УСТРОЙСТВО ПРИВОДА КЛАПАНА ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2014 года по МПК F01L1/04 F01L1/38 F02D13/02 F02B69/06 

Техническое решение относится к двигателям внутреннего сгорания. Оно касается привода подъемного клапана газораспределительного механизма поршневого двигателя.

Известны различные приводы впускных и выпускных клапанов двигателей внутреннего сгорания, представленные, например, в патентах №№2136901, 2173393, 2328605, 2330164, выданных в Российской Федерации. Однако при этих приводах невозможно изменять частоту открытия и закрытия клапанов.

Задача - создание особого привода клапана двигателя внутреннего сгорания, при котором можно принудительно изменять частоту открытия и закрытия клапана при необходимости перевода двигателя с четырехтактного цикла работы на двухтактный цикл в некоторых его цилиндрах.

Решение задачи создания привода клапана двигателя внутреннего сгорания, при котором можно принудительно изменять частоту открытия и закрытия клапана, обеспечено тем, что устройство привода клапана двигателя, содержащее кулачковый вал, снабжено валом с эксцентриком, на котором установлено коромысло, одно из плеч коромысла расположено напротив кулачка упомянутого кулачкового вала, а другое плечо расположено напротив плеча двуплечего рычага, другое плечо которого расположено напротив толкателя клапана. При наличии в приводе клапана упомянутого кулачкового вала и вала с эксцентриком, несущего коромысло, контактирующее одним плечом с кулачком, а другим плечом контактирующее с плечом двуплечего рычага, другое плечо которого расположено напротив толкателя клапана, получаются две действующие поочередно кинематические цепи воздействия на клапан. Одна из этих кинематических цепей, в которой расположен кулачок упомянутого кулачкового вала, является основной, обеспечивающей постоянный привод клапана. Другая кинематическая цепь, в которой расположены коромысло, установленное на эксцентрике, и двуплечий рычаг, плечи которого расположены напротив коромысла и толкателя клапана, является дополнительной, позволяющей переводить двигатель с четырехтактного режима его работы на двухтактный режим в некоторых его цилиндрах для использования обычного двигателя в качестве комбинированного с продолженным расширением горячих газов при малых и средних его нагрузках для более полного использования их энергии.

Плечо упомянутого двуплечего рычага, расположенное напротив толкателя клапана, имеет две лапки, между которыми размещен упомянутый кулачок.

На фигуре 1 изображено устройство привода подъемного клапана газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания, вид сбоку.

На фигуре 2 показано положение этого устройства при закрытом клапане при работе двигателя по четырехтактному циклу.

На фигуре 3 показано положение этого устройства при открытом клапане при работе двигателя по четырехтактному циклу.

На фигуре 4 показано положение этого устройства при открытом клапане при работе двигателя по двухтактному циклу с приводом клапана от рычага.

На фигуре 5 показано положение этого устройства при открытом клапане при работе двигателя по двухтактному циклу с приводом клапана от кулачка.

Устройство привода подъемного клапана 1 двигателя внутреннего сгорания, представленное в укрупненном виде на фигуре 1, содержит кулачковый вал 2, имеющий постоянный привод от вала двигателя через понижающую зубчатую передачу, обеспечивающую вращение вала 2 в два раза медленнее вала двигателя. Кулачок 3 вала 2 расположен у торца толкателя 4 штока 5 клапана 1. Помимо непосредственного привода от кулачка 3 клапан 1 имеет дополнительный привод от этого кулачка. Дополнительный привод клапана 1 содержит поворотный вал 6 с эксцентриком 7, на котором установлено коромысло 8. Одно из плеч коромысла 8 расположено напротив кулачка 3 вала 2. Другое плечо коромысла 8, на котором установлен ролик 9, расположено у плеча фигурного двуплечего рычага 10 напротив выполненного на конце рычага гребня 11 с профилированной поверхностью. Рычаг 10 выполнен с лапками 12, образующими другое его плечо. Лапки 12 рычага 10 расположены напротив толкателя 4 клапана 1 по разные стороны кулачка 3. Рычаг 10 установлен на цилиндрической опоре 13, образуя с ней шарнирную связь.

Это комбинированное устройство привода клапана двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

При работе двигателя по четырехтактному циклу в его цилиндре клапан 1 имеет привод только непосредственно от кулачка 3 (фигура 2). Во время вращения кулачкового вала 2 кулачок 3 периодически нажимает на толкатель 4 клапана 1 (фигура 3), открывая клапан для впуска в цилиндр двигателя воздуха при использовании этого клапана в качестве впускного клапана либо для выпуска из цилиндра горячего газа при использовании этого клапана в качестве выпускного клапана.

Для работы двигателя по двухтактному циклу в его цилиндре поворачивают вал 6 с эксцентриком 7, на котором расположено коромысло 8. При повороте вала 6 происходит перемещение оси коромысла 8 в сторону кулачка 3, при котором находящийся на коромысле 8 ролик 9 вступает в контакт с гребнем 11 рычага 10. При взаимодействии ролика 9 коромысла 8 с гребнем 11 рычага 10 привод с его помощью клапана 1 происходит следующим образом. Когда кулачок 3 при вращении вала 2 перемещает контактирующее с ним плечо коромысла 8, другое плечо коромысла, нажимая роликом 9 на гребень 11 рычага 10, поворачивает этот рычаг, который своими лапками 12 действует на толкатель 4 клапана 1, открывая этот клапан (фигура 4). При отходе выступа кулачка 3 от плеча коромысла 8 рычаг 10 возвращается в исходное положение, и клапан 1 закрывается. Следующее открытие клапана 1 происходит при повороте кулачкового вала 3 на 180°, когда кулачок 3 нажимает на толкатель 4 клапана (фигура 5). Таким образом, при рабочем положении коромысла 8, при котором происходит взаимодействие его ролика 9 с гребнем 11 на рычаге 10, клапан 1 открывается дважды за один оборот кулачкового вала 2, то есть в два раза чаще чем при его приводе непосредственно от кулачка 3.

Перевод двигателя с четырехтактного режима его работы на двухтактный режим в некоторых его цилиндрах позволяет использовать обычный двигатель в качестве комбинированного с продолженным расширением горячих газов при малых и средних его нагрузках для более полного использования их энергии.

Изобретение может быть использовано в клапанах газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания. Устройство привода клапана двигателя содержит кулачковый вал (2) с кулачком (3) и вал (6) с эксцентриком (7). На эксцентрике (7) установлено коромысло (8). Одно из плеч коромысла (8) расположено напротив кулачка (3) кулачкового вала (2). Другое плечо коромысла (8) расположено напротив одного плеча двуплечего рычага (10). Другое плечо двуплечего рычага (10) расположено напротив толкателя (4) клапана (1). Технический результат заключается в возможности перевода двигателя с четырехтактного режима работы на двухтактный режим работы. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство привода клапана двигателя, содержащее кулачковый вал, отличающееся тем, что оно снабжено валом с эксцентриком, на котором установлено коромысло, одно из плеч коромысла расположено напротив кулачка упомянутого кулачкового вала, а другое плечо расположено напротив плеча двуплечего рычага, другое плечо которого расположено напротив толкателя клапана.

2. Устройство привода клапана по п.1, отличающееся тем, что плечо упомянутого двуплечего рычага, расположенное напротив толкателя клапана, имеет две лапки, между которыми расположен упомянутый кулачок.