Механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания

(51)01 1/34 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(71) Заявитель Лихтарович Сергей Владимирович(72) Авторы Лихтарович Сергей Владимирович Лихтарович Евгений Сергеевич(73) Патентообладатель Лихтарович Сергей Владимирович(57) 1. Механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащий основной распределительный вал, дополнительные распределительные валы, установленные в стойках и связанные с основным распределительным валом шестернями, клапаны, кулачки коромысел и основного распределительного вала, отличающийся тем, что дополнительные распределительные валы выполнены составными с возможностью поперечного перемещения вставных элементов, соединенных с распределительным валом посредством вставных кулачков, расположенных по их торцам, а параллельно дополнительным распределительным валам установлены дополнительные оси, закрепленные в стойках. 2. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что кулачки коромысел выполнены в виде части цилиндрической поверхности коромысла, взаимодействующей с кулачками основного распределительного вала, снабжены опорными роликами, взаимодействующими со вставными кулачками, и установлены с возможностью вращения на одном конце серег,другим своим концом закрепленных с возможностью вращения на дополнительных осях. 3. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что на боковых поверхностях вставных кулачков выполнены выступы, а в торцах вставных элементов и дополнительных валов выполнены ответные пазы. 7955 1 2006.04.30 Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Важнейшие параметры двигателя - мощность и крутящий момент - во многом зависят от фаз газораспределения, другими словами от момента и продолжительности открытия клапанов. Один из недостатков, присущий почти всем автомобильным силовым установкам, заключается как раз в том, что на большей части скоростных и нагрузочных режимов фазы газораспределения не позволяют достичь наивыгоднейших мощности и момента. Известно устройство регулирования фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащее распределительный вал составной конструкции, на подвижной части которого закреплены кулачки переменного профиля, положение которых по отношению к передаточным звеньям привода меняется в зависимости от изменения режима работы двигателя при помощи регулятора 1. Однако известное устройство не позволяет изменять фазу выпуска, что приводит к потере мощности при частичных нагрузках двигателя. Кроме того, механизм позволяет изменять фазу впуска только в режимах высоких или низких оборотов двигателя. Известен также механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания с изменяемыми фазами, содержащий тарельчатый клапан с пружинами и толкателем, вал с двумя кулачками на каждый клапан и управляющую штангу с приводом, причем распределительный вал выполнен полым, один из кулачков выполнен управляемым и размещен на распределительном валу с возможностью осевого перемещения и установки в положения,отвечающие выключенному или включенному состоянию 2. Известный механизм также не позволяет изменять фазу выпуска, что приводит к потере мощности при частичных нагрузках двигателя. Кроме того, механизм позволяет изменять фазу впуска только в режимах высоких или низких оборотов двигателя. Наиболее близким к заявляемому устройству по своей технической сущности является двигатель внутреннего сгорания, содержащий механизм газораспределения с клапанами,кулачками и толкателями, основной распределительный вал, индивидуальные на каждый цилиндр распределительные валы, связанные с основным распределительным валом зубчатыми парами шестерен, причем кулачки механизма газораспределения размещены на индивидуальных распределительных валах 3. Однако данное устройство позволяет производить изменение фаз впуска и выпуска только в пределах изменения скорости впрыска топлива и времени открытия соответствующего клапана, регулируя при этом только зону впуска. Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение экономичности двигателя, при достижении технического результата - автоматического и бесступенчатого изменения фаз в большом диапазоне впуска и выпуска в зависимости от режима работы двигателя. Поставленная задача решена тем, что в механизме газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащем основной распределительный вал, дополнительные распределительные валы, установленные в стойках и связанные с основным распределительным валом шестернями, клапаны, кулачки коромысел и основного распределительного вала, дополнительные распределительные валы выполнены составными с возможностью поперечного перемещения вставных элементов, соединенных с распределительным валом посредством вставных кулачков, расположенных по их торцам, а параллельно дополнительным распределительным валам установлены дополнительные оси, закрепленные в стойках. Поставленная задача может быть решена также тем, что кулачки выполнены в виде части цилиндрической поверхности коромысла, взаимодействующей с кулачками основного распределительного вала, снабжены опорными роликами, взаимодействующими со вставными кулачками, и установлены с возможностью вращения на одном конце серег,другим своим концом закрепленных с возможностью вращения на дополнительных осях. 2 7955 1 2006.04.30 Поставленная задача может быть решена также тем, что на боковых поверхностях вставных кулачков выполнены выступы, а в торцах вставных элементов и дополнительных валов выполнены ответные пазы. На фигуре изображен общий вид механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания. Механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания содержит клапаны 1,кулачки 2, основной распределительный вал 3, дополнительные распределительные валы 4, установленные в стойках (на фигуре не показаны) и связанные с основным распределительным валом 3 шестернями 5. Основной 3 и дополнительные 4 валы установлены в стойках и выполнены составными, с возможностью поперечного перемещения вставных элементов 6, соединенных с дополнительными валами 4 посредством вставных кулачков 7, расположенных по их торцам, причем в стойках может быть расположен механизм перемещения вставных элементов (на фигуре не показан), выполненный, например, в виде подпружиненного поршня, и выполнен канал (на фигуре не показан), соединяющий полость, в которой расположен подпружиненный поршень, и масляный канал двигателя,кроме того, механизм снабжен дополнительными осями 8, расположенными параллельно дополнительным распределительным валам 4 и закрепленными в стойках. Кулачки 2 выполнены в виде части цилиндрической поверхности коромысла 9, взаимодействующей с кулачками 10 основного распределительного вала, снабжены опорными роликами 11,взаимодействующими со вставными кулачками 7, и установлены с возможностью вращения на одном конце серег 12, другим своим концом закрепленных с возможностью вращения на дополнительных осях 8, закрепленных в стойках. Вставные кулачки 7 выполнены с выступами 13, расположенными на их боковых поверхностях, а в торцах вставных элементов 6 и дополнительных валов 4 выполнены ответные пазы 14. Механизм газораспределения работает следующим образом. При работе двигателя распределительный вал 3 приводится во вращение, например,зубчатым ремнем (на фигуре не показан), который, в свою очередь, шестернями 5 приводит в движение дополнительные валы 4. Каждый из дополнительных валов 4 управляет своим рядом коромысел 9 впуска и выпуска. При изменении режима работы двигателя, например увеличении частоты вращения,повышается давление масла в системе смазки двигателя, в результате чего, например,поршни (на фигуре не показаны) перемещают вставные элементы 6 по его направляющим. Происходит изменение относительных положений осей между вставными элементами 6 и дополнительными валами 4. Вставные кулачки 7, служащие точкой опоры для опорных роликов 11 и имеющие разные профили для впуска и выпуска, дополняют в пределах каждого полного оборота дополнительных валов 4 угловое расположение основного распределительного вала 3, в результате чего происходит изменение фаз газораспределения. Выполнение механизма газораспределения описанным выше образом позволяет в широком диапазоне управлять зоной закрытия впускного клапана, управлять одновременным открытием клапанов в цилиндрах, а также управлять режимом работы выпускного клапана бесступенчатым переходом в зависимости от нагрузки оборотов двигателя с тягового режима, где клапан открывается позже, но практически не изменяется точка полного его открытия, на скоростной. В чем и заключается сущность этого регулирования. Примеры испытаний механизма на макете при его ходе 7 мм сведены в таблицу. 7955 1 2006.04.30 ВПУСК До воздействия механизма После воздействия механизма Полное Начало Точка Начало Точка Полное закрытие открытия полного Ход кла- открытия полного закрытие Ход клаклапана клапана. открытия пана в мм клапана. открытия после пана в мм после От клапана От клапана НМТ НМТ ВМТ ВМТ 1100 350 9,2 1450 1250 14 0 0 00 ВМТ ВМТ 1050 300 9,5 1400 1350 13 00 50 ВМТ ВМТ 1000 270 9,8 1350 1570 12 00 120 ВМТ ВМТ 950 200 10 1150 1800 10,2 00 250 ВЫПУСК НМТ ВМТ НМТ ВМТ 750 9 650 11 0 0 0 0 0 45 200 НМТ ВМТ НМТ ВМТ 650 7 550 10 0 0 0 10 0 60 100 Как видно из таблицы, заявленное устройство позволяет регулировать ход клапана в широких пределах в зависимости от режима работы двигателя. Конструкция устройства позволяет производить его установку на всех видах, как двух-, так и четырехтактных клапанных двигателей. Источники информации 1.1627742 А 1, 1991. 2.1634809 А 1, 1991. 3.1592527 А 1, 1990. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4