Гідравлічний привод клапанів газорозподільного механізму двигуна внутрішнього згоряння

Реферат: Гідропривід клапанів газорозподільного механізму двигуна внутрішнього згоряння, в якому для можливості керування без швидкодіючих електромагнітів, забезпечення синхронної роботи кривошипно-шатунного і газорозподільного механізмів, можливості регулювання фаз газорозподілу і ходу клапанів газорозподільного механізму використовуються золотники, що виконують обертовий рух з частотою, синхронною частоті обертання колінчастого вала двигуна. Для приводу золотників може використовуватись механічний привід від колінвала двигуна або автономний електричний, гідравлічний або інший тип приводу. UA 101563 C2 (12) UA 101563 C2 UA 101563 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі машинобудування, зокрема до газорозподільного механізму (ГРМ) двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ). Відомий гідравлічний привід клапанів ДВЗ (патент Російської Федерації № 2153082 МПК F01L09/02 опубл. 20.07.2000), що містить гідронасос і акумулятор тиску, напірну і зливну магістралі, які за допомогою керованого електромагнітом золотника-розподільника поперемінно сполучаються з виконавчим гідроциліндром, поршень якого впливає на клапан ДВС з метою його відкриття, а для забезпечення повної синхронності роботи клапанного і кривошипношатунного механізмів передбачено додатковий плунжер-золотник, що переміщається кулачком розподільного вала. Недоліком вказаного аналога є те, що для забезпечення синхронної роботи кривошипношатунного і газорозподільного механізмів використовується додатковий плунжер-золотник з приводом від розподільного вала, а це ускладнює конструкцію гідроприводу, а для керування золотником-розподільником використовується електромагніт, що зменшує надійність роботи приводу. Крім того у гідроприводі не передбачена функція зміни величини ходу клапана в залежності від режиму роботи двигуна. Відомий також гідравлічний привід клапанів ДВЗ (патент України № 92696 МПК F01L09/00 опубл. 25.11.2010 бюл. № 22, 2010 p.), який містить розподільний вал, з кулачком якого контактує верхній поршень, нижній поршень, який діє на клапан ГРМ, гідроакумулятор, приєднаний до міжпоршневої порожнини, і дозатор, який змінює кількість робочої рідини, що надходить від верхнього до нижнього поршнів, змінюючи хід клапанів. Недоліком цього прототипу є наявність розподільного вала, який не передбачає можливості регулювання фаз газорозподілу ГРМ, наявність одного дозатора зменшує надійність гідроприводу і точність установки ходу клапанів, а також вимагає використання швидкодіючого приводу золотника дозатора. В основу винаходу поставлена задача розробки гідроприводу, який усуває вказані недоліки, шляхом установки золотників, що спрямовують потік оливи від верхніх до нижніх поршнів, на валу, який обертається з частотою, синхронізованою з частотою обертання колінчастого вала двигуна. Поставлена задача вирішується тим, що у гідравлічному приводі клапанів газорозподільного механізму двигуна внутрішнього згоряння, який містить розподільний вал, з кулачком якого контактує верхній поршень, нижній поршень, який діє на клапан ГРМ, гідроакумулятор, приєднаний до міжпоршневої порожнини, і дозатор, який змінює кількість робочої рідини, що надходить від верхнього до нижнього поршнів, змінюючи хід клапанів, згідно з винаходом, гідравлічний привід клапанів газорозподільного механізму має розподільний трубопровід, з'єднаний з гідроакумулятором через запірний клапан, золотники, які спрямовують потік оливи від розподільного трубопроводу до нижніх поршнів, знаходяться на валу, що приводиться в обертовий рух від колінчастого вала двигуна або від іншого автономного приводу, з частотою, синхронізованою з частотою обертання колінчастого вала, а дозуючі пристрої встановлені індивідуально для кожного клапана. На кресленні показана схема гідроприводу клапанів газорозподільного механізму. Гідропривід включає ємкість для оливи 1, насос високого тиску 2, який при роботі двигуна подає оливу через фільтр 3 і зворотний клапан 4 до гідроакумулятора 5. Тиск в гідроакумуляторі обмежується запобіжним клапаном 6. З гідроакумулятора олива через запірний клапан 7 надходить до розподільного трубопроводу 8. З розподільного трубопроводу олива потрапляє в корпус 9 золотника 10 який встановлено на валу 11. Вал приводиться в дію через фазообертач 12 від колінчастого вала 13 двигуна будь-якою механічною передачею, наприклад пасовою. Крім механічного приводу від колінчастого вала двигуна, вал золотника може приводитися в дію від автономного приводу, частота обертання якого синхронізована з частотою обертання колінчастого вала. До золотника пружиною 14 притискається дозуючий диск 75. Диск може повертатися відносно своєї осі на певний кут механізмом керування 22 (наприклад кроковим двигуном) за або проти годинникової стрілки. Крім безпосередньої установки в одному корпусі золотника і дозуючого диска, можливе також їхнє розміщення в окремих корпусах з збереженням їх робочих функцій. На золотнику виконана проточка А, паз подачі оливи Б і зливний Τ-подібний паз В. На диску 75 виконано зливний канал Г. Паз подачі оливи Б золотника лежить в одній площині з каналом 16 подачі оливи в корпус 17 робочого поршня 78. Робочий поршень встановлено над клапаном 19 ГРМ. Для запобігання неконтрольованому переміщенню поршня в нижнє положення, в ньому виконано отвори 21. 1 UA 101563 C2 5 10 15 20 25 30 Зливний Τ-подібний паз В золотника знаходиться в одній площині з зливним каналом 20, а зливний канал Γ дозуючого диска 75 лежить в одній площині з зливним отвором Д корпусу золотника. Пристрій працює наступним чином. При роботі двигуна приводиться в дію насос 2 і відбувається підзарядка гідроакумулятора. Подача електричного сигналу на запірний клапан 7 приводить до його спрацювання і олива надходить з гідроакумулятора 5 до розподільного трубопроводу 8. З розподільного трубопроводу олива надходить в проточку А золотника і паз Б. При обертанні вала 77, паз Б золотника співпадає з каналом 16. При цьому олива з гідроакумулятора надходить в надпоршневу порожнину робочого поршня 18. Поршень, переміщаючись в нижнє положення, відкриває клапан 19 ГРМ. Одночасно олива надходить у зливний канал 20 і зливний Τ-подібний паз В золотника. Подальше обертання золотника приводить до припинення подачі оливи до робочого поршня - паз Б вийде з площини каналу 16. Клапан буде відкрито до моменту співпадання Τ-подібного паза В золотника з зливним каналом Γ регулювального диска. Це приводить до з'єднання надпоршневої порожнини робочого поршня 18 зі зливним каналом Д корпусу золотника - клапан 19 закривається. Повертаючи дозуючий диск 15 відносно Τ-подібного паза В золотника, можна регулювати величину відкриття клапана 19: поворот проти годинникової стрілки (в положення І) збільшує хід клапана, а за годинниковою (в положення II) - зменшує. Фазообертач 12 дає можливість змінити положення вала золотників відносно положення колінчастого вала двигуна, змінюючи таким чином початок спрацювання клапана, тобто фазу газорозподілу. При зупинці двигуна запірний клапан 7 закривається, від'єднуючи гідроакумулятор з запасом оливи від золотникових пристроїв. Це зменшує ризик втрати тиску в системі через нещільності і сприяє можливості швидкого повторного запуску двигуна. Таким чином використання запропонованого гідроприводу дає змогу відмовитися від швидкодіючих електромагнітів для приводу золотників, забезпечити повну синхронність роботи кривошипно-шатунного і газорозподільного механізмів, регулювати хід клапанів ГРМ і фази газорозподілу в залежності від режиму роботи двигуна для покращення його паливної економічності. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 Гідравлічний привод клапанів газорозподільного механізму двигуна внутрішнього згоряння, який містить розподільний вал, з кулачком якого контактує верхній поршень, нижній поршень, який контактує з клапаном газорозподільного механізму, гідроакумулятор, приєднаний до міжпоршневої порожнини, і дозатор, який змінює кількість робочої рідини, що надходить від верхнього до нижнього поршнів, змінюючи хід клапанів, який відрізняється тим, що має розподільний трубопровід, з'єднаний з гідроакумулятором через запірний клапан, золотники, які спрямовують потік оливи від розподільного трубопроводу до нижніх поршнів, знаходяться на валу, що приводиться в обертовий рух від будь-якого автономного приводу з частотою, синхронізованою з частотою обертання колінчастого вала, а дозуючі пристрої встановлені індивідуально для кожного клапана. 2 UA 101563 C2 Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3