МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗ РОТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2005 года по МПК F01L1/44 

Предлагаемое изобретение относится к области двигателей внутреннего сгорания, а именно клапанным механизмам газораспределения фаз роторного двигателя, может быть использовано в машиностроении и автомобильной промышленности.

Известен роторно-поршневой четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий неподвижный корпус с внутренней цилиндрической рабочей полостью и торцевые крышки с газораспределительным механизмом и свечой зажигания на каждой крышке, внутри которого с возможностью вращения установлен ротор, консольные валы которого закреплены в крышках корпуса, и два поршня, создающие в корпусе четыре рабочих камеры. На внутренней рабочей полости корпуса под углом к его оси выполнена кольцевая направляющая канавка, ротор выполнен плоским в виде усеченного с двух сторон оси цилиндра и концентрично помещен внутри корпуса, поршни выполнены сегментовидными, установлены с двух сторон ротора с возможностью скольжения вдоль его оси, при этом каждый из них имеет бобышку, которой он входит в кольцевую направляющую канавку (см. заявка РФ №94012316, F 02 В 53/00, опубл. 1995).

Признаки, совпадающие: содержит механизм газораспределения, всасывающие и выхлопные клапана газораспределения, подпружиненные штоки, распределительный вал с кулачками, причем кулачки распределительного вала воздействуют непосредственно на штоки клапанов.

Причины, препятствующие поставленной задаче, - конструктивная сложность, неудобство регулировки и эксплуатации.

Известно устройство регулирования фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус, раздельные кулачковые валы для впускных и выпускных клапанов, кинематически связанные между собой при помощи цепного привода, каретку с двумя натяжными роликами и механизм управления положением натяжных роликов, с целью упрощения и снижения габаритов, каретка выполнена в виде двух поворотных рычагов, несущих на себе по одному натяжному ролику, которые одним концом шарнирно закреплены на корпусе и снабжены механизмом синхронизации поворота, а другим концом связаны с механизмом управления положением натяжных роликов, при этом механизм синхронизации поворота рычагов выполнен в виде двух взаимодействующих между собой зубчатых секторов, неподвижно закрепленных на поворотных рычагах, а механизм управления положением натяжных роликов выполнен в виде гидроцилиндра (см. авторское свидетельство №1645583, F 02 D 13/02, бюл №16, 1991).

Признаки, совпадающие: содержит кулачковые валы для впускных и выпускных клапанов, кинематически связанные между собой воротный рычаг и ролик.

Причины, препятствующие поставленной задаче, - конструктивная сложность, неудобство регулировки и эксплуатации, связанная с отладкой и синхронизацией регулировок, что снижает надежность.

Известен механизм регулирования фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащий приводной шкив, установленный на распределительном валу с возможностью относительного углового смещения, гидроцилиндр с подпружиненным поршнем, устройство регулирования давления масла в гидроцилиндре в зависимости от режима работы двигателя и устройство преобразования возвратно-поступательного движения поршня в угловое перемещение приводного шкива относительно распределительного вала, с целью упрощения изготовления элементов преобразовательного устройства, последнее содержит копир, закрепленный на торце поршня с возможностью поворота относительно его оси, и два качающихся рычага, закрепленных на торце распределительного вала, причем внутренние концы рычагов связаны при помощи пружин растяжения и снабжены роликами, взаимодействующими с рабочими поверхностями, а наружные концы рычагов снабжены пазами и размещенными в них втулками, связанными с торцом приводного шкива, а копир изолирован от рабочей полости гидроцилиндра при помощи гофра (см. авторское свидетельство №1588877, F 01 L 1/34, бюл. №32, 1990).

Признаки, совпадающие: содержит приводной шкив, установленный на распределительном с валу с возможностью относительного углового перемещения.

Причины, препятствующие поставленной задаче, - сложность конструкции, наличие рычагов, сложность регулировки и недостаточно удобен в эксплуатации, что дополнительно снижает надежность.

За прототип принят роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, концентрично установленный в последнем с образованием четырех рабочих камер двухлопастной качающийся ротор, два распределительных вала системы клапанного газораспределения, расположенных параллельно валу ротора по разные стороны относительно его лопастей, и механизм преобразования качательного движения вала ротора во вращательное выходного вала, при этом он снабжен вспомогательным валом, последний и выходной валы расположены соосно, перпендикулярно к валу и связаны с распределительными валами коническими зубчатыми передачами, при этом механизм преобразования качательного движения вала ротора во вращательное выходного вала выполнен в виде установленной на валу ротора вилки и закрепленной в соосных отверстиях последней и связанной с выходным и вспомогательным валами крестовины, клапаны системы газораспределения установлены в корпусе крестообразно, а крестовина установлена под переменным углом к осям выходного и вспомогательного валов. Содержит выходной и вспомогательный валы, зубчатую передачу, кулачковые распределительные валы клапанного газораспределительного механизма и регулировку зазоров в приводе газораспределительного механизма (см. патент №2051276, F 01 C 9/00, F 02 В 53/00, бюл. №36, 1995).

Признаки, совпадающие: содержит клапаны газораспределения, всасывающие и выхлопные клапаны газораспределения, которые взаимодействуют с кулачками распределительного вала посредством подпружиненного штока, причем распределительный вал связан зубчатой передачей с рабочим валом.

Причины, препятствующие поставленной задаче, - конструктивная сложность, низкая надежность, связанная с преобразованием качательного движения вала во вращательное, т.е. дополнительным количеством кинематических звеньев, что снижает надежность, это дополнительно усложняет регулировку и обслуживание, особенно в условиях эксплуатации.

Задача изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности, эффективности регулировки и обслуживания в условиях эксплуатации механизма газораспределения фаз роторного двигателя внутреннего сгорания.

Технический результат заключается в том, что механизм газораспределения фаз роторного двигателя внутреннего сгорания содержит всасывающие и выхлопные клапаны газораспределения, которые взаимодействуют с кулачками распределительного вала посредством подпружиненного штока с компенсатором зазора, причем распределительный вал связан зубчатой передачей с рабочим валом, при этом рабочий вал посредством закрепленного на нем эксцентрика взаимодействует с роликом, смонтированным в устройстве регулировки рабочего зазора между ротором и заслонками в камерах сгорания, и связанного с последними посредством дополнительно введенного вала.

Это позволяет при простой и надежной конструкции механизма обеспечить эффективность регулировки и обслуживание как при отладке его, так и непосредственно в условиях эксплуатации.

Механизм газораспределения фаз роторного двигателя внутреннего сгорания содержит всасывающие и выхлопные клапаны газораспределения, которые взаимодействуют с кулачками 2 распределительного вала 3 посредством подпружиненного штока 13 с компенсатором зазора 14, причем распределительный вал 3 связан зубчатой передачей 5 с рабочим валом 6, при этом рабочий вал посредством закрепленного на нем эксцентрика 8 взаимодействует с роликом 11, смонтированным в устройстве регулировки 12 рабочего зазора между ротором 9 и заслонками 4 в камерах сгорания 10, и связанного с последними посредством дополнительно введенного вала 7.

Предлагаемый механизм газораспределения фаз роторного двигателя внутреннего сгорания поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен его поперечный разрез, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1, на фиг.3 - разрез Б-Б фиг.1 и на фиг.4 - разрез В-В фиг.1.

Работа механизма газораспределения фаз роторного двигателя внутреннего сгорания.

Работа механизма соответствует циклу работы двигателя. Начало работы соответствует запуску двигателя, например посредством стартера (не показано), при этом осуществляется поворот рабочего вала 6, который приводит в движение посредством зубчатой передачи 5 во вращательное движение распределительный вал 3. Он расположен над клапанами 1 по наружному периметру двигателя, кулачки 2 воздействуют на клапаны 1 и открывают по циклу впуска воздуха и выхлопа отработанных газов, особенностью при этом является то, что кулачки 2 воздействуют непосредственно (без дополнительных кинематических звеньев: толкателей, штанг, коромысел и др.) на клапаны 1, которые связаны с камерой сгорания 10, в соответствии с циклом работы двигателя. Закрытие клапанов 1 производится посредством пружин, воздействующих на штоки 13, которые в свою очередь имеют возможность регулировки рабочего зазора посредством компенсатора зазора 12. Таким образом, обеспечивается достаточно эффективно и надежно при простоте конструкции подача воздуха в камеры сгорания 10 и отвод отработанных газов.

Посредством заслонок 4 осуществляется разграничение рабочей полости, образованной между внутренней поверхностью корпуса двигателя и торцовой поверхностью ротора 9 на камеры сгорания 10. Таким образом, количество заслонок 4 соответствует количеству камер сгорания 10, при этом указанные заслонки 4 выполнены качающимися, что позволяет при вращении ротора 9 (при изменении объема камеры сгорания 10) обеспечивать постоянный требуемый зазор между всеми заслонками 4 и ротором 9 по циклу работы двигателя в камерах сгорания 10 в зоне сопряжения заслонок 4 с ротором 9.

При этом регулировка зазоров между заслонками 4 и роторами 9 в камерах сгорания 10 осуществляется за пределами камер сгорания 10 посредством закрепленного на рабочем валу 6 эксцентрика 8, взаимодействующего с роликом 11, смонтированным в устройстве регулировки 12 рабочего зазора в камерах сгорания 10, связанного с заслонками 4 посредством дополнительно введенного вала 7. Устройство регулировки 12 предназначено для регулировки рабочего зазора между роторами 9 и заслонками 4 в камерах сгорания 10. Регулировка осуществляется посредством воздействия регулировочного винта 15, смонтированного в рычаге 16, на серьгу 17, в которой закреплен с возможностью вращения ролик 11. При этом поворот вала 7 обеспечивает уменьшение (увеличение) зазора между заслонками 4 и роторами 9 и позволяет постоянно поддерживать требуемый зазор между ними в процессе рабочего цикла, обеспечивая синхронизацию работы двигателя.

Данная конструкция механизма газораспределения фаз роторного двигателя внутреннего сгорания дополнительно позволяет выполнить всасывающие и выхлопные клапаны одинаковыми по конструкции, за исключением разных по размеру самих тарелок клапанов. Применение данной конструкции в роторных двигателях внутреннего сгорания обеспечивает возможность регулировки рабочих зазоров в камерах сгорания 10 между ротором 9 и заслонками 4 за пределами самих камер сгорания 10, что повышает эксплуатационные возможности регулировки при обслуживании.

Предлагаемое изобретение относится к области двигателей внутреннего сгорания, а именно клапанным механизмам газораспределения роторного двигателя, может быть использовано в машиностроении и автомобильной промышленности. Механизм газораспределения фаз роторного двигателя внутреннего сгорания содержит всасывающие и выхлопные клапаны газораспределения, которые взаимодействуют с кулачками распределительного вала посредством подпружиненного штока, имеющего компенсатор зазора, причем распределительный вал связан зубчатой передачей с рабочим валом. Рабочий вал посредством закрепленного на нем эксцентрика взаимодействует с роликом, смонтированным в устройстве регулировки рабочего зазора между ротором и заслонками в камерах сгорания, и связанного с последними посредством дополнительно введенного вала. Изобретение позволяет повысить эффективность регулировки и обслуживания в условиях эксплуатации. 4 ил.

Механизм газораспределения фаз роторного двигателя внутреннего сгорания, содержащий всасывающие и выхлопные клапаны газораспределения, которые взаимодействуют с кулачками распределительного вала посредством подпружиненного штока с компенсатором зазора, причем распределительный вал связан зубчатой передачей с рабочим валом, отличающийся тем, что рабочий вал посредством закрепленного на нем эксцентрика взаимодействует с роликом, смонтированным в устройстве регулировки рабочего зазора между ротором и заслонками в камерах сгорания, и связанного с последними посредством дополнительно введенного вала.