Пневматический клапан двигателя внутреннего сгорания транспортного средства Советский патент 1992 года по МПК F04B41/04 

Изобретение относится к области транспортного двигателестроения и может применяться на многоцилиндровых тепловозных или судовых двигателях, имеющих группы отключаемых по топливоподаче цилиндров и автономную пневматическую систему потребителя.

Известен двигатель внутреннего сгорания с отключаемыми по топливоподаче и газообмену цилиндрами, причем отключение газообмена выполняется путем перекрытия патрубков цилиндрическими заглушками с гидроприводом.

Однако данная система не позволяет эффективно использовать сжатый в цилиндрах воздух, который просто выпускается через заглушку в выпускной канал

Известна также система, содержащая пневматические клапаны в одном n.j рядов V-образного двигателя.

Недостатком этой системы является наличие двух отдельных корпусов для заслонки и перепускного клапана, расположенных в выпускном патрубке цилиндра. Это приводит, во-первых, к снижению надежности системы, работающей в зоне высоких температур выхлопных газов, а во- вторых, к заметному снижению КПД, так как нагнетаемый поршнэм воздух изменяет направление движения в отсекаемой полости патрубка и при движении по каналам перепускного клапана, установленного перпендикулярно оси выхлопного патрубк.

Эта система взята е качестве прототипа.

00

.™2

Цель изобретения - упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что клапан снабжен возвратной пружиной, разрезной гильзой с отверстием и подпружиненным клиновым фиксатором, установленным в корпусе с возможностью взаимодействия с отверстием разрезной гильзы. Запорный элемент и его шток выполнены пустотелыми и образуют между собой винтовое шлицевое соединение, а перепускной клапан расположен внутри запорного элемента, при этом в корпусе установлена перегородка, в которой соосно выполнены осевое отверстие для прохода штока запорного элемента и кольцевое незамкнутое отверстие для прохода разрезной гильзы, и возвратная пружина установлена внутри разрезной гильзы между ее днищем и перегородкой корпуса.

На фиг.1 представлен общий вид пневматического клапана ДВС транспортного средства; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - сечение В -В на фиг, 1; на фиг.5 - узел I на фиг.1 (при выключенном положении запорного элемента); на фиг.б - узел I на фиг.1 (при рабочем положении запорного элемента); на фиг.7 - вариант установки пневматического клапана на один из цилиндров тепловозного дизеля K6S310DR.

Пневматический клапан содержит корпус 1, в котором установлены запорный элемент 2 со штоком 3, перепускной клапан 4 с пружиной 5, возвратная пружина 6, разрезная гильза 7 с отверстием 8 и клиновой фиксатор 9 с пружиной 10, Фиксатор 9 установлен в корпусе 1 с возможностью взаимодействия с отверстием 8 разрезной гильзы 7. Запорный элемент 2, соединенный с втулкой 11, и шток 3 выполнены пустотелыми и образуют между собой винтовое шлицевое соединение с помощью шлицев 12. Перепускной клапан 4 расположен внутри запорного элемента 2, при этом в корпусе 1 установлена перегородка 13, в которой соосно выполнены осевое отверстие для прохода штока 3 запорного элемента 2 и кольцевое незамкнутое отверстие для прохода разрезной гильзы 7. Возвратная пружина 6 установлена внутри разрезной гильзы 7 между ее днищем, выполненным в виде поршня 14, и перегородкой 13 корпуса 1.Пневматический клапан установлен соосно выпускному патрубку 15, соединяющему цилиндр двигателя с выхлопным коллектором 16. Шток 3 соединяется с разрезной гильзой 7 и фиксируется гайкой 17. Наружная поверхность корпуса 1 выполнена с оребрением 18 и охватывается рубашкой

19. В торцевой части корпуса 1 установлен штуцер 20 питательной магистрали 21 транспортного средства, а к фиксатору 9 подвод воздуха осуществляется через штуцер 22 от магистрали управления 23. Обе магистрали 21,23 через вентили управления соответственно 24 и 25 подсоединены к резервуару 26 потребителя,

Пневматический клапан работает следующим образом,

В режиме двигателя пневматический клапан выключается, разрезная гильза 7 с запорным элементом 2 утоплены в корпусе 1. Выхлопные газы из цилиндра поступают

в патрубок 15 и беспрепятственно уходят по коллектору 16, При снижении давления воздуха в резервуаре 26 потребителя ниже предельного рабочего с помощью регулятора давления (на фиг. 1 не показан) выключается

топливоподача цилиндров, оборудованных предлагаемыми пневматическими клапанами. При этом двигатель работает только на части цилиндров. Включается вентиль управления 24,и сжатый воздух из резервуара

26 поступает по питательной магистрали 21 к штуцеру 20 и далее перемещает гильзу 7. преодолевая усилие возвратной пружины 6. Одновременно включается вентиль управления 25. Воздух поступает по магистрали

управления 23 к штуцеру 22 и далее воздействует на фиксатор 9, который прижимается и скользит по поверхности разрезной гильзы 7. При касании конусного пояска запорного элемента 2 о седло канала коллектора

16 элемент 2 останавливается, а разрезная гильза 7 и связанный с ней шток 3 продолжают движение. Это приводит к тому, что запорный элемент 2 и втулка 11 проворачиваются на винтовых шлицах 12. Проворот

элемента 2 выполняется относительно штоков 3, так как шток и разрезная гильза строго ориентированы в корпусе 1 при помощи кольцевого незамкнутого отверстия гильзы 7 и перегородки 13 (фиг.З). При провороте

элемента 2, усилении давления на него сжимаемой пружиной S и поступившим через кана- лы штока 3 воздухом происходит герметизация стыка между пояском элемента 2 и седлом канала коллектора 16. До момента касания торцевой части штока 3 о внутреннюю поверхность элемента 2 фиксатор 9 сжимает пружину 10, входит в отчяр- стие 8 поверхности разрезной гильзы 7 и замыкает все детали в рабочем положении.

На такте псевдовыпуска двигателя, и движения поршня цилиндра к ВМТ(фиг. 7) сжимаемый воздух через открытые выхлопные клапаны цилиндра поступает к патрубку 15, воздействует на перепускной клапан 4.

При превышении давлением воздухе, поступающего из цилиндра, суммарных усилиям пружины 5 и давления воздуха из резервуара 26 клапан 4 открывается. Сжатый воздух проходит по каналам в штоке 3 к штуцеру 20, вентилю 24 и поступает в резервуар 26. Испытания опытной системы на дизеле 1Д12-400К показали, что нагнетаемый воздух имеет повышенную температуру. Поэтому в предлагаемом пневматическом клапане предусмотрено охлаждение возду- ха. Жидкость системы охлаждения двигателя проходит между рубашкой 19 и сребренной поверхностью корпуса 1 и далее вновь поступает в систему охлаждения двигателя.

При повышении давления воздуха в резервуаре 26 выше предельного рабочего регулятор давления отключает вентиль управления 25. Фиксатор 9 под действием пружины 10 выходит из отверстия 8 разрез- ной гильзы 7, Затем отключается вентиль управления 24 и под действием пружины 6 разрезная гильза 7 перемещается в крайнее нерабочее положение. При отходе от седла коллектора 16 запорный элемент 2 под дей- ствием пружины 5 проворачивается совместно с втулкой 11 на шлицах 12. Окончательно поворот завершается при касании отбортовки корпуса 1 о торцевую поверхность втулки 11 (фиг.5). Регулятор давления включает топливоподачу отключенных цилиндров и переходит их в режим двигателя.

Формула изобретения Пневматический клапан двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, содержащий корпус, в котором установлены запорный элемент со штоком и перепускной клапан, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, клапан снабжен возвратной пружиной, разрезной гильзой с отверстием и подпружиненным клиновым фиксатором, установленным в корпусе с возможностью взаимодействия с отверстием разрезной гильзы, запорный элемент и его шток выполнены пустотелыми и образуют между собой винтовое шлице-вое соединение, а перепускной клапан расположен внутри запорного элемента, при этом в корпусе установлена перегородка, в которой соосно выполнены осевое отверстие для прохода штока запорного элемента и кольцевое незамкнутое отверстие для прохода разрезной гильзы, и возвратная пружина установлена внутри разрезной гильзы, между ее днищем и перегородкой корпуса.

Использование: в двигателях внутреннего сгорания транспортных средств, имеющих группы отключаемых цилиндров и автономную пневмосистему потребителя. Сущность изобретения: пневматический клапан содержит корпус, в котором установлен запорный элемент со штоком, перепускной клапан с пружиной, возвратная пружина, разрезная гильза с отверстием и клиновой фиксатор с пружиной. Фиксатор установлен в корпусе с возможностью взаимодействия с отверстием разрезной гильзы, Запорный элемент соединенный с втулкой, и шток выполнены пустотелыми и образуют между собой винтовое шлицевое соединение с помощью шлицев. В корпусе клапана установлена перегородка. Возвратная пружина установлена внутри разрезной гильзы между ее днищем, выполненным в виде поршня, и перегородкой корпуса. Пневматический клапан установлен соосно выпускному патрубку, соединяющему цилиндр двигателя с выхлопным коллектором. Шток запорного элемента зафиксирован гайкой. В торцевой части корпуса клапана установлен штуцер питательной магистрали транспортного средства, а к клиновому фиксатору подвод воздуха осуществляется через штуцер от магистрали управления. Указанные магистрали через вентили управления подсоеди- нены к резервуару потребителя. 7 ип.

It 2 5 1213 3 I

г

18 6

14 17

& - А

12

Фиг.4.

Фиг.3.

II 12

Фиг. б

26