Механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания с регулируемыми фазами

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ЗС)БРЕТЕН ЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ С ОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ННЕГО СГОРАНИЯ С АЗАМИсится к двигателестменьшить износ труе газораспределения жит распределительный в головке цилинми и снабженный(54) МЕХАНИЗМ ГАЗ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕ РЕГУЛИРУЕМЫМИ Ф (57) Изобретение отно роению и позволяет у щихся пар в механизм двигателей, Оно содер ный вал 2, расположен дров над клапана л. %24политехнический инсти и Е.С. Аскаров8,8) 236891,1574872 10 15 20 25 30 40 1эксцентриками 1, взаимодействующими через шарнирный сегмент с рычагами 7, у каждого из которых один конец взаимодействует нижней поверхностью с клапаном 9, другой закреплен на регулируемой шаровой опоре 8,Шатун 3 скреплен с ползуном 5 шарниром 4,позволяющим им вращаться до упора друг в друга. В нижней части ползуна 5 имеются два стержня 6, свободно входящие в отверстия, выполненные на опорном конце рычага, оси которых проходят через ось вращения рычага 7 и перпендикулярныИзобретение относится к машиностро; ению, в частности двигателестроению, и может быть использовано в механизмах ; газораспределения.Цель изобретения - уменьшение износа , трущихся пар в механизме газораспределения.На фиг. 1 схематично изображен механизм газораспределения; на фиг. 2-4 - разрезц АА, Б Б и В В на фиг, 1, соответственно; на фиг. 5 - механизм вер тикального перемещения опоры рычагатолкателя; на фиг. 6 - схема работы механизма; на фиг, 7 - второй вариант механизма с повышенной жесткостью; на фиг, 8 - разрез Г-Г на фиг. 7; на фиг. 9 - схема изменения фаз газораспределения при вертикальном перемещении опоры рычага-толкателя; на фиг. 10 - циклограмма работы клапанов одного цилиндра; на фиг, 11 - схе. ма механизма с симметричным расположением механизмов впускных и выпускных клапанов,Механизм газораспределения содержит эксцентрик 1 (фиг. 1), выполненный заодно с распределительным валом 2, который свободно вращается в отверстии шатуна 3. Нижний правый конец шатуна 3 скреплен шарнирно 4 с ползуном 5 с возможностью свободного проворота до упора в поверхности друг друга, В ползун 5 намертво вставлены два цилиндрических стержня 6, свободные концы которых входят в отверстия на конце рычага-толкателя 7, Этот же конец рычага-толкателя 7 является опорным и установлен на шаровую регулируемую опору 8, которая находится между стержнями 6 (фиг. 2-3), причем осевые линии с 1 тверстий рычага-толкателя 7, в которые входят стержни 6, проходят через центр вращения рычага-толкателя 7. Стержни 6 закреплены в ползуне 5 так, что их оси перпендикулярны поверхности упора ползуна 5. Стержни 6 свободно перемещаются в осевом направупорной поверхности ползуна 5. Опора 8 выполнена с возможностью вертикального перемещения, что дает возможность плавного оперативного изменения фаэ газораспределения механизма, Для упрощения конструкции распределительного вала 2 механизмы впускных и выпускнцх клапанов располагаются симметрично относительно вертикальной оси, проходящей через центр вращения распределительного вала, 2 з,п, ф-лы, 11 ил. лении в отверстиях рычага-толкателя 7. Противоположный конец рычага-толкателя 7 своей нижней поверхностью взаимодействует с клапаном 9, верхней поверхностью упирается в ограничитель 10. На клапан 9 надета пружина 11, Шаровая опора 8 выполнена с воэможностью вертикального перемещения, для чего предусмотрен специальный механизм (фиг, 5). Нижняя часть опоры 8 помещается в отверстии корпуса блока цилиндров 12 и свободно перемещается в осевом направлении. В нижней части опоры 8 имеется наклонное сквозное отверстие, в котором помещается специальный стержень 13, скользящий в нем и скрепленный с обеих сторон цилиндрами 14, 15,которые помещаются в отверстиях, оси которых перпендикулярны оси опоры 8. Цилиндры 14, 15 имеют. возможность осевоге перемещения в этих отверстиях, Цилиндр 14 имеет петлю 16, скрепленную шарниром 17 с шатуном 18,.Шатун 18 охватывает эксцентрик 19, который свободно вращается в нем и сделан заодно с регулировочным валом 20. Устройство работает следующим образом,Эксцентрик 1 (фиг. 1) вращается вместес распределительным валом 2. Центр эксцентрика 1 движется по окружности радиуса Я (фиг. 6), При движении центра эксцентрика из положения а 1 в положение а 2, а затем в положения аЗ, а 4, а 5 шарнир 4 двигается по отрезку прямой соответственнб из положения в 1 в положения в 2, в 3, в 4, в 5. В этом же направлении движется и ползун 5 со стержнями 6 (фиг. 1), которце свободно выдвигаются из отверстия рцчагатолкателя 7. В этот момент происходит проворот шатуна 3 вокруг шарнира 4 относительно ползуна 5. Рычаг-толкатель 7 в это время упирается верхней поверхностью в ограничитель 10 и остается неподвижным, а вместе с ним и клапан 9. При10 45 50 55 достижении центра эксцентрика положения а 5 (фиг. 6) происходит контакт упорных поверхностей шатуна 3 и ползуна 5. Положение а 5 определяется, как лежащее на одной . прямой с положением а 1 и центром вращения рычага-толкателя 7 (на фиг.6 отмечен точкой О), При контакте упорных поверхностей шатуна 3 и ползуна 5 дальнейший проворот их в одну из сторон относительно друг друга становится невозможным и при направлении силы, стремящейся повернуть шатун 3 относительно ползуна 5 в эту сторону, т.е,. система шатун 3 - ползун 5 представляет собой жесткий рычаг. Именно это и происходит при движении центра эксцентрика из положения а 5 в положение аб и затем а 7. Положение а 7 определяется, как точка касания касательной, проведенной из точки О в окружности радиуса В. При прохождении центра эксцентрика положений а 5, аб, а 7 рычаг шатун 3 - ползун 5 производит качательное движение на угол у вокруг точки О и одновременное осевое перемещение, равное разности расстояний а 50 и а 70. Качательное движение рычага шатун 3 - ползун 5 передается рычагу-толкателю 7, который давит нижней поверхностью на клапаны 9 (фиг. 1) и открывает его. Угол качания рычага-толкателя 7 равен у, Нижнее положение конца рычага-толкателя 7 на фиг. б обозначено точкой с 7. При движении центра эксцентрика из положения с 7 в положение с 8 и затем в с 1 происходит обратный ход рычага-толкателя 7 под действием пружины 11 (фиг, 1), надетой на клапан 9. При этом движении шатун 3 и ползун 5 также находятся в контакте упорными поверхностями и представляют жесткую .конструкцию, так как сила, стремящаяся повернуть ползун 5 относительно шатуна 3, поддерживает этот контакт, который в свою очередь, препятствует мгновенному закрыванию клапана 9. При достижении центра эксцентрика положения а 1 происходит полный цикл работы механизма. Удар, возникающий при контакте упорных поверхностей шатуна 3 и ползуна 5, направлен перпендикулярно этим поверхностям и параллельно осям стержней 6. Рычаг-толкатель 7, а следовательно, и клапан 9 этот удар воспринимают,Для получения более высокой жесткости рычага шатун 3 - ползун 5 может быть применена несколько другая конструкция механизма. Стержни 6 конструкции отсутствуют. Ползун 5 (фиг. 7) непосредственно контактирует с рычагом-толкателем 7 при помощи двух пластин с пазами, в которые свободно входят прямоугольные выступы по краям опорной части рычага-толкателя 7. Оси этих выступов проходят через ось вращения рычага-толкателя 7, Сопротивление пластин изгибающему моменту, возникающему в механизме в процессе работы, значительно выше, чем сопротивление цилиндрических стержней. На фиг. 6 угол Р-угол холостого хода, за время проворота на этот угол распределительного вала клапан неподвижен; угол а 1-угол, при котором клапан открывается, угол а 2- угол, при котором клапан закрывается (а 1 + а 2 - угол рабочего хода). Как видно из схемы а 1 а 2, времена открывания и закрывания клапана не равны, Если распределительный вал вращается в сторону, обратную показанной на схеме, то угол а 1 - угол закрывания, а угол а 2 - угол отк ры ван ия клапана.Угол холостого ходаропределяется положениями А 1 и А 5, которые, как уже говорилось, расположены на одной прямой с центром вращения рычага-толкателя 7 (точка О, фиг, 9). Расположение А 1 и А 5 определяется положением точки 0 относительно 25точки О - центра вращения эксцентрика, углом р - угол между осью рычага-толкателя 7 и осью стержня (для конкретного механизма величина постоянная), углом ф - угол между осью стержня б и горизонталью, Точка С определяет положение точки контакта поверхности рычага-толкателя 7 с ограничителем 10 (фиг.1). Как видно из схемы (фиг, 9), при вертикальном перемещении центра О изменяется расстояние ОО, меня-ется угол ф так как ограничитель 10 (фиг, 1) препятствует перемещению конца рычагатолкателя 7. Точка С получает некоторое осевое перемещение, которое ввиду его незначительности не учитывается, Вследствие всех этих изменений значение угла холостого хода,в также меняется. Как видно из схемы (фиг. 9) Р Р, соответственно меняются значения углов а 1 иа 2, так кака 1 +а 2+,8= 360 О, Следовательно, при вертикальном перемещении центра вращения рычага-толкателя 7 происходит изменение фаз газораспределения механизма, 4 то ка-сается значения угла качания у рычага-толкателя, который определяет ход клапана, то оно практически не меняется. Угол у определяется, как угол между нижней касательной,. проведенной из точки 0 к окружности радиуса В вращения центра эксцентрика, и прямой ОА 1, А 5, При подьеме точки 0 расстояние ОО уменьшается, а значение угла Р возрастает, При возрастании угла Р значение угла у уменьшается, но одновременно при уменьшении расстояния ОО ()1угол у возрастает. В итоге значение угла )практически не меняется,Конструктивно вертикальное перемещение опоры 8 происходит следующим образом (фиг.б),При провороте регулировочного вала 20 Наворачивается эксцентрик 19, который толкает шатун 18. Последний, в свою очередь, давит на цилиндр 14, который начиает двигаться в сторону опоры 8 и одновреенно начинает перемещать .наклонный стержень 13, поверхность которого предатавляет собой клин и приподнимает опору 8 на некоторую величину. При обратном вращении регулировочнога вала 20 все элементы двигаются в обратную сторону, а аапора 8 опускается, Проворот регулировочнаго вала 20 может осуществляться ат ручного привода непосредственна оператором или ат специального двигатепя, например шаго- ного, работающего в автоматическом режиме с обратной связью от частоты вращения коленчатого вала двигателя.Обычно фазы газораспределения впускного и выпускного клапанов симметричны (фиг, 10). Следовательно, если, используя предлагаемый механизм, расположить механизмы впускных и выпускных клапанов симметрично па разные стороны от распределительного вала, то один зксцентрик с надетыми на него двумя шатунами сможет Задавать закон движения как для впускного, так и для выпускного клапанов одного цилиндра (фиг, 11). Тем самым упрощается изготовление распределительного вала. При такой схеме расположения механизмов легко осуществляется раздельное регулирование фаз газораспределения впускных и 5 выпускных клапанов. Формула изобретения1, Механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания с регулируемы 10 ми фазами, содержащий эксцентриковыйраспределительный вал, шатун, рычаг-топкатель, установленный в голове блока нарегулируемой шаровой опоре, тарельчатыйклапан с пружиной и ограничитель, причем15 шатун кинематически связан с рычагам-тал. кателем, отл ича ю щи йс я тем,что,сцелью уменьшения износа трущихся пар,кинематическая связь шатуна с рычагомталкателем осуществляется при помощи20 ползуна, один конец которого шарнирно закреплен на шатуне и снабжен упором, адругой закреплен на рычаге-топ катепе с возможностью осевого перемещения.2. Механизм по и. 1, о т л и ч а ю щ и й 25 с я тем, что палзун связан с рычагом-толкатепем при помощи двух цилиндрическихстержней.3. Механизм по и. 1, о т и и ч а ю щ и йс я тем,. что ползун связан с рычагом-толка 30 телем при помощи двух пластин с пазами, вкоторые свободно входят прямоугольныевыступы, расположенные по краям опорнога конца рычага, оси которых проходят через центр шаровой опоры,.0 фиг. Составитель К.АгафоновРедактор М,Келемеш Техред М.Моргентал Корректор Л.Пэтай Производственн аказ 1770 ВНИИ Тираж 439 ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101