Распределительный механизм для четырехтактных двигателей внутреннего горения Советский патент 1924 года по МПК F01L1/04 F02B57/08 F02B75/22 

При конструировании, поверке и уходе за быстроходными, многоцилиндровыми четырехтактными двигателями, особенно ротативного и звездообразного типа, возникают серьезные затруднения, вызываемые устройством распределительного механизма, ввиду большого количества распределительных приспособлений.

С целью упрощения системы при очень большом количестве цилиндров, главным образом, для ротативной и звездообразной системы, предлагается производить распределение при помощи одной двойной кулачной шайбы, насаженной на коленчатом валу или на распределительном валу, при чем одна такая шайба может обслуживать значительное количество цилиндров, расположенных в один или несколько рядов. При увеличенном количестве цилиндров кулачная шайба только несколько увеличивается в размерах.

На прилагаемом чертеже фиг. 1 изображает - поперечный разрез части картера ротативного одиннадцатицилиндрового авиационного двигателя, в котором

помещается часть распределительного механизма. Щечки и часть шейки коленчатого вала, для ясности, здесь показаны со снятой стенкой картера; на фиг. 2-продольный разрез двумя плоскостями: по оси вала и по оси кривопшпной шейки (показано как бы в одной плоскости); на фиг. 3 - общий вид и поперечный разрез части двигателя (показан схематически); на фиг. 4 и 5- разрезы клапанной коробки с клапанами двойного действия системы автора (русская привилегия № 18399); при чем на фиг. 5 разрез показан по линии АВ - фиг. 7; на фиг. 6 - разрез клапанного золотника; на фиг. 7 план одного цилиндра и части картера; на фиг. 8-вид кулачной двойной шайбы для распределения в системах с одним клапаном; на фиг. 9 и 10-вид двойной кулачной шайбы 2-го варианта; на фиг. 11 и 12-разрез роликовой обоймы с круглым хвостовиком для возможности допущения игры при работе и на фиг. 13-вид роликовой обоймы 2-го варианта.

в виду того, что в четырехтактном процессе за один оборот коленчатого вала клапана должны быть закрыты (сжатие и расширение), а за другой, по пол-обороту, соответственно каждый по очереди должен быть открыт (всасывание н выталкивание),-является возможным управлять клапанами, для выполнения четырехтактного процесса, одной двойной кулачной шайбой, если ей придать такой вид, что одна ее половинка будет круглая, а другая должна иметь форму обычной кулачной шайбы, и заставить клапанный ролик пробегать за два оборота по-очередно, то по круглой части, то по кулачной, укрепив ее на валу в показанном на фиг. 1-2 положении, т.-е. пересечения канавок в противоположном кривошипу направлении. Если же устроим так, чтобы клапанные ролики всех цилиндров в известном порядке пробегали указанный путь, то получим искомую возможность управления клапаЕими целой системы цилиндров посредством одной кулачной шайбы.

Действие предлагаемого клапанного механизма осуществляется следующим образом (сначала бздет показано действие механизма одного цилиндра и для ясности в необычном порядке тактов).

Выталкивание. Валик 2 соответствующего цилиндра, в котором только что закончился процесс расширения, пробегая из канавки Ef К}глачной шайбы 1, фиг. 2, у точки / р}аправляется в канавку Cd, где и набегает на кулак cd, фиг. 1 (здесь, для ясности, кулачная шайба показана без закраин канавок), и посредством И1тока 3, 1нтанги 4, коромысла 5, открывает клапан 6, фиг. 4, 5 и 6, настолько, что золотничок 7, насаженный на гппиндель клапана и двигающийся вместе с ним, становится у окон 8,8..., пе перекрывая, однако, их. Таким образом устанавливается сообщение внутренней полости цилиндра с атмосферой, куда нродукты горения и выта.чкиваются соответственным ходом поршня II, фиг. 3, через клапан б, окна 8,8, полость 9 и трубу 10.

Всасывание. Когда поршень И закончит выталкивающий ход, ролик 2, двигаясь по канавке cd, фиг. 2 (дуге cd)

(фиг. 1), приходит в точку Е, фиг. 1, где, набегая на кулак аЬ, открывает, далее указанным приводом, клапан 6, вплоть до момента, когда золотничок 7, перекрыв окна 8,8, откроет окна 12, фиг. 4 и 5. Таким образом, устанавливается сообщение цилиндра с карбюратором, из которого карбюрированный воздух, через пустотелый коленчатый вал 14, фиг. 2, картер 13, трубу 15, полость 12а, окна 12 и клапан 6 всасывается в цилиндр.

Сжатие. По окончании поршнем 11 всасывания, ролик 2 по каналу аЬ, фиг. 2 (по дуге аЬ, фиг. 1), сбегает к точке /, фиг. 1, 2, где направляется в канавку fE круглой части кулачной глайбы I и тем же механизмол, посредством пружин 18 и 19, клапан 6 закрывается и золотничок ставится вновь в исходное положение; поршень II соответственным своим движением начинает процесс сжатия.

Вспышка и расширение. Когда поршень II дойдет, выполняя процесс сжатия, до виз тренней мертвой точки, заряд воспламеняется электрической искрой свечами 16, 16, фиг. 7, получающими ток через распределительную доску от магнето, приводимое в движение шестеренкой 17, фиг. 2 (распределительная доска и магнето на чертеже не показаны). Начинается процесс расширения. Ролик 2 во время расширения, пробегая по канавке Ef, фиг. 2 (по дуге Ef, фиг. 1) круглой части кулачной шайбы 1, держит клапан 6 закрытым вплоть до момента, включая сюда опережение выхлопа, когда придет в точку / и встанет в первоначальное исходное положение, чтобы начать новый цикл четырехтакта.

В том случае, когда приходится управлять только одним клапаном выпуска (где впускной клапан автоматический или где впуск производится через особые окна у наружной мертвой точки, перекрываемой поршнем), кулачная шайба при той же системе канавок для роликов 2,2, имеет только один кулак cd, фиг. 8. Здесь три пол-оборота главного вала или картера - в ротативном типе, ролики 2,2... двигаются по круглым частям кулачной пшйбы и один пол-оборот, соответствующий движению поршня II во время выхлопа, катятся по кулаку erf.

Если приходится управлять и впускными и выпускными клапанами, ставятся две шайбы вида фиг. 8, сдвинутые относительно друг друга на 180. Здесь одна шайба управляет впускными клапанами всех цилиндров, а другая - выпускными также всей системы цилиндров.

Чтобы получить более равномерный враш.аюш.ийся момент, ролики 2,2... пускаются друг за другом не по одной канавке, а попеременно по двум, как показано на фиг. 1, так что в одной полуокружности в одном цилиндре происходит расширение, в другом - соседнем-всасывание; в другой полуокружности получаются в одном цилиндре сжатие, а в соседнем выталкивание.

Для облегчения свободного прохода роликами 2,2... узла канавок у точки f, фиг. 2, обойма роликов имеет круглый хвостовик, вставленный в пустотелый шток 3, где шпонка-поперечина допускает некоторую игру ролика вокруг оси штока 3.

Вместо канавок кулачная шайба I может иметь соответственно расположенные выступы, как показано на .фиг. 9 и 10, тогда ролики 2,2... имеют вид, показанный на фиг. 11 и 12, т.-е.

приобретают закраины. Соответствуюш,ее направление движения роликов 2,2... по канавкам шайбы ролики получают благодаря накладками, показанным на фиг. 13 и 14, которые направляют ролики по соответственным канавкам.

ПРЕДМЕТ ПАТЕНТА.

1.Распределительный механизм для четырехтактных двигателей внутреннего горения с радиальным (звездообразным, /-образным, или W-образным) расположением цилиндров, характеризуюшийся применением шайбы I, насаженной на коленчатом валу двигателя и снабженной на ее окружности двумя канавками Ej и аЪ (фиг. 1 и 2), переходяшими одна в другую, пересекаясь в точке /, противолежащей колену вала, из каковых канавок одна имеет круговую форму, а другая снабжена или двумя не равной высоты выступами, в случае применения одного комбинированного для впуска и выпуска клапана (фиг. 4 и 5), или одним выступом, в случае действия шайбы на отдельный клапан для впуска или выпуска (фиг. 8).

2.Видоизменение охарактеризованного в п. 1 механизма, отличающееся тем, что вместо канавок шайба снабжена выступами (фиг. 9 - 12).