Механизм изменения высоты подъема клапанов газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания
Механизм изменения высоты подъема клапанов газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания предназначен для использования в двигателях внутреннего сгорания. Механизм содержит рокеры (5), одними концами первой стороны опирающиеся на соответствующие штоки клапанов (6), другими концами первой стороны опирающиеся на кулачки распределительного вала (7). Он снабжен опорным валом (2), который через зубчатые зацепления соединен со вторыми сторонами рокеров (5), конец опорного вала (2) соединен с приводом перемещения опорного вала (1). Опорный вал (2) прижат с возможностью перемещения через зубчатое зацепление к опорным планкам (4) с зубчатой поверхностью посредством прижимных планок (3), воздействующих на опорный вал через размещенные на нем подшипники (13). Привод перемещения опорного вала (1) может либо выполнен гидравлическим, либо электрическим с шестеренчатой или червячной передачей. 2 з.п. ф-лы, 14 ил.
Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в двигателях внутреннего сгорания.
Известны аналоги, содержащие распределительный вал с кулачками, коромысла, взаимодействующие с кулачками распределительного вала и опирающиеся на штоки клапанов газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания (см. например, описания изобретений к патентам RU 2046964, 6 F01L 1/18, дата публикации 1995.10.27; RU 2183749, 7 F01L 1/18, F02F 1/24, дата публикации 2002.06.20; US 3422803, F01L 1/18, F02B 1/06, дата публикации 1969.01.21).
Наиболее близким аналогом является механизм, содержащий рокеры, одними концами первой стороны опирающиеся на соответствующие штоки клапанов, другими концами первой стороны опирающийся на толкатели, передающие движения от кулачков распределительного вала (см. например, описание изобретения к патенту US 3422803, F01L 1/18, F02B 1/06, дата публикации 1969.01.21). Регулирование высоты подъема клапана осуществляется перемещением по второй стороне рокера подвижного упорного элемента, поворачивающегося вокруг оси, и, тем самым, меняющего положение точки качания рокера. Вторая сторона рокера имеет кривизну, соответствующую расстоянию от оси вращения подвижного упорного элемента до поверхности второй стороны рокера.
Недостатком наиболее близкого аналога является низкая надежность работы механизма. Это обусловлено тем, что в нем принципиально нельзя избавиться от усилий, направленных вдоль оси рокеров, возникающих в процессе регулирования, действующих перпендикулярно осям штоков клапанов, и возникающего за счет трения в каждой паре регулирующий элемент - поверхность рокера. Продольное усилие, передаваясь на каждый шток клапана, резко увеличивает трение между направляющей втулкой и штоком клапана, что снижает надежность работы газораспределительного механизма двигателя на высоких оборотах. Кроме того, вторая поверхность каждого рокера принципиально может быть выполнена только вогнутой, что уменьшает жесткость конструкции.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение надежности работы механизма при высоких оборотах за счет снижения трения между опорным валом, рокерами и штоками клапанов и возможностью снижения массы каждого рокера за счет оптимизации его формы.
Технический результат достигается тем, что механизм снабжен опорным валом, который через зубчатые зацепления соединен со вторыми сторонами рокеров, конец опорного вала соединен с приводом перемещения опорного вала, опорный вал прижат с возможностью перемещения через зубчатые зацепления к опорным планкам с зубчатой поверхностью посредством прижимных планок, воздействующих на опорный вал через размещенные на нем подшипники.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где
на фиг.1 показан вид сверху;
на фиг.2 показан вид сбоку в сечении А-А с первым вариантом выполнения рокера;
на фиг.3 показан вид сверху с фиксирующими пластинами;
на фиг.4 показан вид сбоку в сечении С-С с фиксирующими пластинами;
на фиг.5 показан вид сверху с шевронным зацеплением;
на фиг.6 показан вид сбоку в сечении D-D;
на фиг.7 показан вид сбоку в сечении А-А со вторым вариантом выполнения рокера;
на фиг.8 показан вид сбоку в сечении А-А с третьим вариантом выполнения рокера;
на фиг.9 показан вид сбоку в сечении А-А с четвертым вариантом выполнения рокера;
на фиг.10 показан вид сбоку в сечении А-А с пятым вариантом выполнения рокера;
на фиг.11 показан вид сбоку в сечении А-А с шестым вариантом выполнения рокера;
на фиг.12 показан вид сбоку в сечении А-А с положением опорного вала ближе к штоку клапана;
на фиг.13 показан вид сбоку в сечении А-А с положением опорного вала ближе к кулачкам распределительного вала;
на фиг.14 показан вид сбоку в сечении В-В.
Механизм изменения высоты подъема клапанов газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания содержит рокеры 5, одними концами первой стороны опирающиеся на штоки клапанов 6, другими концами первой стороны опирающиеся на кулачки распределительного вала 7, опорный вал 2, который через зубчатые зацепления соединен со вторыми сторонами рокеров 5, опорный вал 2 соединен с приводом перемещения 1 (фиг.1, 2). Зубчатые зацепления обеспечивают фиксацию положения рокеров 5 в продольном направлении. Фиксация положения рокеров 5 в направлении параллельном оси опорного вала 2 обеспечивается, например, фиксирующими пластинами 8 (фиг.3 и 4), закрепленными на корпусе головки блока цилиндров, входящими в прорези на торцах рокеров 5, или выполнением зубчатых зацеплений в виде шевронного зацепления (фиг.5). На головке блока цилиндров 14 двигателя внутреннего сгорания параллельно оси рокеров 5 закреплены зубчатые неподвижные опорные планки 4, входящие в зубчатое зацепление с опорным валом 2 (фиг.1, 3, 5, 14). Параметры зубчатого зацепления во всех деталях механизма одинаковые. Опорный вал 2 прижат к зубчатым опорным планкам 4 посредством прижимных планок 3, закрепленных на корпусе головки блока цилиндров 14 и воздействующих на опорный вал 2 через размещенный на нем подшипники 13 (фиг.6). Поверхности рокеров 5 можно придать кривизну, оптимальную с точки зрения их прочности при конкретной компоновке (фиг.7, 8, 9, 10, 11,). Соответствующая кривизна придается зубчатым опорным планкам 4 и прижимным планкам 3 (фиг.7, 8, 9, 10, 11,). Рокеры 5 на первой стороне над штоками клапанов 6 могут иметь цилиндрическую выпуклость 9 с радиусом образующей, равным расстоянию от центра опорного вала (при его положении строго над осью клапана) до верхнего торца штока клапана 6, для обеспечения неизменного положения штока клапана 6 в положении опорного вала 2 над осью клапана 6 (фиг.8). Над торцем штока клапана 6 может располагаться гидрокомпенсатор зазора 10 (фиг.9), либо регулировочный эксцентрик 11 (фиг.10). На конце рокера 5 над кулачком распределительного вала 7 для снижения трения возможно применение подшипника 12 (фиг.11).
Привод перемещения 1 опорного вала 2 может быть выполнен либо гидравлическим, либо электрическим с шестеренчатой или червячной передачей.
Работа механизма изменения высоты подъема клапанов газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания осуществляется следующим образом. При вращении распределительного вала 7 его кулачки воздействуют на концы рокеров 5, вызывая их перемещение и поворот рокеров 5
относительно точки соприкосновения в зубчатом зацеплении рокеров 5 с опорным валом 2. При этом другие концы рокеров 5 переместятся вместе с опирающимися на них штоками клапанов 6. При необходимости изменения высоты подъема клапанов 6 при регулировании работы двигателя внутреннего сгорания, исполнительный механизм 1 перемещает опорный вал 2 вдоль поверхностей рокеров 5. При этом зубчатое зацепление между опорным валом 2 и неподвижными зубчатыми опорными планками 4 обеспечивает поворот опорного вала 2 на угол, соответствующий его линейному перемещению. При движении опорного вала 2 вдоль поверхностей рокеров 5 изменяется соотношение плеч качания от точки соприкосновения опорного вала 2 и поверхности рокера 5 до концов рокера 5, на которые воздействует кулачок распределительного вала 7 и конца рокера 5, который воздействует на толкатель клапана 6. За счет соответствия угла поворота опорного вала 2 его линейному перемещению, не возникает продольных усилий в зубчатом зацеплении между опорным валом 2 и рокером 5, вследствие чего не возникает продольного перемещения рокера 5, вызывающего поперечную нагрузку при воздействии рокера 5 на шток клапана 6. В процессе работы контакт между всеми зубчатыми поверхностями обеспечивается за счет прижимных планок 3. Работа при различных положениях опорного вала 2 поясняется чертежами (фиг.1, 2, 3, 12, 13, 14, 15). При перемещении опорного вала 2 в сторону штоков клапанов 6 ход последнего в процессе работы газораспределительного механизма уменьшается, вплоть до нулевого при положении опорного вала 2 строго над осью штока клапана 6 (фиг.12). При перемещении опорного вала 2 в сторону распределительного вала 7, ход клапана 6 увеличивается (фиг.13).
Изучение общедоступных источников информации подтверждает соответствие критериям патентоспособности.
1. Механизм изменения высоты подъема клапанов газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания, содержащий рокеры, одними концами первой стороны опирающиеся на соответствующие штоки клапанов, другими концами первой стороны опирающиеся на кулачки распределительного вала, отличающийся тем, что снабжен опорным валом, который через зубчатые зацепления соединен со вторыми сторонами рокеров, конец опорного вала соединен с приводом перемещения опорного вала, опорный вал прижат с возможностью перемещения через зубчатое зацепление к опорным планкам с зубчатой поверхностью посредством прижимных планок, воздействующих на опорный вал через размещенные на нем подшипники.
2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что привод перемещения опорного вала выполнен гидравлическим.
3. Механизм по п.1, отличающийся тем, что привод перемещения опорного вала выполнен электрическим с шестеренчатой или червячной передачей.
