Система управління клапанами газорозподілу двигуна

Реферат: UA 80073 U UA 80073 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до двигунобудування і може бути використана для управління газовими і рідинними потоками в магістралях двигунів внутрішнього і зовнішнього згорання, а також двигунів, що працюють на стислому газі. Найбільш близьким з відомих технічних рішень до рішення, що заявляється, є система управління клапанами газорозподілу двигуна, що містить гідроциліндри подвійної дії, штоки яких є стрижнями клапанів газорозподілу, систему забезпечення подачі масла під тиском з пристроєм управління потоком масла в гідравлічній системі клапанів, описана в патенті Німеччини № 3935218 [МПК F02L 9/02, опубл. 25.04.1991]. У цій системі як пристрій управління потоком масла використовують золотник, який має механічний зв'язок з колінчастим валом, відкриваючи і закриваючи відповідні клапани газорозподілу згідно з циклом роботи двигуна. Зміна фаз відкриття і закриття клапанів золотником здійснюється механічним диференціальним регулятором. Кожен гідроциліндр клапанів газорозподілу сполучений лініями подачі-скидання масла із золотником і диференціальним поршнем з системою зворотних гідравлічних клапанів. Зворотні гідравлічні клапани служать для зменшення гідравлічних ударів при різкій зміні тиску і зміні напряму руху масла в гідравлічних трубках. Недоліками відомої системи управління клапанами газорозподілу двигуна є: - складна конструкція, оскільки до кожного гідроциліндра кожного клапана газорозподілу приєднані по три гідравлічні трубки ліній подачі-скидання масла і один зворотний гідравлічний клапан; - наявність гідравлічних ударів в системі при зміні тиску і напряму руху масла, що знижують надійність роботи двигуна; - диференціальний регулятор зміни фаз відкриття і закриття клапанів золотником виготовлений для усередненого режиму роботи двигуна; - необхідність високоточного виготовлення механічного диференціального регулятора фаз відкриття і закриття клапанів. Задачею корисної моделі є спрощення конструкції і розширення можливостей управління клапанами газорозподілу двигуна, що дозволяє підвищити економічність, потужність і надійність роботи двигуна. Поставлена задача вирішується тим, що в системі управління клапанами газорозподілу двигуна, що містить гідроциліндри з поршнями подвійної дії, штоки яких є стрижнями клапанів газорозподілу, систему забезпечення подачі масла під тиском з пристроєм управління потоком масла до гідроциліндрів клапанів, відповідно до корисної моделі, пристрій управління потоком масла має керуючий і робочий золотники на кожному гідроциліндрі клапана газорозподілу. При цьому керуючі золотники можуть бути сполучені з електронним блоком управління або з електронним блоком управління в комбінації з гідравлічним або механічним блоком управління. Використання на кожному гідроциліндрі клапана газорозподілу керуючого і робочого золотників дозволяє мати одну гідравлічну трубку високого тиску подачі масла і одну гідравлічну трубку лінії скидання масла на всі гідроциліндри клапанів газорозподілу двигуна. Таким чином, спрощується конструкція системи управління клапанами газорозподілу і, отже, конструкція двигуна. Відсутність зміни тиску і напряму руху масла в гідравлічній трубці високого тиску лінії подачі масла і гідравлічній трубці лінії скидання масла унеможливлює утворення гідравлічних ударів, що підвищує надійність роботи гідравлічної системи і двигуна в цілому. Відповідно до режиму роботи двигуна, показників навантажень і програмою управління електронного блока відбувається зміна початку подачі і тривалість командного імпульсу на керуючий золотник. Командний імпульс з блока управління має малу потужність і його простіше направити до керуючого золотника. Керуючий золотник використовує тиск масла в гідравлічній системі і перемикає робочий золотник, що управляє гідроциліндром клапана газорозподілу. У системі управління клапанами газорозподілу, яка заявляється, розширені можливості зміни фаз і тривалості відкриття і закриття клапанів, що дозволяє змінювати величину наповнення і продування циліндрів двигуна, отримуючи при цьому необхідну потужність і економічність роботи двигуна на будь-яких режимах його експлуатації. Суть корисної моделі, що заявляється, пояснюється кресленням, на якому представлена схема системи управління клапанами газорозподілу двигуна. Система, що заявляється, містить гідроциліндри 1 з поршнями 2 подвійної дії, штоки 3 яких є стрижнями клапанів газорозподілу 4, систему забезпечення подачі масла під тиском, яка включає насос 5, керуючий 6 і робочий 7 золотники, сполучені з кожним гідроциліндром 1 клапана газорозподілу 4. Насос 5 сполучений лінією 8 подачі масла з гідравлічною трубкою 9 високого тиску і лінією 10 з гідравлічною трубкою 11 скидання масла. Керуючий 6 і робочий 7 золотники можуть бути виконані окремими вузлами або конструктивно об'єднані в один вузол і в 1 UA 80073 U 5 10 15 20 25 30 35 переважному варіанті розміщені в голівці блока циліндрів 12. Керуючі золотники 6 сполучені з блоком управління 13, який може бути електронним або електронним в комбінації з гідравлічним або механічним блоком управління. Система управління клапанами газорозподілу двигуна, що заявляється, працює таким чином. Перед початком роботи двигуна включається блок управління 13 і електродвигун насоса 5, при цьому гідравлічна система приводу клапанів забезпечується маслом під тиском. Блок управління 13 командними імпульсами через керуючі золотники 6 впливає на робочі золотники 7, які встановлюють за допомогою гідроциліндрів 1 відповідні ним клапани газорозподілу 4 у положення даної фази робочого циклу двигуна. За відсутності командного імпульсу з блоку управління 13 на керуючий золотник 6 робочий золотник 7 направляє масло під тиском в нижню порожнину гідроциліндра 1. Тиск масла на поршень 2 тримає клапан газорозподілу 4 в закритому положенні. Відповідно до фази газорозподілу двигуна, блок управління 13 подає командний імпульс на керуючий золотник 6. Керуючий золотник 6 перемикає робочий золотник 7 з початкового положення режиму чекання в положення відкриття клапана газорозподілу 4. Це перемикання направляє масло під тиском у верхню порожнину гідроциліндра 1 і переміщає поршень 2 з клапаном газорозподілу 4. Переміщення клапана 4 сполучає порожнину циліндра 14 двигуна з газовим каналом 15 і відбувається поточний цикл газорозподілу в двигуні. При припиненні подачі командного імпульсу блоком управління 13, керуючий золотник 6 перемикає робочий золотник 7 у початкове положення. Робочий золотник 7 направляє масло під тиском в нижню порожнину гідроциліндра 1. Тиск масла в гідравлічному контурі переміщає поршень 2, закриває і утримує в закритому положенні клапан газорозподілу 4. Постійна циркуляція в гідроциліндрі 1 подвійної дії масла, що скидається, при відкритті і закритті клапана газорозподілу 4 відводить надлишкове тепло безпосередньо від штока 3 клапана, покращуючи умови його роботи і збільшує моторесурс двигуна. Безпосередній контакт в голівці блока циліндрів 12 гідроциліндра 1 клапана газорозподілу 4, керуючого 6 і робочого 7 золотників забезпечує швидкодію і надійну роботу гідравлічної системи. Роботу двигуна із змінними фазами газорозподілу простіше здійснити електронним блоком управління з електричним командним імпульсом. Механічний або гідравлічний блок подачі командних імпульсів може бути дублюючим у випадках установки двигуна на літак або гелікоптер для можливості здійснення аварійної посадки. Хоча тут показаний і описаний варіант, який визнаний кращим для здійснення корисної моделі, що заявляється, фахівцям в даної області техніки буде зрозуміло, що можна здійснювати всілякі зміни і модифікації, і елементи можна замінювати на еквівалентні, не виходячи при цьому за межі об'єму домагань за цією корисною моделлю. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 1. Система управління клапанами газорозподілу двигуна, що містить гідроциліндри з поршнями подвійної дії, штоки яких є стрижнями клапанів газорозподілу, систему забезпечення подачі масла під тиском з пристроєм управління потоком масла до гідроциліндрів клапанів, яка відрізняється тим, що пристрій управління потоком масла має керуючий і робочий золотники на кожному гідроциліндрі клапана газорозподілу. 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що керуючі золотники сполучені з електронним блоком управління. 3. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що керуючі золотники сполучені з електронним блоком управління в комбінації з гідравлічним або механічним блоком управління. 2 UA 80073 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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