Механизм управления клапаном газораспределения двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1990 года по МПК F02D13/06 F01L13/00 

1

(21)4387747/25-06

(22) 08.03.88

(46) 30.06.90. Бюл. № 24

(71)Головное специализированное конструкторское бюро по двигателям средней мощности

(72)А.В.Линник, Л.С.Гильман, В.М.Судар- ский, В.А.Бежан и А.В.Касьянов (53)621.43-38(088.8)

(56)Патент США № 4337739, кл, F 02 D 13/06, опублик, 1982.

(54) МЕХАНИЗМ УПРАВЛЕНИЯ КЛАПАНОМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

(57)Изобретение относится к двигателест- роению и позволяет повысить быстродействие и надежность механизма управления клапаном газораспределения двигателя внутреннего сгорания с регулированием путем отключения цилиндров. Механизм содержит гидротолкатель, рабочая полость 6

которого снабжена управляемым разгрузочным клапаном, выполненным, например, в виде последовательного соединения запорного органа 10, пружины 13 и поршня 11 с ограничителем 14 хода и представляющим собой гидравлически управляемый предохранительный клапан с регулируемой настройкой пружины, обеспечивающей два уровня срабатывания по давлению. При подаче жидкости в рабочую полость 6 гидротолкателя и полость 19 разгрузочного клапана последний выполняет функции предохранительного клапана и защищает газо- распределительный механизм от перегрузок и поломок, а при отключении цилиндра двигателя подача жидкости в по-. лости 6 и 19 прекращается и разгрузочный клапан обеспечивает быстрое опорожнение рабочей полости 6 гидротолкателя, выключая тем самым привод клапана газораспределения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

КЛ

С

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить быстродействие и надежность механизма управления клапаном газораспределения двигателя внутреннего сгорания с регулированием путем отключения цилиндров. Механизм содержит гидротолкатель, рабочая полость 6 которого снабжена управляемым разгрузочным клапаном, выполненным, в виде последовательного соединения запорного органа 10, пружины 13 и поршня 11 с ограничителем 14 хода и представляющим собой гидравлически управляемый предохранительный клапан с регулируемой настройкой пружины, обеспечивающей два уровня срабатывания по давлению. При подаче жидкости в рабочую полость 6 гидротолкателя и полость 19 разгрузочного клапана последний выполняет функции предохранительного клапана и защищает газораспределительный механизм от перегрузок и поломок, а при отключении цилиндра двигателя подача жидкости в полости 6 и 19 прекращается и разгрузочный клапан обеспечивает быстрое опорожнение рабочей полости 6 гидротолкателя, выключая тем самым привод клапана газораспределения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

IS,

ел

2

00 N4

СО

7

15

IS

Фиг. 2

Изобретение относится к двигателест- роению и может быть использовано для регулирования двигателей внутреннего сгорания путем отключения цилиндров при работе на малых нагрузках и холостом ходу. Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности механизма управле- ния клапанами газораспределения двигателя внутреннего сгорания.

На фиг. 1 и 2 представлен механизм с гидротолкателем, встроенным в рычажный толкатель в двух вариантах исполнения; с раздельным исполнением предохранительного и управляемого разгрузочного клапанов (фиг. 1) и с объединенным их исполнением (фиг. 2), общий вид.

Механизм управления клапаном (фиг. 1) содержит гидротолкатель, размещенный в одном из элементов (в рычажном толкателе 1) кинематической цепи привода между клапаном (не показан) и кулачком 2 распределительного вала, с пружиной 3, цилиндром 4 и плунжером 5, образующим рабочую полость 6 гидротолкателя, высота которой превышает максимальную высоту профиля кулачка, масляную магистраль 7 подвода питаний к рабочей полости гидротолкателя с управляющим золотником 8 и обратным клапаном 9, и управляемый разгрузочный клапан с запорным органом 10 и управляющим гидравлическим поршнем 11, размещенным с наружной стороны цилиндра 4 и подключенным к масляной магистрали 7 между управляющим золотником 8,и обратным клапаном 9. Рабочая полость 6 гидротолкателя снабжена предохранительным клапаном 12, запорный орган 10 управляемого разгрузочного клапана также расположен с наружной стороны цилиндра 4 гидротолкателя, а управляющий поршень 11 его подключен к масляной магистрали 7 со стороны, противоположной запорному органу 10. В механизме управления клапаном (фиг. 2) предохранительный и управляемый разгрузочный клапаны выполнены в виде последовательного соединения запорного органа 10, пружины 13 и управляющего поршня 11с ограничителем 14 хода в единый узел, представляющий собой гидравлически управляемый предохранительный клапан с регулируемой настройкой пружины 13, обеспечивающей два уровня срабатывания по давлению.

Механизм управления клапаном (фиг. 1} работает следующим образом.

При включении цилиндров срабатывает управляющий золотник 8 (например, по сигналу датчика нагрузки) и масло из напорной магистрали 15 поступает в каналы 16 оси 17 рычажного толкателя 1 и затем в магистраль

0 При вращении кулачка 2 распределительного вала приводятся в качательное движение посредством ролика 21 контактирующий с ним рычажный толкатель 1 с цилиндром 4. При этом в начале подъема

5 рычажного толкателя в магистрали 7 обратный клапан 9 закрывается. При одновременном заполнении маслом рабочих полостей б гидротолкателей впускного и выпускного клапанов дальнейший подъем рычажных

0 толкателей 1 приводит к нарастанию давления в полостях 6, в результате чего приводятся в движение плунжеры 5 и штанги 22. В случае, когда впускной клапан начинает работать раньше, чем выпускной (что может

5 произойти при неодновременном заполнении маслом полостей 6 рычажных толкателей 1 впускного и выпускного клапанов в период запуска двигателя или включения цилиндров на ходу), вместо такта выпуска в

0 цилиндре происходит повторное сжатие. При этом давление в цилиндре противодействует открытию впускного клапана. Усилие, необходимое для подъема выпускного клапана, значительно возрастает, что при5 водит к повышению давления масла в рабочей полости 6 гидротолкателя до величины большей, чем необходимо для подъема впускного клапана при одновременной его работе с выпускным клапаном. В этом случае

0 срабатывает предохранительный клапан 12 и, преодолевая усилие затяжки, создаваемое пружиной 13, открывает выход масла из полости 6 в полость картера двигателя. Снижение давления в полости 6 предотвращает

5 возникновение дополнительных нагрузок на детали привода клапанов. При заполнении маслом рабочей полости 6 гидротолкателя выпускного клапана, когда начинается одновременная работа выпускного и впуск0 ного клапанов, повторное сжатие не происходит, предохранительный клапан 12 не срабатывает. При отключении цилиндров отключается подача масла золотником 8, происходит падение давления масла в маги5 страли 7, усилие на поршень 11 запорного органа 10 резко уменьшается и в начале следующего подъема профиля кулачка возрастание давления масла в полости 6 приводит к срабатыванию запорного органа 10, в результате чего масло из полости 6 вытесняется плунжером 5 в полость масляного картера через отверстие 20. Подъем клапана в этом случае не происходит.

Использование в предложенном механизме управляемого разгрузочного клапана с гидроприводом, сообщающего рабочую полость гидротолкателя с полостью масляного картера, обеспечивает выключение газообмена в течение одного цикла двигателя.

Механизм управления клапаном газораспределения (фиг, 2) с совмещенным предохранительным и разгрузочным клапанами работает следующим образом.

При включении в работу цилиндров срабатывает управляющий золотник 8 и масло из напорной магистрали 15 поступает в каналы 16 оси 17 гидротолкателя. Из магистрали 7 масло через обратный клапан 9 поступает з рабочую полость б гидротолкателя (во время выстоя клапана газораспределения) и по каналу 18 - в рабочую полость гидроцилиндра 19. Поршень 11 под действием усилия, создаваемого давлением масла, перемещается влево до ограничителя 14 и сжимает пружину 13, задавая тем самым уставку срабатывания запорного органа 10.

Усилие затяжки пружины выбирается в 1,1 - 1,3 раза большим, чем максимальное усилие, действующее на запорный орган 10 со стороны рабочей полости б гидротолкателя в процессе работы клапана (из условий устойчивости штанги на изгиб).

При неодновременном заполнении маслом рабочих полостей 6 гидротолкателей впускного и выпускного клапанов в период запуска двигателя или включения цилиндров на ходу вместо такта выпуска в цилиндре происходит повторное сжатие. При этом повышенное давление в цилиндре противодействует открытию впускного клапана, что приводит к срабатыванию запорного органа 10, который преодолевает усилие затяжки пружины 13 и открывает выход масла из полости 6 на слив в полость масляного картера. После восстановления правильного Газообмена запорный орган 10 не срабатывает, надежно герметизируя рабочую полость 6 гидротолкателя.

При отключении подачи масла золотником 8 происходит падение давления масла в магистрали 7, усилие на поршень 11 со стороны рабочей полости 19 становится

меньшим усилия пружины 13, а поршень перемещается вправо до упора в ограничитель 14. При этом уменьшается затяжка пружины 13 настолько, что запорный орган 10 5 в начале подъема профиля кулачка перепускает масло из полости 6 на слив при первом из цикла подъема клапана. Клапан газораспределения из работы исключается.

Каналы 23 в плунжерах 5 устройств по 10 фиг, 1 и 2 предназначены для смазки контак- та плунжеров со штангами 22 толкателей. Формула изобретения 1. Механизм управления клапаном газораспределения двигателя внутреннего сго5 рання, содержащий гидротолкатель, размещенный в одном из элементов кинематической цепи привода между клапаном и кулачком распределительного вала, с пружиной, цилиндром и плунжером, образую0 щими рабочую полость гидротолкателя, высота которой превышает максимальную высоту профиля кулачка, масляную магистраль подвода питания к рабочей полости гидротолкателя с управляющим золотником

5 и обратным клапаном, и управляемый разгрузочный клапан с запорным органом и управляющим гидравлическим поршнем, размещенным с наружной стороны цилиндра гидротолкателя и подключенным к масля0 ной магистрали между управляющим золотником и. обратным клапаном, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, рабочая полость гидротолкателя снабжена предохра-.

5 нительным клапаном, запорный орган управляемого разгрузочного клапана расположен с наружной стороны цилиндра гидротолкателя, а управляющий поршень его подключен к масляной магистрали со сторо0 ны, противоположной запорному Органу.

5 последовательного соединения запорного органа, пружины и управляющего поршня с ограничителем хода в единый узел, представляющий собой гидравлически управляемый предохранительный клапан с

0 регулируемой настройкой пружины, обеспечивающей два уровня срабатывания по давлению.

г.

Фиг.1