Пластинчастий клапан

Винахід відноситься до машинобудування, зокрема до двигунобудування, а саме до двигунів внутрішнього згоряння, у яких керування надходженням повітряно-паливної суміші в кривошипну камеру провадиться за допомогою пластинчастих клапанів. Пластина клапана повинна синхронно із рухом поршня двигуна відкривати і закривати впускне вікно. Однак, при роботі механічні і геометричні параметри пари "пластина-сідло" супроводжуються інерційними та резонансними явищами, що порушують стабільність синхронних рухів пластини в межах частотного руху поршня. Відомий зворотний клапан, розташований у каналі впуску повітряно-паливної суміші в кривошипну камеру, виконаний у виді пластини, що перекриває впускне вікно [а.с. 1244418 SU]. Відомі пластинчасті клапани містять сідло і плоску пружинну пластину, один кінець якої жорстко закріплений на сідлі [а.с. 1059337 SU, а.с. 1404735 SU]. Зміна форми площини зіткнення сідла клапана з пластиною, а також введення обмежника відхилення пластини від сідла не дозволяють надійно усунути вплив інерційних і резонансних характеристик пари "пластина-сідло" клапана на роботу двигуна. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення пластинчастого клапана, в якому шляхом конструктивних змін виключається вплив інерційних та резонансних характеристик пари "пластина-сідло" клапана на роботу двигуна, спрощується конструкція клапана, підвищується ефективність роботи, ресурс та надійність пластинчастого клапана. Задача вирішується тим, що у відомому пластинчастому клапані, що має сідло і запірний елемент у формі плоскої пружинної пластини, один кінець якої жорстко закріплений на сідлі, згідно із винаходом, поверх першої пластини укладають додатково кілька пружинних пластин одна на одну, причому довжина кожної наступної пластини коротше попередньої, а всі пластини разом з першою закріплені жорстко одним кінцем на сідлі клапана. При цьому спрощується конструкція пластинчастого клапана, її інерційні та резонансні характеристики змінюються так, що перестають впливати на роботу двигуна, збільшується ефективність роботи клапана. Введення додатково декілька пружинних пластин поверх першої пластини, покладених одна на одну, причому довжина кожної наступної пластини коротше попередньої, істотно змінює сукупну пружність усього пакета пластин, його інерційні та резонансні характеристики, збільшує ресурс роботи клапана. При цьому стає непотрібним обмежник відхилення пластини від сідла клапана, тому що введення додаткових пластин виключає можливість аварійних перегинів першої пластини при її відхиленні від сідла клапана, що усуває можливість поломки першої пластини. Введення додаткових пластин, які давлять одна на одну, виключає можливість резонансного відхилення пластин від сідла. Сукупність зазначених відмітних ознак забезпечує ефективну працездатність клапана при його використанні в конструкції двигуна. Мінімальна кількість деталей, що забезпечує працездатність пропонованої конструкції клапана, можливість оптимізації зв'язків між деталями забезпечують спрощення і високу надійність роботи пластинчастого клапана. Суть винаходу ілюстр ується фігурою , на якій показані конструктивні залежності між складовими. Пластинчастий клапан має сідло 1, першу пластину 2, додаткові пластини 3 і елемент, що кріпить 4, за допомогою якого всі пластини одним кінцем жорстко прикріплені до сідла клапана. Пластинчастий клапан з додатковими пластинами працює так: перед початком роботи атмосферний тиск повітря до клапану і після клапану однаковий і перша пластина 2 за допомогою додаткових пластин 3 щільно прилягає до поверхні сідла клапана 1. При роботі двигуна, коли поршень рухається "від клапана", тиск повітря після клапана над пластинами 2, 3 зменшується і перша пластина 2, утримувана додатковими пластинами 3, під дією тиска повітря до клапана під пластинами піднімається, згинаючись над сідлом клапана 1, і відкриває прохід через клапан для повітря (або повітряно-паливної суміші) з більш високим тиском. Коли поршень починає рухатися "до клапана" тиск повітря (або повітряно-паливної суміші) над пластинами 2,3 збільшується і перша пластина 2, що притискається додатковими пластинами 3, випрямляється і щільно притискається до сідла клапана 1. При цьому потік повітря (або повітряно-паливної суміші) через клапан припиняється до наступної зміни напряму руху поршня. Сукупність зазначених відмінностей забезпечує працездатність пластинчастого клапана. Введення додаткових пружинних пластин 3, які укладаються одна на одну зверху першої пластини 2 та притискаються до неї, змінює сукупну пружність пластин, що підвищує надійність конструкції пластинчастого клапана та його ресурс. Дослідний зразок пластинчастого клапана з додатковими пластинами пройшов іспити у складі підвісного човнового мотора потужністю 25к.с. Отримані наступні результати роботи клапана: максимальна частота відкриття-закриття клапана дорівнювала максимальній частоті обертів двигуна 6500об/хв, частота обертів двигуна плавно або ривками змінювалася в межах 50-6500об/хв, перевірялася тривала робота двигуна з пластинчастим клапаном при постійних обертах двигуна і різних режимах навантаження. При цьому не було зареєстровано ефектів, зв'язаних з резонансними явищами у клапані та інерційними затримками процесу комутації клапаном потоку повітряно-паливної суміші. Таким чином заявлений пластинчастий клапан призначений для використання переважно у двигунах внутрішнього згоряння; для пластинчастого клапана, як він охарактеризований у незалежному пункті формули винаходу (додається), підтверджена можливість його виконання за допомогою вказаних у заявлених матеріалах способів і методів; пропоноване рішення задачі здатне забезпечити досягнення передбачуваного заявниками технічного результату. Перевага винаходу полягає в тому, що введення в конструкцію пластинчастого клапана поверх першої пластини ряду додаткових пружинних пластин, покладених одна на одну, причому, довжина кожної наступної пластини коротше попередньої, знижує інерційність клапана, виключає резонансні явища в клапані, робить непотрібним обмежник відхилення першої пластини від сідла, дозволяє зменшити товщину кожної пластини, збільшує пропускну здатність, надійність і ресурс роботи клапана. Джерела інформації: 1. SU 1059337A F16K15/16, F02В33/28. 2. SU 1288421 А1 F16К, F04В39/10. 3. SU 1404735 А1 F16K15/16.