Система управления газораспределительными клапанами двигателя внутреннего сгорания с отключаемыми цилиндрами

/02 1)5 Е 02 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ К ПАТЕН ОСУДАРСТВЕ ННОЕ ПАТЕНТНОЕЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР)(21,) 4891318/06 (22) 14,12;90 (46) 07,01.93. Бюл, М 1 (71) Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт (72) Б,В;Евстифеев, Ю.В.Саин и В.И.Халин (73) Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт (56) Авторское свидетельство СССР М 1588888, кл. Р 02 О 17/02, 1988. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫМИ КЛАПАНАМИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ОТКЛЮЧАЕМЫМИ ЦИЛИНДРАМИ (57) Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: система позволяет повысить надежность работы двигателя заВ счет регулирования расхода масла через узлы привода газораспределительных клапанов 9, связанных через коромысло 6 и механизмы 3 гидравлического управления клапанов с кулачком 1 распредвала, путем установки в разрыв нагнетательной магистрали 12 полого накопительного цилиндра 13 с подпружиненным поршнем 16, в котором размещен осевой канал с регулятором 17 расхода, выполненным, например, в виде дросселя, Полый накопительный цилиндр размещен между золотником 20 и источником 11 давления рабочей жидкости. В осевом канале может быть установлен обратный клапан с возможностью перепуска жидкости в сторону золотника. Поршень 16 может быть выполнен ступенчатым. 2 з.п. ф-лы,2 ил, б УХИзобретение относится к машиностроению, а именно к системам управления и регулирования двигателей внутреннего сгорания с отключаемыми цилиндрами, в частности к управлению газораспределительными клапанами,Известна система управления двигателем внутреннего сгорания, содержащая газораспределйтельные клапаны с приводом, ги)равлические механизмы уп равления клапанами, золотник, обратный клапан, управляющие и сливную магистрали.Система не обеспечивает изменения расхода масла в зависимости от режима работы,Известна система (прототип) управления двигателем внутреннего сгорания с отключаемыми цилиндрами, содержащая газораспределительные клапаны .с приводом, гидравлические механизмы управления клапанами, нагнетательную и управляющую магистрали, источник давления рабочей жидкости, соединенный через нагнетательную магистраль с гидравличе-. ским механизмом управления клапанов, золотник, установленный в напорной магистрали, механизм управления золотником, связанный с золотником управляющей магистральюСистема не обеспечивает повышение надежности работы двигателя за счет изменения расхода масла в зависимости от режима работы газораспределительных клапанов,Сказанное обусловлено тем, что у двигателей без гидравлических механизмов управления (с ".жестким" приводом), как правило, имеется. звено, ограничивающее расход рабочей жидкости (масла) через детали привода газораспределительных клапанов, например у двигателей типа ЧН 21/21 в штанге привода установлен дроссель,Наличие гидравлических механизмов управления (отключения) клапанами требует обеспечения достаточно больших проходных сечений подводящих кайзлов, так как иначе (например, при наличии дросселя) возрастает время на заполнение механизмов маслом в момент их включения, т.е. время включения клапанов, а следовательно, и время подключения цилиндров в работу, Большие проходные сечения подводящих каналов приводят к постоянному повьшенному расходу масла через зазоры между деталями привода клапанов, что снижает давление масла в системэх двигателя, а следовательно, и надежность работы узлов трения двигателя.Целью изобретения является повышение надежности работы путем регулирования расхода рабочей жидкости,Для достижения цели система управления газораспределител ьными клапанами двигателя внутреннего сгорания с отключаемыми цилиндрами, содержащая газораспределительные клапаны с приводом, гидравлические механизмы управления кла 10 панов, нагнетательную и управляющую магйстрали, источник давления рабочей жидкости, соединенный через нагнетательную магистраль с гидравлическим механизмом управления клапанов, золотник,15 установленный в напорной магистрали, механизм управления золотником, связанный с золотником управляющей магистралью,дополнительно снабжена полым накопительным цилиндром, установленным между жидкости, подпружиненным поршнем с осевым каналом, установленным внутри полого цилиндра с образованием полостей переменного объема, регулятором расхода рабо 25 чей жидкости, установленным в осевом канале, причем осевой канал выполнен с возможностью сообщения полостей переменного объема между собой. Кроме того, система снабжена обрат 30 ным клапаном, установленным в осевом канале, внутренняя поверхность цилиндра и наружная поверхность поршня выполнены ступенчатыми, причем меньший диаметр ступенчатого поршня и внутренний поверхности полого цилиндра обращены в сторону золотника, обратный клапан установлен с возможностью перепуска жидкости в сторону золотника, а регулятор расхода выполнен в виде дросселя. 40 Известных технических решений, со-: держащих признаки, отличающие изобретение от прототипа., не обнаружено, следовательно, техническое предложение соответствует критерию "существенные отличия" На фиг.1 представлена схема системыуправления газораспределительными клапанами двигателя внутреннего сгорания; нафиг,2 - вариант выполнения накопителя. 50 Система (фиг,1) содержит кулачок 1 распределительного вала, на который опирается шток 2 механизма 3 управления с размещенным в канале 4 подвода обратным клапаном 5, Механизм управления через ко 55 ромысло б с каналами 7 и 8 воздействует на газораспределительный клапан 9. Масло из емкости 10 поступает в источник давления (насос) 11 и далее по нагнетательной магистрали 12 в накопительный цилиндр 13 с полостями 14 и 15, в котором размещены 20 золотником и источником давления рабочей50 55 подвижный поршень 16 с регулятором расхода (дросселем) 17 и пружина 18. Полость 14 управляющей магистралью 19 связана через золотник 20 с каналами 7 и 8. Стрелками показано направление движения жидкости.Вариант накопителя (фиг.2) состоит из цилиндра 1 с полостями 2, 3 и 4, в котором размещена пружина 5 и поршень 6 с каналом 7, в котором размещены обратный клапана 7 и регулятор расхода (дроссель) 9. Канал 10 сообщает, полость 3 с атмосферой, а трубопроводы 11 и 12 - соответственно с (фиг.1) золотником 20 и насосом 11,В исходном положении при закрытом золотнике 20 (фиг,1) рабочая жидкость, например масло, из емкости 10 насосом 11 по нагнетательной магистрали 12 подается в накопительный цилиндр 13, поршень 16 которого под действием пружины 18 отжат в крайнее правое по схеме положение и маслом заполнены обе полости 14 и 15. Внутренняя полость механизма 3 управления опорожнена и шток 2 под действием вращающегося кулачка 1 совершает возвратно- поступательное. движение, не передавая усилие на коромысло 6 и тем самым оставляя клапан 9 в закрытом положении.При подаче команды на включение газо- распределительных клапанов(подключение цилиндров) открывают золотник 20 и масло из накопительного цилиндра 13 подается по .каналу 7, минуя обратный клапан 5, во внутреннюю полость механизма 3,Масло из насоса 11, воздействуя на поршень 16, перемещает его влево, преодолевая усилие пружины 18, и тем самым выталкивает масло из полости 14 в управляющую магистраль 19. Дроссель 17 является сопротивлением для потока масла (его проходное сечение меньше проходных сечений управляющей магистрали, золотника и подводящих каналов к механизмам управления), что создает разность усилий на поршень со стороны полостей 14 и 15 и обеспечивает перемещение поршня влево. После заполнения маслом механизма 3 управления резко сокращается необходимый расход масла, который теперь используется на пополнение утечек в трущихся соединениях механизма и обеспечивает смазку по каналу 8 узлов привода.Проходное сечение дросселя 17 обеспечивает необходимый уменьшенный расход масла, а также постепенное заполнение полости 14 маслом. Поршень 16 при этом под действием пружины 18 возвращается в исходное положение (правое по схеме).Заполненный механизм 3 управления передает усилие от вращающегося кулачка 5 10 15 20 25 30 35 1 через коромысло 6 на клапан 9 чем приводит его в возвратно-поступательное двихсение - цилиндры двигателя включены вработу,Обратный клапан 5 препятствует выходу масла из механизма 3 управления и раз- "гружает тем самым каналы 7 и 8, а такжезолотник 20, накопительный цилиндр 13 инасос 11 от скачков давления при работемеханизма, По каналу 8 масло подается длясмазки узлов трения привода газораспределительного клапана 9.При поступлении команды на отключение газораспределительных клапанов золотник 20 закрывают, поступление масла кмеханизму 3 управления прекращается иего внутренняя полость опорожняется посливной магистрали, функции которой вданном случае выполняют технологическиезазоры в трущейся паре; корпус механизма3 - шток 2, Система возвращается в исходное положение.Таким образом, установка в разрыве нагнетательной магистрали накопительногоцилиндра 13 обеспечивает сокращение времени на включение механизма З,управленияза счет подачи из накопителя "пусковой"порции масла, а также уменьшение расходамасла через узлы и детали привода послевключения механизмов управления в работу,Вариант накопителя по фиг,2, выполненный со ступенчатым поршнем 6, обеспечивает увеличение давления масла в периодвключения механизма управления за счетразности торцовых площадей поршня состороны полостей 2 и 4,При закрытом золотнике трубопроводы11 и 12, полости 2 и 4 и канал 7 заполненымаслом, поршень 6 под действием пружины5 находится в крайнем правом (по схеме)положении, При открывании золотника масло из трубопровода 12 воздействует нэбольший диаметр поршня 6 и перемещает,его влево, одновременно выдавливая маслоиз полости 2 в трубопровод 11.Давление в полости 2 за счет разностидиаметров поршня 6 повышается, что обеспечивает более быстрое заполнение меха-низма управления. Обратный клапан 8препятствует выходу масла из полости 2 вполость 4. Как только механизм управлениязаполнится маслом и интенсивный расходего из полости 2 прекратится, поршень 6начинает возвращаться в правое положениепод действием пружины 5, а масло при этомперетекает по каналу 7, минуя обратныйклапан 8, из полости 4 в полость 2, причемрасход его определяется проходным сечением дросселя 9,1787201 едактор Т,Юрчиков Составитель Б.ЕвстифеевТехред М,Моргентал Корректор О.Гус Заказ 269 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 КНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Таким образом, вариант накопителя по фиг,2 обеспечивает кроме увеличенного расхода масла в момент включения механизмов управления повышение его давления для ускорения процесса включения газораспределительных клапанов.Экономический и социальный эффект от применения предлагаемого устройства заключается в повышении надежности работы двигателя за счет регулирования расхода масла через узлы привода газораспределительных клапанов.Предлагаемое устройство разрабатывается применительно к двигателям типа ЧН 21/21 Балаковского заводаи может быть использовано на двигателях различного назначения и иных размерностей,Формула изобретения 1. Система управления газораспределительными клапанами двигателя внутреннего сгорания с отключаемыми цилиндрами, содержащая газораспределительные клапаны с приводом, гидравлические механизмы управления клапанов, нагнетательную и управляющую магистрали, источник давлейия рабочей жидкости, соединенный через нагнетательную магистраль с гидравлическим механизмом управления клапанов, золотник, установленный в напорной магистрали,механизм управления золотником, связанный с золотником управляющей магистралью, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения надежности в работе пу 5 тем регулирования расхода рабочей среды,система снабжена полым накопительнымцилиндром, установленным между золотником и источником давления рабочей жидкости, подпружиненным поршнем с осевым10 каналом, установленным внутри полого накопительного цилиндра с образованием полостей переменного объема, регуляторомрасхода рабочей жидкости, установленнымв осевом канале, причем осевой канал вы 15 полнен с возможностью сообщения полостей переменного объема между собой.2. Система по п,1, отл ича ю ща я с ятем, что снабжена обратным клапаном, установленным в осевом канале, внутренняя20 поверхность цилиндра и наружная поверхность поршня, выполнена ступенчатыми,причем меньший диаметр ступенчатого поршня.и внутренней поверхности полого цилиндра обращены в сторону золотника, а25 обратный клапан установлен с возможно.стью перепуска жидкости в сторону золотника.3. Система по пп,1 и 2, о т л и.ч а ю щ ая с я тем, что регулятор расхода жидкости30 выполнен в виде дросселя,