Выпускной клапан двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F01L9/02 F02D13/02 

ет с регулируемым дроссельным устройством, благодаря чему происходит задержка посадки клапана в седло. Регулируя степень указанной задержки, осуществляют изменение наполнения цилиндров двигателя рабочим телом. Благодаря этому для каждого режима работы двигателя устанавливают оптимальное значение действительной степени сжатия, а следовательно, и величину наибольшего КПД двигателя. 3 ил.

Изобретение относится к двигателест- роению и позволяет повысить КПД двухтактного двигателя внутреннего сгорания с прямоточной клапанно-щелевой продувкой при работе с различной нагрузкой. Оно содержит выпускной клапан 1 с пневматической пружиной 19 и гидравлическим приводом, включающим насос 20 и гидроцилиндр 2, соединенные трубопроводом 21. Плунжер 4 гидроцилиндра 2 взаимодейству-2J(ЛСПюjCO

Изобретение относится к машиностроению, и в частности, предназначено для использования в двухтактном двигателе внутреннего сгорания с прямоточной клапанно-щелевой продувкой.

Цель изобретения- повышение КПД двигателя.

На фиг, 1 показан выпускной клапан, снабженный гидравлическим приводом, общий вид; на фиг. 2 - верхняя часть клапана; на фиг. 3 -характеристика клапана, определяющая зависимость величины его перемещения от времени.

Выпускной клапан 1 (фиг. 1 и 2) содержит гидравлический привод с гидроцияиндром 2, перепускным отверстием 3 для рабочей жидкости и приводным плунжером 4, взаммодействующим со стержнем 5 клапана, и дроссельное регулирующее устройство с элеме.нтами, образующими с гидроцилиндром 2 рабочие камеры 6-8 для жидкости. Дроссельное регулирующее устройство содержит две разнесенные в осевом направлении дроссельные кромки 9 и 10. размещенные на гидроцилиндре 2, и палец 11 переменного в продольном направлении диаметра, размещенный на приводном плунжере 4 и снабженный тремя разнесенными в осевом направлении дросселирующими участками 12-14. Последние выполнены с возможностью взаимодействия первичного дросселирующего участка 12, расположенного вдали приводного плунжера 4, с первичной дроссельной кромкой 9 гидроцилиндра 2 при нахождении плунжера 4 в положении, соответствующем полному открытию выпускного клапана, и возможностью взаимодействия вторичного дросселирующего участка 14, расположенного вблизи плунжера 4, с вторичной дроссельной кромкой 10 гидроцилиндра 2 при нахождении плунжера 4 в положении, соответствующем закрытому положению выпускного клапана. Удаленная от плунжера 4 рабочая камера 6, заключенная между первичным дросселирующим участком 12 и первичной дроссельной кромкой 9, непосредственно соединена с перепускным отверстием 3 для рабочей жидкости, а рабочая камера 7, расположенная между первичной 9 и вторичной 10 дроссельными кромками

гидроцилиндра, соединена с перепускным отверстием 3 для рабочей жидкости при помощи канала 15, снабженного регулируемым дроссельным клапаном 16,

Выпускной клапан 1 совместно с гидроцилиндром 2, корпусом 17 и седлом клапана 18 размещается в головке цилиндра и прижимается к седлу посредством пневматической пружины 19. Гидравлический привод

клапана выполнен по традиционной схеме, содержащей плунжерный насос 20 с приводом от кулачкового вала, который соединен с гидроцилиндром 2 при помощи трубопровода 21.

Полый приводной плунжер 4 окружает верхнюю часть стержня 5 клапана и плотно входит в отверстие 22 гидроцилиндра 2-. Сверху гидроцилиндра 2 установлена вставка 23, входящая на некоторое расстояние в

отверстие 22. Вставка образует внутреннюю камеру 6, которая через два отверстия 24 и 3, выполненные во вставке и гидроцилиндре соответственно сообщается с плунжерным насосом 20 (фиг. 1). На конце,

обращенном в сторону плунжера 4, вставка 23 несет две дроссельные кромки - первичную вторичную 10. В канале 25, ведущем к торцовой поверхности вставки 23, обращенной к стержню 5 клапана и соединяющем камеру 6 с камерой 8, между плунжером 4 и вставкой 23 установлен обратный клапан 26, перекрывающий упомянутый канал в сторону камеры 6.

Когда насос 20, управляемый посредством кулачка, начинает подавать масло под давлением через трубопровод 21 во впускное отверстие 3 гидроцилиндра 2, давление масла в камере 6 повышается. Это давление воздействует на плунжер 4 а осевом направлении и далее на стержень 5 клапана. Масло действует непосредственно на верхнюю торцовую поверхность 27 пальца 11 и узкую кольцевую часть 28, образующую переход между вторичным дросселирующим участком 14 и промежуточным участком 13 пальца 11. Поскольку зазор между вторичным дросселирующим участком 14 и вторичной дроссельной кромкой 10 при показанном закрытом состоянии клапана мал, то масло

лишь в незначительной степени действует на кольцевой заплечик 29 приводного плунжера. Но сильное повышение давления вызывает открытие обратного клапана 26, в результате чего масло через канала 25 входит в контакт с указанным заплечиком на плунжере. После короткого перемещения (соответствующего некоторому открытию выпускного клапана) плунжера 4 в направлении вниз вторичный дросселирующий участок 14 и вторичная дроссельная кромка 10 оказываются разведенными, в результате чего масло течет главным образом вдоль промежуточного участка 13 мимо дроссельных кромок 9 и 10 и давит на заплечик 29. Однако некоторое дросселирующее действие все еще остается, и поэтому некоторое количество масла непрерывно течет через обратный клапан 26 и канал 25. Это особенно касается момента в конце перемещения, когда первичный дросселирующий участок 12 заходит на первичную дроссельную кромку 9.

Во время этого цикла клапанный элемент следует, например, восходящему графику 30 (фиг. 3), соответствующему профилю выпускного кулачка. Когда клапан полностью открыт в момент t2, величина открытия составляет h2 hi, что соответствует ситуации, когда первичный дросселирующий участок 12 пальца 11 на плунжере 4 находится напротив первичной дроссельной кромки 9 вставки 23.

Когда клапан в момент 1з начинает закрываться, он будет в зависимости от регулировки дроссельного клапана 16 следовать либо графику 30, показанному сплошными линиями и соответствующему сбеговой стороне профиля кулачка, либо другому нисходящему графику, например графику, подобному ЗОа или ЗОв, проходящему практически параллельно графику 30.

Если клапан 16 полностью открыт (что .соответствует минимальному дросселированию), то масло, выжимаемое из камеры 8 в результате воздействия в направлении вверх пневматической пружины на стержень 5 клапана, свободно течет через канал 15 мимо клапана 16 и выходит через служащее для впуска и выпуска масла перепускное отверстие 3 в гидроцилиндре 2. Сколько-нибудь существенное дросселирование отсутствует и клапан закрывается в соответствии с графиком 30. Поскольку ролик кулачкового вала насоса 20 следует сбеговой стороне профиля кулачка, то обеспечивается фактически оптимальное использование мощности. Непосредственно перед полным закрытием клапана вторичный дросселирующий участок t4 заходит на вторичную дроссельную кромку 10. Это до некоторой степени смягчает удар.

поскольку оставшееся в камере 8 масло может теперь попасть в отверстие 3, только пройдя через узкую щель между указанными дроссельными поясками. Это уменьшает 5 скорость удзра клапана. Этот эффект не связан с дроссельным клапаном 16 и, следовательно, имеет место всегда независимо от регулировки этого клапана. Это показано на фиг. 3 посредством коротких участков 31 а,

0 31 в и 31 с графика.

Если дроссельный клапан 16 полностью закрыт (что соответствует максимальному дросселированию), то масло, находящееся в камере 8 и канале 15, может достичь отверстия 3 только через щель между первичным дросселирующим участком 12 и первичной дроссельной кромкой 9. Указанное дросселирование препятствует закрытию клапана в соответствии со сбеговой стороной профиля кулачка и клапан отпускает кулачок, в результате чего клапан закрывается только синхронно с обратным потоком масла через указанную щель. Задержка самого движения закрытия клапана, получаемая при

5 этом, соответствует (фиг. 3) периоду времени t5 -14. Когда первичные дроссельные пояски оказываются разведенными, клапан закрывается по графику ЗОв (фиг. 3). Скорость закрытия определяется зазором между

0 промежуточным участком 13 пальца 11 и двумя дроссельными кромками 9 и 10. Как и ранее, удар в конечном счете смягчается.

Таким образом, в зависимости от регулировки дроссельного клапана 16 может

5 быть обеспечена большая или меньшая задержка закрытия выпускного клапана и тем самым обеспечено управление действительной степенью сжатия двигателя, а следовательно, и сохранение высоких значений

0 КПД двигателя на различных режимах его работы.

Дроссельный клапан регулируют в зависимости от имеющейся в данный момент нагрузки двигателя, что может быть осуществлено любым проходящим образом, например, путем соединения регулировочных рычагов индивидуальных дроссельных клапанов посредством общей соединительной тяги, которую затем электрическим или

0 пневматическим путем перемещают в зависимости от давления в резервуаре для наддувочного воздуха, определяемого по показаниям обычного датчика давления. Формулаизобретения

5Выпускной клапан двигателя внутреннего сгорания, в частности двухтактного судового дизеля с прямоточной продувкой, содержащий гидравлический привод с гидроцилиндром, перепускным отверстием для рабочей жидкости и приводным плунжером.

взаимодействующим со стержнем клапана, и дроссельное регулирующее устройство с элементами, образующими с гидроцилиндром рабочие камеры для жидкости, отличающийся тем, что. с целью повышения КПД двигателя, дроссельное регулирующее устройство содержит две разнесенные в осевом направлении дроссельные кромки, размещенные на гидроцилиндре, и палец переменного в продольном направлении диаметра, размещенный на приводном плунжере и снабженный тремя разнесенными в осевом направлении дросселирующими участками, выполненными с возможностью взаимодействия первичного дросселирующегоучастка, расположенного вдали от приводного плунжера, с первичной дроссельной кромкой гидроцилиндра при нахождении плунжера в положении, соответствующем полному открытию выпускного клапана, и возможностью взаимодействия вторичного дросселирующего участка, расположенного вблизи плунжера, с вторичной дроссельной кромкой гидроцилиндра при нахождении плунжера в положении, соответствующем закрытому положению выпускного клапана, причем удаленная от плунжера рабочая камера, заключенная

между первичным дросселирующим участком и первичной дроссельной кромкой, непосредственно соединена с перепускным отверстием для рабочей жидкости, а рабочая камера, расположенная между первичной и вторичной дроссельными кромками гидроцилиндра, соединена с перепускным отверстием для рабочей жидкости при помощи канала, снабженного регулируемым дроссельным клапаном.

k----3S

/г

.З