ОДНОКЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1999 года по МПК F01L1/28 

Предлагаемое техническое решение относится к двигателестроению, в частности к поршневым четырехтактным двигателям внутреннего сгорания.

Известен одноклапанный механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащий тарельчатый клапан, впускной и выпускной коллекторы и заслонку, установленную на шарнире, на перемычке между всасывающим и выхлопным коллекторами, расположенными на двух уровнях и приводимую в действие посредством импульсного давления выхлопных газов во время такта выхлопа и, посредством разряжения и собственного веса во время такта всасывания /1/. Недостатком механизма является низкая надежность шарнирного механизма, работающего в выхлопной полости, возможность "зависания" заслонки при работе двигателя на высоких оборотах, невозможность обеспечить плотность прилегания заслонки к посадочным местам из-за образования нагара.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является двигатель внутреннего сгорания, содержащий один тарельчатый клапан и две поворотные заслонки, расположенные соответственно в впускном и выпускном каналах /2/. Недостатком данного решения является усложнение схемы газораспределительного механизма за счет дополнительных элементов механизма привода заслонок, увеличение сопротивления движению выхлопных газов в выхлопном канале в результате турбулентности, создаваемой заслонкой, сложность обеспечения плотности закрытия заслонок, малый моторесурс осевого механизма работающего в выхлопной полости.

Сущность предлагаемого технического решения состоит в том, что механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания содержит один тарельчатый клапан и газораспределительную цилиндрическую втулку, причем газораспределительная цилиндрическая втулка установлена соосно с тарельчатым клапаном внутри головки цилиндра с возможностью перемещения ее вдоль оси штока клапана, диаметр тарелки клапана составляет 0.6 - 0.85 диаметра цилиндра, а внутренний диаметр газораспределительной цилиндрической втулки равен диаметру тарелки клапана.

При осуществлении предлагаемого технического решения достигается улучшение рабочих характеристик двигателей внутреннего сгорания: - увеличение мощности двигателей внутреннего сгорания за счет снижения сопротивления клапанного канала путем увеличения его проходного сечения,
- улучшение процесса сгорания топлива в цилиндре за счет увеличения коэффициента избытка воздуха,
- уменьшение шумности при выхлопе.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод что заявленное техническое решение отличается тем, что газораспределительная цилиндрическая втулка установлена соосно с тарельчатым клапаном внутри головки цилиндра с возможностью ее перемещения вдоль оси штока клапана, причем диаметр тарелки клапана составляет 0.6 - 0.85 диаметра цилиндра, а внутренний диаметр газораспределительной цилиндрической втулки равен диаметру тарелки клапана.

Таким образом заявленное техническое решение соответствует критерию "новизна".

Прилагаемые чертежи поясняют устройство и работу одноклапанного механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания где:
Фиг. 1 - схема общего вида одноклапанного механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания.

Фиг. 2 - схематическое изображение работы одноклапанного механизма газораспределения в разрезе во время такта всасывания.

Фиг. 3 - ---"---"---"---" сжатие и рабочий ход.

Фиг. 4 - ---"---"---"---" выхлоп.

Одноклапанный механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания содержит корпус головки цилиндра 1, подпружиненный тарельчатый клапан 2, газораспределительную цилиндрическую втулку 3, которая установлена соосно с тарельчатым клапаном 2 внутри корпуса головки цилиндра 1, причем диаметр тарелки клапана составляет 0.6 - 0.85 диаметра цилиндра, а внутренний диаметр цилиндрической газораспределительной втулки равен диаметру тарелки клапана.

Газораспределительная цилиндрическая втулка 3 установлена внутри головки цилиндра 1 между всасывающей 4 и выхлопной 5 полостями, имеет два, расположенных диаметрально-противоположно, подпружиненных штока-толкателя 6 перемещающих по вертикали газораспределительную цилиндрическую втулку 3. В целях избежания удара газораспределительной цилиндрической втулки 3 о седло 7 в крайнем нижнем положении на концах штоков-толкателей 6 установлены пружинные демпферы 8, а сами штоки-толкатели 6 подпружинены пружинами 9. Для смазки трущейся о корпус головки цилиндра 1 наружной поверхности газораспределительной цилиндрической втулки 3 в корпусе головки цилиндра 1 имеется кольцевая проточка 10, в которую подается смазывающее масло. Для удержания и предотвращения попадания масла в выхлопную 5 и всасывающую 4 полости в корпусе головки цилиндра 1 имеются две кольцевые проточки, в которых установлены уплотнительные кольца 11.

Устройство работает следующим образом.

Во время такта всасывания поршень перемещается от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке, тарельчатый клапан 2 находится в открытом положении, газораспределительная цилиндрическая втулка 3 находится в крайнем верхнем положении, прижимается к верхнему седлу усилием двух пружин 9 и закрывает выхлопную полость 5, всасывающая полость 4 при этом открыта. Во время такта сжатия тарельчатый клапан 2 находится в закрытом положении, а газораспределительная цилиндрическая втулка 3 в крайнем верхнем положении, закрывая выхлопную полость 5 и оставляя открытой всасывающую полость 4. В конце рабочего хода поршня, при положении шатунной шейки коленчатого вала 30^o до нижней мертвой точки, газораспределительная втулка 3 начинает движение вниз и, при достижении положения шатунной шейки коленчатого вала 10^o до нижней мертвой точки, занимает крайнее нижнее положение и прижимается к седлу 7 усилием двух пружин демпфера 8.

При этом всасывающая полость 4 закрыта, а выхлопная полость 5 открыта. Во время выпуска отработавших газов клапан 2 находится в открытом положении, поршень перемещается от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке, вытесняет продукты сгорания топлива через клапанный канал и внутреннюю полость газораспределительной втулки 3 в выхлопную полость 5. При положении шатунной шейки коленчатого вала 5 - 3^o до верхней мертвой точки газораспределительная втулка 3 быстро перемещается вверх и при положении шатунной шейки коленчатого вала 5 - 10^o после верхней мертвой точки занимает крайнее верхнее положение, перекрывает выхлопную полость 5 и открывает всасывающую полость 4. Далее циклы повторяются.

Предлагаемое техническое решение целесообразно использовать в двигателях с наддувом, поскольку во время перемещения газораспределительной цилиндрической втулки 3 давлением наддувочного воздуха производится вытеснение продуктов сгорания топлива из внутреннего пространства газораспределительной втулки 3.

Источники информации:
1. А.С. СССР N 1744279.

2. Заявка ФРГ N 3812988.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к поршневым четырехтактным двигателям внутреннего сгорания (ДВС) и позволяет улучшить их рабочие характеристики. Одноклапанный механизм газораспределения ДВС содержит корпус головки цилиндра 1, подпружиненный тарельчатый клапан 2, газораспределительную цилиндрическую втулку 3, которая установлена соосно с тарельчатым клапаном 2 внутри корпуса головки цилиндра 1, причем диаметр тарелки клапана составляет 0,6 - 0,85 диаметра цилиндра, а внутренний диаметр газораспределительной цилиндрической втулки равен диаметру тарелки клапана. Газораспределительная цилиндрическая втулка 3 установлена внутри головки цилиндра 1 между всасывающей 4 и выхлопной 5 полостями и имеет два расположенных диаметрально-противоположно подпружиненных шток-толкателя 6, перемещающих по вертикали газораспределительную цилиндрическую втулку 3. В целях избежания удара газораспределительной втулки 3 о седло 7 в крайнем нижнем положении на концах штоков-толкателей 6 установлены пружинные демпферы 8, а сами штоки-толкатели 6 подпружинены пружинами 9. 4 ил.

Одноклапанный механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащий тарельчатый клапан и газораспределительную цилиндрическую втулку, отличающийся тем, что газораспределительная цилиндрическая втулка установлена соосно с тарельчатым клапаном внутри головки цилиндра с возможностью перемещения ее вдоль оси штока тарельчатого клапана, причем диаметр тарелки клапана составляет 0,6 - 0,85 диаметра цилиндра, а внутренний диаметр цилиндрической втулки равен диаметру тарелки клапана.