УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУСТОРОННЕГО ПРИВОДА КЛАПАНОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2003 года по МПК F01L1/30 

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к четырехтактным двигателям внутреннего сгорания с механическим приводом клапанов газораспределительного механизма.

Известно устройство для двустороннего привода клапанов двигателя внутреннего сгорания, содержащее открывающий и закрывающий кулачки, расположенные на разных распределительных валах, подвижный направляющий элемент с двумя перекладинами, кинематически связанный с клапаном с возможностью перемещения совместно с последним (см. патент США 5931130, МПК F 01 L 1/30, опубл. 03.08.99).

Недостатками известного устройства являются низкий коэффициент полезного действия (КПД) ввиду больших потерь энергии на преодоление сил трения, создаваемых пружинами клапанов, и его недостаточно эффективная работа.

Задачей изобретения является повышение КПД двигателя, снижение расхода топлива, увеличение величины крутящего момента при низких оборотах двигателя, увеличение срока эксплуатации узлов газораспределительного механизма.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для двустороннего привода клапанов двигателя внутреннего сгорания, содержащее пружину клапана, один открывающий кулачок и закрывающий кулачок для каждого клапана, подвижный направляющий элемент с двумя перекладинами, кинематически связанный с клапаном с возможностью перемещения совместно с последним, согласно изобретению снабжено вторым закрывающим кулачком для каждого клапана, перекладины направляющего элемента содержат профилированные выступы, профилированный выступ первой перекладины выполнен с возможностью взаимодействия только с открывающим кулачком, а профилированный выступ второй перекладины выполнен с возможностью взаимодействия только с закрывающими кулачками, открывающий и закрывающие кулачки расположены на одном распределительном валу, при этом противоположно вершине открывающего кулачка расположены симметрично друг другу закрывающие кулачки, каждый из которых имеет две вершины, соединенные двумя профилированными рабочими поверхностями, сходящимися в середине закрывающего кулачка, причем середина закрывающего кулачка лежит на одной прямой с вершиной открывающего кулачка противоположно последней, при закрытом клапане профили первых по ходу вращения распределительного вала сторон закрывающих кулачков от вершины к середине соответствуют профилю первой стороны открывающего кулачка от основания к вершине, а профили вторых сторон закрывающих кулачков от середины к вершине соответствуют профилю второй стороны открывающего кулачка от вершины к основанию, при этом при закрытом клапане первая сторона открывающего кулачка выполнена с возможностью взаимодействия с профилированным выступом первой перекладины для перемещения клапана в сторону поршня двигателя, осуществляя при этом открытие клапана, а первые стороны закрывающих кулачков выполнены с возможностью взаимодействия с профилированным выступом второй перекладины, причем при открытом клапане вторые стороны закрывающих кулачков выполнены с возможностью взаимодействия с профилированным выступом второй перекладины для перемещении клапана от поршня двигателя, осуществляя при этом закрытие клапана, а вторая сторона открывающего кулачка выполнена с возможностью взаимодействия с профилированным выступом первой перекладины.

Направляющий элемент может быть выполнен или в виде рамки, или в виде вилки с возможностью или линейного перемещения вдоль оси клапана, или с возможностью качательного движения относительно оси, проходящей через проушину, выполненную на соединительном звене, связывающем перекладины направляющего элемента.

Профилированный кулачковый выступ выполнен на перекладине с возможностью перемещения вдоль направления движения клапана для регулировки зазора между открывающим и закрывающим кулачками и профилированным выступом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан распределительный вал с кулачками вид спереди;
на фиг.2 - распределительный вал с кулачками, вид сбоку;
на фиг.3 - распределительный вал с кулачками, вид сбоку;
на фиг.4 - положение звеньев приводного механизма при открытом клапане с направляющим элементом в виде вилки, совершающей линейное движение, вид спереди;
на фиг.5 - вид сбоку приводного механизма;
на фиг.6 - положение звеньев приводного механизма при открытом клапане с направляющим элементом в виде вилки, совершающей качательное движение, вид спереди;
на фиг.7 - положение звеньев приводного механизма при открытом клапане с направляющим элементом в виде рамки, совершающей линейное движение, вид спереди.

Устройство для двустороннего привода клапанов двигателя внутреннего сгорания содержит пружину 1 клапана, один открывающий кулачок 2 и два закрывающих кулачка 3 для каждого клапана 4. Подвижный направляющий элемент 5 с двумя перекладинами кинематически связан с клапаном 4 с возможностью перемещения совместно с последним. Перекладины направляющего элемента 5 содержат профилированные выступы 6. Профилированный выступ 6 первой перекладины 7 выполнен с возможностью взаимодействия только с открывающим кулачком 2, а профилированный выступ 6 второй перекладины 8 выполнен с возможностью взаимодействия только с закрывающими кулачками 3. Открывающий 2 и закрывающие 3 кулачки расположены на одном распределительном валу 9. Противоположно вершине 10 открывающего кулачка 2 расположены симметрично друг другу закрывающие кулачки 3 (см. фиг.1, 2 и 3), каждый из которых имеет две вершины 11, соединенные двумя профилированными рабочими поверхностями 12, сходящимися в середине 13 закрывающего кулачка 3. Середина 13 закрывающего кулачка 3 лежит на одной прямой с вершиной 10 открывающего кулачка 2 противоположно последней. При закрытом клапане 4 профили (профильные поверхности 12) первых по ходу вращения распределительного вала 9 сторон закрывающих кулачков 3 от вершины 11 к середине 13 соответствуют профилю (профильной поверхности 14) первой стороны открывающего кулачка 2 от основания 15 к вершине 10, а профили (профильные поверхности 12) вторых сторон закрывающих кулачков 3 от середины 13 к вершине 14 соответствуют профилю (профильной поверхности 14) второй стороны открывающего кулачка 2 от вершины 10 к основанию 15.

Направляющий элемент 5 может быть выполнен в виде рамки (как показано на фиг.7).

Направляющий элемент 5 может быть выполнен в виде вилки (как показано на фиг.4 и 6).

Направляющий элемент 5 может быть выполнен с возможностью линейного перемещения вдоль оси клапана (как показано на фиг.4 и 7).

Направляющий элемент 5 может быть выполнен с возможностью качательного движения относительно оси, проходящей через проушину 16, выполненную на соединительном звене, связывающем перекладины 7 и 8 направляющего элемента 5.

Профилированный кулачковый выступ 6 может быть выполнен на перекладине 7 и/или 8 с возможностью перемещения вдоль направления движения клапана 4 для регулировки зазора между открывающим 2 и/или закрывающими 3 кулачками и профилированным выступом 6, как показано на фиг.4).

Устройство работает следующим образом.

При закрытом клапане 4 первая сторона открывающего кулачка 2 взаимодействует своей профилированной поверхностью 14 с профилированным выступом 6 первой перекладины 7, осуществляя при этом перемещение клапана 4 в сторону поршня двигателя для открытия клапана 4. В это время первые стороны закрывающих кулачков 3 взаимодействуют своими профилированными поверхностями 12 с профилированным выступом 6 второй перекладины 8, обеспечивая при этом плавный ход клапана 4 при его открытии. При открытом клапане 4 вторые стороны закрывающих кулачков 3 взаимодействуют своими профилированными поверхностями 12 с профилированным выступом 6 второй перекладины 8, осуществляя при этом перемещении клапана 4 от поршня двигателя для закрытия клапана 4. В это время вторая сторона открывающего кулачка 2 взаимодействует с профилированным выступом 6 первой перекладины 7, обеспечивая плавность хода клапана 4 при его закрытии. Пружина 1 обеспечивает уплотнение клапана 4 в седле.

Изобретение может быть использовано в механизмах газораспределения двигателей внутреннего сгорания. Устройство для двустороннего привода клапанов двигателя внутреннего сгорания содержит пружину клапана, один открывающий кулачок и два закрывающих кулачка для каждого клапана. Подвижный направляющий элемент с двумя перекладинами кинематически связан с клапаном с возможностью перемещения совместно с последним. Перекладины направляющего элемента содержат профилированные выступы. Профилированный выступ первой перекладины выполнен с возможностью взаимодействия только с открывающим кулачком, а профилированный выступ второй перекладины выполнен с возможностью взаимодействия только с закрывающими кулачками. Открывающий и закрывающие кулачки расположены на одном распределительном валу. Противоположно вершине открывающего кулачка расположены симметрично друг другу закрывающие кулачки, каждый из которых имеет две вершины, соединенные двумя профилированными рабочими поверхностями, сходящимися в середине закрывающего кулачка. Середина закрывающего кулачка лежит на одной прямой с вершиной открывающего кулачка противоположно последней. При закрытом клапане профили первых по ходу вращения распределительного вала сторон закрывающих кулачков от вершины к середине соответствуют профилю первой стороны открывающего кулачка от основания к вершине, а профили вторых сторон закрывающих кулачков от середины к вершине соответствуют профилю второй стороны открывающего кулачка от вершины к основанию. При закрытом клапане первая сторона открывающего кулачка выполнена с возможностью взаимодействия с профилированным выступом первой перекладины для перемещения клапана в сторону поршня двигателя, открывая клапан, а первые стороны закрывающих кулачков выполнены с возможностью взаимодействия с профилированным выступом второй перекладины. При открытом клапане вторые стороны закрывающих кулачков кулачка выполнены с возможностью взаимодействия с профилированным выступом второй перекладины для перемещении клапана от поршня двигателя, закрывая клапан, а вторая сторона открывающего кулачка выполнена с возможностью взаимодействия с профилированным выступом первой перекладины. Технический результат заключается в повышении коэффициента полезного действия (КПД) двигателя, снижении расхода топлива, увеличении величины крутящего момента при низких оборотах двигателя и увеличении срока эксплуатации узлов газораспределительного механизма. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для двустороннего привода клапанов двигателя внутреннего сгорания, содержащее пружину клапана, один открывающий кулачок и закрывающий кулачок для каждого клапана, подвижный направляющий элемент с двумя перекладинами, кинематически связанный с клапаном с возможностью перемещения совместно с последним, отличающееся тем, что снабжено вторым закрывающим кулачком для каждого клапана, перекладины направляющего элемента содержат профилированные выступы, профилированный выступ первой перекладины выполнен с возможностью взаимодействия только с открывающим кулачком, а профилированный выступ второй перекладины выполнен с возможностью взаимодействия только с закрывающими кулачками, открывающий и закрывающие кулачки расположены на одном распределительном валу, при этом противоположно вершине открывающего кулачка расположены симметрично друг другу закрывающие кулачки, каждый из которых имеет две вершины, соединенные двумя профилированными рабочими поверхностями, сходящимися в середине закрывающего кулачка, причем середина закрывающего кулачка лежит на одной прямой с вершиной открывающего кулачка противоположно последней, при закрытом клапане профили первых по ходу вращения распределительного вала сторон закрывающих кулачков от вершины к середине соответствуют профилю первой стороны открывающего кулачка от основания к вершине, а профили вторых сторон закрывающих кулачков от середины к вершине соответствуют профилю второй стороны открывающего кулачка от вершины к основанию, при этом при закрытом клапане первая сторона открывающего кулачка выполнена с возможностью взаимодействия с профилированным выступом первой перекладины для перемещения клапана в сторону поршня двигателя, осуществляя при этом открытие клапана, а первые стороны закрывающих кулачков выполнены с возможностью взаимодействия с профилированным выступом второй перекладины, причем при открытом клапане вторые стороны закрывающих кулачков выполнены с возможностью взаимодействия с профилированным выступом второй перекладины для перемещения клапана от поршня двигателя, осуществляя при этом закрытие клапана, а вторая сторона открывающего кулачка выполнена с возможностью взаимодействия с профилированным выступом первой перекладины. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющий элемент выполнен в виде рамки. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющий элемент выполнен в виде вилки. 4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что направляющий элемент выполнен с возможностью линейного перемещения вдоль оси клапана. 5. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что направляющий элемент выполнен с возможностью качательного движения относительно оси, проходящей через проушину, выполненную на соединительном звене, связывающем перекладины направляющего элемента. 6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что профилированный кулачковый выступ выполнен на перекладине с возможностью перемещения вдоль направления движения клапана для регулировки зазора между открывающим и закрывающим кулачками и профилированным выступом.