СПОСОБ АМОРТИЗАЦИИ УДАРНЫХ НАГРУЗОК НА ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ СИСТЕМОЙ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА Российский патент 2015 года по МПК F01L9/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ближайший прототип заявленного изобретения - патент 2529267 «Способ амортизации ударных нагрузок газораспределительного клапана с электропневматическим приводом двигателя внутреннего сгорания».

Реферат патента 2529267. «Изобретение относится к области газораспределения в двигателях внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение ресурса. Сущность изобретения заключается в том, что при открытии или закрытии клапана в конце его движения система управления отслеживает текущее положение и скорость клапана и подает команду на перевод золотника таким образом, чтобы воздух из пневмоаккумулятора начал поступать в противоположную полость привода поршня газораспределительного клапана. При этом скорость движения клапана уменьшается до величины, обеспечивающей безударный контакт. После этого система управления возвращает золотник переключения потока воздуха из пневмоаккумулятора в первоначально задаваемое открытое или закрытое положение».

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

При действии газораспределительного клапана двигателя внутреннего сгорания (ДВС) при его посадке на седло и его открытии могут наблюдаться ударные нагрузки, что снижает ресурс, надежность газораспределительной системы и повышает шумность двигателя. Цель заявленного изобретения состоит в том, чтобы не допустить ударных нагрузок на клапан.

СУЩНОСТЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сущность заявленного изобретения поясняется на примере описания принципа действия системы гидравлического привода газораспределительного клапана.

При пуске ДВС (см. чертеж) поршень ДВС 1 (далее поршень 1) на такте сжатия сжимает воздух или топливную смесь в камере сгорания ДВС 2 (далее камера сгорания), давит на левую поверхность поршня привода насоса 3, в результате чего он движется вправо (по чертежу). Находящаяся в правой полости поршня насоса 4 жидкость через обратный клапан 5 поступает в гидроаккумулятор 6. Зарядка гидроаккумулятора 6 жидкостью происходит при первом пуске ДВС за один или несколько циклов сжатия рабочего тела в камере сгорания 2, а подзарядка - на рабочих тактах. Когда давление жидкости в гидроаккумуляторе 6 достигнет значения, обеспечивающего оптимальное функционирование привода газораспределительного клапана 7, жидкость из гидроаккумулятора 6 поступает в нижнюю полость поршня стопора 8 по трубопроводу 9. Поршень стопора 8 и соединенный с ним стопор 10 занимают верхнее положение, Стопор 10 входит в выточку поршня насоса 4 и блокирует его движение, поступление жидкости в гидроаккумулятор 6 прекращается. Для открытия газораспределительного клапана 7 система управления отслеживает текущее положение поршня 1 и в момент времени, когда требуется его открыть, устанавливает золотник 11 в положение, как показано на чертеже. Жидкость из гидроаккумулятора 6 по каналам 12 и 13 поступает в верхнюю полость поршня привода газораспределительного клапана 14, соединенного штоком 15 с газораспределительным клапаном 7. Под действием жидкости газораспределительный клапан 7 открывается и, если он впускной, позволяет воздуху из атмосферы по каналу 16 поступать в камеру сгорания 2, или, если он выпускной, вытекать из нее продуктам сгорания в атмосферу. Отработавшая жидкость из нижней полости поршня привода газораспределительного клапана 14 по каналам 17, 18 поступает в компенсационный бачок 19. Для закрытия газораспределительного клапана 7 система управления в момент времени, когда требуется его закрыть, устанавливает золотник 11 в верхнее, как показано на чертеже, положение. Жидкость из гидроаккумулятора 6 по каналам 12 и 17 поступает в нижнюю полость поршня привода газораспределительного клапана 14 и газораспределительный клапан 7 закрывается. Отработавшая жидкость из верхней полости поршня привода газораспределительного клапана 14 по каналам 13 и 20 поступает в компенсационный бачок 19. При понижении давления жидкости в гидроаккумуляторе 6 ниже величины, обеспечивающей оптимальное функционирование привода газораспределительного клапана 7, пружина стопора 21 переводит поршень стопора 8 и стопор 10 в нижнее положение. На одном из последующих тактах всасывания воздуха в камеру сгорания 2 пружина поршня насоса 22 переводит поршень привода насоса 3 и поршень насоса 4 в исходное, левое, для подзарядки гидроаккумулятора 6 положение. При этом жидкость из компенсационного бачка 19 через обратный клапан 23 подается в правую полость поршня насоса 4. Компрессор готов к очередному циклу подзарядки гидроаккумулятора 6. Проблемы предотвращения выноса жидкости штоком 15 и поршнем привода насоса 3 могут решаться различными способами. На схеме показаны сильфоны 24 и 25 исключающие утечку жидкости из системы гидропривода.

Для амортизации ударных нагрузок на газораспределительный клапан 7 при его движении из закрытого положения в открытое и наоборот, система управления отслеживает его текущее положение и скорость, определяет момент времени начала торможения и подает команду на перевод золотника 11 таким образом, чтобы рабочая жидкость из гидроаккумулятора 6 начала поступать в противоположную полость поршня привода газораспределительного клапана 7. В результате его скорость уменьшается, чем и обеспечивается безударный контакт. После этого система управления возвращает золотник 11 в предыдущее положение и рабочая жидкость из гидроаккумулятора 6 окончательно завершает установку газораспределительного клапана 7 в открытое или закрытое положение.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ амортизации ударных нагрузок на газораспределительный клапан двигателя внутреннего сгорания системой гидравлического привода газораспределительного клапана двигателя внутреннего сгорания, включающего систему управления приводом газораспределительного клапана, газораспределительный клапан, соединенный с поршнем привода газораспределительного клапана, золотник управления потоком жидкости, гидроаккумулятор, заряжаемый рабочей жидкостью, и поршень привода газораспределительного клапана, отличающийся тем, что при движении газораспределительного клапана из закрытого положения в открытое и наоборот система управления гидравлического привода газораспределительного клапана отслеживает текущее положение и скорость газораспределительного клапана, определяет момент времени начала торможения движения газораспределительного клапана, и золотником управления потоком жидкости меняет направление подачи рабочей жидкости из гидроаккумулятора в объем поршня привода газораспределительного клапана, обеспечивающее движение газораспределительного клапана в заданном направлении, на направление подачи рабочей жидкости из гидроаккумулятора в объем поршня привода газораспределительного клапана, обеспечивающее движение газораспределительного клапана в противоположном направлении, в результате чего скорость газораспределительного клапана уменьшается до величины, обеспечивающей безударный контакт при прибытии газораспределительного клапана в конечную точку движения, после чего система управления возвращает золотник управления потоком жидкости в предыдущее положение и рабочая жидкость из гидроаккумулятора окончательно завершает установку газораспределительного клапана в заданное положение.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Материалы и технология для реализации заявленного изобретения не выходят за рамки современных возможностей. При современном уровне развития систем автоматического управления создание системы управления для заявленного изобретения является вполне ординарной задачей.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Чертеж. Схема системы гидравлического привода газораспределительного клапана.

1 - поршень; 2 - камера сгорания; 3 - поршень привода насоса; 4 - поршень насоса; 5, 23 - обратный клапан; 6 - гидроаккумулятор; 7 - газораспределительный клапан; 8 - поршень стопора; 9, 12, 13, 16, 17, 18, 20 - каналы; 10 - стопор; 11 - золотник; 14 - поршень привода газораспределительного клапана; 15 - шток; 19 - компенсационный бачок; 21 - пружина стопора; 22 - пружина поршня насоса; 24, 25 - сильфон.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ амортизации ударных нагрузок предназначен для газораспределительного клапана двигателя внутреннего сгорания и осуществляется системой гидравлического привода газораспределительного клапана двигателя внутреннего сгорания, включающей систему управления приводом газораспределительного клапана, газораспределительный клапан (7), золотник (11) управления потоком жидкости, гидроаккумулятор (6), заряжаемый рабочей жидкостью, и поршень (14) привода газораспределительного клапана. При движении газораспределительного клапана (7) из закрытого положения в открытое и наоборот система управления гидравлического привода газораспределительного клапана (7) отслеживает текущее положение и скорость газораспределительного клапана (7), определяет момент времени начала торможения движения газораспределительного клапана (7) и золотником (11) управления потоком жидкости осуществляет подачу рабочей жидкости из гидроаккумулятора (6) в объем поршня (14) привода газораспределительного клапана, обеспечивая движение газораспределительного клапана (7) в заданном направлении. Далее система золотником (11) меняет направление подачи рабочей жидкости из гидроаккумулятора (6) в объем поршня (14) привода газораспределительного клапана, обеспечивая движение газораспределительного клапана в противоположном направлении, в результате чего скорость газораспределительного клапана (7) уменьшается до величины, обеспечивающей безударный контакт при прибытии газораспределительного клапана (7) в конечную точку движения. После чего система управления возвращает золотник (11) управления потоком жидкости в предыдущее положение и рабочая жидкость из гидроаккумулятора (6) окончательно завершает установку газораспределительного клапана (7) в заданное положение. Технический результат заключается в снижении ударных нагрузок на клапан. 1 ил.

Способ амортизации ударных нагрузок на газораспределительный клапан двигателя внутреннего сгорания системой гидравлического привода газораспределительного клапана двигателя внутреннего сгорания, включающего систему управления приводом газораспределительного клапана, газораспределительный клапан, соединенный с поршнем привода газораспределительного клапана, золотник управления потоком жидкости, гидроаккумулятор, заряжаемый рабочей жидкостью, и поршень привода газораспределительного клапана, отличающийся тем, что при движении газораспределительного клапана из закрытого положения в открытое и наоборот система управления гидравлического привода газораспределительного клапана отслеживает текущее положение и скорость газораспределительного клапана, определяет момент времени начала торможения движения газораспределительного клапана и золотником управления потоком жидкости меняет направление подачи рабочей жидкости из гидроаккумулятора в объем поршня привода газораспределительного клапана, обеспечивающее движение газораспределительного клапана в заданном направлении, на направление подачи рабочей жидкости из гидроаккумулятора в объем поршня привода газораспределительного клапана, обеспечивающее движение газораспределительного клапана в противоположном направлении, в результате чего скорость газораспределительного клапана уменьшается до величины, обеспечивающей безударный контакт при прибытии газораспределительного клапана в конечную точку движения, после чего система управления возвращает золотник управления потоком жидкости в предыдущее положение и рабочая жидкость из гидроаккумулятора окончательно завершает установку газораспределительного клапана в заданное положение.