Кульовий газорозподільний механізм

Реферат: UA 113072 U UA 113072 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі будування двигунів і може бути застосована у поршневих двигунах. Відомо газорозподільний механізм поршневого двигуна, що складається з органу газорозподілу, виконаного у вигляді клапанного механізму з пружиною, та приводу, виконаного у вигляді важільного механізму, розташованих у кришці циліндра (Возницкий И.В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. - М.: Моркнига, 2008. - Том. 1. - 282 с. - прототип). Недоліком такого газорозподільного механізму є те, що клапанний механізм працює з ударним та інерційним навантаженням, викликаним зворотно-поступальним рухом клапана і дією пружини. Наявність клапана на шляху вихлопних газів призводить до утворення опору для їх руху, що сприяє неповному очищенню циліндрів. На прилеглих поверхня клапана та сідла з часом накопичується осад, що порушує щільність прилягання поверхонь та розрегульовує роботу двигуна. Механізм має складну конструкцію, деталі якого виконують зворотнопоступальний та коливальний рух, і вимагає точного регулювання теплового зазору. В основу корисної моделі поставлено задачу створити простий газорозподільний механізм, у якому зворотно-поступальний і коливальний рух деталей органу газорозподілу та приводу замінено на обертальний рух, а орган газорозподілу може самоочищуватись. Поставлена задача вирішується тим, що орган газорозподілу виконано у вигляді запірної кулі з отвором, встановленої у сідельних кільцях з отворами, з приводом від приводного валу, що має зубчасте зачеплення з розподільним валом. Отвір запірної кулі та отвори сідельних кілець виконано у вигляді овалу, більша вісь якого розташована уздовж вала. Сідельні кільця виконано з можливістю притискання до запірної кулі за допомогою пружного елемента, наприклад тарілчастої пружини. Сідельні кільця та запірна куля виконані з жаростійкого матеріалу. Між запірною кулею та кришкою циліндра виконано порожнину для охолоджувальної рідини. Приводний вал встановлено в антифрикційних втулках, а на його кінці виконано шліц, який входить у шліцьовий паз запірної кулі. Частота обертання приводного вала двотактного двигуна у два рази, а чотиритактного у чотири рази менша за частоту обертання колінчастого вала. Виконання органу газорозподілу у вигляді запірної кулі з отвором, встановленої у сідельних кільцях з отворами, з приводом від вала, що має зубчасте зачеплення з розподільним валом, дозволяє забезпечити обертальний рух запірної кулі замість зворотно-поступального руху клапана з пружиною і коливального руху важільного механізму. При цьому запірна куля, що ковзає по напрямних кільцях, самоочищується від осаду. Виконання отвору запірної кулі та отворів сідельних кілець у вигляді овалу, більша вісь якого розташована уздовж вала, дозволяє забезпечити необхідний кут випередження відкриття та запізнювання закриття запірної кулі. Притискання сідельних кілець до запірної кулі за допомогою пружного елемента, наприклад тарілчастої пружини, забезпечує щільний контакт між запірною кулею та сідельними кільцями та запобігає проникненню вихлопних газів у охолоджувальну рідину. Виконання сідельних кілець та запірної кулі з жаростійкого матеріалу забезпечує їх роботу у середовищі підвищеної температури. Наявність між запірною кулею та кришкою циліндра порожнини для охолоджувальної рідини забезпечує надійне охолодження запірної кулі та напрямних кілець. Встановлення приводного вала в антифрикційних втулках зменшує силу тертя та збільшує строк служби вала. Виконання на кінці приводного вала шліца, який входить у шліцьовий паз запірної кулі, забезпечує передавання крутного моменту з приводного вала на запірну втулку. Забезпечення частоти обертання приводного вала двотактного двигуна у два рази, а чотиритактного у чотири рази менше за частоту обертання колінчастого вала дозволяє узгодити періодичність відкривання та закривання запірної кулі. На кресленні показано загальний вигляд кульового газорозподільного механізму, встановленого на циліндрі двигуна. Кульовий газорозподільний механізм складається з органу газорозподілу 1 та приводу 2, розташованих у кришці циліндра 3. Орган газорозподілу 1 виконано у вигляді запірної кулі 4 з отвором 5, встановленої у сідельних кільцях 6 з отворами 7, з приводом 2 від приводного вала 8, що має зубчасте зачеплення 9 з розподільним валом 10. Отвір 5 запірної кулі 4 та отвори 7 сідельних кілець 6 виконано у вигляді овалу, більша вісь якого розташована уздовж вала 8. 1 UA 113072 U 5 10 15 20 Сідельні кільця 6 притискаються до запірної кулі 4 за допомогою пружного елемента 11, наприклад тарілчастої пружини. Сідельні кільця 6 та запірна куля 4 виконані з жаростійкого матеріалу. Між запірною кулею 4 та кришкою циліндра 3 є порожнина 12 для охолоджувальної рідини. Приводний вал 8 встановлено в антифрикційних втулках 13, а на його кінці виконано шліц 14, який входить у шліцьовий паз 15 запірної кулі 4. Частота обертання приводного вала 8 у два рази менша за частоту обертання колінчастого вала двигуна. Кульовий газорозподільний механізм працює наступним чином. Крутний момент з розподільного вала 10 через зубчасте зачеплення 9 передається на привідний вал 8, який через шліц 14 і шліцьовий паз 15 передає його на запірну кулю 4. Запірна куля 4 разом з отвором 5 обертається у сідельних кільцях 6. При збіганні отвору 5 запірної кулі 4 з отворами 7 у сідельних кільцях 6 гази вільно проходять через них, а при перекритті запірною кулею 4 отворів 7 у сідельних кільцях 6 прохід газів припиняється. У двотактних двигунах отвір 5 запірної кулі 4 один раз збігається з отворами 7 у сідельних кільцях за один оберт колінчастого вала. У чотиритактних двигунах отвір 5 запірної кулі 4 один раз збігається з отворами 7 у сідельних кільцях за два оберти колінчастого вала. Це забезпечує вільний прохід газів, що відповідає робочому циклу двигуна. Зношування запірної кулі 4 компенсується притисканням її до сідельних кілець 6 пружним елементом 11, наприклад тарілчастою пружиною. Застосування корисної моделі дозволить встановити на поршневий двигун простий та надійний механізм газорозподілу, що працює без ударних та інерційних навантажень з щільно прилеглими робочими поверхнями. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 45 1. Кульовий газорозподільний механізм, що складається з органу газорозподілу та приводу, розташованих у кришці циліндра, який відрізняється тим, що орган газорозподілу виконано у вигляді запірної кулі з отвором, встановленої у сідельних кільцях з отворами, з приводом від приводного вала, що має зубчасте зачеплення з розподільним валом. 2. Кульовий газорозподільний механізм за п. 1, який відрізняється тим, що отвір запірної кулі та отвори сідельних кілець виконано у вигляді овалу, більша вісь якого розташована уздовж вала. 3. Кульовий газорозподільний механізм за п. 1, який відрізняється тим, що сідельні кільця виконано з можливістю притискання до запірної кулі за допомогою пружного елемента, наприклад тарілчастої пружини. 4. Кульовий газорозподільний механізм за п. 1, який відрізняється тим, що сідельні кільця та запірна куля виконані з жаростійкого матеріалу. 5. Кульовий газорозподільний механізм за п. 1, який відрізняється тим, що між запірною кулею та кришкою циліндра виконано порожнину для охолоджувальної рідини. 6. Кульовий газорозподільний механізм за п. 1, який відрізняється тим, що приводний вал встановлено в антифрикційних втулках, а на його кінці виконано шліц, який входить у шліцьовий паз запірної кулі. 7. Кульовий газорозподільний механізм за п. 1, який відрізняється тим, що частота обертання приводного вала двотактного двигуна у два рази, а чотиритактного у чотири рази менша за частоту обертання колінчастого вала. 2 UA 113072 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3