ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ ДВС Российский патент 2013 года по МПК F01L1/16 F01L1/18 

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

Известен механизм газораспределения ДВС, используемый в конструкции карбюраторного двигателя, описанный и показанный на стр.42-43, рис.43 в книге Стеблева Н.М. Современный автомобиль. Издательство ДОСААФ М., 1995 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 и 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 в случае возможного отказа в механизме привода распределительного вала часть клапанов остается открытыми, и тогда последние, соударяясь с поршнями еще работающего двигателя, остаточно деформируются, что приводит к дорогостоящим ремонтам ДВС.

Известен также газораспределительный механизм ДВС, используемый на автомобилях ВА3-2105 (см. Демиховский С.Ф. и др. «Устройство и эксплуатация автомобилей «Жигули» и «Москвич»: Учеб. пособие для подготовки водителей транспортных средств категории «В» - Изд. 2-е, стереотипное. - М.: ДОСААФ, 1986 - 214 с.), показанный и описанный на стр.25-27, рис.13 и стр.45, рис.26. Такой газораспределительный механизм в целом аналогичен вышеописанному, и поэтому недостатки их подобны.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационной надежности газораспределительных механизмов ДВС.

Поставленная цель достигается тем, что рычаги привода клапанов выполнены из упругого материала, причем изгибная их жесткость выше суммарной линейной жесткости наружных и внутренних винтовых пружин сжатия управления клапанами.

На чертеже фиг.1 показан газораспределительный механизм ДВС, вид с торца.

Газораспределительный механизм ДВС состоит из распределительного вала 1 с кулачком 2, взаимодействующим с рычагом привода клапана 3 со шпилечной пружиной 4 и регулировочным болтом 5. Рычаг привода клапана 3 контактирует с опорной тарелкой 6 пружин 7 клапана 8, снабженного стержнем 9. Указанные детали размещены в головке блока цилиндров 10, жестко закрепленной на блоке цилиндров 11.

Работает газораспределительный механизм ДВС следующим образом. В рабочем режиме распределительный вал 1, вращаясь по стрелке А, с помощью привода, выполненного в виде зубчатого ремня от коленчатого вала ДВС (такой привод на чертеже не показан, но он изображен на рис.12 прототипа), периодически своим кулачком 2 входит в контакт с рычагом привода клапана 3, который воздействует на опорную тарелку 6 сжимая, пружину 7, что позволяет клапану 8 со стержнем 9 совершать возвратно-поступательные движения по стрелке В, обеспечивая тем самым (например, на чертеже показан выпускной клапан) очистку цилиндра ДВС от отработанных газов, движущихся по стрелке С. Однако в практике известно немало случаев, когда зубчатый ремень разрушается, и тогда часть клапанов газораспределительного механизма, оказываясь в открытом положении, контактирует с поршнями, которые наносят удары по клапану 8. В результате такого взаимодействия клапаны необратимо могут быть деформированы, и двигатель выходит из строя. Учитывая такой характер отказов, предложенное техническое решение позволяет использовать это за счет того, что рычаг привода клапана 3 выполнен из упругого материала, например, стали 65Г, что позволит ему упруго деформироваться от воздействия ударной нагрузки F, действующей по стрелке К. Следовательно, важной геометрической характеристикой части l рычага привода клапана 3 является ее жесткость EJ, показатель которой присутствует в формуле по определению прогиба консольной балки при ее изгибе, которая имеет вид: y=Fl³/EJ. При этом понятно, что рабочее усилие P, приложенное к клапану со стороны распределительного вала 1 значительно меньше численного значения усилия F, которое может создать поршень, и поэтому работоспособность газораспределительного механизма при действии на него усилия P будет обеспечена. В то же время в аварийной ситуации за счет соотношения F>P прогиб части рычага длиной l создаст условия по исключению поломок клапана 8.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известным очевидно за счет сохранения работоспособности газораспределительного устройства в отказе, связанном с разрушением ремня привода распределительного вала.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Газораспределительный механизм ДВС состоит из распределительного вала с кулачками, рычагов привода клапанов, и клапанов. Кулачки взаимосвязаны с опорными тарелками пружин клапанов при помощи рычагов привода клапанов. Рычаги привода клапанов выполнены из упругого материала. Изгибная жесткость рычагов выше суммарной линейной жесткости наружных и внутренних винтовых пружин. Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности газораспределительного механизма ДВС. 1 ил.

Газораспределительный механизм ДВС, включающий распределительный вал, кулачки которого взаимосвязаны с опорными тарелками пружин клапанов при помощи рычагов привода клапанами, отличающийся тем, что рычаги привода клапанов выполнены из упругого материала, причем изгибная их жесткость выше суммарной линейной жесткости наружных и внутренних винтовых пружин сжатия управления клапанами.