Газораспределительный механизм для двигателя внутреннего сгорания

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимый от патентаЗаявлено 12.11.1970 ( 1410117/24-6) Приоритет 13.11.1969,50581-А 69, Итали Опубликовано 16.Х,1972. Бюллетень3 Кл. Г/02 омитет по дел изобретении и открытий при Совете Министров СССРЪ ДК 621 43 Зч 4 1(088 Дата опубликования огшсания 7.Х 11.197 ВС ЧСОРОЗНОГ ,л.;.рф, ,ч торыбретени Иностранцы Джиованни Торазза и Данте Джиакоз(Италия) Иностранная фирма Фиат Сосиета пер Азиониявител АЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ ДВИГАТЕЛ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ1 еньшей мере двух промевпускного и выхлопного щий гидравлический сервоверхность поршня которого Кронштеины пожуточных рычагоклапанов имеют опривод, опорная п Изобретение относится к области двигателестроения.Известны газораспределительные механизмы для двигателя внутреннего сгорания, содержащие вращающийся вал, кинематически связан ный при помощи по меньшей мере одного шатуна с качающимся приводным рычагом, установленным на оси и снабженным кулачковой поверхностью, действующей па клапан, например, выхлопной или впускной, и устройство 10 регулирования фаз распределения.Цель изобретения - обеспечение увеличения диапазона изменения хода и углов опережения и запаздывания открытия клапанов,Для достижения этой цели в предлагаемом 15 газораспределительном механизме между кулачковой поверхностью и клапаном установлен качающийся промежуточный рычаг, размещенный на оси и имеющий контактные поверхности, выполненные на разном расстоянии 20 от его оси, Кулачковая поверхность приводного рычага имеет участок, выполненный по дуге окружности с центром, совпадающим с осью приводного рычага.С целью изменения величины хода клапана 25 в зависимости от режима работы двигателя в предложенном механизме ось промежуточного Рычага выполнена подвижной относительно оси приводного рычага плп с возчоРкност 1,1 о поворота вокруг иес на кронштейне, устаноьленном на оси приводного рычага. Ось промежуточного рычага кпнематически связана с устройством регулирования.Устройство регулирования выполнено с г 11 дравличсским сервоприводом, подключснпы и к системе смазки, а в линии подвода масла к сервоприводу установлен регулирующий клапан, кРнемат 11 ческп связанный с ста 1 Овле 11- ными на двигателе центробежным регулятором и анероидной коробкой, подключенной к всасывающему тр бопроводч двигателя. Корпус сервопривода выполнен за одно целое с кронштейном промежуточного рычага, а поршень сервопривода имеет реактивную опору на головке цилиндров.Приводной и промежуточные рычаги могут поворачиваться в противоположных направлениях, а контактная поверхность промежуточного рычага, взаимодействующая с клапаном, выполнена по дуге окружности с центром, совпадающим с осью вращения приводного рычага,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 выполнена трапецеидальной, а кронштейны имеют упоры на боковые стороны опорной поверхности.Кроме того, предложенный механизм отличается от известных тем, что в кицематическую связь впускного и выхлопного клапанов с валом между шатунаи и прводны рыча.Ямп включены тяги и коромысла, имеющие общую ось, расположенную в кронштейне. Последний установлен поворотно ца одной из осей приводных рычагов и связан с сервоцриводом устройства регулирования.На фиг. изображен предложенный газораспределительный механизм для двигателя внутреннего сгорания, разрез; ца фиг. 2 -- часть механизма (увеличена); ца фиг. 3 - схема гидравлического устройства регулирования фаз распределения; на фиг. 4 - графики изменения высоты подъема, скорости и ускорения клапанов по углу поворота вращающегося вала механизма при различных фазах распределения; ца фиг, 5 - газораспределительный механизм, вариант; на фиг. б - гидравлическое устройство регулирования фаз распределения газораспределительного механизма, изображенного ца фиг. 5 (вариант); на фиг. 7 - графики изменения высоты подъема скорости и ускорения клапанов по углу поворота вращающегося вала механизма, изображенного на фиг. , при двух крайних положениях устройства регулирования фаз распределения; на фиг, 8 - газораспределительный механизм (вариант).Газораспределительцый механизм для четырехтактного двигателя внутреннего сгорания 1 имеет впускной 2 и выхлопной 3 клапаны, расположенные в головке 4 цилиндра 5 в виде буквы Ч соответственно во впускном б и выхлопном 7 каналах. Клапаны 2 и 3 выполнены тарельчатыми, а на концах стержней 8 установлены накладки 9. Клапаны 2 и 3 перемешиваются в положение закрытия при помощи пружин 10.Газораспределительный механизм содержитрасположенные в головке 4 распределительные вращающиеся валы 1 (показанные пунктиром), имеОцие эксцетрики 12, ка:кдыи из которых служит для привода одного клапана.Скорость вращения валов 11 для четырехтактного двигателя равна половине скорости ьращения вала двигателя. Каждый эксцентрик 12 соединен с головкой 13 шатуна 14, Последний связан при помощи пальца 15 с качающимся приводным рычагом 1 б, установленным с возмокностью вращения на оси 17, Рычаги 1 б на плече, противоположном пальцу 15, снабжены кулачковыми поверхностями 18, имеющими участки 19, концентричные оси 17 и приводные участки 20, форма которы.; определяет закон перемещения клапанов 2 и 3,Кулачковая поверхность 18 рычагов 1 б действует на верхнюю контактную поверхность 21 качающегося промежуточного рычага 22, размещенного одним концом на оси 23 с возможностью вращения. На другом конце рычага 22 имеется контактная поверхность 24, профиль которой очерчен по дуге окружности, Эта поверхность взаимодействует с накладкой 9 клапанов.Ось 23 устаповлсна на кронштейне 25 (см. фцг. 3), который может поворачиваться вокруг Оси 17. Каждый кронштейн 25 имеет цилиндрическое отверстие 2 б, в котором установлен поршень 27 сервопривода гидравлического устройства регулирования. Выступ 28 поршня взаимодействует с упором 29 головки 4.Рабочая камера 30 сервопривода сообщаетс че)ез Отверстие 31 с трубопзоводом 32 у по которому подводится масло под давлением от насоса 33 системы смазки двигателя. Расход и 1 или давление масла регулируются клапаном4 в зависимости от оборотов и нагрузки двигателя и, следовательно, от крутящего момента.Параллельно трубопроводу 32 перед клапаном подключен второй трубопровод 35 с дроссслем 3 б. Трубопровод 35 подает масло в центробекный регулятор 37. Последний обеспечивает изменение давления масла перед клапаном 34.Положение клапана 34 в зависимости от нагрузки двигателя регулируется анероидной коробкой 38, соединенной с впускным трубопроводом 39 (показан схематично).Движение кулачковой поверхности 18, обеспечивающей требуемое перемещение клапанов, осуществляется при помощи привода, образованного эксцентриком 12, шатуном 14 и приводным рычагом 1 б. Вследствие этого отрицательные ускорения уменьшаются и более строго выполняется закон перемещения клапанов.Расположение поверхностей 21 и 24 промежуточного рычага 22 на разных плечах обеспечивает требуемую величину хода клапанов 2 и 3 при небольших размерах приводного рычага 1 б. Угловые скорости рычагов 1 б и 22 при всех их поворотах направлены в противоположные стороны, что обеспечивает уменьшение габаритов механизма,Так кяк ось 23 установлена ца поворотном кОцштеИс 25, то оца имеет возможность перемещаться по дуге окружности с центром, совпадающим с центром осп 17, В результате, обеспечивается требуемое изменение фаз и хода клапанов. При смещении оси 23 к упору 29 уменьшается величина хода клапана (см, фиг. 2), так как участок 19 начинает контактировать с контактной поверхностью 21 при более позднем угловом положении вала 11, и следовательно, концевая часть участка 19 не используется.11 а фиг. 1 п 2 сплошной линией показано положение механизма при максимальной велие ходя клапана, я итрих-пуцктирнои при минимальной.Если центр кривизны контактной поверхности 24 рычага 22 (при закрытом положении клапанов 2 или 3) совпадает с центром оси 17, то положение оси 23 не влияет на величину зазора в распределительном механизме,Компенсацию зазоров в механизме при тепловом расширении можно обеспечить смещением центра кривизны поверхности в какую- либо сторону от центра оси 17.В газораспределительном механизме использовано малое отношение длины шатуна 14 к радиусу кривошипа вала 11. Это обеспечивает подъем клапана на участке поворота кривошипного механизма, образованного валом 1 и шатуном 14, вблизи верхней мерой точки, т. е. с наибольшими угловыми ускорениями рычага 16. Закрывается же клапан при наименьших угловых ускорениях рычага 16, вследствие чего повышается возможность безударной посадки клапана на седло.Выхлопной и впускной клапаны и устройства регулирования фаз для пих иметот независимые приводы. Устройство регулирования выполняется не только гидравлическим. Оно может быть механическим, ппевматичесим или электрическим и действует в зависимости от скорости и нагрузки двигателя.Графики изменения высоты подьема, скорости и ускорения клапанов механизма, изображенного на фиг, 1 и 2, в зависимости от угла поворота вала 11 показывают, что абсолютные значения скорости и ускорения при открытии клапана больше, чем прн сго закрытии. Этим обеспечивается также повышение надежности работы механизма и уменьшение уровня шума.Кривые 1 и 11 показывают ход клапана соответственно при максимальном и минимальном открытии; кривые 111 и 1 Ч - скорость подъема клапана соответственно при максимальном и минимальном открытии; кривые Ч и Ч 1 - ускорение клапана соответственно при максимальном и минимальном открытии.Газораспределительный механизм тсм, фиг. 5 и 6) имеет один вращающийся вал 11 для привода впускных 2 и выхлопных 3 клапанов. Вал 11 расположен в блоке цилиндров 5. Эксцентрики 12 по два на каждый цилиндр соединены при помощи длинных шатунов 14 с приводными рычагами 16, расположенными соответстветтно на двух осях 17, установленных в головке 4 на опорах 40. Последние соединены с головкой 4 при помощи винтов 41.Рычаги 16 имеют улачковую поверхность 18 на том же плече, на котором расположен палец 15.Кронштейны 25 рычагов 22 поворотно установлены на оси 17 и снабжены упорами 42, которые контактируют с боковыми сторонами 43 трапецеидального поршня 44 гидравлического сервопривода (см. фпг. 6). Поршень 44 расположен в отверстии 45 орпуса 46 сервопривода устройства регулирования. Рабочая камера 47 герметизируетсл погерхностью головки 4.Питание рабочей камеры 47 осуществляется по трубопроводу 32, а работа устройства регулирования аналогична работе устройства, изображенного на фиг. 3.Работа газораспределительного механизма, показанного на фиг, 5 и 6, аналогична работе механизма, изображенного на фиг. 1 - 3.При этом регулирование обеспечивается одновременно длл впускного 2 и выхлопного 3 клапанов.Для обеспечения различных законов регулирования фаз внусного 2 и выхлопного 3 клапанов можно применять упоры 42 пеодинаовой длины. а таке разные наклоны боковых сторон 43 поршня 44.Как видно пз графиков (см, фиг, 7), ускориил и ст(орости отрытил и за(ртэттттч клапанов почти одинаковы вследствие прттметтсттттл в механизме шатунов 14 большой длины.Г азор аспределительный механизм (ст. фиг. 8) устанавливается на четыретатн( м двигателе с Ъ-образньпт расположением лапанов и одним вращающимся распределнтслт,- ным валом 11, размещенным в блоке цттлттт.дров 5.Вал 11 связан при помощи длинных шатунов 14 и пальцев 48 с коротьтсламтт 49, оторые установлены на общей осп 50. Кощы ооомысел 49 при помощи пальцев 51 и тлг 52 связаны с пальцами 15 приводных рычагов 6.Ось 50 установлена на т(ронштетттте 53, оторый размещен с возможностью вращения на оси 17. Упоры оси 50 опираются на поршень сервопривода и выполнен например, ак показано на фиг. 3.При перемещении оси 50 с помощью сервопривода изменяется длина кинематической связи между валом 11 и рычагами 16, т. е. эффективная длина шатунов 14 и тяг 52,Г 1 роисходит угловое смещение приводных рычагов 16, вследствие чего обеспечивается одновременное изменение фаз и высоты подъема клапанов 2 и 3.Для независимого регулирования впускных и выхлопных клапанов коромысла 49 соответствующих клапанов должны располагаться на отдельных осях 50, имеющих раздельные приводы.Тат( как в газораспределительном механизме (см. фиг. 8) шатуны выполнены с болыттим отношением длины к радиусу кривошипа, то графики изменения высоты подъема, ст(орости и ускорения клапанов по углу поворота этого механизма соответствуют графикам, показанным на фиг. 7,1. Газораспределительный механизм для двигателя внутреннего сгорания, содержащий вращающийся вал, кинематически связанный при помощи по меньшетт мере одного шатуна с качающимся приводньвт рычагом, установленным на оси и снабженным кулачковой поверхностью, действующей на клапан, например выхлопной или впускной, и устройство регулирования фаз распределения, отличаюитийся тем, что, с целью обеспечения увеличения диапазона изменения хода и углов опережения и запаздывания открытия клапанов, между кулачковой поверхностью и клапаном установлен качающийся промежуточный ры 5 10 15 го г 5 30 35 40 45 50 55 60 б 5 П р едм ет изобретениячаг, размещенный на оси и имеющий контактные поверхности.2. Механизм по и, 1, отличасощийся тем, что контактные поверхности промежуточного рычага выполнены на разном расстояции от его оси.3. Механизм по п. 1, от,гичающийся тем, что кулачковая поверхность приводного рычага имеет участок, выполцецный по дуге окружности с центром, совпадающим с осьсо приводного рычага.4. Механизм по пп. 1 - 3, от,гссчающиссся тем, что, с целью изменения величины хода клапана в зависимости от режима работы двигателя, ось промежуточного рычага выполнена подвижной относительно оси приводного рычага и кццематическц связана с устройством регулирования.5. Механизм по и. 4, от,гссцаюсссссйся тем, что ось промежуточного рычага выполнена с возможностью поворота вокруг оси приводного рычага.6. Механизм по п, 3, отличасосиссйся тем, что ось приводного рычага выполнена с возможностью перемещения по дугс окружности с центром, совпадающим с осью промежуточного рычага.7. Механизм по п. 5. от.гссцососссийся тем, что ось промежуточного рычага размещена на кронштейце, установленном с возможностью поворота вокруг оси приводного рычага,8. Механизм по п. 4, отличающийся тем, что устройство регулирования выполнено с гидравлическим сервоприводом.9. Механизм по п. 8, отличающийся тем, что сервопривод подключен к системе смазки и его корпус выполнен за одно целое с кронштейном, а поршень сервопривода имеет реактивную опору на головке цилиндров.10. Механизм по пп. 8 и 9, отлисаюисисссг тем, что в линии подвода масла к сервоприводу установлен регулирующий клапан, кинематически связанный с установленными ца двигателе центробежным регулятором и анероидцой коробкой, подключеццой к всасывающемутрубопроводу двигателя.11. Механизм по пп. 5 - 7, отличающийсятем, что приводной и промежуточный рычагивыполнены с возможностью поворота в проти 10 воположцых направлениях.12. Механизм по пп. 2, 4, 5, 7 и 11, отличающссйся тем, что контактная поверхность промежуточного рычага, взаимодействующая склапаном, выполнена по дуге окружности.15 13. Механизм по и, 12, ит.гичссющийся тем,что цснтр дуги окружности контактной поверхности промежуточного рычага совпадает сосью вращения приводного рычага.14. Механизм по п, 8, отличоющийся тем,20 что кронштейны по меньшей мере двух промежуточных рычагов впускного ц выхлопногоклапанов имеют общий гидравлический ссрвопривод.15. Механизм цо п. 14, отличасощийся тем,25 что опорная поверхность поршня сервопривода выполнена трапсцеидальной, а кронштейныпромежуточных рычагов имеют упоры на боковые стороны опорной поверхности.16. Механизм по пц. 1 - 3, отличающийся30 тем, что, с цслью обеспечения регулированияодновременно впускного и выхлопного клапанов, в кинематическую связь последних с валом между шатунами и приводными рычагами включены тяги и коромысла, установлен 35 цые на общей оси,17. Механизм по п. 16, отличающссйся тем,что ось коромысла расположена в кронштейне,установленном поворотно па одной из осейпрцводцых рычагов и связанном с сервопри 40 водом устройства регулирования.355815 и;иа 0 51 й 4949 Фд ЕРЯ /Х Юй РиГ д оета вите,1 и Л. Сииа 1 Редакт Вирко Техред А. Камышникова Корректор О, Тюрина Заказ 3835/ 9 Изд.1607 Тираж 406 Подписно ЦНИИПИ Комитета по дедам изойретеппй и открытий при Совете Лииисгроп СССР 1 Чоекпа/9,.36, 1 ауигекая иаб., д. 416 Типография, пр. Сапунова Т