Клапаний механізм газорозподілення двигуна внутрішнього згоряння

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции газо-распределительных устройств, которые используются в двигателестроении. Известен клапанный механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания (патент России 2027029, кл. F 01 L 1/28), содержащий нагруженный пружинами центрально расположенный выпускной тарельчатый клапан и соосный с ним стаканообразный выпускной клапан. Каждый клапан снабжен независимым приводом. Этот механизм имеет высокую термическую напряженность впускного клапана, значительно снижающую ресурс и надежность работы механизма в целом. Это связано с тем, что площадь выпускного клапана занимает примерно 80% площади камеры сгорания в связи с чем происходит обгорание тарелки клапана. Задачей изобретения является снизить температурную напряженность впускного клапана в клапанном механизме газораспределения двигателя внутреннего сгорания путем введения в его конструкцию системы охлаждения впускного клапана и, тем самым, повысить надежность и ресурс клапанного механизма. Поставленная задача решается тем, что в клапанном механизме разораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащем два соосных клапана: наружный стаканообразный выпускной и внутренний тарельчатый впускной, снабженных независимыми приводами, возвратными пружинами и свечой зажигания, согласно изобретению, впускной клапан снабжен системой охлаждения, выполненной в виде входной и выходной трубок, которые с внутренней полостью в основании впускного клапана образуют канал для охлаждающей жидкости, при этом входная трубка жестко закреплена в головке цилиндров. Такое выполнение клапанного механизма позволяет производить теплообмен между охлаждающей жидкостью и разогретой тарелкой клапана, снизить термическую напряженность клапана и повысить надежность и ресурс работы клапанного механизма в целом. Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: на фиг. 1 - общий вид клапанного механизма в разрезе; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 - разрез впускного клапана. Клапанный механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания содержит два соосных клапана: наружный стаканообразный выпускной клапан 1 и внутренний тарельчатый впускной клапан 2. В средней части выпускного клапана 1 радиально расположены окна для прохождения горючей смеси. Диаметр рабочей части выпускного клапана 1 составляет примерно 85% диаметра цилиндра, что обеспечивает быстрое и полное освобождение цилиндра от выхлопных газов. В штоке впускного клапана 2 размещена свеча зажигания, которая через втулку 3 жестко закреплена в головке цилиндров и имеет удлиненную форму. Клапанный механизм снабжен системой охлаждения, выполненной в виде входной трубки 4 и выходной трубки 5, которые с внутренней полостью 6 в основании впускного клапана 2 образуют канал для охлаждающей жидкости. В качестве охлаждающей жидкости используется масло, которое затем разбрызгивается на трущиеся детали (коромысла, кулачки). В основании впускного клапана 2 имеются радиально расположенные окна 7, которые открываются, когда клапан опускается. В верхней части выпускного клапана 1 имеется червячная передача для обеспечения его вращения. Червячная передача состоит из зубчатой шестерни 8 и червячной шестерни 9, которая закреплена на валу, но не жестко, а через пружину 10. Распределительный механизм состоит из трех коромысел, два из которых 11 связаны с выпускным клапаном 1, а впускной клапан связан с коромыслом 12, которое имеет вилкообразную форму. Кулачки имеют разные размеры, впускной на 1 /3 больше, что обеспечивает больший ход впускного клапана. Поршень 13 в верхней части имеет расточку, в которую имеет возможность свободно опускаться выпускной клапан. 1. Глубина расточки поршня 13 равна длине хода выпускного клапана 1. Механизм снабжен также пружинами возврата клапанов и уплотнительными кольцами. Клапанный механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом. При такте выпуска выпускной клапан 1 опускается вместе с впускным клапаном 2, а поршень 13 поднимается таким образом, что выпускной клапан 1 своим основанием опускается на дно расточки в поршне 13. В результате этого камера сгорания полностью освобождается от выхлопных газов. Как только поршень 13 достигнет верхней мертвой точки, выпускной клапан 1 закрывается, а впускной клапан 2 остается приоткрытым и, таким образом, исключается перемешивание топливовоздушной смеси с выхлопными газами. Начинается такт всасывания и поршень 13 движется вниз, а впускной клапан 2 опускается еще на 1/3 хода, при этом увеличивается не только площадь сечения впуска, но и открываются радиальные окна 7 в основании клапана 2, которые были закрыты свечой, что улучшает наполняемость цилиндра и турбулентность смеси. Механизм вращения выпускного клапана 1 обеспечивает неравномерное его вращение. Это достигается тем, что червячная шестерня 9 закреплена на валу не жестко, а посредством пружины 10. Таким образом, он вращается только тогда, когда не зажат между впускным клапаном 2 и посадочным седлом, что снижает потери энергии. При этом система охлаждения работает следующим образом: масло под давлением через трубку 4 и трубку 14 в верхней части впускного клапана 2 поступает во внутреннюю полость 6 в основании клапана 2 и здесь происходит теплообмен между холодной жидкостью и разогретой тарелкой клапана. В результате вышесказанного снимается термическая напряженность клапана, разогретая жидкость поднимается по трубке 5 и разбрызгивается на трущиеся детали двигателя. Изображенная на иллюстрациях конструкция представляется наиболее простой и эффективной, однако при необходимости она может быть изменена. Например, можно изменить способ подачи охлаждающей жидкости во впускной клапан, применив один из следующих способов: 1. Вместо жесткой трубки 1 можно использовать горизонтально расположенный гибкий патрубок или телескопическую стальную трубку с шарнирами на концах, один шарнир закреплен на впускном клапане, а другой на головке цилиндров; 2. Масло может поступать в клапан сверху самотеком, а для его выкачивания можно использовать возвратно-поступательное движение клапана, включив в его конструкцию систему перепускных клапанов. Вместо масла можно использовать какую-либо другую жидкость. Есть много вариантов конструктивного исполнения узла, но при этом не изменится сам принцип охлаждения впускного клапана. Использование заявляемого изобретения позволит повысить надежность работы и ресурс клапанного механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания,