Гидравлический привод клапанов двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК F01L9/02 

Изобретение относится к двигателестроению, преимущественно к механизмам изораспределения двигателей внутреннего сгорания с гидравлическим приводом.

Известен гидравлический привод клапанов двигателя внутреннего сгорания, содержащий задающий плунжерный элемент с приводом от кулачкового вала, сообщенный через нагнетательный трубопровод с исполнительным элементом, подпитывающую емкость, насос и золотник 1.

Недостатком этого привода является его малое быстродействие.

Цель изобретения - уменьщение влияния сжимаемости жидкости на быстродействие гидравлического привода.

Цель достигается тем, что золотник расположен в корпусе исполнительного элемента, причем полость над верхним торцом золотника сообщена с нагнетательным трубопроводом, а полость под его нижним торцом - с насосом.

Полость над плунжером задающего элемента сообщена с насосом.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит размещенный в корпусе задающего элемента 1 плунжер 2, образующим с ним надплунжерную полость 3, сообщенную посредством трубопровода 4 с насосом 5 высокого давления, а посредством трубопровода 6 с щтуцерной полостью 7 клапана 8. Цлунжер 2 и клапан 8, соответственно, взаимодействуют через толкатели 9 и 10 с синхронно вращающимися кулачками 11 и 12.

Надплунжерная полость 3 посредством нагнетательного трубопровода 13 и канала 14 сообщена с полостью 15 плунжера 16, а посредством трубопровода 13 и канала 17 с полостью 18 над верхним торцом 19 золотника 20. Золотник 20 и плунжер 16 расположены в корпусе исполнительного элемента 21 и сообщены дополнительным каналом 22. Нижний торец 23 золотника 20 снабжен пружиной 24, а полость 25 под ним сообщена трубопроводом 26 с насосом 5 высокого давления. При нахождении золотника 20 в верхнем положении канал 22 сообщается со сливным трубопроводом 27 через дроссель 28. Рабочая жидкость сливается в подпитывающую емкость 29.

Плунжер 16 выполнен полым, имеет выточку 30 с расположенными на ней отверстиями 31, образующую поясок 32 в его верхней части.

Плунжер 16 взаимодействует с рабочим клапаном 33, снабженным пружиной 34. Устройство работает следующим образом. При нахождении плунжера 2 в нижнем положении в период качения его толкателя по тыловой стороне кулачка И, надплунжерная полость 3 и нагнетательный трубопровод 13 находятся под воздействием давления жидкости, создаваемого насосом высокого давления 5. Плунжер 16 исполнительного элемента находится в верхнем положении и перекрывает пояском 32 канал 14, при этом канал 22 соединен с надплунжерной полостью 15 через отверстие 31. На верхний торец 19 золотника 20 действует давление жидкости нагнетательного трубопровода, которое в этот период равно давлению создаваемого насосом 5. На нижний торец 23

Q золотника 20 действует давление жидкости трубопровода 26 и сила сжатия пружины 24. В этом случае золотник 20, находясь в своем верхнем положении, отключает канал 22 от нагнетательного трубопровода 13 и соединяет его со сливным трубопроводом 27

5 через дроссель 28. Давление жидкости в надплунжерной полости 15 равно давлению слива и рабочий клапан 33 закрыт.

При повороте кулачка 11 толкатель 9 набегает на его профиль, плунжер 2 поднимается и своей верхней кромкой перекрывает окно трубопровода 4. Давление в нагнетательном трубопроводе 13 начинает превыщать давление в трубопроводе 4, изолотник 20, преодолевая усилие сжатия пружины 24, перекрывает окно сливного

5 трубопровода 27 и соединяет канал 22 с нагнетательным трубопроводом 13. Жидкость из нагнетательного трубопровода 13 поступает в надплунжерную полость 15 через канал 22 и отверстия 31, воздействует на плунжер 16, что приводит к открытию рабочего клапана 33. Поскольку в момент открытия золотником 20 канала 22 давление жидкости в нагнетательном трубопроводе 13 превыщает давление, необходимое для открытия рабочего клапана 33, то в этот момент резкого повыщения давления жидкости

5 в нагнетательном трубопроводе не происходит, и влияние сжимаемости жидкости на момент открытия рабочего клапана 33 будет минимальным. Кроме того, предварительное поджатие жидкости в нагнетательном трубопроводе 13 повыщает модуль ее упругости, особенно при наличии в жидкости нерастворенного воздуха. Эти обстоятельства позволяют не только уменьщить запаздывание открытия рабочего клапана вследствие сжимаемости жидкости, но и уменьщить волко5 вые процессы, протекающие в нагнетательном трубопроводе. При дальнейщем опускании плунжера 16 поясок 32 открывает окно канала 14 и перекрывает канал 22. Движение плунжера 16 после этого перестает зависеть от положения золотника 20 и зада0 ется законом движения плунжера 2.

Момент начала закрытия рабочего клапана 33 определяется открытием клапана 8 под воздействием профиля кулачка 12. Под действием клапанной пружины 34 плунжер 16 поднимается вверх и вытесняет жидкость

5 из надплунжерной полости 15 через нагнетательный трубопровод 13, трубопровод 6 и клапан 8 в сливной трубопровод 27. Золотник 20 под воздействием давления жидкости

трубопровода 26 и силы сжатия пружины 24 поднимается вверх, отключает канал 22 от нагнетательного трубопровода 13 и соединяет его со сливным трубопроводом 27 через дроссель 28. В момент, предшествующий посадке клапана в гнездо, плунжер 16 пояском 32 перекрывает окно канала 14 и жидкость вытесняется из надплунжерной полости 15 по отверстиям 31 и кааналу 22 через дроссель 28 в сливной канал 27, что приводит к гашению скорости посадки рабочего клапана 33. После посадки рабочего клапана в гнездо клапан 8 закрывается. При опускании плунжера 2 в период качения толкателя 9 по участку сбегания профиля кулачка И надплунжерная полость 3 заполняется жидкостью из сливного трубопровода 27 через трубопровод 6 и клапан 8,

который в этот период открывается под воздействием перепада давления. В крайнем нижнем положении плунжер 2 открывает окно трубопровода 4, что приводит к повышению давления жидкости в полости 3 и клапан 8 закрывается.

Предложенный гидропривод клапанов двигателя внутреннего сгорания позволяет

улучшить динамические свойства механизма газораспределения, дает возможность регулировать в широких пределах фазы газораспределения в зависимости от режима работы двигателя. Кроме того, применение предложенного гидропривода обеспечивает

мягкую посадку рабочего клапана в гнездо и снижает уровень шума работы двигателей внутреннего сгорания.

1, ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД КЛАПАНОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий задающий плунжерный элемент с приводом от кулачкового вала, сообщенный через нагнетательный трубопровод с исполнительным элементом, подпитывающую емкость, насос и золотник, отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияния сжимаемости жидкости золотник расположен в корпусе исполнительного элемента, причем полость над верхним торцом золотника сообщена с нагнетательным трубопроводом, а полость под его нижним торцом - с насосом. 2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что полость над плунжером задающего элемейта сообщена с насосом. $ (Л а: