Клапанный механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F01L1/28 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестрое- ния.

Известны механизмы газораспределения поршневых двигателей внутреннего сгорания с соосным расположением клапанов (Патент США № 4539950, патент Германии Мг 472992).

Известен механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания (Авт. св. № 1574846, кл. F 01 L 1 /28, 1988), содержащий корпус клапанов с впускными и выпускными окнами и размещенные на нем соосно наружный впускной и внутренний впускной клапаны с приводом, пружинами, подвижными и неподвижными опорами пружин, - окна впуска и выпуска расположены на одном уровне с противоположных сторон корпуса клапанов, а впускной клапан снабжен разделительной перегородкой зон впуска и выпуска, при этом корпус клапанов выполнен вставным, а подвижная опора пружин впускного клапана выполнена в виде телескопического стакана и втулки, размещенных один в другом с возможностью осевого перемещения, а подвижная опора впускного клапана размещена с возможностью осевого перемещения внутри подвижной опоры выпускного клапана и снабжена демпфирующим устройством.

Недостатком механизма является наличие стесненного геометрического пространства, образуемого разделяющей перегородкой выпускного клапана, и не позволяющее сформировать такой аэродинамический профиль перегородки, который бы соответствовал более оптимальным условиям прохождения газа при подъеме тарелки клапана (на тракте выпуска). Так как эффективность рабочего цикла механизма во многом зависит от оптимальных геометрических профилей как проходных сечений, так и следующим за ними канального пространства, то необходимо в комплексе обеспечить аэродинамические качества трактов выпуска и впуска с учетом коэффициентов расхода и скоростей газа в указанных трактах.

Для устранения недостатка окно впуска в корпусе выпускного клапана по высоте размещено ниже его клапанного пояска тарелки выпуска, что создает возможность оптимизировать геометрический профиль разделяющей перегородки

К недостатку механизма также относится сложность конструкции. Для упрощения конструкции нижняя опора пружин механизма размещена непосредственно в корпусе головки цилиндров, я в качестве направляющей цилиндрической части выпускного клапана введена цилиндрическая втулка, выполненная заодно с седлом клапана, что & целом упростило конструкцию механизма.

Цель изобретения - повышение аэродинамического качества клапанного механизма путем возможности профилирования разделительной перегородки выпускного клапана и упрощения конструкции механизма.

Указанная цель достигается тем, что в клапанном механизме газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащем в корпусе головки цилиндра впускной и выпускной каналы, соосно расположенные наружный выпускной и внутренний впу- скной клапаны с приводом, пружины, подвижные и неподвижные опоры пружин, маслоотражательный колпачок, - тарелки клапанов впуска и выпуска расположены на разных уровнях друг относительно друга, седло выпускного клапана выполнено заодно с цилиндрической втулкой с окнами, совпадающими по контуру с впускным и выпускным каналами, при этом подвижные опоры пружин впускного и выпускного клапанов снабжены сопрягающимися цилиндрическими поясками, размещенными один в другом с возможностью осевого перемещения, а неподвижная опора для пружин впускного и выпускного клапанов, выполненная в виде стакана, закреплена посредством резьбы в головке цилиндра с элементами фиксации подвижной и неподвижной опор.

Кроме того, на коническом пояске подвижной опоры выпускного клапана выполнена кольцевая проточка, в которой установлено демпфирующее кольцо,

На фиг. 1 представлен общий вид механизма; на фиг.2 - узел I на фиг, 1; на фиг.З - сечение А-А на фиг.2.

Механизм размещен в корпусе 1 головки цилиндра 2 двигателя внутреннего сгорания и содержит соосно расположенные клапаны; наружный выпускной 3 и внутренний впускной 4.

Тарелка 5 клапана 3 выполнена заодно: с полым цилиндром 6 снабженного перегородками 7 и 8, разделяющими зону впуска и выпуска, стержнем 9 с центральным отверстием под стержень клапана 4 и окном 10, служащим седлом тарелки клапана 4, а также впускным 11 и выпускным 12 окнами.

Сверху клапана 3 на резьбе установлены верхняя подвижная опора (колпачок-толкатель) 13 пружины 14 клапана 3, гайка 15 с контргайкой 16. Опора 13 снабжена окнами

17 и 18. Окно 18 представляет собой цилиндрический поясок 19.

На стержне клапана 3 установлена в равнорасположенных пазах 20 нажимная втулка 21 (посадка скольжения 8) с впуск0 ным клапаном 4 и выполняющая функцию верхней опоры пружины 22. Нажимная втулка 21 закреплена на стержне клапана 4 клиновыми замками (сухарями) 23 и снабжена цилиндрическим пояском с кольцевой ка5 навкой.

Нижней опорой пружин 14 и 22 служит стакан 24, снабженный в верхней части резьбой, гайкой 25, шайбой 26 и корончатыми выступами 27 под торцовый ключ.

0 В нижней части стакан 24 снабжен резьбовой втулкой 28 и контргайкой 29, а также маслоотражательным колпачком 30. Цилиндрическая часть стакана 24 сопрягается с корпусом 1 по посадке скольжения.

5В нижней части клапан 3 своей тарелкой 5 сопрягается с седлом 31 выпускного окна 10; седло 31 выполнено заодно с цилиндрической втулкой 32, которая установлена а корпусе 1 по посадке с натягом (Кб),

0 причем плоскости впускного окна и выпускного окна расположены в разных по высоте уровнях друг относительно друга. Стакан 24 с гайкой 25, шайбой 26, а также резьбовая втулка 28 с контргайкой 29, служащая ниж5 ней опорой пружин 14 и 22, представляет собой механизм регулировки (натяжения) сжатия пружин 14 и 22.

Подвижная опора 13 с гайкой 15 и контргайкой 16, нажимная втулка 21с зам0 ками 23, служащие верхней опорой пружин 14 и 22, представляют механизм регулировки их сжатия и регулировки зазора между рычагами (рокерами) 33 и 34 и кулачками 35 распределительного вала 36.

5

Рычаги 33 и 34 установлены в корпусе 1 на регулируемых двух опорах (по высоте) пальцах 37, 38 и снабжены пружинами 39. 40, при этом опора 13 кинематически связа0 на с рычагом 33, а торец стержня клапана 4 - с рычагом 34 через окно 17 колпачка-толкателя 13.

Механизм газораспределения работает следующим образом.

5 При совместном движении стержня клапана 4 и втулки 21, служащей верхней опорой пружины 22, вниз топ ливовоздуш- ная смесь из впускного канала поступает через окна 11 и 10 в полость цилиндра, после чего клапан 4 закрывает окно 10.

Посте такта сжатия и сгорания топливо- воздушной смеси рычаг 33 нажимает опору 13 клапана 3 и последний вместе с клапаном А движется вниз и закрывает выход отработанным газом через проходное сечение клапана 3 и далее через окно 12 в выпускной коллектор.

Специальные профили разделительной перегородки 8 и перегородки 7 создают качественные аэродинамические условия впуска смеси и выпуска отработанных газов. В результате смещения плоскостей окон впускного и выпускного каналов в осевом направлении создается возможность спрофилировать и создать такие по форме разделительные перегородки 7 и 8, которые бы обеспечивали качественную аэродинамику каналов впуска и выпуска на всех ступенях подъема обоих клапанов с учетом ширины посадочного пояска, величины полного подъема клапана, коэффициентов расхода и скоростей газа через проходные сечения.

Формула изобретения

1. Клапанный механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащий головку цилиндра с впускным и выпускным каналами, цилиндрической втулкой и седлом клапана, соосно расположенные наружный выпускной и внутренний впускной клапаны с приводом, пружины,

подвижные и неподвижные опоры пружин и маслоотражзтельный колпачок, при зтом в корпусе наружного выпускного клапана выполнена разделительная перегородка, а на

его тарелке - окно впуска и посадочный поясок, отличающийся тем, что, с целью повышения аэродинамического качества путем оптимизации профиля разделительной перегородки выпускного клапана и

упрощения конструкции, окно впуска в тарелке выпускного клапана по высоте расположено ниже его клапанного пояска, а седло клапана выполнено за одно с цилиндрической втулкой и снабжено окнами, совпадающими по контуру с впускным и выпускным каналами.

2.Механизм по п.1. о т л и ч а ю щ и- й с я тем, что подвижные опоры пружин впускного и выпускного клапанов снабжены цилиндрическими поясками, размещенными один в другом с возможностью осевого перемещения, а неподвижная опора для пружин закреплена на резьбе в головке цилиндра и снабжена элементами

регулировки и фиксации опор.

3.Механизм по п.1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что верхняя часть стержня выпускного клапана снабжена резьбой и равно- расположенными пазами, а в верхней опоре

впускного клапана выполнены окна для про- хода частей стержня выпускного клапана.

rco

о

ID

гC5

«

fe

«4f

33

25

Фиг2

Сущность изобретения: в соосно размещенных впускном и выпускном клапанах, впускное окно размещено ниже посадочного седла, благодаря чему удается оптимизировать геометрию разделительной перегородки и тем самым повысить аэродинамическое качество проточной «астм 2 з.п ф-лы, 3 ил.