Направляющая втулка клапана двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F01L3/08 F01M9/10 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания стационарных и передвижных установок

Известна направляющая втулка клапана двигателя внутреннего сгорания, содержащая центральное отверстие под стержень клапана двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Недостатком известной направляющей втулки является то, что она не обеспечивает минимальный расход смазочного масла вследствие перетекания масла по зазору между клапаном и втулкой. При ограничении поступления масла в указанный зазор возрастает износ направляющей втулки.

Известна также направляющая втулка, в которой указанный выше недостаток частично устраняется путем выполнения спиральных уплотнительных канавок на поверхности центрального отверстия втулки под стержень клапана с целью ограничения перемещения масла

Недостатком направляющей втулки, принятой за прототип, является то, что она. во-первых, полностью не устраняет расход смаоочного масла через направляющую клапана, во-вторых увеличивает удельное

давление стержня клапана на поверхность направляющей клапана вследствие уменьшения площади этой поверхности. Последнее означает увеличение износа направляющей втулки.

Цель изобретения -уменьшение износа пары трения клапан - втулка и расхода смазочного масла.

Поставленная цель достигается тем, что в направляющей втулке клапана двигателя внутреннего сгорания, содержащей уплот- нительные канавки на поверхности отверстия под стержень югатган аг последние заполнены веществом, представляющим собой продукт нагарообразования в двигателях внутреннего сгорания или близким к нему по химическому составу.

Направляющая втулка выполнена из железографитового сплава. Снабжение направляющей втулки клапана слоем продуктов термического разложения веществ, например нагара, позволяет использовать эти вещества в качестве твердых смазок.

Размещение продуктов термического разложения веществ в канавках на поверхности отверстия под стержень клапана позволяет зафиксировать их на поверхности отверстия под стержень клапана и тем са(Л

С

чд

СЛ

Ю

ND

мым образовать пару трения клапан - твердая смазка - направляющая клапана.

Выполнение корпуса втулки из железо- графитового сплава позволяет получить более надежное и стойкое крепление нагара с материалом из железографита, так как основа в обеих материалах графит.

Клапаны и направляющие втулки нагреваются до высоких температур. Выпускной клапан, например, нагревается до 700- 900°С (на номинальном режиме). В этих условиях масло, попадающее на поверхность трущейся пары клапан - втулка, термически разлагается и оседает на эти поверхности. При заранее подготовительной поверхности, на которую наносятся продукты термического разложения веществ (не только нефтепродуктов), осаждение нагара происходит эффективно и в достаточных количествах. Этот слой нагара непрерывно нарастает и стирается. При стабилизации этого процесса удается получить минимальный зазор между клапаном и втулкой,

Особенно эффективен этот процесс для выпускных клапанов, в которых вследствие избыточного давления в выпускном патрубке происходит выдувание смазочного масла из зазора между клапаном и втулкой перегрев и повышенный износ пары трения клапан - втулка или его заедание и заклинивание. Создание же слоя нагара приводит к эффекту применения твердой смазки в указанной паре трения. Нагар образуется за счет попадания смазочного масла во время запуска и остановки двигателя, а также работы при малых нагрузках. Масло, попадая на заранее подготовленную поверхность, пропитывает эту поверхность и затем термически разлагается, образуя новый слой нагара, стираемый во время работы. При этом нагар не образует каких-либо повреждений на поверхности стержня клапана.

На фиг. 1 показана направляющая втулка клапана, продольное сечение; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из направляющей втулки 1, в которой выполнено отверстие 2 под стержень клапана 3. На внутренней поверхности отверстия 2 выполнены канавки 4, заполненные продуктами 5 термического разложения.

Направляющая втулка клапана работает следующим образом.

Во время перемещения стержня клапана 3 происходит процесс трения между стержнем и продуктами термического разложения 5. Одновременно в зазор между

стержнем клапана 3 и направляющей отул- кой 1 поступает смазочное масло. Первый процесс приводит к истиранию продуктов 5 термического разложения, другой процесс приводит к образованию нового слоя продуктов 5 термического разложения. Оба процесса стабилизируют и минимизируют величину зазора между стержнем клапана 3 и направляющей втулкой 1 при одновременном снижении коэффициента трения и расход смазочного масла, зависящий от величины указанного зазора.

Технические преимущества изобретения следующие. Снижение коэффициента трения вследствие применения в качестве

твердой смазки нагара означает уменьшение износа как направляющей втулки, так и клапана. Уменьшение зазора и его автоматическое восстановление до минимальных значений означает снижение расхода смазонного масла. Появляется возможность как снижения подачи масла для смазки указанной пары трения, так и снижения защитного колпака со стержня клапана, предохраняющего от попадания излишнего количества

масла в зазор между направляющей втулкой и клапаном. Последнее означает уменьшение инерционных сил, приложенных к клапану, и, следовательно, снижение нагрузок и расхода смазочного масла при одновременном уменьшении износа нагруженных деталей механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания.

Формула изобретения

1. Направляющая втулка клапана двигателя внутреннего сгорания содержащая корпус с уплотнительными канавками, выполненными на поверхности отверстия под стержень клапана, отличающаяся тем,

что, с целью уменьшения износа пары трения клапан - втулка и расхода смазочного масла, уплотнительные канавки заполнены веществом, представляющим собой продукт нагарообразования о двигателях внутреннего сгорания или близким к нему по химическому составу.

2. Втулка по п. 1,отличающаяся тем, что корпус ее выполнен из железогра- фитового сплава.

L

A-A

Сущность изобретения: уплотнитель- ные канавки втулки клапана заполнены веществом, представляющим собой продукт нагарообразования в двигателях внутреннего сгорания или близким к нему по химическому составу. Это позволяет уменьшить износ пары трения клапан-втулка и расход смазочного масла. 1з.п, ф-лы, 2 ил

. Фиг.-i

фиг. 2