Штанга толкателя для клапанного привода двигателя внутреннего сгорания, клапанный привод двигателя внутреннего сгорания, включающий штангу, двигатель внутреннего сгорания со штангой и транспортное средство Российский патент 2021 года по МПК F01L1/14 

Изобретение относится к штанге толкателя для клапанного привода двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение также относится к клапанному приводу двигателя внутреннего сгорания, содержащему такую штангу толкателя, в частности, к клапанному приводу для двигателя внутреннего сгорания с боковым или нижним распределительным валом. Изобретение также относится к такому двигателю внутреннего сгорания, как, например, к двигателю, предназначенному, в частности, для транспортного средства, например, для: автомобильного транспортного средства, грузовика, водного судна, железнодорожного транспортного средства или к двигателю внутреннего сгорания, предназначенному для выработки электроэнергии, содержащему такую штангу толкателя.

Изобретение также относится к транспортному средству, в частности, к автомобильному транспортному средству, например, к: грузовику, водному судну, железнодорожному транспортному средству, содержащему штангу толкателя или клапанный привод, как описано в настоящем документе.

Штанга толкателя для клапанного привода формирует передаточный элемент в приводном механизме от распределительного вала к клапанам. В обиходе термин «штанга толкателя» зачастую используется для обозначения толкателя. Штанга толкателя в двигателе внутреннего сгорания представляет собой часть клапанного привода в двигателях, в частности, в двигателях с боковым или нижним распределительным валом. Известные штанги толкателя состоят из цилиндрического стержня со сферическими головками или сферическими наконечниками, расположенными по его торцам.

Для повышения жесткости на изгиб, как следует из известного уровня техники, предусмотрена такая конструкция стержня штанги толкателя, чтобы он был не трубчатым или цилиндрическим, а чтобы часть стержня, имеющая двойную коническую форму в средней области штанги толкателя, была более устойчива на изгиб, как описано, например, в патентах на изобретение АТ 005 130 U1, US 4,850,315 А или US 5,027,763 А. Так, например, изобретение АТ 005 130 U1 раскрывает штангу толкателя с областью максимального поперечного сечения, расположенной, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, по центру между торцами штанги толкателя, при этом штанга толкателя состоит из первой и второй по существу полой части штанги; каждая из этих частей штанги имеет максимальное поперечное сечение в области открытой торцевой поверхности, при этом части штанги неразрывно соединены друг с другом в области открытых торцевых поверхностей (2b, 3b).

Целью настоящего изобретения является усовершенствование известного уровня техники для того, чтобы предложить штангу толкателя с высокой жесткостью на изгиб, который можно универсально использовать в клапанном приводе, где пространство для установки ограничено.

Эта цель достигается с помощью штанги толкателя, имеющей отличительные признаки независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления и применения настоящего изобретения являются объектом зависимых пунктов формулы изобретения, и их более подробное объяснение дано в описании ниже с частичной ссылкой на чертежи.

В соответствии с общими аспектами настоящего изобретения предлагается штанга толкателя, в частности, для клапанного привода двигателя внутреннего сгорания, стержень которой имеет ребристую структуру.

Ребра, то есть, наличие ребристой структуры для увеличения прочности на изгиб определенной области штанги толкателя, увеличивают сопротивление штанги толкателя на изгиб, по сравнению с цилиндрической конструкцией стержня штанги толкателя. Кроме того, можно достичь снижения веса, что также улучшает динамику клапанного привода. Еще одно преимущество такой конструкции штанги толкателя состоит в использовании штанги толкателя даже в тех областях, где пространство для установки является критическим, благодаря приданию штанге толкателя конусности в областях, которые менее чувствительны на изгиб. В частности, по сравнению с двойной конической или «выпуклой» конструкцией стержня, как следует из известного уровня техники, ребристая структура предлагает, при наличии одинаково хорошей прочности на изгиб, большую гибкость при адаптации размеров штанги толкателя к требованию преобладающего пространства в областях, где пространство для установки является критическим. В зависимости от имеющегося пространства для установки можно адаптировать, например, длину ребристой структуры, количество и/или размер ребер ребристой структуры. Таким образом, расстояние между верхней частью и торцом ребер может быть выбрано в зависимости от пространства для установки в двигателе.

В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения ребристая структура содержит несколько выступающих в радиальном направлении ребер, простирающихся вдоль стержня. Другими словами, может быть предусмотрено наличие нескольких ребер, проходящих, по меньшей мере, приблизительно в осевом направлении параллельно центральной оси стержня. Ребра могут выступать с одинаковой протяженностью или с разной протяженностью в радиальном направлении. В преимущественном варианте осуществления настоящего изобретения предлагается, что ребра выступают с одинаковой протяженностью в радиальном направлении.

Количество ребер ребристой структуры может находиться в диапазоне от трех до двенадцати, в еще одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения - в диапазоне от четырех до восьми.

Ребристая структура расположена в области стержня между торцами штанги толкателя. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предлагается, что ребристая структура располагается в средней части стержня. В этом случае ребристая структура может быть расположена только в центральной области, таким образом, ребристая структура не расположена на двух противоположных торцах штанги толкателя. В возможном варианте осуществления изобретения в данном документе предлагается, что ребристая структура расположена только в средней части стержня, которая занимает не более 2/3, предпочтительно не более половины длины стержня.

Таким образом, штанга толкателя может быть выполнена с приданием конусности на торцах штанги толкателя в области, которая обладает меньшей чувствительностью на изгиб. Кроме того, еще одно преимущество заключается в размещении в области, где пространство для установки является критическим - между штангой толкателя и головкой блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения ребристая структура может быть выполнена как одно целое со стержнем, что является преимуществом с точки зрения стабильности и в отношении изготовления штанги толкателя.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения толщина по меньшей мере одного ребра ребристой структуры уменьшается в радиальном направлении от стержня по меньшей мере по частям.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения ребро ребристой структуры в поперечном сечении может иметь клиновидную или прямоугольную форму. Кроме того, ребро ребристой структуры может иметь закругленные углы на расположенной радиально внешней кромке.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения внешняя кромка ребер ребристой структуры в поперечном сечении может иметь форму сегмента с радиусом стержня в области ребристой структуры. Радиус стержня в области ребристой структуры составляет высоту ребер в этой области. Кроме того, два края, которые простираются внутрь от внешней кромки ребер, могут быть скошены с расширением во внутрь.

Торцы стержня штанги толкателя могут иметь сферическую головку или сферический наконечник. Штанга толкателя может быть изготовлена из обычной конструкционной стали или инструментальной стали. Штанга толкателя и/или стержень штанги толкателя могут быть изготовлены в виде вытянутой трубы с ребрами, при этом стержень свободно вращается на двух противоположных торцах. Штанга толкателя и/или стержень штанги толкателя могут быть изготовлены в виде вытянутого прутка с ребрами, и могут быть свободны на торцах стержня. Кроме того, штанга толкателя и/или стержень штанги толкателя могут быть выкованы в виде прутка или образованы прутком.

Ребристая структура может проходить ровно или «выпукло» на стержне. Ребристая структура может быть выполнена с фаской или без нее.

Изобретение также относится к клапанному приводу двигателя внутреннего сгорания, содержащему штангу толкателя, как описано в настоящем документе, в частности, к клапанному приводу для двигателя внутреннего сгорания с боковым или нижним распределительным валом. Изобретение также относится к двигателю внутреннего сгорания, к такому как, например, к двигателю, предназначенному, в частности, для транспортного средства, например, для: автомобильного транспортного средства, грузовика, водного судна, железнодорожного транспортного средства или к двигателю внутреннего сгорания, предназначенному для выработки электроэнергии, содержащему штангу толкателя, как описано в настоящем документе.

Изобретение также относится к транспортному средству, в частности, к автомобильному транспортному средству, например, к: грузовику, водному судну или железнодорожному транспортному средству, содержащему штангу толкателя или клапанный привод, как описано в настоящем документе.

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения и отличительные признаки настоящего изобретения, описанные выше, могут быть объединены друг с другом произвольным образом. Дополнительные подробности и преимущества настоящего изобретения описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. На чертежах показано:

Фигура 1 штанга толкателя, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; и Фигура 2 поперечное сечение вдоль линии B-B на фигуре 1.

Те же элементы или элементы с эквивалентной функцией обозначены одинаковыми ссылочными позициями на всех фигурах.

На Фигуре 1 показана штанга толкателя, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Штанга толкателя 1 может использоваться в клапанном приводе для двигателя внутреннего сгорания, и здесь он формирует передаточный элемент в приводном механизме от распределительного вала с боковым или нижним расположением к газообменным клапанам. В обиходе термин «штанга толкателя» зачастую используется для обозначения толкателя.

Штанга толкателя 1 содержит стержень 2, на торцах которого предусмотрены сферическая головка 6 или сферический наконечник 5.

В варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на Фигуре 1, средняя область 2b стержня 2 имеет ребристую структуру 3. Ребристая структура 3 сформирована несколькими выступающими в радиальном направлении ребрами 4, простирающимися вдоль L стержня 2, при этом ребристая структура 3 выполнена как одно целое со стержнем 2.

Продольное направление в настоящем документе соответствует продольной оси L стержня 2. Радиальное направление - перпендикулярно продольной оси L. Две противоположные торцевые области 2а стержня 2, которые выполнены цилиндрическим образом, примыкают к средней области 2b стержня 2.

Ребристая структура 3 также показана на Фигуре 2, на которой изображено поперечное сечение по линии В-В на Фигуре 1.

В данном случае ребристая структура имеет четыре ребра 4, которые проходят в продольном направлении параллельно продольной оси L стержня и выступают с одинаковой протяженностью в радиальном направлении. В качестве примера, толщина ребер 4 ребристой структуры 3 уменьшается в радиальном направлении R от стержня 2 по меньшей мере по частям. Ребра 4 имеют в поперечном сечении клиновидную или прямоугольную форму, предпочтительно с закругленными углами на расположенной радиально внешней кромке 4a. Два края, которые простираются внутрь от внешней кромки 4a ребра 4 скошены с расширением во внутрь.

Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на конкретные примерные варианты осуществления, специалисту в данной области, очевидно, что в него могут быть внесены различные изменения, и может использоваться эквивалентная замена, не выходящие за пределы объема настоящего изобретения. Следовательно, настоящее изобретение не ограничивается описанными примерными вариантами осуществления, но оно включает все примерные варианты осуществления, которые входят в объем прилагаемой формулы настоящего изобретения. В частности, настоящее изобретение также требует защиты объекта и отличительных признаков зависимых пунктов формулы изобретения независимо от формулы изобретения, к которой они относятся.

Перечень ссылочных позиций

1 Штанга толкателя

2 Стержень

2a Внешняя часть стержня

2b Средняя часть стержня

3 Ребристая структура

4 Ребро

5 Торцевая область, сформированная в виде сферического наконечника

6 Торцевая область, сформированная в виде сферической головки

L Продольная ось

Изобретение может быть использовано в клапанных приводах двигателей внутреннего сгорания. Штанга (1) толкателя для клапанного привода двигателя внутреннего сгорания имеет стержень (2) с ребристой структурой (3). Ребристая структура (3) расположена только в средней части (2b) стержня (2), которая занимает не более 2/3 длины стержня (2). Раскрыты клапанный привод двигателя внутреннего сгорания, включающий штангу толкателя, двигатель внутреннего сгорания со штангой толкателя и транспортное средство с двигателем. Технический результат заключается в повышении жесткости на изгиб штанги толкателя. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Штанга (1) толкателя для клапанного привода двигателя внутреннего сгорания, в которой стержень (2) штанги (1) толкателя имеет ребристую структуру (3), при этом ребристая структура (3) расположена в средней части стержня (2), отличающаяся тем, что ребристая структура (3) расположена только в средней части (2b) стержня (2), которая занимает не более 2/3 длины стержня (2).

2. Штанга (1) толкателя по п. 1, в которой ребристая структура (3) имеет несколько выступающих в радиальном направлении ребер (4), простирающихся вдоль стержня (2).

3. Штанга (1) толкателя по п. 1 или 2, в которой количество ребер (4) ребристой структуры составляет от трех до двенадцати, предпочтительно от четырех до восьми.

4. Штанга (1) толкателя по одному из предыдущих пунктов, в которой ребристая структура (3) расположена только в средней части (2b) стержня (2), которая занимает не более половины длины стержня.

5. Штанга (1) толкателя по одному из предыдущих пунктов, в которой ребристая структура (3) выполнена как одно целое со стержнем (2).

6. Штанга (1) толкателя по одному из предыдущих пунктов, в которой толщина по меньшей мере одного ребра (4) ребристой структуры (3) уменьшается в радиальном направлении от стержня по меньшей мере по частям.

7. Штанга (1) толкателя по одному из предыдущих пунктов,

a) в которой поперечное сечение ребра (4) ребристой структуры имеет клиновидную или прямоугольную форму, предпочтительно с закругленными углами на расположенной радиально внешней кромке (4а); и/или

b) в которой поперечное сечение расположенной радиально внешней кромки (4а) ребер ребристой структуры имеет форму сегмента с радиусом стержня в области ребристой структуры (3).

8. Клапанный привод двигателя внутреннего сгорания, включающий штангу (1) толкателя по одному из предыдущих пунктов.

9. Двигатель внутреннего сгорания со штангой (1) толкателя по одному из предыдущих пунктов.

10. Транспортное средство, например транспортное средство с двигателем, в частности автомобиль хозяйственного назначения, или плавучее средство, или рельсовое транспортное средство со штангой (1) толкателя по одному из предыдущих пунктов.