УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ФАЗ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F01L1/34 F01L9/02 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в автотракторостроении.

Известно устройство регулирования фаз газораспределения, содержащее гидроцилиндр газораспределительного клапана, золотник, регулирующий поступление рабочей жидкости под давлением в гидроцилиндр, снабженный сдавливающим воздух из рабочей жидкости клапаном, плунжером, который жестко связан с клапаном газораспределительного механизма и поршнем, осуществляющим перекрытие рабочих отверстий цилиндра для целей демпфирования, при этом золотник приводится в движение от кулачкового распределительного вала (заявка Великобритании N 1043384, кл. F 1 В, опублик. 1966).

Однако данное устройство в силу конструктивной сложности и существенной нелинейности не обеспечивает необходимые точность и надежность, требует повышенных энергозатрат и сложных законов регулирования.

Известно устройство регулирования фаз газораспределения, содержащее гидроцилиндр, поршень которого жестко связан с валом подпружиненного газораспределительного клапана, нагнетательный трубопровод, поршневой гидронасос с подпружиненным поршнем, кулачковым валом, подводным каналом, сливными отверстиями и магистралями, причем изменение фаз газораспределения осуществляется регулирующим винтом в сливной магистрали, дросселирующий рабочую жидкость гидронасоса (расчет и исследование гидравлического привода клапанов газораспределения дизелей./Ю.Я.Фомин, С.М.Шелков, Е.В.Дмитриевский, А.А.Волошин. Двигателестроение, 1979, N 6, с.10-12).

Данное устройство требует повышенных энергозатрат и обладает узким диапазоном регулирования время-сечения газораспределительного клапана.

Целью изобретения является повышение точности и снижение энергозатрат на регулирование фаз газораспределения, расширение диапазона регулирования время-сечения газораспределительного клапана.

Цель достигается тем, что устройство регулирования фаз газораспределения, содержащее гидроцилиндр, поршень которого жестко связан с валом подпружиненного газораспределительного клапана, нагнетательный трубопровод, поршневой гидронасос с подпружиненным поршнем, кулачковым валом, подводным каналом, сливными отверстиями и магистралями, снабжено обратным клапаном в подводном канале гидронасоса, отсечным отверстием гидроцилиндра, механизмом регулирования положения сливного отверстия гидронасоса, механизмом регулирования положения отсечного отверстия гидроцилиндра, дроссельным регулирующим организмов в сливной магистрали гидроцилиндра, причем поршни гидронасоса, причем поршни гидронасоса и гидроцилиндра имеют косые кромки для перекрытия соответственно сливного и отсечного отверстий, а механизмы регулирования положения сливного отверстия гидронасоса и отсечного отверстия гидроцилиндра имеют ограничители хода и предельного момента.

Устройство регулирования фаз газораспределения изображено на чертеже. В состав устройства входит поршневой гидронасос, приводимый от кулачка 1 газораспределительного вала двигателя. Гидронасос состоит из поршня 2 с косой кромкой, подводного канала 3 с обратным клапаном и имеет отсечное сливное отверстие 4. В устройство также входят нагнетательный трубопровод 5, поршень 6 гидроцилиндра, отсечное отверстие 7 гидроцилиндра, собственно газораспределительный клапан 8, механизм 9 регулирования положения сливного отверстия гидронасоса, механизм 10 регулирования положения отсечного отверстия гидроцилиндра. Дополнительно на чертеже обозначены 11 шарик обратного клапана подводного канала гидронасоса, 12 пружина обратного клапана, 13 пружина поршня насоса, 14 пружина газораспределительного клапана, 15 ограничитель хода механизма регулирования сливного отверстия гидронасоса, 16 ограничитель предельного момента механизма регулирования положения сливного отверстия гидронасоса, 17 ограничитель хода механизма регулирования положения отсечного отверстия гидроцилиндра, 18 ограничитель предельного момента механизма регулирования положения отсечного отверстия гидроцилиндра, 19 штифт передаточной шестерни гидронасоса, 20 штифт передаточной шестерни гидроцилиндра, 21 дроссельный регулирующий орган сливой магистрали гидронасоса.

Устройство регулирования фаз гидрораспределения работает следующим образом.

Привод поршня насоса осуществляется от кулачка 1 распределительного вала. Гидронасос в соответствии с положением кулачка 1 газораспределительного вала и механизмов 9 и 10 обеспечивает поднятие и отпускание газораспределительного клапана 8. Во время хода поршня 2 вверх после закрывания им отсечного отверстия 4 и перепускного отверстия подводного канала 3 образующееся в рабочей полости гидронасоса давление передается по нагнетательному трубопроводу 5 в рабочую полость гидроцилиндра. Это приводит к опусканию поршня 6 гидроцилиндра и открыванию газораспределительного клапана до тех пор, пока косая кромка поршня 6 гидроцилиндра не совпадет с отсечным отверстием 7. Таким образом, время начала открывания газораспределительного клапана определяется положением отсечного сливного отверстия 4 гидронасоса, регулируемого реечным либо червячным передаточным механизмом 9. Конец закрывания клапана определяется положением отсечного отверстия 7 гидроцилиндра по отношению к поршню 6 гидроцилиндра и регулируется передаточным механизмом.

Для повышения надежности работы механизмы 9 и 10 регулирования должны быть снабжены огpаничителями хода, работающими на упор, и муфтами предельного момента. Это позволит надежно работать механизму регулирования фаз в заданном рабочем диапазоне. В этой связи все механизмы 9 и 10 имеют ограничители хода в виде механических упоров 15 и 17 и штифтов 19, 20 на передаточных шестернях.

В целях возможности регулирования время-сечения газораспределительного клапана, снижения его динамических нагрузок в сливную магистраль гидронасоса введен дроссельный регулирующий орган.

В качестве привода механизмов 9 и 10 регулирования служит следящий электромагнит (Михальский Л.Л. Гладышев С.П. Волков Ю.К. Лосев А.В, Шешунов В.В. Электромагнит с линейной тяговой характеристикой в качестве исполнительного механизма в приводе рейки топливного насоса. (Информационный сборник: Передовой производственный опыт и научно-технические достижения, рекомендуемые для внедрения в сельскохозяйственном и тракторном машиностроении. Вып. 6, М. ЦНИИТЭИавтосельхозмаш, 1990, с.6-9).

Ограничителем предельного момента механизмов 9 и 10 регулирования служит блок регулирования на базе операционного усилителя (Управление вентильными электроприводами постоянного тока./Е.Д.Лебедев, В.В.Неймарк, М.Я.Пистрак и др. М. Энергия, 1970, с.192).

Испытания на двигателе пpедлагаемого устройства регулирования фаз газораспределения показало, что данная конструкция обладает свойством саморегулирования фаз по скоростному режиму двигателя. Саморегулирование фаз осуществляется на основе принципа отрицательной гидрокоррекции, в соответствии с которой при увеличении скорости движения поршня гидронасоса уменьшаются перетечки и утечки через отсечные отверстия гидронасоса и гидроцилиндра. Эффект саморегулирования достигается выбором степени дросселирования рабочей жидкости через отсечные отверстия гидронасоса и гидроцилиндра, длины нагнетательного трубопровода 5 и давлением питания. При саморегулировании можно добиться оптимизации фаз газораспределения в рабочем диапазоне эксплуатационных режимов.

Испытание устройства на дизельном двигателе подтвердило положительный эффект в виде снижения токсичных выбросов на основных эксплуатационных режимах.

Использование: в двигателестроении. Сущность изобретения: устройство регулирования фаз газораспределения состоит из гидронасоса с поршнями, приводимого от кулачка 1 газораспределительного вала и снабженного обратным клапаном 11 в подпитывающей магистрали, гидроцилиндра с поршнем 6 и трубопровода 5 высокого давления, соединяющего гидронасос и гидроцилиндр. В поршнях гидроцилиндра используются косые кромки и отсеченые отверстия 4, 7 с возможностью регулирования положения последних приводимыми механизмами. 1 ил.

УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ФАЗ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ, содержащее гидроцилиндр, поршень которого жестко связан с валом подпружиненного газораспределительного клапана, нагнетательный трубопровод, поршневой гидронасос с подпружиненным поршнем, кулачковым валом, подводным каналом, сливными отверстием и магистралями, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено обратным клапаном в подводном канале гидронасоса, отсечным отверстием гидроцилиндра, механизмом регулирования положения сливного отверстия гидронасоса, механизмом регулирования положения отсечного отверстия гидроцилиндра, дроссельным регулирующим органом в сливной магистрали гидроцилиндра, причем поршни гидронасоса и гидроцилиндра имеют косые кромки для перекрытия соответственно сливного и отсечного отверстий, а механизмы регулирования положения сливного отверстия гидронасоса имеют ограничители хода и предельного момента.