединения, при этом вал зубчатой передачи соединен со стержнем золотника посредством крестовой дисковой муфты.
На стержне золотника имеется несквозное осевое отверстие, связанное с радиальным смазочным отверстием. На одном конце стержня золотника имеется канавка для уплотнительного кольца. На другом конце имеются два соединительных зуба, совпадающие с впадинами между зубьями крестовой дисковой муфты. Стержень золотника установлен в клапанной втулке, а уплотнительное кольцо для аксиального позиционирования установлено в канавке для уплотнительного кольца. На клапанной втулке в осевом направлении выполнены радиальные смазочные отверстия, совпадающие с радиальными смазочными отверстиями на стержне золотника, а на месте радиального смазочного отверстия в клапанной втулке выполнена кольцевая канавка. Эта клапанная втулка вместе со стержнем золотника установлена в полости указанного кожуха. На кожухе предусмотрены смазочное отверстие высокого давления в положении, соответствующем положению кольцевой канавки, и смазочное отверстие низкого давления в положении, соосном корпусу аккумулятора. В дне полости кожуха, в которой движется поршень гидроаккумулятора, имеется радиальное маслоотводное отверстие, а в торцевой крышке имеется вентиляционное отверстие. Радиальные смазочные отверстия клапанной втулки равномерно распределены по окружности в осевом положении, соответствующем положению радиального смазочного отверстия в стержне золотника, их число равно отношению скоростей вращения N (N - положительное целое число) распредвала клапанного механизма и стержня золотника.
Узел переключения золотникового клапана состоит из смазочного отверстия высокого давления в кожухе, кольцевой канавки клапанной втулки, радиального смазочного отверстия в клапанной втулке и радиального смазочного отверстия в стержне золотника в одном и том же осевом положении. Один регулятор масла должен иметь как минимум один такой узел. - Количество таких узлов должно совпадать с количеством цилиндров используемого ДВС.
Предусмотрена герметизация радиального зазора между стержнем золотника и клапанной втулкой, а также - герметизация радиального зазора или уплотнительное резиновое кольцо между клапанной втулкой и кожухом. Если используют герметизацию посредством уплотнительного резинового кольца, то это уплотнительное резиновое кольцо устанавливают в канавках для уплотнительного кольца, предусмотренных с обеих сторон кольцевой канавки, после чего его размещают в полости кожуха. Если используют герметизацию радиального зазора, то в канавках для уплотнительного кольца нет необходимости, и клапанную втулку устанавливают непосредственно в полость кожуха. В целях повышения надежности срабатывания переключения золотникового клапана во время рабочего цикла ДВС число радиальных смазочных отверстий равно отношению скоростей вращения N (N - положительное целое число) распредвала клапанного механизма и стержня золотника. Уплотнительное кольцо гнезда гидроаккумулятора устанавливают в полости кожуха посредством неподвижной посадки, а резиновое кольцо наклеивается на торцевую поверхность уплотнительного кольца гнезда. Поршень гидроаккумулятора установлен в полости кожуха посредством подвижной посадки. Зубчатая передача установлена на валу зубчатой передачи посредством шпоночного соединения и размещена соосно с заплечиком вала и уплотнительным кольцом. Вал зубчатой передачи установлен в полости кожуха посредством подвижной посадки. На одном конце вала зубчатой передачи имеются два соединительных зуба, совпадающих с впадинами между зубьями крестовой дисковой муфты. На крестовой дисковой муфте имеются две взаимно перпендикулярные пары впадин между зубьями. Вал зубчатой передачи соединен со стержнем золотника посредством крестовой дисковой муфты для того, чтобы вал зубчатой передачи мог служить надежным приводом стержня золотника в целях синхронного вращения.
Как указано в заявке, данное изобретение связано с системой клапанного гидрораспределителя ДВС, и вал зубчатой передачи передаточного механизма устройства соединен с распредвалом клапанного механизма ДВС зубчатыми колесами. Рейка, сцепленная с зубьями на клапанной втулке, соединена с и управляема серводвигателем или пропорциональным электромагнитом. Смазочное отверстие высокого давления в кожухе соединено с камерой для смазки привода впускного клапана. Смазочное отверстие низкого давления и маслоотводное отверстие в кожухе соединены с масляным каналом смазочной системы ДВС.
Привод зубчатой передачи, установленной на валу зубчатой передачи, осуществляется распредвалом клапанного механизма, когда работает двигатель. Зубчатая передача последовательно приводит во вращение вал зубчатой передачи, крестовую дисковую муфту и стержень золотника. Когда радиальное смазочное отверстие в стержне золотника поворачивается и перестает совпадать с радиальным смазочным отверстием в клапанной втулке, переключатель золотникового клапана находится в отключенном состоянии, и кулачок клапанного механизма осуществляет привод гидравлического толкателя, так чтобы в систему гидропривода под высоким давлением подавалась масляная жидкость, толкающая гидравлический поршень для преодоления противодействия клапанной пружины в целях открытия клапана. И наоборот, когда радиальное смазочное отверстие в стержне золотника поворачивается и совпадает с радиальным смазочным отверстием в клапанной втулке, переключатель золотникового клапана находится во включенном состоянии, так что масляная жидкость по масляному каналу высокого давления протекает в корпус аккумулятора, при этом клапан закрывается под воздействием силы клапанной пружины. Поскольку клапанная втулка может быть повернута рейкой с приводом от серводвигателя или пропорционального электромагнита, угловое положение радиального смазочного отверстия в клапанной втулке регулируется в зависимости от условий работы ДВС. Если отношение скоростей вращения N распредвала клапанного механизма и стержня золотника составляет 1, когда клапанная втулка поворачивается на угол φ1 по направлению вращения стержня золотника, связанный с этим угол сдвига по фазе между радиальным смазочным отверстием в стержне золотника и радиальным смазочным отверстием в клапанной втулке будет соответственно отставать от угла поворота коленчатого вала (СА) на 2φ1 (угловая скорость четырехтактного ДВС в 2 раза превышает угловую скорость распредвала клапанного механизма), т.е. время открытия и время закрытия переключателя золотникового клапана по углу будет соответственно запаздывать на 2φ1 СА. Таким же образом, когда клапанная втулка поворачивается на угол φ2 против направления вращения стержня золотника, связанный с этим угол сдвига по фазе между радиальным смазочным отверстием в стержне золотника и радиальным смазочным отверстием в клапанной втулке будет соответственно опережать угол поворота коленчатого вала (СА) на 2φ2, т.е. время открытия и время закрытия переключателя золотникового клапана по углу будет соответственно опережать на 2φ2 СА. Поскольку φ1 и φ2 могут непрерывно изменяться от 0 до 180°, фазы открытия и закрытия переключателя золотникового клапана по углу будет непрерывно меняться от 0 до 360°СА.
Требования к соосности между валом зубчатой передачи и стержнем золотника очень высоки в приводном процессе, поскольку клапанная втулка и стержень золотника установлены в прецизионном зазоре с посадкой уплотнения. Так что может быть использована крестовая дисковая муфта для снижения требований по соосности, упрощения процесса изготовления и снижения стоимости производства. Переключатель золотникового клапана периодически включается и выключается, что приводит к нестабильному гидравлическому давлению в корпусе аккумулятора. Гидравлическая энергия может накапливаться или высвобождаться аккумулятором для снижения колебаний давления. Когда двигатель стоит, давление масла в системе низкого давления в значительной степени уменьшается на фоне утечки масляной жидкости. Поршень гидроаккумулятора плотно прижат к резиновому кольцу уплотнительного кольца гнезда пружиной поршня гидроаккумулятора в целях предупреждения дальнейшего протекания масляной жидкости, приводящего к проникновению воздуха в гидросистему, повышая таким образом стабильность работы при следующем запуске ДВС.
Таким образом, регулятор масла в настоящем изобретении играет роль переключающего клапана между устройством гидропривода и системой низкого давления, при этом продолжительность открытия и закрытия клапана по углу может произвольно регулироваться в заданном диапазоне. Способ изготовления регулятора масла прост. Этот регулятор масла имеет также функции маслонепроницаемого уплотнения и накопителя энергии. Необходимый регулятор масла подбирают в соответствии с разным числом цилиндров ДВС, при этом он отвечает потребностям механизмов всережимной системы клапанного гидрораспределителя одно- и многоцилиндровых ДВС.
Настоящее изобретение имеет следующие преимущества:
(1) оно может заменить ВЧ электромагнитный клапан; применимо для использования с одно- и многоцилиндровыми ДВС; имеет простую конструкцию, надежность и низкую стоимость;
(2) выполняет функции накопления энергии, стабилизации давления масла в системе низкого давления и плавно работает;
(3) имеет хороший герметизирующий эффект и может предотвратить проникновение воздуха в систему гидропривода клапанов;
(4) выполнено с использованием крестовой дисковой муфты, что упрощает способ изготовления и понижает его стоимость.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - схематический чертеж конструкции настоящего изобретения в разрезе;
фиг. 2 - вид в плоскости сечения по линии А-А фиг. 1;
фиг. 3 - вид в плоскости сечения по линии В-В фиг. 1;
фиг. 4 - принципиальная схема конструкции всережимной системы клапанного гидрораспределителя ДВС.
Ссылочные позиции:
1 кожух; 1-1 - смазочное отверстие высокого давления; 1-2 - смазочное отверстие низкого давления; 1-3 - маслоотводное отверстие; 2 - клапанная втулка; 2-1 - зуб клапанной втулки; 2-2 - гребенка зубчатой рейки; 2-3 - уплотнительное резиновое кольцо; 2-4 - кольцевая канавка клапанной втулки; 2-5 - радиальное смазочное отверстие в клапанной втулке; 3 - стержень золотника; 3-1 - радиальное смазочное отверстие в стержне золотника; 3-2 - осевое несквозное отверстие в стержне золотника; 3-3 - соединительный зуб стержня золотника; 4-1 - поршень гидроаккумулятора; 4-2 - пружина поршня гидроаккумулятора; 4-3 - вентиляционное отверстие; 4-4 - торцевая крышка; 4-5 - резиновое кольцо; 4-6 - уплотнительное кольцо гнезда; 5-1 - зубчатая передача; 5-2 - вал зубчатой передачи; 5-3 - шпоночное соединение; 5-4 - крестовая дисковая муфта; 5-5 - соединительный зуб вала зубчатой передачи; К - узел переключения золотникового клапана.
N-1 - кулачок клапанного механизма; N-2 - распредвал клапанного механизма; N-3 - гидравлический толкатель; N-4 - однопутевой гидрораспределитель; N-5 - система смазки ДВС; N-6 - масляный канал низкого давления; N-7 - клапанная пружина; N-8 - клапан; N-9 - гидравлический поршень; N-10 - масляный канал высокого давления.
Осуществление изобретения
Как показано на фиг. 1, 2 и 3 изобретение состоит из кожуха 1, золотникового клапана, гидроаккумулятора и передаточного механизма. Золотниковый клапан, гидроаккумулятор и передаточный механизм установлены в кожухе. Указанный золотниковый клапан состоит из стержня золотника 3 и клапанной втулки 2. Стержень золотника 3 установлен в клапанной втулке 2, на одном конце снабженной зубьями, при этом указанная клапанная втулка 2 установлена в полости упомянутого кожуха 1. На этом кожухе 1 предусмотрена зубчатая рейка в положении, совпадающем с зубьями 2-1 клапанной втулки 2. Гребенка зубчатой рейки 2-2 вступает в зацепление с зубьями 2-1. Гидроаккумулятор состоит из поршня 4-1 гидроаккумулятора, пружины 4-2 поршня гидроаккумулятора, торцевой крышки 4-4, уплотнительного кольца гнезда 4-6 и резинового кольца 4-5. Гидроаккумулятор установлен в полости на одном конце указанного кожуха 1. Уплотнительное кольцо гнезда 4-6 и резиновое кольцо 4-5 зафиксированы в полости кожуха 1, поршень 4-1 гидроаккумулятора упруго установлен в полости кожуха 1, торцевая крышка 4-4 фиксированно установлена на торцевой поверхности кожуха 1, а пружина 4-2 поршня гидроаккумулятора установлена между поршнем 4-1 гидроаккумулятора и торцевой крышкой 4-4. Между золотниковым клапаном и гидроаккумулятором имеется корпус аккумулятора. Передаточный механизм состоит из зубчатой передачи 5-1, вала 5-2 зубчатой передачи, шпоночного соединения 5-3 и крестовой дисковой муфты 5-4. Зубчатая передача 5-1 установлена на валу 5-2 зубчатой передачи посредством шпоночного соединения 5-3, при этом вал зубчатой передачи 5-2 соединен со стержнем золотника 3 посредством крестовой дисковой муфты 5-4.
На стержне золотника 3 имеется несквозное осевое отверстие 3-2, связанное с радиальным смазочным отверстием 3-1. На одном конце стержня золотника 3 имеется канавка для уплотнительного кольца. На другом конце имеются два соединительных зуба 3-3, совпадающих со впадинами между зубьями крестовой дисковой муфты 5-4. Стержень золотника 3 установлен в клапанной втулке 2, а уплотнительное кольцо для аксиального позиционирования установлено в канавке для уплотнительного кольца. На клапанной втулке 2 в осевом направлении выполнены радиальные смазочные отверстия 2-5, совпадающие с радиальными смазочными отверстиями 3-1 в стержне золотника, а на месте радиального смазочного отверстия 2-5 в клапанной втулке 2 выполнена кольцевая канавка 2-4. Эта клапанная втулка 2 вместе со стержнем золотника 3 установлена в полости указанного кожуха 1. В кожухе 1 предусмотрены смазочное отверстие высокого давления 1-1 в поршне в положении, соответствующем положению кольцевой канавки 2-4 в клапанной втулке, и смазочное отверстие низкого давления 1-2 в положении, соосном корпусу аккумулятора. В дне полости кожуха, в которой движется поршень гидроаккумулятора, имеется радиальное маслоотводное отверстие 1-3, а в торцевой крышке 4-4 имеется вентиляционное отверстие 4-3.
Радиальные смазочные отверстия 2-5 в клапанной втулке равномерно распределены по окружности в осевом положении, соответствующем положению радиального смазочного отверстия 3-1 в стержне золотника. Число радиальных смазочных отверстий 2-5 равно отношению скоростей вращения N (N - положительное целое число) распредвала клапанного механизма и стержня золотника 3, для повышения надежности включения и выключения переключателя золотникового клапана один раз в течение рабочего цикла ДВС. Как показано на фиг. 4, если отношение скоростей вращения N распредвала N-2 клапанного механизма и стержня золотника 3 составляет 1, то имеется одно радиальное смазочное отверстие 2-5 в клапанной втулке. Если отношение скоростей вращения N равно 2, имеются два радиальных смазочных отверстия 2-5 в клапанной втулке в одном и том же аксиальном положении, которые равномерно распределены каждые 180 градусов. Если отношение скоростей вращения N равно 3, имеются три радиальных смазочных отверстия 2-5 в клапанной втулке в одном и том же аксиальном положении, которые равномерно распределены каждые 120 градусов, и так далее. Положение радиального смазочного отверстия 3-1 на окружности стержня золотника определяется порядком работы цилиндров ДВС.
Узел переключения золотникового клапана К состоит из смазочного отверстия высокого давления 1-1 в кожухе 1, кольцевой канавки 2-4 клапанной втулки, радиального смазочного отверстия 2-5 в клапанной втулке и радиального смазочного отверстия 3-1 в стержне золотника в одном и том же осевом положении. Один регулятор масла должен иметь как минимум один такой узел переключения золотникового клапана К, и количество таких узлов должно совпадать с количеством цилиндров используемого ДВС.
Предусмотрена герметизация радиального зазора между стержнем золотника 3 и клапанной втулкой 2, а также - герметизация радиального зазора или уплотнительное резиновое кольцо между клапанной втулкой 2 и кожухом 1. Если используют герметизацию посредством уплотнительного резинового кольца, то это уплотнительное резиновое кольцо 2-3 устанавливают в канавках для уплотнительного кольца, предусмотренных с обеих сторон кольцевой канавки 2-4, после чего его размещают в полости кожуха 1. Если используют герметизацию радиального зазора, то в канавках для уплотнительного кольца нет необходимости, и клапанную втулку 2 устанавливают непосредственно в полость кожуха 1. Уплотнительное кольцо гнезда 4-6 гидроаккумулятора устанавливают в полости кожуха 1 посредством неподвижной посадки, а резиновое кольцо 4-5 наклеивается на торцевую поверхность уплотнительного кольца гнезда 4-6 путем использования процесса вулканизации. Поршень 4-1 гидроаккумулятора установлен в полости кожуха 1 посредством подвижной посадки, а торцевая крышка 4-4 фиксированно установлена на торцевой поверхности одного конца кожуха 1. Сжатая пружина 4-2 поршня гидроаккумулятора установлена между поршнем 4-1 гидроаккумулятора и торцевой крышкой 4-4. Зубчатая передача 5-1 установлена на валу 5-2 зубчатой передачи посредством шпоночного соединения 5-3 и размещена соосно с заплечиком вала и уплотнительным кольцом. Вал 5-2 зубчатой передачи установлен в полости кожуха 1 посредством подвижной посадки. На одном конце вала 5-2 зубчатой передачи имеются два соединительных зуба 5-5, совпадающих с впадинами между зубьями крестовой дисковой муфты 5-4. Вал 5-2 зубчатой передачи соединен со стержнем золотника 3 посредством крестовой дисковой муфты 5-4 для того, чтобы вал 5-2 зубчатой передачи мог служить надежным приводом стержня золотника 3 в целях синхронного вращения. В многоцилиндровом ДВС могут быть выполнены соединительные зубья на обеих сторонах вала 5-2 зубчатой передачи, чтобы соединить два независимых регулятора масла настоящего изобретения.
Как указано на фиг. 1 и фиг. 4 в заявке, данное изобретение связано с системой клапанного гидрораспределителя ДВС. Зубчатая передача 5-1 соединена с распредвалом клапанного механизма N-2 зубчатыми колесами. Рейка, сцепленная с зубьями на клапанной втулке, соединена с и управляема серводвигателем или пропорциональным электромагнитом. Смазочное отверстие высокого давления в кожухе соединено с камерой для смазки привода впускного клапана. Смазочное отверстие низкого давления и маслоотводное отверстие в кожухе соединены с масляным каналом смазочной системы ДВС. Отношением скоростей вращения распредвала N-2 клапанного механизма и зубчатой передачи 5-1 является целое положительное число N. Гребенкой 2-2 управляет серводвигатель или пропорциональный электромагнит. Отверстие высокого давления 1-1 в кожухе 1 соединено с масляным каналом высокого давления N-10, а отверстие низкого давления 1-2 в кожухе 1 соединено с масляным каналом низкого давления N-6.
Привод зубчатой передачи 5-1 осуществляется с помощью зубчатых колес распредвалом клапанного механизма N-2, когда работает двигатель. Когда радиальное смазочное отверстие 3-1 в стержне золотника поворачивается и перестает совпадать с радиальным смазочным отверстием 2-5 в клапанной втулке, переключатель золотникового клапана находится в отключенном состоянии. Так что кулачок N-1 осуществляет привод гидравлического толкателя N-3, так чтобы в систему гидропривода под высоким давлением подавалась масляная жидкость, толкающая гидравлический поршень N-9 для преодоления противодействия клапанной пружины N-7 в целях открытия клапана N-8. Когда радиальное смазочное отверстие 3-1 в стержне золотника поворачивается и совпадает с радиальным смазочным отверстием 2-5 в клапанной втулке, переключатель золотникового клапана находится во включенном состоянии, так что масляная жидкость в масляном канале высокого давления N-10 взаимодействует с масляной жидкостью в системе смазки ДВС, тогда масляная жидкость под высоким давлением вытекает, и клапан N-8 закрывается под воздействием силы клапанной пружины N-7. Поскольку клапанная втулка 2 может быть повернута вокруг стержня золотника 3 посредством регулирования гребенки 2-2, угловое положение радиального смазочного отверстия 2-5 в клапанной втулке регулируется. Когда четырехтактный ДВС работает, количество радиальных смазочных отверстий 2-5 в клапанной втулке должно быть равно 1, если отношение скоростей вращения N распредвала клапанного механизма и стержня золотника составляет 1. Когда клапанная втулка 2 поворачивается на угол φ1 по направлению вращения стержня золотника 3, связанный с этим угол сдвига по фазе между радиальным смазочным отверстием 3-1 в стержне золотника и радиальным смазочным отверстием 2-5 в клапанной втулке будет соответственно отставать от угла поворота коленчатого вала (СА) на 2φ1°СА, т.е. время открытия и время закрытия переключателя золотникового клапана по углу будет соответственно запаздывать на 2φ1°С А. Таким же образом, когда клапанная втулка 2 поворачивается на угол φ2° против направления вращения стержня золотника 3, связанный с этим угол сдвига по фазе между радиальным смазочным отверстием 3-1 в стержне золотника и радиальным смазочным отверстием 2-5 в клапанной втулке будет соответственно опережать угол поворота коленчатого вала (СА) на 2φ2°, т.е. время открытия и время закрытия переключателя золотникового клапана по углу будет соответственно опережать на 2φ2° СА. Поскольку φ1 и φ2 могут непрерывно изменяться от 0 до 180°, фазы открытия и закрытия переключателя золотникового клапана по углу будут непрерывно меняться от 0 до 360° СА.
Требования к установке по соосности между валом зубчатой передачи 5-2 и стержнем золотника 3 очень высоки в приводном процессе, поскольку клапанная втулка 2 и стержень золотника 3 установлены в прецизионном зазоре с посадкой уплотнения. Так что может быть использована крестовая дисковая муфта 5-4 для снижения требований по соосности, упрощения процесса изготовления и снижения стоимости производства. Переключатель золотникового клапана периодически включается и выключается, что приводит к нестабильному гидравлическому давлению в корпусе аккумулятора, так что гидравлическая энергия должна накапливаться или высвобождаться аккумулятором для снижения колебаний давления. Когда давление в корпусе гидроаккумулятора выше давления открытия клапана N-8, масляная жидкость толкает поршень 4-1 гидроаккумулятора для сжатия пружины 4-2 поршня гидроаккумулятора, после чего вытекает через маслоотводное отверстие 1-3 для поддержания давления масла в системе низкого давления на заданном уровне. Когда ДВС стоит, давление масла в системе низкого давления в значительной степени уменьшается на фоне утечки масляной жидкости в корпусе аккумулятора. Пружина 4-2 поршня гидроаккумулятора удлиняется для прижатия поршня 4-1 гидроаккумулятора к резиновому кольцу 4-5, как минимум, чтобы предупредить дальнейшее протекание масляной жидкости, приводящее к проникновению воздуха в систему привода клапанного гидрораспределителя, повышая таким образом стабильность работы при следующем запуске ДВС.
Таким образом, регулятор масла настоящего изобретения может применяться в соответствии с числом цилиндров в ДВС, т.е. является устройством, которое может быть использовано как в одно-, так и в многоцилиндровых ДВС. В двух разных положениях по оси кожуха 1, клапанной втулки 2 и стержня золотника 3 могут быть сформированы два независимых переключателя К золотникового клапана с помощью двух радиальных смазочных отверстий и соответствующих двух кольцевых канавок, предусмотренных для двухцилиндрового ДВС. Понятно, что такой регулятор масла с двумя переключателями золотникового клапана снабжен только одним узлом одной клапанной втулки 2 и стержня золотника 3, используя при этом только один узел гидроаккумулятора и один узел передаточного механизма. Подобно этому, для трехцилиндрового ДВС в регуляторе масла могут иметься три независимых переключателя К золотникового клапана, чтобы получился регулятор масла, пригодный для использования в трехцилиндровом ДВС. Для четырехцилиндрового ДВС в регуляторе масла могут иметься четыре независимых переключателя К золотникового клапана и так далее.
На фиг. 1 конструкция, в которой два регулятора масла приводятся одним валом зубчатой передачи 5-2, сформирована путем размещения двух соединительных зубьев с обеих сторон вала зубчатой передачи 5-2, чтобы соответствовать требованиям использования многоцилиндрового ДВС. Так что для многоцилиндрового ДВС могут быть использованы два и более узлов регулятора масла, чтобы удовлетворять требованиям в соответствии с количеством цилиндров в многоцилиндровом ДВС. Например, два узла регулятора масла с одним переключателем золотникового клапана, приводимого одним валом зубчатой передачи 5-2, могут применяться для двухцилиндрового ДВС. Возможно применение для четырехцилиндрового ДВС, при этом используются один узел регулятора масла с двумя переключателями золотникового клапана с приводом от одного конца вала зубчатой передачи 5-2 и один узел регулятора масла с одним переключателем золотникового клапана с приводом от другого конца этого вала. При этом два узла регулятора масла с двумя переключателями золотникового клапана могут применяться для четырехцилиндрового ДВС. Возможно применение для шестицилиндрового ДВС, при этом используются два узла регулятора масла с тремя переключателями золотникового клапана или три узла регулятора масла с двумя переключателями золотникового клапана. Когда в многоцилиндровом ДВС используются многочисленные узлы регулятора масла, масляная жидкость в корпусе аккумулятора должна быть постоянно связана с этими узлами, чтобы обеспечивать стабильное давление масла в системе низкого давления.
Таким образом, регулятор масла в настоящем изобретении играет роль переключающего клапана между системой гидропривода и системой низкого давления во всережимной системе клапанного гидрораспределителя. Продолжительность открытия и закрытия клапана по углу может произвольно регулироваться в широком диапазоне по мере изменения условий работы ДВС. Этот регулятор масла имеет также функции маслонепроницаемого уплотнения и накопителя энергии и прост в изготовлении. Этот регулятор масла отвечает потребностям многоцилиндровых ДВС в силу использования разных комбинаций, что делает его удобным и адаптивным для соответствующего применения.
1. Регулятор масла во всережимной системе клапанного гидрораспределителя двигателя внутреннего сгорания, соединенный с системой клапанного гидрораспределителя двигателя внутреннего сгорания, состоящий из кожуха, золотникового клапана, гидроаккумулятора и передаточного механизма; при этом золотниковый клапан, гидроаккумулятор и передаточный механизм установлены в кожухе; а золотниковый клапан состоит из стержня золотника и клапанной втулки, причем стержень золотника установлен в клапанной втулке с зубьями на одном ее конце, а клапанная втулка установлена в полости кожуха; при этом на кожухе предусмотрена зубчатая рейка в положении, соответствующем зубьям клапанной втулки, причем гребенка зубчатой рейки сцеплена с зубьями на клапанной втулке; а гидроаккумулятор, установленный в полости кожуха, состоит из поршня гидроаккумулятора, пружины поршня гидроаккумулятора, торцевой крышки, уплотнительного кольца гнезда и резинового кольца; при этом уплотнительное кольцо гнезда и резиновое кольцо зафиксированы в полости кожуха, а поршень гидроаккумулятора упруго установлен в полости кожуха, причем торцевая крышка фиксированно установлена на торцевой поверхности кожуха, а пружина поршня гидроаккумулятора, являющаяся нажимной пружиной, установлена между поршнем гидроаккумулятора и торцевой крышкой; при этом между золотниковым клапаном и гидроаккумулятором имеется корпус аккумулятора; причем передаточный механизм состоит из зубчатой передачи, вала зубчатой передачи и крестовой дисковой муфты; а зубчатая передача установлена на валу зубчатой передачи посредством шпоночного соединения, при этом вал зубчатой передачи соединен со стержнем золотника посредством крестовой дисковой муфты.
2. Регулятор масла по п. 1, в котором на стержне золотника имеется несквозное осевое отверстие, связанное с радиальным смазочным отверстием, при этом на одном конце стержня золотника имеется канавка для уплотнительного кольца, а на другом конце имеются два соединительных зуба, совпадающих с впадинами между зубьями крестовой дисковой муфты; причем стержень золотника установлен в клапанной втулке, а уплотнительное кольцо для аксиального позиционирования установлено в канавке для уплотнительного кольца; при этом на клапанной втулке в осевом направлении выполнены радиальные смазочные отверстия, совпадающие с радиальными смазочными отверстиями на стержне золотника, а на месте радиального смазочного отверстия в клапанной втулке выполнена кольцевая канавка; причем клапанная втулка вместе со стержнем золотника установлена в полости указанного кожуха; а на кожухе предусмотрены смазочное отверстие высокого давления в положении, соответствующем положению кольцевой канавки, и смазочное отверстие низкого давления в положении, соосном корпусу аккумулятора; при этом в дне полости кожуха, в которой движется поршень гидроаккумулятора, имеется радиальное маслоотводное отверстие, а в торцевой крышке имеется вентиляционное отверстие.
3. Регулятор масла по п. 2, в котором радиальные смазочные отверстия в клапанной втулке равномерно распределены по окружности в осевом положении, соответствующем положению радиального смазочного отверстия в стержне золотника, их число равно отношению скоростей вращения N распредвала клапанного механизма и стержня золотника, при этом N - положительное целое число.
4. Регулятор масла по п. 2, в котором узел переключения золотникового клапана состоит из смазочного отверстия высокого давления в кожухе, кольцевой канавки клапанной втулки, радиального смазочного отверстия в клапанной втулке и радиального смазочного отверстия в стержне золотника в одном и том же осевом положении; при этом один регулятор масла должен иметь как минимум один такой узел; количество таких узлов должно совпадать с количеством цилиндров используемого двигателя внутреннего сгорания.
