ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ ДВС Российский патент 2013 года по МПК F01L1/25 

Предполагаемое изобретение относится к области двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано в их конструкциях использующих различные виды жидкого топлива.

Известен газораспределительный механизм ДВС автомобиля «Москвич 2140» (см. книгу 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 ст.25-27 рис.13. Такой механизм газораспределения состоит из клапанов, которые приводятся в движение коромыслами, взаимодействующими с кулачками распределительного вала двигателя. Несмотря на свою эффективность использования, такой газораспределительный механизм обладает существенными недостатками: во-первых, он сложен но конструкции и во-вторых, имеет низкую надежность клапанов, в случае отказа цепной передачи, которые начинают взаимодействовать с поршнями за счет заклинивания распределительным валом коромысел. В этом случае происходит потеря устойчивости стержней клапанов и поэтому в дальнейшем двигателю требуется дорогостоящий ремонт.

Известен так же газораспределительный механизм двигателя ВА3-2108 (см. книгу Кругловой С.М. Устройство, техническое обслуживание и ремонт легковых автомобилей: Практ. Пособие, - М.: Высшая школа, 1987 - 336 с.) показанный и описанный на стр.46-47, рис.12. Такой газораспределительный механизм более прост по конструкции, за счет исключения коромысел, однако наличие зубчатого ремня привода распределительного вала и возможного его отказа в процессе эксплуатации недостаток, указанный в аналоге, присущ этому типу двигателей.

Поэтому целью предполагаемого изобретения является исключение остаточной деформации клапанов в случае выхода из строя зубчатого ремня привода распределительного вала.

Поставленная цель достигается тем, что во внутреннем пространстве толкателя, между его торцевой стенкой и торцом стержня клапана, размещен плунжер и между его торцом и упомянутой внутренней торцевой стенкой толкателя расположена под давлением жидкая смазка поступающая через гибкий трубопровод из системы смазки ДВС причем, сам трубопровод снабжен по крайней мере двумя перепускными обратными клапанами, один из которых препятствует току смазки из внутренней полости толкателя в сторону системы смазки ДВС, а другой обеспечивает такой ток в картер ДВС при перемещении плунжера в случае соударения поршня ДВС с клапаном газораспределительного механизма при отказе механизма привода распределительного вала.

На чертежах фиг.1 показан общий вид в разрезе одного из клапанов газораспределительного механизма ДВС, а на фиг.2 принципиальная схема подачи смазки в толкатель клапана.

Газораспределительный механизм ДВС состоит из стержня 1 и тарелки 2 клепана установленного, подвижно в направляющей втулке 3 запрессованной в головке 4, закрепленной на блоке цилиндров 5 ДВС. Стержень 1 клапана жестко закреплен на упорной шайбе 6, которая подпружинена пружиной сжатия 7, относительно головки 4 и взаимодействует с плунжером 8 размещенном в толкателе 9 снабженном регулировочной шайбой 10, контактирующей с кулачком 11, распределительного вала 12. В толкатель 9 поступает жидкая смазка 13 через гибкий трубопровод 14 присоединенный к трубопроводу 15 с перепускным обратными клапанами 16, который присоединен к системе смазки 17 ДВС. Трубопровод 15 также снабжен вторым перепускным обратным клапаном 18, трубопровод 19 которого примыкает к картеру ДВС.

Работает газораспределительный механизм ДВС следующим образом. В момент пуска ДВС смазка заполняет из картера всю его систему смазки (работа системы смазки ДВС широко известна практике и подробно списана как в аналоге, так и прототипе) и по стрелке A (см. фиг.2) по трубопроводу 17 поступает в перепускной обратный клапан 16, что позволяет смазке поступить в трубопровод 15 и по нему через гибкий трубопровод 14 в толкатель 9 расположившись в полости образованной толкателем 9 и плунжером 8 так, как это показано на фиг.1. Далее распределительный вал 12 получает, например, вращение по стрелке В, и тогда его кулачек 11 входит в контакт с регулировочной шайбой 10 и позволяет толкателю 9 переместиться по стрелке С, увлекая в этом же направлении как плунжер 8, так и стержень 1 клапана, сжимая при этом пружину сжатия 7. Такое движение клапана позволяет соединить полости головки 4 и блока цилиндров 5, обеспечив соответствующий режим двигателя, например, по выпуску отработанных газов по стрелке Е. Следует отметить, что движение плунжера 8 совместно с толкателем 9 происходит за счет того, что усилие создаваемое давлением смазки на стержень 1 клапана, больше, чем усилие создаваемое сжатием пружины сжатия 7, имеющей невысокую жесткость. Как только описанный процесс движения клапана по стрелке С прекратиться, кулачек 11 распределительного вала 12 переходит в такое положение, как это показано на фиг.1 и клапан под действием ранее сжатой пружины сжатия 7 переходит в исходное положение указанное на фиг.1. Подобный процесс перемещения клапана повторяется неоднократно за весь цикл работы двигателя. Предположим теперь, что возникла ситуация, когда привод распределительного вала 12 вышел из строя и тогда, например, клапан будет открыт при положении кулачка 11 повернутом на 180° относительно положения показанного на фиг.1. В этом случае поршень (на чертежах он не показан), с значительным динамическим усилением войдет в контакт с тарелкой 2 клапана и его стержень 1 с таким же усилием нагрузит плунжер 8, который под большим давлением, созданным системой смазки двигателя вытеснит смазку 13 по стрелке F и она через гибкий трубопровод 14 поступает в трубопровод 15 и начнет двигаться по этой же стрелке F в направлении перепускных обратных клапанов 16 и 18. По перепускной обратный клапан 16 в этом случае перекроет ток смазки 13, а вот перепускной обратный клапан 18 откроется и смазка через трубопровод 19 начнет поступать в картер двигателя (картер двигателя па чертежах не показан) по стрелке F. Описанная работа элементной базы газораспределительного механизма ДВС как это видно позволяет исключить как поломку клапанов газораспределительного механизма, так и деталей шатунно-поршневой группы ДВС. После ремонта механизма привода газораспределительного механизма, описанные процессы и порядок их протекания, как в режиме работы ДВС, так и в аварийной ситуации могут повторяться неоднократно.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными, очевидно, так как оно позволяет исключить поломку деталей двигателя в аварийных ситуациях, связанных с отказом механизма привода распределительного вала.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Газораспределительный механизм ДВС содержит распределительный вал с кулачками, взаимодействующими с регулировочными шайбами толкателей и расположенными в толкателях подпружиненными клапанами, состоящими из стержней и головок. Во внутреннем пространстве толкателя, между его торцевой стенкой и торцом стержня клапана, размещен плунжер, между его торцом и внутренней торцевой стенкой толкателя расположена под давлением жидкая смазка, поступающая через гибкий трубопровод из системы смазки ДВС. Трубопровод снабжен по крайней мере двумя перепускными обратными клапанами, один из которых препятствует току смазки из внутренней полости толкателя в сторону системы смазки ДВС, а другой обеспечивает такой ток в картер ДВС при перемещении плунжера в случае соударения поршня ДВС с клапаном газораспределительного механизма при отказе механизма привода распределительного вала. Технический результат заключается в исключении остаточной деформации клапанов в случае выхода из строя зубчатого ремня привода распределительного вала. 2 ил.

Газораспределительный механизм ДВС, включающий распределительный вал с кулачками, взаимодействующими с регулировочными шайбами толкателей и расположенными в них подпружиненными пружинами сжатия клапанами, состоящими из стержней и головок, отличающийся тем, что во внутреннем пространстве толкателя, между его торцевой стенкой и торцом стержня клапана, размещен плунжер, между его торцом и упомянутой внутренней торцевой стенкой толкателя, расположена под давлением жидкая смазка, поступающая через гибкий трубопровод из системы смазки ДВС, причем сам трубопровод снабжен по крайней мере двумя перепускными обратными клапанами, один из которых препятствует току смазки из внутренней полости толкателя в сторону системы смазки ДВС, а другой обеспечивает такой ток в картер ДВС при перемещении плунжера в случае соударения поршня ДВС с клапаном газораспределительного механизма при отказе механизма привода распределительного вала.