МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК F01L1/46 

Предлагаемое изобретение относится к области двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано как в конструкциях четырехтактных карбюраторных двигателей, так и дизелей.

Известен механизм газораспределения, используемый в конструкции карбюраторного двигателя, описанный и показанный на стр.42-43, рис.43 в книге Стеблева Н.М. Современный автомобиль. Издательство ДОСААФ - М., 1955 г. Такой механизм состоит из впускного и выпускного клапанов, каждый из которых выполнен в виде стержня, плавно переходящего в головку, и последняя, по своей образующей, снабжена рабочей поверхностью, взаимодействующей с седлом клапана, запрессованным в блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Стержни клапанов подвижно расположены в направляющих втулках блока цилиндров. Каждый из клапанов подпружинен относительно блоков цилиндров и управляется с помощью толкателей, взаимодействующих с распределительным валом ДВС. С помощью клапанов за четыре хода движения поршня происходит заполнение цилиндров горючей смесью, с ее сжатием, горением, ее расширением и выпуском отработанных газов. Заполнение горючей смесью происходит из всасывающего коллектора, расположенного в блоке цилиндров, а выпуск отработанных газов - в выхлопной коллектор. Несмотря на свою эффективность использования, такой механизм газораспределения обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что всасывание горючей смеси и удаление из цилиндров отработанных газов происходит через узкие щели, расположенные между седлами клапана и внешними образующими поверхностями клапанных головок. Такое явление снижает эффективность заполнения горючей смесью полости цилиндра при всасывании и «очистки» этого же объема от отработанных газов, а также способствует неравномерному распределению температуры по всему объему головки клапана.

Известен также механизм газораспределения, выполненный по патенту RU 2316655, у которого впускной и выпускной клапаны снабжены вертикально расположенными в их продольной плоскости каналами, связанными с поперечными отверстиями, выполненными в стержнях. Такие отверстия разложены так, что при поступательных перемещениях клапанов они могут перекрываться внутренними поверхностями направляющих втулок или быть открытыми относительно последних. Несмотря на эффективность использования такой конструкции клапанов, последние имеют серьезный недостаток, заключающийся в том, что при сжатии смеси в цилиндре объем камеры сжатия увеличивается за счет заполнения последней вертикально расположенных каналов, что в итоге снижает степень сжатия горючей смеси в момент ее сжатия в цилиндре.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является исключение заполнения горючей смесью вертикально расположенных каналов, выполненных в стержнях клапанов, не увеличивая тем самым объем камеры сжатия.

Постановленная цель достигается тем, что на торцевой поверхности головок клапанов выполнены углубления и в них подвижно расположены пластины, снабженные отверстиями, диаметрами, идентичными диаметрам вертикально расположенных каналов стержней, и пластины одним концом подпружинены относительно головок клапанов, а другим, имеющим криволинейную торцевую поверхность, контактируют с седлами клапанов, причем к торцевым поверхностям головок клапанов жестко присоединены круглой формы шайбы, снабженные центральными отверстиями, оси симметрии которых совпадают с подобными осями упомянутых вертикально расположенных каналов стержней.

На фиг.1 показан один из клапанов, разрез, на фиг.2 - его вид по стрелке А со снятой шайбой и на фиг.3 - по этой же стрелке вид шайбы.

Механизм газораспределения расположен в головке 1 блока цилиндров 2 и состоит из клапанов, имеющих стержень 3 и головку 4. В стержне 3 выполнен вертикально расположенный канал 5, а в головке 4 - углубление 6, в котором подвижно расположена пластина 7, подпружиненная пружиной 8 относительно головки 4. К головке 4 жестко присоединена круглой формы шайба 9 с отверстием 10. Пластина 7 снабжена отверстием 11. В стержне 3 расположены поперечные отверстия 12. В головке блока цилиндров 1 расположены полости выхлопного коллектора 13. В головке блока цилиндров 1 также запрессовано седло 14 клапана.

Работает механизм газораспределения следующим образом.

Считаем, что его клапан является выпускным и тогда показанное положение его соответствует, например, сжатию рабочей смеси. В этом случае (см. фиг.1) поршень (не показан) перемещается по стрелке А и достигает верхней мертвой точки. При этом рабочая смесь попасть в вертикально расположенный канал 5 не может, так как последний перекрыт пластиной 7. Следовательно, на объем камеры сжатия объем вертикально расположенного канала 5 не оказывает никакого влияния. После завершения рабочего хода поршня и преодоления им нижней мертвой точки поршень также движется по стрелке А, но в этот момент времени клапан перемещается вниз по стрелке В и достигает какого-то своего крайнего положения. При этом поперечные отверстия 12 стержня 3 клапана располагаются в полости выхлопного коллектора 13, а головка 4 клапана отходит от седла клапана 14 и тогда пластина 7, под действием усилия, создаваемого пружиной 8, выходит за пределы головки клапана 4, так как это показано на фиг.2. Такое перемещение пластины 7 приводит к тому, что ее отверстие 11 совпадает с вертикально расположенным клапаном 5 и тогда выхлопные газы, также в направлении стрелки А, через отверстие 10 круглой формы шайбы 9 проходят через последние и, истекая через поперечные отверстия 12, попадают в полость выхлопного коллектора 13. Как только процесс выхлопа заканчивается и поршень входит в режим всасывания, клапан закрывается, и его детали занимают такое положение, как это показано на фиг.1. Далее описанный процесс может повторяться неоднократно.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известным по патенту RU 2316655 очевидно, так как оно при использовании последнего позволяет сохранить объем камеры сжатия, образованный только поршнем и закрытой головкой клапана.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания включает в себя клапаны, состоящие из головок, стержни которых снабжены вертикально расположенными каналами, сопряженными с поперечными отверстиями. На торцевой поверхности головок клапанов выполнены углубления и в них подвижно расположены пластины, снабженные отверстиями, диаметрами идентичными диаметрам вертикально расположенных каналов стержней. Пластины одним концом подпружинены относительно головок клапанов, а другим, имеющим криволинейную торцевую поверхность, контактируют с седлами клапанов. К торцевым поверхностям головок клапанов жестко присоединены шайбы круглой формы, снабженные центральными отверстиями, оси симметрии которых совпадают с подобными осями упомянутых вертикально расположенных каналов стержней. Технический результат заключается в исключении заполнения горючей смесью вертикально расположенных каналов, выполненных в стержнях клапанов. 3 ил.

Механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания, включающий клапаны, состоящие из головок, стержни которых снабжены вертикально расположенными каналами, сопряженными с поперечными отверстиями, выполненными в последних, отличающийся тем, что на торцевой поверхности головок клапанов выполнены углубления, и в них подвижно расположены пластины, снабженные отверстиями диаметрами, идентичными диаметрам вертикально расположенных каналов стержней, и пластины одним концом подпружинены относительно головок клапанов, а другим, имеющим криволинейную торцевую поверхность, контактируют с седлами клапанов, причем к торцевым поверхностям головок клапанов жестко присоединены круглой формы шайбы, снабженные центральными отверстиями, оси симметрии которых совпадают с подобными осями упомянутых вертикально расположенных каналов стержней.