МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2002 года по МПК F01L1/18 F02F1/24 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в механизмах газораспределения двигателей внутреннего сгорания.

Известен двигатель внутреннего сгорания [1], содержащий блок цилиндров, индивидуальные головки цилиндров с размещенными в них впускными и выпускными клапанами и установленный над головками цилиндров распределительный вал, опорные шейки которого размещены в постелях, расположенных в корпусе, опорные элементы, выполненные в виде вертикальных стоек заодно с корпусом подшипников. Уплотнение между головкой и корпусом подшипника осуществляется при помощи колец, входящих в расточки корпуса и головок цилиндров. Кулачки распределительного вала воздействуют на клапаны через толкатель, выполненный в виде перевернутого стаканчика. Толкатель воспринимает боковую составляющую силы, действующей на клапан со стороны кулачка. Конструкция двигателя позволяет осуществить верхнее расположение распределительного вала и осуществить установку индивидуальных головок цилиндров.

Однако конструкция двигателя затрудняет размещение двух распределительных валов и центральное расположение форсунок впрыска топлива из-за невозможности увеличения расстояния между распределительными валами без наклона клапанов. Толкатель увеличивает вес клапана, что приводит к увеличению динамических нагрузок на кулачок.

Наиболее близкой к предлагаемой конструкции по технической сущности является конструкция механизма газораспределения [2] с верхним расположением распределительного вала, содержащая крышку, распределительный вал с кулачками, корпус распределительного вала, коромысла, взаимодействующие с кулачками распределительного вала и опирающиеся одним концом на стержень клапана, а другим на неподвижную шаровую опору, закрепленную на головке цилиндров двигателя. Такая конструкция применяется, например, в двигателе автомобиля ВАЗ-2106.

Конструкция механизма газораспределения обладает рядом недостатков. Она не позволяет осуществить применение индивидуальных головок цилиндров. При работе механизма возникают большие силы, отрывающие корпус распределительного вала от головки. Это требует усиления крепления корпуса распределительных валов к головке и повышения его жесткости для устранения коробления и предотвращения защемления распределительного вала в расточках корпуса. При применении в конструкции опорных элементов, при помощи которых корпус распределительного вала (как в конструкции [1]) крепился бы к верхней плоскости картера возникают большие силы, отрывающие корпус распределительного вала от картера, вызывающие деформацию корпуса.

Задача состоит в уменьшении сил, отрывающих корпус распределительных валов от головки или верхней плоскости блок-картера ( в зависимости от исполнения ), уменьшении деформации корпуса распределительных валов и устранении защемления распределительных валов в расточках корпуса.

Решение задачи достигается за счет того, что в газораспределительном механизме двигателя внутреннего сгорания с верхним расположением распределительных валов, содержащем распределительные валы с кулачками, корпус, в расточках которого размещены распределительные валы, установленный через промежуточные элементы на верхней плоскости блок-картера двигателя и коромысла, взаимодействующие с кулачками распределительных валов и опирающиеся одним концом на стержень клапана, а другим на неподвижную шаровую опору, согласно изобретению установленную в корпусе распределительного вала на выступе, выполненном внутри корпуса в нижней его части.

Наличие новых существенных признаков в предлагаемом механизме газораспределения двигателя внутреннего сгорания позволяет уменьшить силы, отрывающие корпус распределительных валов от головки или верхней плоскости блок-картера (в зависимости от исполнения), уменьшить деформацию корпуса распределительных валов и устранить защемление распределительных валов в расточках корпуса.

Новые существенные признаки предлагаемой конструкции механизма не присущи известным решениям (аналогу и прототипу) той же задачи.

Совокупность существенных признаков заявляемого изобретения достаточна и необходима для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата - поставленной задачи.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан поперечный разрез механизма газораспределения; на фиг.2 - продольный разрез механизма газораспределения; на фиг.3 - действие сил в механизме известной конструкции [2]; на фиг.4 - действие сил в предлагаемом механизме.

Механизм газораспределения содержит распределительные валы 1 с кулачками 2, размещенные в расточках 3 корпуса 4 распределительных валов 1. Корпус 4 через промежуточные элементы 5 установлен на верхней плоскости блок-картера 6. Промежуточные элементы 5 выполнены коробчатыми заодно с корпусом 4 на его торцах. Кулачки 2 распределительных валов 1 взаимодействуют с коромыслами 7. Коромысла 7 опираются одним концом на стержень клапана 8, а другим на неподвижную шаровую опору 9, установленную на выступе 10 корпуса 4. Привод распределительных валов 1 осуществляется от коленчатого вала (не показан) шестеренчатым приводом 11. Между нижней плоскостью корпуса 4 и верхними плоскостями индивидуальных головок цилиндров 12 выполнен зазор "а", уплотняемый упругими резиновыми прокладками 13. Крепление корпуса 4 к верхней плоскости картера 6 осуществляется болтами 14.

При работе механизма известной конструкции [2] (см. фиг.3) со стороны кулачка 2 на коромысла 7 действует сила P₁. Co стороны клапана 8 на коромысло 7 действует сила P₂, а со стороны неподвижной шаровой опоры 9 - сила Р₃.

Р₂+Р₃=P₁.

Силы Р₂ и Р₃ через коромысло 7 и распределительный вал 1 стремятся оторвать корпус 4 от головки цилиндров 12 или от блок-картера 6 (в зависимости от исполнения) и изогнуть корпус 4 в продольной плоскости.

При установке шаровой опоры 9 в корпусе 4 на выступе 10 (см. фиг.4) только сила Р₂ стремится оторвать корпус 4 от верхней плоскости блок-картера 6. Сила Р₃ не отрывает корпус 4 от картера 6 или головок 12, так как шаровая опора 9 установлена неподвижно на корпусе 4. Это значительно уменьшает деформацию корпуса 4 в продольной плоскости и предотвращает защемление распределительных валов 1 в расточках 3. Особенно это важно, когда корпус 4 крепится к верхней плоскости картера 6 только на двух промежуточных элементах 5.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1665058 А1, кл. F 02 F 7/00.

2. Двигатели внутреннего сгорания. "Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей . Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1984, с. 359, рис. 325.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в механизмах газораспределения двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет уменьшить силы, отрывающие корпус распределительных валов от головки или от верхней плоскости блок-картера (в зависимости от исполнения), уменьшить деформацию корпуса распределительных валов и устранить защемление распределительных валов в расточках корпуса. Механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания с верхним расположением распределительных валов содержит распределительные валы с кулачками, корпус, в расточках которого размещены распределительные валы. Корпус установлен на верхней плоскости блок-картера посредством промежуточных элементов. Кулачки распределительных валов взаимодействуют с коромыслами, каждое из которых опирается одним концом на стержень клапана, а другим - на неподвижную шаровую опору, установленную в корпусе распределительных валов на выступе, выполненном внутри корпуса в нижней его части. 4 ил.

Механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащего блок-картер и индивидуальные головки цилиндров, состоящий из закрепленного через промежуточные элементы на верхней плоскости блок-картера корпуса, в расточках которого установлены распределительные валы, коромысла, каждое из которых взаимодействует с кулачком распределительного вала и опирается одним концом на стержень клапана, а другим на неподвижную шаровую опору, отличающийся тем, что шаровые опоры установлены в корпусе распределительных валов на выступах, выполненных внутри корпуса в нижней его части.