РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ РЫЧАГИ, БЛОКИРУЕМЫЕ В ОСЕВОМ НАПРАВЛЕНИИ ШАРНИРНЫМ ПАЛЬЦЕМ И ГОЛОВКОЙ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ Российский патент 2019 года по МПК F01L1/18 F01L1/53 F02F1/24 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к конструкции для автотранспортного средства, содержащей головку блока цилиндров теплового двигателя, кулачковый вал, вращающийся относительно головки блока цилиндров, по меньшей мере один шарнирный палец, закрепленный на головке блока цилиндров и смещенный относительно оси вращения кулачкового вала.

Изобретение относится также к автотранспортному средству, содержащему по меньшей мере одну такую конструкцию.

Уровень техники

На фиг. 1 показана известная конструкция, в которой кулачковый вал 3 передает прямолинейное движение на клапаны 1 через коромысла 4. Каждый клапан 1 подпружинен пружиной 2, противодействующей механическому усилию соответствующего коромысла 4. Коромысла 4 поворачиваются вокруг шарнирного пальца 5 для направления поворотного движения коромысел 4. Они блокируются в поступательном движении в осевом направлении опорными пружинами 8 и распределительными пластинками 7. Шарнирный палец 5 закреплен в головке блока цилиндров при помощи крепежного винта 6.

Такая конструкция является удовлетворительной в работе, но является относительно сложной как по своей концепции, так и по своему монтажу, является дорогой и характеризуется трудностью интегрирования в небольшом пространстве, тенденция к уменьшению которого все больше проявляется в настоящее время на уровне разработки тепловых двигателей и архитектуры моторных отсеков.

Раскрытие сущности изобретения

Настоящее изобретение призвано предложить конструкцию для автотранспортного средства, которая позволяет преодолеть вышеупомянутые недостатки.

В частности, изобретение призвано предложить такую конструкцию, которая одновременно является простой по концепции и в применении, недорогой, надежной и легко интегрируемой в ситуациях небольшого пространства на уровне головки блока цилиндров.

В связи с этим, объектом изобретения является конструкция для автотранспортного средства, содержащая головку блока цилиндров теплового двигателя, кулачковый вал, вращающийся относительно головки блока цилиндров, по меньшей мере один шарнирный палец, закрепленный на головке блока цилиндров и смещенный относительно оси вращения кулачкового вала, и по меньшей мере один распределительный рычаг, предназначенный для привода впускных и выпускных клапанов теплового двигателя, установленный на шарнирном пальце и приводимый в колебательное поворотное движение вокруг шарнирного пальца вращающимся кулачком кулачкового вала, в которой осевые упоры для распределительного рычага вдоль шарнирного пальца образованы стенкой осевой блокировки, ограниченной головкой блока цилиндров, с одной стороны, и шарнирным пальцем, с другой стороны.

Со стороны, противоположной указанной стенке осевой блокировки относительно распределительного рычага, шарнирный палец может образовать заплечик, ограничивающий сторону осевой блокировки, при этом указанная сторона осевой блокировки и указанная стенка блокировки образуют осевые упоры в противоположных направлениях для распределительного рычага.

Каждый шарнирный палец может обеспечивать установку двух распределительных рычагов, свободных в угловом направлении относительно друг друга вокруг шарнирного пальца.

Каждый шарнирный палец может содержать две поворотные оси, расположенные друг относительно друга на одной прямой, каждая из которых обеспечивает монтаж соответствующего распределительного рычага посредством скользящего поворотного соединения.

Между распределительным рычагом и шарнирным пальцем качающегося рычага, с одной стороны, и стенкой осевой блокировки, с другой стороны, может быть предусмотрен осевой зазор, составляющий от 0,05 мм до 0,2 мм.

Предпочтительно шарнирный палец представляет собой одну деталь, в частности, типа моноблочной или единой детали, независимую от головки блока цилиндров и закрепленную на опорной стороне, ограниченной головкой блока цилиндров.

Элементы крепления шарнирного пальца на головке блока цилиндров содержат, с одной стороны, по меньшей мере один центровочный штифт и, с другой стороны, по меньшей мере один крепежный винт, стопорящий шарнирный палец качающегося рычага относительно головки блока цилиндров в положении, которое определено механическим взаимодействием между каждым центровочным штифтом и головкой блока цилиндров, при этом каждый центровочный штифт и каждый крепежный винт проходят через сквозные отверстия, выполненные в шарнирном пальце качающегося рычага.

Шарнирный палец может быть расположен параллельно кулачковому валу.

Со стороны, противоположной своей зоне соединения с поворотной осью, каждый распределительный рычаг может содержать зону, входящую в механический контакт с кулачком и действующую механическим усилием на стержень клапана, который выполнен с возможностью своего приведения в поступательное движение за счет колебательного движения распределительного рычага.

На стержне клапана конструкция содержит регулировочную пластинку, установленную между клапаном и распределительным рычагом.

Автотранспортное средство может содержать по меньшей мере одну такую конструкцию.

Краткое описание чертежей

Другие преимущества и отличительные признаки будут более очевидны из нижеследующего описания частных вариантов осуществления изобретения, представленных в качестве неограничивающих примеров со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1 (уже описана) показан пример выполнения известной конструкции, вид в перспективе;

на фиг. 2 показан пример заявленной конструкции, вид в разрезе по плоскости разреза А-А;

на фиг. 3 показан пример конструкции, изображенной на фиг. 2, вид в разрезе по плоскости разреза В-В, отмеченной на фиг. 2;

на фиг. 4 показан пример конструкции, представленной на фиг. 2 и 3, вид в разрезе по плоскости разреза С-С, отмеченной на фиг. 2;

на фиг. 5 показан пример конструкции, представленной на фиг. 2-4, вид в разрезе по плоскости разреза D-D, отмеченной на фиг. 3,;

на фиг. 6 показан пример шарнирного пальца, используемого в конструкции, изображенной на фиг. 2-5, вид в перспективе.

Осуществление изобретения

Изобретение, описание которого следует ниже со ссылками на фиг. 2-6, в целом относится к конструкции для автотранспортного средства, содержащей головку 10 блока цилиндров теплового двигателя, кулачковый вал 11, вращающийся относительно головки 10 блока цилиндров, по меньшей мере один шарнирный палец 15, закрепленный на головке 10 блока цилиндров и смещенный относительно оси вращения кулачкового вала 11. Головка 10 блока цилиндров может быть оснащена крышкой 12 головки блока цилиндров, установленной на верхней стороне или остальной моноблочной части головки 10 блока цилиндров. Крепление кулачкового вала 11 на головке 10 блока цилиндров можно, в частности, осуществлять в нижней части при помощи этой моноблочной части головки блока цилиндров и в верхней части при помощи крышки 12 головки блока цилиндров по существу наподобие двух корпусов, удерживающих опорные подшипники или подшипники качения.

Изобретение относится также к автотранспортному средству, содержащему по меньшей мере одну такую конструкцию.

Согласно важному отличительному признаку, конструкция содержит по меньшей мере один распределительный рычаг 14, предназначенный для привода впускных и выпускных клапанов 13 теплового двигателя, установленный на шарнирном пальце 15 и приводимый в поворотное колебательное движение вокруг шарнирного пальца 15 вращающимся кулачком 111 кулачкового вала 11. Осевые упоры для распределительного рычага 14 вдоль шарнирного пальца 15 образованы стенкой 101 осевой блокировки, ограниченной головкой 10 блока цилиндров, с одной стороны, и шарнирным пальцем 15, с другой стороны, в частности, на уровне соответствующего элемента шарнирного пальца 15.

Во всем тексте документа термин «распределительный рычаг» можно равнозначно заменить термином «качающийся рычаг», поскольку этот качающийся рычаг выполнен таким образом, чтобы обеспечивать вышеупомянутую функцию по отношению к связанному с ним клапану 13.

Со стороны, противоположной стенке 101 осевой блокировки относительно распределительного рычага 14, шарнирный палец 15 образует, в частности, заплечик, ограничивающий сторону 157 осевой блокировки. Сторона 157 осевой блокировки и стенка 101 блокировки образуют осевые упоры в противоположных направлениях для распределительного рычага 14, расположенного и таким образом удерживаемого между ними.

Предпочтительно каждый шарнирный палец 15 обеспечивает установку двух распределительных рычагов 14, свободных в угловом направлении друг относительно друга вокруг шарнирного пальца 15. Для этого каждый шарнирный палец 15 может, в частности, содержать две поворотные оси 151, расположенные друг относительно друга в осевом направлении на одной прямой и предназначенные, каждая, для установки соответствующего распределительного рычага 14 посредством скользящего поворотного соединения.

Каждая поворотная ось 151 ограничивает на своем дистальном конце осевую сторону 155, которая должна быть обращена к соответствующей стенке 101 осевой блокировки. Между этой осевой стороной 155 и стенкой 101 осевой блокировки может быть предусмотрен монтажный зазор, как правило, составляющий от 0,2 мм до 1 мм.

Таким образом, шарнирный палец 15 расположен между двумя стенками 101 осевой блокировки, ограниченными головкой 10 блока цилиндров и отстоящими друг от друга на расстояние, превышающее расстояние, разделяющее две осевые стороны 155 шарнирного пальца 15. Разность между этими двумя расстояниями и образует монтажные зазоры, упомянутые в предыдущем абзаце.

Предпочтительно между распределительным рычагом 14 и стороной 157 осевой блокировки шарнирного пальца 15, с одной стороны, и стенкой 101 осевой блокировки, с другой стороны, предусмотрен осевой зазор, как правило, составляющий от 0,05 мм до 0,2мм. Предпочтительно посадка между шарнирным пальцем 15 и распределительным рычагом 14 является посадкой осевого скользящего типа, такой как стандартная посадка типа H7g6.

В частности, можно предусмотреть первый зазор, с одной стороны, между распределительным рычагом 14 и стороной 157 шарнирного пальца 15 и второй зазор, с другой стороны, между распределительным рычагом 14 и стенкой 101 осевой блокировки. Эти зазоры показаны на фиг. 3 и 4 и обозначены словами “ЗАЗОР”.

Это расположение представляет интерес, поскольку позволяет удерживать распределительный рычаг 14 в головке 10 блока цилиндров шарнирно относительно клапанов 13 и кулачкового вала 11 с боковым зазором на его двух боковых сторонах, то есть на его сторонах, ориентированных в осевом направлении, вокруг которого он осуществляет свое качающееся поворотное движение.

Боковой зазор между рычагом 14 и его упомянутыми выше осевыми упорами необходим для монтажа, а также чтобы избегать механических трений и затрат энергии. Такой зазор не имеет реального влияния на газораспределение, даже если присутствие этого зазора позволяет по существу распределять износ на стержне клапана 13, так как незначительно смещение рычага 14 в пределах его зазора позволяет его точке контакта не оставаться всегда одинаковой.

Согласно не показанной версии выполнения, каждый шарнирный палец 15 может обеспечивать установку распределительного рычага 14, который устанавливают свободным в угловом направлении вокруг шарнирного пальца 15. Для этого каждый шарнирный палец 15 может, в частности, содержать только одну поворотную ось 151, обеспечивающую монтаж распределительного рычага 14 со скользящим поворотным соединением.

Согласно неограничивающему варианту осуществления, если говорить о свободе конструкции шарнирного пальца 15, он образован как одна деталь, в частности, моноблочная или выполненная как единое целое, независимая от головки 10 блока цилиндров и закрепленная на опорной стороне 102, ограниченной головкой 10 блока цилиндров. Для этого шарнирный палец 15 ограничивает, в частности, в своей нижней части, опорную сторону 152, входящую в прямой контакт с опорной стороной 102 головки 10 блока цилиндров. Этот контакт обеспечивает соединение типа опора-плоскость для шарнирного пальца 15 относительно головки 10 блока цилиндров.

Конструкция дополнительно содержит элементы крепления шарнирного пальца 15 на головке 10 блока цилиндров, которые могут содержать, с одной стороны, по меньшей мере один центровочный штифт 16 и, с другой стороны, по меньшей мере один крепежный винт 17, стопорящий шарнирный палец 15 относительно головки 10 блока цилиндров в положении, которое определено механическим взаимодействием между каждым центровочным штифтом 16 и головкой 10 блока цилиндров, при этом каждый центровочный штифт 16 и каждый крепежный винт 17 проходят через сквозные отверстия 153, 154, 156, выполненные в шарнирном пальце 15.

В варианте осуществления, показанном на фиг. 4, элементы крепления шарнирного пальца 15 на головке 10 блока цилиндров содержат два центровочных штифта 16, как показано на фиг. 4, позволяющие добиваться точности в позиционировании шарнирного пальца 15 на головке 10 блока цилиндров.

Отверстие 153, через которое должен проходить центровочный штифт 16, и отверстие 156, через которое должен проходить крепежный винт 17, могут иметь круглое сечение. С другой стороны, отверстие 154, через которое должен проходить другой центровочный штифт 16, может иметь вытянутое сечение, длина которого ориентирована в направлении поворота рычагов 14.

Предпочтительно шарнирный палец 15 расположен параллельно кулачковому валу 11. Регулировку параллельности можно осуществлять при помощи крепежных элементов или любого другого соответствующего элемента.

Согласно частному варианту осуществления, со стороны, противоположной зоне соединения с поворотным пальцем 15, каждый распределительный рычаг 14 содержит зону, входящую в механический контакт с кулачком 111 и действующую механическим усилием на стержень клапана 13, который должен приводиться в поступательное движение за счет колебательного движения распределительного рычага 14. На стержне клапана 13 конструкция может также содержать регулировочную пластинку 18, установленную между клапаном 13 и распределительным рычагом 14.

В отличие от коромысел 4 из известного решения, в которых опоры соответственно на кулачковый вал 3 и на клапан 1 расположены с двух сторон от шарнирного пальца 5 коромысла 4, описанное заявленное решение позволяет, для каждого распределительного рычага 14, чтобы механические опоры соответственно на кулачковый вал 11 и на клапан 13 находились в одной и той же зоне, в частности, образованной на конце рычага 14, противоположном концу, на уровне которого он шарнирно установлен вокруг шарнирного пальца 15. Это позволяет добиться существенного упрощения и получить значительную экономию места.

В неограничивающем варианте осуществления шарнирный палец 15, центровочные штифты 16 и распределительные рычаги 14 предпочтительно выполнены из стали. Шарнирный палец 15 можно подвергнуть термической обработке для ограничения явления его износа на уровне осей 151 и, в случае необходимости, нанести на него покрытие, в частности, из углеродсодержащего материала в виде тонкого слоя, например, типа “DLC” (от “Diamond Like Carbon” в англо-саксонской терминологии).

Монтаж подробно описанной выше конструкции можно осуществлять следующим образом.

Предпочтительно шарнирный палец 15 выполнен так, чтобы одновременно удерживать по меньшей мере один распределительный рычаг, в данном случае два распределительных рычага 14 до своего крепления на головке 10 блока цилиндров путем завинчивания крепежного винта 17. Шарнирный палец 15 следует позиционировать максимально параллельно кулачковому валу 11 при помощи предусмотренного для этого по меньшей мере одного центровочного штифта 16.

После установки клапанов 13 в головке 10 блока цилиндров на шарнирном пальце 15 устанавливают рычаги 14 при помощи осей 151. Затем весь узел располагают на стороне 102 головки 10 блока цилиндров, где оба центровочных штифта 16 и крепежный винт 17 будут обеспечивать блокировку шарнирного пальца 15 относительно головки 10 блока цилиндров.

Распределительные рычаги 14 шарнирно устанавливают вокруг соответствующих осей и каждый из них блокируют в осевом направлении от поступательного движения на его оси 151 при помощи стенки 101 головки 10 блока цилиндров, с одной стороны, и соответствующего элемента самого шарнирного пальца 15, что позволяет избежать применения любой другой детали, не принадлежащей к этой описанной выше конструкции.

Предпочтительно описанное выше решение позволяет удерживать два распределительных рычага 14 при помощи одной детали, входящей в состав шарнирного пальца 15, и одного винта 17. Это дает существенную экономию в деталях, обеспечивает выигрыш в месте, в весе, в стоимости изготовления и монтажа.

Преимуществом описанного выше решения является то, что оно является простым по своей конструкции и в применении, недорогим, надежным и легко интегрируемым в ситуациях уменьшенного пространства на уровне головки блока цилиндров.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к газораспределительным механизмам двигателей внутреннего сгорания. Конструкция для автотранспортного средства содержит головку (10) блока цилиндров теплового двигателя. Кулачковый вал (11) выполнен с возможностью вращения относительно головки (10) блока цилиндров. По меньшей мере один шарнирный палец (15) закреплен на головке (10) блока цилиндров и смещенный относительно оси вращения кулачкового вала (11). По меньшей мере один распределительный рычаг (14) выполнен с возможностью привода впускных и выпускных клапанов (13) теплового двигателя и установлен на шарнирном пальце (15) и приводится в колебательное поворотное движение вокруг шарнирного пальца (15) вращающимся кулачком (111) кулачкового вала (11). При этом вдоль шарнирного пальца (15) имеются осевые упоры для распределительного рычага (14), образованные стенкой осевой блокировки, ограниченной головкой (10) блока цилиндров с одной стороны и шарнирным пальцем (15) с другой стороны. Также раскрыто автотранспортное средство. Технический результат заключается в уменьшении габаритов головки блока цилиндров. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Конструкция для автотранспортного средства, содержащая головку (10) блока цилиндров теплового двигателя, кулачковый вал (11), выполненный с возможностью вращения относительно головки (10) блока цилиндров, по меньшей мере один шарнирный палец (15), закрепленный на головке (10) блока цилиндров и смещенный относительно оси вращения кулачкового вала (11), и по меньшей мере один распределительный рычаг (14), выполненный с возможностью привода впускных и выпускных клапанов (13) теплового двигателя, установленный на шарнирном пальце (15) и приводимый в колебательное поворотное движение вокруг шарнирного пальца (15) вращающимся кулачком (111) кулачкового вала (11), при этом вдоль шарнирного пальца (15) имеются осевые упоры для распределительного рычага (14), образованные стенкой (101) осевой блокировки, ограниченной головкой (10) блока цилиндров с одной стороны и шарнирным пальцем (15) с другой стороны.

2. Конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что со стороны, противоположной указанной стенке (101) осевой блокировки относительно распределительного рычага (14), шарнирный палец (15) образует заплечик, ограничивающий сторону (157) осевой блокировки, при этом указанная сторона (157) осевой блокировки и указанная стенка (101) блокировки образуют осевые упоры в противоположных направлениях для распределительного рычага (14).

3. Конструкция по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что каждый шарнирный палец (15) выполнен с возможностью установки на нем двух распределительных рычагов (14), свободных в угловом направлении относительно друг друга вокруг шарнирного пальца (15).

4. Конструкция по любому из пп. 1–3, отличающаяся тем, что каждый шарнирный палец (15) содержит две поворотные оси (151), расположенные относительно друг друга на одной прямой, при этом каждая ось выполнена с возможностью установки на ней соответствующего распределительного рычага (14) посредством скользящего поворотного соединения.

5. Конструкция по любому из пп. 1–4, отличающаяся тем, что между распределительным рычагом (14) и шарнирным пальцем (15) качающегося рычага с одной стороны и стенкой (101) осевой блокировки с другой стороны имеется осевой зазор, составляющий от 0,05 до 0,2 мм.

6. Конструкция по любому из пп. 1–5, отличающаяся тем, что шарнирный палец (15) представляет собой одну деталь, в частности, моноблочную или выполненную как единое целое, независимую от головки (10) блока цилиндров и закрепленную на опорной стороне (102), ограниченной головкой (10) блока цилиндров.

7. Конструкция по п. 6, отличающаяся тем, что элементы крепления шарнирного пальца (15) на головке (10) блока цилиндров содержат по меньшей мере один центровочный штифт (16) и по меньшей мере один крепежный винт (17), стопорящий шарнирный палец (15) качающегося рычага относительно головки (10) блока цилиндров в положении, которое определено механическим взаимодействием между каждым центровочным штифтом (16) и головкой (10) блока цилиндров, при этом каждый центровочный штифт (16) и каждый крепежный винт (17) проходят через сквозные отверстия (153, 154, 156), выполненные в шарнирном пальце (15) качающегося рычага.

8. Конструкция по любому из пп. 1–7, отличающаяся тем, что шарнирный палец (15) расположен параллельно кулачковому валу (11).

9. Конструкция по любому из пп. 1–8, отличающаяся тем, что каждый распределительный рычаг (14) со стороны, противоположной его зоне соединения с поворотным пальцем (15), содержит зону, входящую в механический контакт с кулачком (111) и выполненную с возможностью действовать механическим усилием на стержень клапана (13), который выполнен с возможностью приводиться в поступательное движение за счет колебательного движения распределительного рычага (14).

10. Конструкция по п. 9, отличающаяся тем, что на стержне клапана (13) конструкция содержит регулировочную пластинку (18), установленную между клапаном (13) и распределительным рычагом (14).

11. Автотранспортное средство, содержащее по меньшей мере одну конструкцию по любому из пп. 1–10.