Клапанное устройство двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F01L3/08 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, преимущественно к клапанному механизму газораспределения двигателя внутреннего сгорания.

Известна конструкция клапанного устройства, содержащего тарельчатый клапан, стержень которого размещен в направляющей втулке с зазором. В известной конструкции зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой герметизирован от пропуска масла контактным уплотнением, например резиновой манжетой, прилегающей к стержню клапана.

Недостаток известной конструкции заключается в повышенном пропуске масла в зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой после износа контактного уплотнения, имеющего ограниченный ресурс работы.

Наиболее близким техническим решением, является конструкция клапанного устройства, содержащего тарельчатый

клапан, стержень которого размещен в направляющей втулке с зазором.

Недостаток известной конструкции заключается в повышенной утечке масла через зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой, так как этот зазор не герметизирован.

Цель изобретения - уменьшение утечки масла через зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой при неограниченном ресурсе работы.

Указанная цель достигается тем, что у клапанного устройства двигателя внутреннего сгорания, содержащего тарельчатый клапан, стержень которого размещен в на- правпяющей втулке с зазором, стержень клапана в хвостовой части снабжен профилированной конусной проточкой, заканчивающейся торообразным карманом для сбора масла и размещенной вне направляющей втулки таким образом, что при закрытом положении клапана карман располагается на уровне торца направляющей втулки, при этом размер проточки выбран

Х|

О

равным величине хода клапана при положительном ускорении.

На фиг.1 изображено клапанное устройство, общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг.1 (клапан закрыт).

Клапанное устройство содержит направляющую втулку 1, запрессованную в цилиндровую крышку 2, клапан 3, состоящий из головки 4, стержня 5 заданного диаметра D и хвостовика 6. С хвостовиком б клапана 3 скреплена тарелка 7 клапанной пружины 8, а головка 4 клапана уплотняет полость 9 цилиндра. Клапан 3 установлен в направляющую втулку 1 с зазором А между стержнем 5 и внутренней поверхностью направляющей втулки 1, т.е. с возможностью возвратно-поступательного движения, закон которого определяется профилем кулачка распределительного вала (не показан).

На стержне 5 клапана 3 выполнена профилированная проточка 10 заниженного диаметра. При этом переход 11 (фиг.2) от части стержня диаметром D, расположенной со стороны хвостовика 6, к проточке 10 заниженного диаметра выполнен конусным, а переход 12 от проточки к части стержня диаметром D, расположенной со стороны головки 4, выполнен с обратной конусностью, образуя торообразный карман 13 для сбора масла.

Расположение и длина L проточки 10 определены из условия максимальной эффективности конструкции. При закрытом клапане (фиг.2) вершина 14 перехода 12 обратной конусности совпадает с торцом 15 направляющей втулки 1, а длина L проточки 10 равна ходу клапана 3 с положительным ускорением, определяемым профилем кулачка распределительного вала.

В полости 16 (фиг.1) при работе двигателя содержится масло в виде струй, брызг, капель.

Устройство работает следующим образом.

При закрытом клапане вследствие того, что вершина 14 находится на одном уровне с торцом 15 (или несколько выше), зазор Д между стержнем 5 клапана и направляющей втулкой 1 минимален и капиллярные силы препятствуют проникновению масла из полости 16 в зазор Л

В начале открытия клапан 3 при любом профиле кулачка распределительного вала

движется с положительным (направленным в сторону движения) ускорением. Сила инерции направлена всегда обратно ускорению, т.е. в начале открытия клапана сила

инерции движущегося клапана и всех масс, связанных с клапаном, направлена от головки 4 к хвостовику 6. Поэтому тот слой масла, который контактирует со стержнем 5 клапана 3, в начале от крытия отбрасывается

силой инерции из зазора Д , не позволяя маслу проникнуть в полость 9 цилиндра. Отводу способствует большой зазор между направляющей втулкой и проточкой заниженного диаметра в этот период.

Длина проточки 10 равна ходу клапана t положительным ускорением, т.е. к моменту смены направления действия ускорения и соответственно силы инерции, зазор Д между стержнем 5 клапана и направляющей втулкой 1 со стороны полости 16 вновь минимален. При этом то масло, которое натаскивается в зазор Д стержнем 5 клапана, силой инерции забрасывается в карман 13 и не может пройти в полость 9 цилиндра. Это

продолжается вплоть до полного открытия клапана. При закрытии клапана процесс протекает в обратной последовательности, т.е. в конце закрытия клапана масло, скопившееся в кармане 13, выбрасывается силой инерции в полость 16.

В результате обеспечивается уплотнение зазора между стержнем клапана и направляющей втулкой, Причем это уплотнение без трущихся деталей, а следовэтельно, имеет неограниченный ресурс работы.

Формула изобретения Клапанное устройство двигателя внутреннего сгорания, содержащее тарельчатый клапан, стержень которого размещен в направляющей втулке с зазором, отличающееся тем, что, с целью уменьшения утечки масла через зазор, стержень клапана

в хвостовой части снабжен профилированной конусной проточкой, заканчивающейся торообразным карманом для сбора масла и размещенной вне направляющей втулки так, что при закрытом положении клапана

карман располагается на уровне торца направляющей втулки, при этом размер проточки выбран равным величине хода клапана при положительном ускорении.

/6

7

Сущность изобретения: клапанное уст-, ройство обеспечивает герметичность сопряжения стержня клапана с направляющей втулкой Для этого на стержне клапана выполнена профилированная конусная проточка заканчивающаяся торообразным карманом для сбора масла. За счет использования сил инерции жидкости, нах-одящейся в кармане, при возвратно- поступательном движении клапана утечки масла в зазор уменьшаются. 2 ил.

fivs.J

Фиг. 2