МОДУЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ДЛЯ ОДНОГО КЛАПАНА ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2015 года по МПК F01L1/47 F02F1/24 

Изобретение касается модуля управления по меньшей мере для одного клапана газораспределения двигателя внутреннего сгорания с крышкой головки цилиндров и по меньшей мере одним распределительным валом, который, как собранный распределительный вал, имеет ведущий вал, в частности, шлицевый вал, и по меньшей мере один подвижный вдоль оси кулачок, причем крышка головки цилиндров для установки распределительного вала имеет по меньшей мере одну составную опору, которая имеет базовую часть опоры и крышку опоры, которые создают, соответственно, отверстие опоры с расположенной радиально внутри поверхностью опоры согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения. Далее, изобретение касается способа сборки модуля управления по меньшей мере для одного клапана газораспределения двигателя внутреннего сгорания согласно ограничительной части п.8 формулы изобретения.

Из DE 19807675 A1 известна головка цилиндров двигателя внутреннего сгорания по меньшей мере с одним распределительным валом. Для опоры распределительного вала, по возможности, с малыми потерями на трение, непосредственно соседняя с приводным колесом распределительного вала опора в области внешней перегородки выполнена в виде подшипника качения, к примеру, шарикоподшипника, а другие опоры выполнены в виде подшипников скольжения. Опционально, опора, которая дальше всего находится от приводного колеса, также выполнена в виде подшипника качения, к примеру, шарикоподшипника.

Из DE 10331089 A1 известна крышка головки цилиндров двигателя внутреннего сгорания с по меньшей мере одним распределительным валом, причем распределительный вал проходит по меньшей мере через одну неразъемную опору вдоль ряда опор распределительного вала в крышке головки цилиндров. Опоры имеют, соответственно, отверстие, которое полностью охватывает распределительный вал. Опоры являются неразъемными, причем опора может иметь подшипник качения, к примеру, шарикоподшипник для опоры распределительного вала. Для монтажа распределительный вал охлаждают ниже температуры крышки головки цилиндров и проводят через отверстия опор, а также через заранее подготовленные кулачки. Монтажник заботится о правильной ориентации кулачков, в частности, об их правильном дистанцировании и предназначенном угловом положении. Кулачки расположены между неразъемными опорами.

Задачей, лежащей в основе изобретения, является улучшение модуля управления и способ вышеназванного вида в том отношении, что достигают возможности простого и экономически целесообразного монтажа и возможности вариации подъема кулачка.

Эта задача решается в соответствии с изобретением модулем управления вышеназванного вида признаками п.1 формулы изобретения и способом вышеназванного вида с указанными в п.8 этапами способа. Предпочтительные варианты выполнения изобретения описаны в последующих пунктах формулы изобретения.

Для этого в модуле управления вышеназванного вида в соответствии с изобретением предусмотрено, чтобы по меньшей мере один кулачок имел опорный элемент, который расположен в опоре радиально между распределительным валом и опорной поверхностью.

У этого есть то преимущество, что установка кулачков и распределительного вала на опоры является независимой, и одновременно из-за разъемности опор (постелей опоры) независимо от корпуса крышки головки цилиндров этот корпус не должен быть выполнен разъемным, так, что возможно простое уплотнение крышки головки цилиндров.

Особенно простое изготовление и монтаж получаются вследствие того, что по меньшей мере один опорный элемент и один кулачок выполнены друг с другом как единое целое.

Для дополнительной опоры распределительного вала, или шлицевого вала, крышка головки цилиндров имеет по меньшей мере одну неразъемную опору.

Уменьшения сил трения внутри неразъемной опоры распределительного или шлицевого вала достигают вследствие того, что по меньшей мере в одной неразъемной опоре расположен подшипник качения, в частности, шарикоподшипник.

Особенно надежного и безопасного в функционировании модуля управления достигают вследствие того, что распределительный вал имеет шлицевый ведущий вал, причем он установлен в неразъемной опоре.

Систему переключения клапанов получают таким образом, что по меньшей мере один кулачок выполнен и расположен таким образом, что он является подвижным по оси распределительного или шлицевого вала.

Простого монтажа достигают таким образом, что базовую часть опоры выполняют заодно с крышкой головки цилиндров.

Далее, в способе вышеназванного вида в соответствии с изобретением предусмотрены следующие этапы,

(a) вложение всех кулачков с опорными элементами в соответствующую разъемную опору;

(b) вдвигание распределительного или шлицевого вала через опорные элементы.

У этого есть то преимущество, что простым и экономически целесообразным способом переключаемый привод клапанов монтируется в крышке головки цилиндра, которая имеет как разъемные опоры, так и неразъемные опоры.

Правильный по размещению монтаж кулачков достигают вследствие того, что во время или после этапа (a) ориентируют кулачки.

Для механического удерживания кулачков в разъемных опорах, а также для укомплектования опорных мест в опорах по меньшей мере одну крышку опоры укрепляют на соответствующей базовой части опоры перед или после этапа (b).

Установку распределительного вала с малыми потерями на трение по меньшей мере в одну неразъемную опору производят таким образом, что перед этапом (a) по меньшей мере один подшипник качения, в частности, шарикоподшипник, запрессовывают на по меньшей мере один распределительный вал в том месте, которое после этапа (b) расположено в области неразъемной опоры.

Простого монтажа изготовленного распределительного вала по меньшей мере с одним подвижным по оси распределительного вала кулачком достигают таким образом, что после этапа (a) и перед этапом (b) монтируется механизм приведения в действие кулачка, подвижного по оси распределительного вала.

Фиксированного удержания кулачков для аксиального смещения по распределительному валу достигают за счет того, что на этапе (a) каждый кулачок вкладывают в соответствующую базовую часть опоры.

Особенной формы этого изготовленного распределительного вала достигают тем, что после этапа (b) по меньшей мере один кулачок будет соединен с распределительным без возможности проворота валом, в частности, закреплен штифтом.

Изобретение разъясняется далее посредством чертежей.

Фиг. 1 - примерное конструктивное исполнение в соответствии с изобретением модуля управления в перспективном виде.

Фиг. 2 - вид разреза модуля управления согласно фиг. 1 по плоскости, проходящей через один распределительный вал.

Представленный на фиг. 1 и 2 предпочтительный вариант выполнения в соответствии с изобретением модуля управления охватывает крышку головки цилиндров 10 с разъемными опорами 12 (постелями) и два распределительных вала 14, которые имеют, соответственно, первые и вторые кулачки 16, 17. Далее, крышка головки цилиндров 10 имеет для каждого из распределительных валов 14 с двух сторон, соответственно, неразъемную опору 18, причем в одной из двух опор 18 для распределительного вала 14 расположен подшипник качения 20, в частности, шарикоподшипник. Подшипник качения 20 одновременно обеспечивает фиксацию распределительного или шлицевого вала 14 от осевого смещения.

Первые кулачки 16 без возможности проворота и смещения по оси жестко расположены на распределительном вале 14. Вторые кулачки 17 без возможности проворота связаны с распределительным валом 14, однако дополнительно подвижны на определенное расстояние по оси относительно распределительного вала, как показано двойными стрелками 24, так что могут устанавливаться, по желанию, различные контуры кулачка для приведения в действие соответствующего клапана газораспределения (не представлено). Таким образом, имеется в распоряжении механизм переключения клапанов. Соответствующие переключающие устройства 22 для аксиального смещения вторых кулачков 17 расположены на крышке головки цилиндров 10.

Каждый кулачок 16, 17 выполнен заодно с установочным элементом 26, и кулачки 16, 17 расположены в разъемных опорах 12, так что кулачки 16, 17, или их соответствующие опорные элементы 26 расположены, соответственно, между соответствующей опорой 12 и распределительным валом 14. Опоры 12 включают, соответственно, базовую часть 28 опоры, которая выполнена заодно с крышкой головки цилиндров 10, и крышку 30 опоры (фиг. 2). В представлении фиг. 1 крышки опор еще не установлены на соответствующие базовые части 28 опор, так, что из разъемных опор 12 можно видеть только базовые части 28 опор. Соответственно одна базовая часть 28 опоры и крышка 30 опоры образовывают отверстие опоры, через которое проходит распределительный вал и которое образует обращенную к распределительному валу 14 опорную поверхность 32 (фиг. 2). Кулачки 16, 17 или их опорные элементы 26 расположены в соответствующей опоре 12 между распределительным валом 14 и опорной поверхностью 32.

В связи с разъемными опорами 12, корпус крышки головки цилиндров 10 может быть выполнен неразъемным. Таким образом, крышку головки цилиндров 10 проще уплотнять, чем крышку головки цилиндров 10 с разъемным корпусом, причем части корпуса включают обе комплементарные части (база и крышка) разъемной опоры.

Для монтажа в соответствии с изобретением модуля управления действуют, примерно, как указано ниже:

Сначала кулачки 16, 17 так вкладывают в базовые части 28 опор разъемных опор 12, что опорные элементы 26 кулачков 16, 17 прилегают к опорной поверхности 32, образованной соответствующей базовой частью 28 опоры. Затем кулачки 16, 17 правильно ориентируют по положению. На еще не смонтированные распределительные или шлицевые валы 14 запрессовывают, соответственно, подшипник качения, к примеру, шарикоподшипник, в частности, радиальный шарикоподшипник, на то место, которое после монтажа распределительного вала 14 лежит в соответствующей области опор крышки головки цилиндров 10, в области неразъемной опоры 18. Предварительно монтируют управляющие устройства для аксиально подвижных вторых кулачков 17. Эти управляющие устройства включают, к примеру, пружины и шарики, которые при вдвижении распределительного вала 14 утапливаются. В заключение распределительный вал 14 вдвигают по оси через неразъемные опоры 18 и кулачки 16, 17 в опорах 12. Распределительный вал 14, тем самым, концами в неразъемных опорах 18 - непосредственно, а в разъемных опорах 12 - косвенно, установлен в кулачках 16, 17. Подшипник качения 20 запрессовывают в неразъемную опору 18. Далее, происходит монтаж первого наконечника 34 с кулачком насоса, а также монтаж второго наконечника 36 с приводом водяного насоса. Наконец, первые кулачки 16 механически жестко соединяют с распределительным валом 14, к примеру, посредством закрепления штифтом, так что эти первые кулачка 16 соединены без возможности проворота и фиксированно по оси с распределительным валом 14. В заключение запрессовывают сальник со стороны подшипника качения 20, а на противоположном конце распределительного вала 14 монтируют крышку 38.

В целом, от изобретения получают еще следующие преимущества:

- Головка цилиндров двигателя с обычным распределительным валом и двигателя с переменным приводом клапанов идентичны. Все объемы, которые изменяются между вариантами двигателей, размещены в пределах крышки головки цилиндров. Таким образом, может предусматриваться верхний модуль с обычным распределительным валом и верхний модуль с переключаемым приводом клапанов, который реализует выключение клапанов двух цилиндров, для, в остальном, конструктивно неизменного двигателя. Оба варианта реализуемы без изменения базового двигателя. При известных до сих пор конструкциях для этого необходимы две различные головки цилиндров.

Кулачки вкладываются в разъемные опоры в пределах крышки головки цилиндров, и шлицевый ведущий вал вставляется затем в крышку головки цилиндров. Таким образом, первая и последняя опоры распределительного вала неразъемные. Это сокращает трение в этих опорах и позволяет уплотнить наружу крышку головки цилиндров. Нет необходимости разделять крышку головки цилиндров на высоте распределительных валов полностью, чтобы устанавливать ранее смонтированный распределительный вал. Таким образом, нет необходимости также в уплотнении проходящей снаружи щели. Все монтажные щели опор лежат внутри кожуха, и не должны, таким образом, маслонепроницаемо уплотняться.

В качестве осевого упорного подшипника применяется шарикоподшипник. Если эти шарикоподшипники запрессовывают аксиально в закрытую опору и, таким образом, фиксируют, это прессуется приблизительно с круговой симметрией. Если вкладывают шарикоподшипник в разъемную опору и устанавливают крышку опоры, его сдавливают до овальной формы. Однако альтернативно, возможно предусматривать обычный подшипник скольжения, который опять-таки имеет неразъемную рабочую поверхность и, тем самым, имеет преимущества в отношении трения.

Список ссылочных позиций

10 Крышка головки цилиндров

12 Разъемная опора (постель)

14 Распределительный вал

16 Первый кулачок, жестко закрепленный

17 Второй кулачок, подвижный вдоль оси

18 Неразъемная опора

20 Шарикоподшипник

22 Управляющее устройство

24 Двойная стрелка

26 Опорный элемент

28 Базовая часть опоры

30 Крышка опоры

32 Опорная поверхность

34 Первый наконечник с кулачком насоса

36 Второй наконечник с приводом водяного насоса

38 Крышка

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Модуль управления по меньшей мере для одного клапана газораспределения двигателя внутреннего сгорания содержит крышку (10) головки цилиндров и по меньшей мере один распределительный вал (14), в частности, шлицевой вал с по меньшей мере одним расположенным на распределительном вале (14) кулачком (16, 17). Крышка (10) головки цилиндров имеет для установки распределительного вала (14) по меньшей мере одну разъемную опору (12), которая имеет базовую часть (28) опоры и крышку (30) опоры, которые образуют, соответственно, отверстие опоры с расположенной радиально внутри опорной поверхностью (32). По меньшей мере один кулачок (16, 17) имеет опорный элемент (26), который расположен в опоре (12) радиально между распределительным валом (14) и опорной поверхностью (32). Раскрыт способ сборки модуля управления. Технический результат заключается в упрощении монтажа модуля и в возможности изменения подъема кулачка. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Модуль управления по меньшей мере для одного клапана газораспределения двигателя внутреннего сгорания с крышкой (10) головки цилиндров и по меньшей мере одним распределительным валом (14), в частности, шлицевым валом по меньшей мере с одним расположенным на распределительном вале (14) кулачком (16, 17), причем крышка (10) головки цилиндров имеет для установки распределительного вала (14) по меньшей мере одну разъемную опору (12), которая имеет базовую часть (28) опоры и крышку (30) опоры, которые образуют, соответственно, отверстие опоры с расположенной радиально внутри опорной поверхностью (32), отличающийся тем, что по меньшей мере один кулачок (16, 17) имеет опорный элемент (26), который расположен в опоре (12) радиально между распределительным валом (14) и опорной поверхностью (32).

2. Модуль управления по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один опорный элемент (26) и кулачок (16, 17) выполнены как единое целое.

3. Модуль управления по п.1, отличающийся тем, что крышка (10) головки цилиндров имеет по меньшей мере одну неразъемную опору (18).

4. Модуль управления по п.3, отличающийся тем, что по меньшей мере в одной неразъемной опоре (18) расположен подшипник качения (20), в частности, шарикоподшипник.

5. Модуль управления по п.2, отличающийся тем, что распределительный вал (14) имеет шлицевый ведущий вал, причем он установлен в неразъемную опору (18).

6. Модуль управления по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один кулачок (17) выполнен и расположен с возможностью аксиального перемещения по распределительному валу (14).

7. Модуль управления по п.1, отличающийся тем, что базовая часть (28) опоры выполнена как единое целое с крышкой (10) головки цилиндров.

8. Способ сборки модуля управления по меньшей мере для одного клапана газораспределения двигателя внутреннего сгорания, причем модуль управления выполнен по меньшей мере по одному из предыдущих пунктов и имеет по меньшей мере одну неразъемную опору, отличающийся следующими этапами:
(a) вкладывание по меньшей мере одного или всех кулачков с опорными элементами в соответствующую разъемную опору;
(b) вдвигание распределительного вала через опорные элементы.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что во время или после этапа (a) кулачки ориентируют.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что перед или после этапа (b) по меньшей мере одну крышку опоры закрепляют на соответствующей базовой части опоры.

11. Способ по п.8, отличающийся тем, что перед этапом (a) по меньшей мере один подшипник качения, в частности, шарикоподшипник, запрессовывают по меньшей мере на один распределительный вал в месте, которое расположено после этапа (b) в области неразъемной опоры.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что после этапа (b)
подшипник качения фиксируют в неразъемной опоре, в частности, запрессовывают в неразъемную опору.

13. Способ по п.8, отличающийся тем, что после этапа (a) и перед этапом (b) монтируют механизм управления для аксиально перемещаемого по распределительному валу кулачка.

14. Способ по п.8, отличающийся тем, что на этапе (a) каждый кулачок вкладывают в соответствующую базовую часть опоры.

15. Способ по меньшей мере по одному из пп. 8-14, отличающийся тем, что после этапа (b) по меньшей мере один кулачок закрепляют на распределительным вале без возможности проворачивания, в частности, закрепляют штифтом.