ПРИВОД РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2013 года по МПК F02B67/04 F01L1/12 

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к поршневым двигателям внутреннего сгорания.

Разнообразие областей применения поршневых двигателей внутреннего сгорания обуславливает и разнообразие конструкций приводов распределительных валов.

В качестве аналога можно представить привод с использованием зубчатого ремня. Такой привод дешевый, но не надежный, требует частого обслуживания. В качестве аналога можно представить и привод с использованием зубчатых передач. Такой привод надежный и долговечный, но дорогой.

Наиболее близким по технической сути или прототипом является привод распределительного вала двигателя двухрядной роликовой цепью [3, стр.42, рис.46]. Такой привод надежный, но требует частого обслуживания и дорогой.

Задачей изобретения является создание надежного и не дорогого в обслуживании привода. Указанный технический результат достигается тем, что для привода распределительного вала и вспомогательных механизмов двигателя используется механизм тройного шарнирного параллелограмма [2, стр.308, №604], который состоит только из вращательных пар. Следовательно, заявляемый привод надежный.

Сопоставимый анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый привод имеет простую, надежную и не требующую частого обслуживания конструкцию. Автору не известна подобная конструкция привода распределительного вала двигателя, где используется механизм тройного шарнирного параллелограмма. Следовательно, заявляемое решение соответствует критерию «новизна».

Сравнение заявляемого решения с прототипом позволило выявить в нем признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «Изобретательский уровень».

Сущность технического решения подтверждается чертежом (фиг.2), на котором представлена конструкция заявляемого привода, где головка блока цилиндров 10 с кривошипом 12 распределительного вала, блок цилиндров 11. В блоке цилиндров 11 ведущий кривошип 13 и промежуточный кривошип 14, который может быть использован для привода вспомогательных механизмов, таких как масляного или топливного насосов, распределителя зажигания. Промежуточных кривошипов и кривошипов распределительных валов, ведущих кривошипов может быть несколько в одном двигателе в зависимости от его конструкции. Три кривошипа, оси которых параллельны и не лежат на одной прямой, представляют базовую ячейку механизма тройного шарнирного параллелограмма. Добавление каждого следующего кривошипа это присоединение еще одного механизма тройного шарнирного параллелограмма, работающего синхронно с первым. Ведущий кривошип 13 должен вращаться со скоростью, требуемой распределительным валом двигателя, так как коэффициент передачи механизма тройного шарнирного параллелограмма равен 1. При ремонте двигателя с распределительным валом в головке блока положение распределительного вала с кривошипом 12 незначительно меняется, что можно компенсировать сменой калиброванных пластин между двумя частями треугольного звена 15 заявляемого механизма, можно сделать регулируемыми две стороны треугольного звена 15. Конструкция привода распределительного вала с механизмом тройного шарнирного параллелограмма обеспечивает работу двигателя, простая и надежная, не требует частого обслуживания в сравнении с прототипом.

Конструкцию привода распределительного вала с механизмом тройного шарнирного параллелограмма можно использовать для привода распределительных валов W-образного двигателя, V-образного двигателя и других классических схем компановки двигателей [1, стр.9-13].

Для понимания сущности технического решения предлагаемого автором приведу подробное описание механизма тройного шарнирного параллелограмма [2, стр.308, №604] и привода распределительного вала двигателя с ним. На фиг.1 представлен механизм тройного шарнирного параллелограмма с ведущим кривошипом 1, ведомым кривошипом 2, промежуточным 3. Оси кривошипов 1, 2, 3 параллельны и не лежат на одной прямой. Кривошипы 1, 2, 3 имеют равную длину и равные углы поворота, параллельны при любом угле поворота. Следовательно, сторона 4 равна расстоянию 5 между осями кривошипов 1, 2, сторона 6 равна расстоянию 7 между осями кривошипов 2, 3, сторона 8 равна расстоянию 9 между осями кривошипов 1, 3. Следовательно, отсутствует неопределенность в движении при любом угле поворота кривошипов. Следует отметить, что каждая точка тройного шарнирного параллелограмма и плоскости, связанной с ним, при работе совершает круговые движения с радиусом, равным длине кривошипа, и может использоваться для привода кривошипов, параллельных и равных по длине первым трем. Конструкция может иметь и более трех кривошипов и использоваться для привода вспомогательных механизмов двигателя. На фиг.2 представлена конструкция заявляемого привода, где головка блока цилиндров 10 с кривошипом 12 распределительного вала, блок цилиндров 11. В блоке цилиндров 11 ведущий кривошип 13 и промежуточный кривошип 14. Кривошипы 12, 13, 14 имеют равную длину и равные углы поворота, параллельны при любом угле поворота. Оси кривошипов 12, 13, 14 параллельны и не лежат на одной прямой, шатунные шейки кривошипов соединены треугольным звеном 15. Следовательно, отсутствует неопределенность в движении при любом угле поворота кривошипов. Ведущий кривошип 13 вращается со скоростью в два раза ниже, чем коленчатый вал двигателя. При ремонте двигателя с распределительным валом в головке блока положение распределительного вала с кривошипом 12 незначительно меняется, что можно компенсировать сменой калиброванных пластин между двумя частями треугольного звена 15 заявляемого механизма, можно сделать регулируемыми две стороны треугольного звена 15. Конструкция привода распределительного вала с механизмом тройного шарнирного параллелограмма обеспечивает работу двигателя, она простая и надежная, не требует частого обслуживания в сравнении с прототипом, но требует установки балансиров на каждом кривошипе. Конструкцию привода распределительного вала с механизмом тройного шарнирного параллелограмма можно использовать для привода распределительных валов W-образного двигателя, V-образного двигателя и других классических схем компановки двигателей [1, стр.9-13]. Следовательно, механизм тройного шарнирного параллелограмма для привода распределительного вала двигателя надежнее и дешевле, чем у прототипа, что сделает производство двигателя с ним экономически эффективным.

Источники информации

1. A.С.Орлин М.Г.Круглов и др. Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. - М.: Машиностроение, 1984. 382 с.

2. И.И.Артоболевский. Механизмы в современной технике, том 1. - М.: Наука, 1979. 496 с.

3. В.А.Вершигора и др. Автомобили ВАЗ. - M.: Транпорт, 1974. 368 с.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Для привода распределительного вала двигателя используется механизм тройного шарнирного параллелограмма, который состоит только из вращательных пар. Привод распределительного вала двигателя механизмом тройного шарнирного параллелограмма может применяться в рядном двигателе, а также в V- образной, W-образной схемах компоновки двигателей. Технический результат заключается в повышении надежности. 2 ил.

Привод вспомогательных механизмов двигателя, включая распределительный вал в головке блока, отличающийся тем, что для привода распределительного вала в головке блока двигателя применяется механизм тройного шарнирного параллелограмма.