ТОЛКАТЕЛЬ КЛАПАНА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2014 года по МПК F01L1/245 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к клапанным механизмам двигателей внутреннего сгорания.

Известен клапанный механизм двигателя внутреннего сгорания [1], состоящий из клапана и деталей привода клапана, в котором клапан устанавливается с большим зазором между торцовой поверхностью стержня клапана и кулачком. Зазор служит для компенсации теплового удлинения стержня клапана при работе двигателя. Недостатком данной конструкции служит наличие зазора, приводящее в процессе прогрева холодного двигателя после пуска к нарушению фаз газораспределения, шуму, ударным нагрузкам в механизме и увеличению токсичности отработавших газов.

Известны устройства для компенсации зазоров в клапанном механизме двигателя внутреннего сгорания [2, 3, 4], в которых используется гидравлический толкатель. Недостатком такого технического решения является сложность устройства гидравлического толкателя, состоящего из большого числа деталей и заполненного маслом.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является толкатель клапана двигателя внутреннего сгорания [5], содержащий корпус, выполненный в виде стакана с цилиндрической направляющей поверхностью, износостойкую наплавку, расположенную в основании толкателя, и колпачок, внутренняя поверхность которого взаимодействует с элементами привода клапана.

Недостатком этого технического решения является невозможность компенсации зазора в клапанном механизме.

Цель изобретения - компенсация зазора в клапанном механизме двигателя внутреннего сгорания.

Поставленная цель достигается установкой в корпусе толкателя втулки, выполненной из материала, обладающего эффектом памяти формы.

Новым в устройстве толкателя является установка в корпусе толкателя втулки, выполненной из материала, обладающего эффектом памяти формы, обеспечивающей компенсацию зазора в клапанном механизме двигателя внутреннего сгорания.

На фиг.1 представлен толкатель клапана в период пуска и прогрева холодного двигателя; на фиг.2 представлен толкатель клапана при работе двигателя; на фиг.3 представлена конструкция втулки, выполненной из материала, обладающего эффектом памяти формы (вид А фиг.1).

Толкатель клапана двигателя внутреннего сгорания состоит из корпуса 1 с цилиндрической направляющей поверхностью, износостойкой наплавки 2, расположенной в основании корпуса толкателя, колпачка 3, расположенного внутри корпуса 1 и имеющего возможность перемещения относительно корпуса 1, и втулки 4, выполненной из материала, обладающего эффектом памяти формы. Втулка 4 установлена между износостойкой наплавкой и колпачком. В своей нижней части втулка 4 выполняется разрезной, состоящей, например, из четырех лепестков 5. При мартенситном превращении лепестки 5 изгибаются, изменяя высоту втулки 4.

При пуске и прогреве холодного двигателя втулка 4, выполненная из материала, обладающего эффектом памяти формы, обеспечивает прилегание торцовой поверхности стержня клапана к кулачку без зазора. При работе двигателя клапан и толкатель нагреваются, длина стержня клапана увеличивается, а высота втулки 4, выполненной из материала, обладающего эффектом памяти формы, уменьшается и обеспечивает прилегание торцовой поверхности стержня клапана к кулачку без зазора.

Толкатель клапана двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом. При пуске и прогреве холодного двигателя, фиг.1, втулка 4 имеет высоту, обеспечивающую прилегание торцовой поверхности стержня клапана к кулачку без зазора. После прогрева двигателя в материале втулки 4 происходит мартенситное превращение [6], лепестки 5 изгибаются и втулка 4 изменяет свою высоту, занимая рабочее положение, показанное на фиг.2. Высота втулки 4 уменьшается, а длина стержня клапана увеличивается, что обеспечивает на горячем двигателе прилегание торцовой поверхности стержня клапана к кулачку без зазора.

При остановке и остывании двигателя материал втулки 4 охлаждается и в нем происходит обратное мартенситное превращение [6], в результате которого втулка 4 принимает исходную высоту.

Если пуск производится на горячем двигателе, материал втулки 4 толкателя имеет температуру, равную температуре стержня клапана, втулка 4 имеет высоту, соответствующую рабочему положению, обеспечивая на горячем двигателе прилегание торцовой поверхности стержня клапана к кулачку без зазора.

Использование предлагаемого технического решения обеспечивает компенсацию зазора в клапанном механизме двигателя внутреннего сгорания.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Двигатели внутреннего сгорания: Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. Учебник для студентов втузов, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего сгорания» / Д.Н. Вырубов, С.И. Ефимов, Н.А. Иващенко и др.; Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. - 4-е изд. - М.: Машиностроение, 1984. - 384 с.

2. Патент РФ №2147070 C1 опубл. 27.03.2000 «Гидравлический толкатель газораспределительного клапана двигателя внутреннего сгорания».

3. Патент РФ №2234611 C2 опубл. 20.08.2004 «Гидравлический толкатель».

4. Патент РФ №2153587 C1 опубл. 27.07.2000 «Гидравлическое устройство для компенсации зазоров в клапанном механизме двигателя внутреннего сгорания».

5. Патент РФ №2179249 C2 опубл. 10.02.2002 «Толкатель клапана двигателя внутреннего сгорания и способ его изготовления».

6. Применение эффекта памяти формы в современном машиностроении. / А.С. Тихонов, А.П. Герасимов, И.И. Прохорова - М.: Машиностроение, 1981, - 80 с.

Изобретение может быть использовано в клапанных механизмах двигателей внутреннего сгорания. Толкатель клапана двигателя внутреннего сгорания состоит из корпуса (1) с цилиндрической направляющей поверхностью, износостойкой наплавки (2), расположенной в основании корпуса (1), и колпачка (3), находящегося внутри корпуса (1) и имеющего возможность перемещения относительно корпуса (1). Между износостойкой наплавкой (2) и колпачком (3) установлена втулка (4). Втулка (4) выполнена из материала, обладающего эффектом памяти формы. Технический результат заключается в компенсации зазора в клапанном механизме двигателя внутреннего сгорания. 3 ил.

Толкатель клапана двигателя внутреннего сгорания, состоящий из корпуса с цилиндрической направляющей поверхностью, износостойкой наплавки, расположенной в основании корпуса, колпачка, находящегося внутри корпуса и имеющего возможность перемещения относительно корпуса, отличающийся тем, что между износостойкой наплавкой и колпачком установлена втулка, выполненная из материала, обладающего эффектом памяти формы.