КЛАПАН-ОТСЕЧКА ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ПРИВОДА ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2010 года по МПК F01L9/02 

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен пневматический привод газораспределительного клапана ДВС, включающий газораспределительный клапан двигателя, поршень привода газораспределительного клапана, соединенный с газораспределительным клапаном, золотник, пневмоаккумулятор и систему управления пневматическим приводом, обеспечивающую газообмен в двигателе, для чего система управления отслеживает текущее положение поршня в двигателе и в момент, когда требуется открыть или закрыть газораспределительный клапан, устанавливает золотник в положение, обеспечивающее поступление рабочего тела из пневмоакумулятора в полость поршня привода газораспределительного клапана, в которой рабочее тело, воздействуя на поршень привода газораспределительного клапана двигателя, открывает или закрывает газораспределительный клапан двигателя. Зарядка пневмоаккумулятора осуществляется на такте сжатия (ближайший аналог JP 60-204911А, F0 19/02, опубл. 1985).

Однако в известном изобретении не обеспечивается оптимальный уровень зарядки пневмоаккумулятора.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагается клапан-отсечка, автоматически ограничивающий уровень зарядки пневмоаккумулятора. Сущность изобретения поясняется описанием принципа действия пневматического привода газораспределительного механизма, в состав которого входит автоматический клапан-отсечка.

Состав пневматического привода газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания, см. чертеж: 1 - поршень двигателя внутреннего сгорания, 2 - камера сгорания, 3, 9, 10, 13, 14, 15, 16, 19 - трубопроводы, 4 - автоматический клапан-отсечка, 5 - обратный клапан, 6 - пневмоаккумулятор, 7 - газораспределительный клапан, 8 - золотник, 11 - поршень привода газораспределительного клапана, 12 - выпускной или впускной канал двигателя внутреннего сгорания, 17 - поршень привода клапана-отсечки, 18 - запорный клапан, 20 - пружина.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ПРИВОДА ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА

Поршень двигателя внутреннего сгорания (далее - ДВС) 1 при такте сжатия сжимает рабочее тело - воздух или топливную смесь - в камере сгорания 2. При этом часть рабочего тела из камеры сгорания 2 по трубопроводу 3, через автоматический клапан-отсечку 4 и обратный клапан 5 поступает в пневмоаккумулятор 6 и заряжает его. Электронная система управления пневматическим приводом газораспределительных клапанов (далее система управления, не показана) отслеживает текущее положение поршня ДВС 1 и, в момент когда требуется открыть газораспределительный клапан 7, устанавливает золотник 8 в положение, как показано на чертеже. Рабочее тело из пневмоаккумулятора 6 по каналам 9 и 10 поступает в верхнюю полость поршня привода клапана 11, в результате чего газораспределительный клапан 7, если он впускной, позволяет воздуху из атмосферы по каналу 12 поступать в камеру сгорания 2, или если он выпускной, вытекать продуктам сгорания из камеры сгорания 2. Для закрывания газораспределительного клапана 7 система управления устанавливает золотник 8 в нижнее положение, и рабочее тело из пневмоаккумулятора 6 по каналам 9 и 13 поступает в нижнюю полость поршня привода 11, и газораспределительный клапан 7 закрывается. В обоих случаях отработавшее рабочее тело по каналам 10, 13, 14, 15 выбрасывается в атмосферу, а в карбюраторном двигателе, где рабочее тело представляет собой топливную смесь, по соображениям экономии топлива подается в воздухозаборный тракт двигателя.

Следует иметь в виду, что зарядка пневмоаккумулятора происходит не только при такте сжатия рабочего тела в камере сгорания, как это показано в упомянутом выше аналоге, но и при такте расширения отработавших газов, когда давление в камере сгорания может достигать сотен атмосфер, а температура сотен градусов. Но для обеспечения работоспособности пневматического привода достаточно давления рабочего тела на порядок и даже меньше. Ограничение давления рабочего тела в пневмоаккумуляторе до оптимального обеспечивает автоматический клапан-отсечка 4. Если давление поступающего из камеры сгорания 2 рабочего тела меньше оптимального, оно беспрепятственно проходит через клапан-отсечку 4 в пневмоаккумулятор 6. При повышении давления рабочего тела в пневмоаккумуляторе 6 сверх оптимального рабочее тело по каналу 16 поступает в нижнюю полость поршня 17 клапана-отсечки. Под его воздействием поршень 17 клапана-отсечки и соединенный с ним запорный клапан 18 перемещаются вверх и канал 19 перекрывается. Уровень зарядки пневмоаккумулятора 6 рабочим телом определяется жесткостью пружины 20. Чем больше жесткость пружины, тем до более высокого уровня заряжается пневмоаккумулятор. И наоборот, меньше жесткость пружины, меньше уровень давления в нем.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Клапан-отсечка пневматического привода газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания, включающего газораспределительный клапан двигателя, поршень привода газораспределительного клапана, соединенный с газораспределительным клапаном, золотник, пневмоаккумулятор и систему управления пневматическим приводом газораспределительного механизма двигателя, обеспечивающую газообмен в двигателе, для чего система управления отслеживает текущее положение поршня двигателя и в момент, когда требуется открыть или закрыть газораспределительный клапан, устанавливает золотник в положение, обеспечивающее поступление рабочего тела из пневмоаккумулятора в полость поршня привода газораспределительного клапана двигателя, в которой рабочее тело, воздействуя на поршень привода газораспределительного клапана двигателя, открывает или закрывает газораспределительный клапан двигателя, причем зарядка пневмоаккумулятора рабочим телом из камеры сгорания осуществляется на такте сжатия и на такте расширения, отличающийся тем, что пневматический привод газораспределительного механизма двигателя снабжен клапаном-отсечкой, имеющим поршень и соединенный с ним запорный клапан, при этом полость поршня привода запорного клапана соединена трубопроводом с пневмоаккумулятором, и при превышении давления рабочего тела в пневмоаккумуляторе сверх оптимального, рабочее тело из пневмоаккумулятора поступает в полость поршня привода запорного клапана и переводит запорный клапан в закрытое положение.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Проектирование и производство пневматического привода газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания, содержащего клапан-отсечку, не требует значительных затрат. Требования к материалам и технологиям не выходят за пределы традиционных требований.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Чертеж - принципиальная схема пневматического привода газораспределительного клапана ДВС.

1 - поршень двигателя внутреннего сгорания, 2 - камера сгорания, 3, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 19 - трубопроводы и каналы, 4 - автоматический клапан-отсечка, 5 - обратный клапан, 6 - пневмоаккумулятор, 7 - газораспределительный клапан, 8 - золотник, 11 - поршень привода газораспределительного клапана, 12 - впускной или выпускной каналы двигателя внутреннего сгорания, 17 - поршень привода клапана-отсечки, 18 - запорный клапан, 20 - пружина.

Изобретение относится к двигателестроению. Пневматический привод (ПП) включает поршень привода газораспределительного клапана, соединенный с газораспределительным клапаном, золотник, пневмоаккумулятор (ПА) и систему управления ПП, обеспечивающую газообмен в двигателе. Для этого система управления ПП отслеживает текущее положение поршня двигателя и в момент, когда требуется открыть или закрыть газораспределительный клапан двигателя, устанавливает золотник в положение, обеспечивающее поступление рабочего тела из ПА в полость поршня привода газораспределительного клапана, в которой рабочее тело, воздействуя на поршень привода газораспределительного клапана, открывает или закрывает газораспределительный клапан. Зарядка ПА рабочим телом из камеры сгорания (КС) осуществляется на такте сжатия и на такте расширения. Привод снабжен клапаном-отсечкой, имеющим поршень и соединенный с ним запорный клапан. Полость поршня привода запорного клапана соединена трубопроводом с ПА, и при повышении давления рабочего тела в ПА сверх оптимального рабочее тело из ПА поступает в полость поршня привода запорного клапана и переводит запорный клапан в закрытое положение. Такое выполнение позволяет автоматически обеспечить оптимальный уровень зарядки ПА. 1 ил.

Клапан-отсечка пневматического привода газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания, включающего газораспределительный клапан двигателя, поршень привода газораспределительного клапана, соединенный с газораспределительным клапаном, золотник, пневмоаккумулятор и систему управления пневматическим приводом газораспределительного механизма двигателя, обеспечивающую газообмен в двигателе, для чего система управления отслеживает текущее положение поршня двигателя и в момент, когда требуется открыть или закрыть газораспределительный клапан, устанавливает золотник в положение, обеспечивающее поступление рабочего тела из пневмоакукумулятора в полость поршня привода газораспределительного клапана двигателя, в которой рабочее тело, воздействуя на поршень привода газораспределительного клапана, открывает или закрывает газораспределительный клапан двигателя, причем зарядка пневмоаккумулятора рабочим телом из камеры сгорания осуществляется на такте сжатия и на такте расширения, отличающийся тем, что пневматический привод газораспределительного механизма двигателя снабжен клапаном-отсечкой, имеющим поршень и соединенный с ним запорный клапан, при этом полость поршня привода запорного клапана соединена трубопроводом с пневмоаккумулятором, и при превышении давления рабочего тела в пневмоаккумуляторе сверх оптимального рабочее тело из пневмоаккумулятора поступает в полость поршня привода запорного клапана и переводит запорный клапан в закрытое положение.