CS258878B1 - Zdvihací tyčka pro ventilový rozvod OHV spalovacího motoru - Google Patents

Abstract

Účelem řečení je vytvoření jednoduché konstrukce zdvihací tvčky ventilového rozvodu OHV spalovacího motoru s hliníkovým blokem a hliníkovou hlavou, umožňující kompenzaci ventilové vůle, vzniklé oři činnosti motoru v důsledku rozdílných tepelných dilatací jednotlivých dílů motoru a rozvodu. Uvedeného cíle je dosaženo tím., způsobem, že zvedací tyčka je zhotovena z austenické feroslitiny obsahující hmotnostně 65,5 až 77,2 % Pe, 13,5 až 17,5 % Ni, 0,2 až 3 % 0, 1,0 až 2,5 # Si, 5,5 až 7,5 % Cu, 1,8 až 2,5 # Cr, 1,0 až 1,5 % Mn a s koeficientem tepelné roztažnosti <ZNR rovným 17,2.10-° až 2Ο,2.1Ο’6 οσ“Α.

Description

Vynález ee týká rozvodového mechanismu OHV spalovacího motoru s hliníkovým blokem s hliníkovou hlavou, umožňujícího kompenzaci ventilové vůle, vzniklé v důsledku rozdílných tepelných dilatací jednotlivých dílů spalovacího motoru a rozvodu·

V současné době je ve etavhě motorů kladen velký důraz na minimalizaci obsahu škodlivých látek ve výfukových plynech a na co nejměnší hladinu hluku motoru. Požadována je též možnost uplatnění progresivní elektroniky pro řízení kvality směsi a režimu zapalovaní. Podmínkou pro splnění těchto nároků je však dodržení exaktnosti mechanického rozvodu ventilů za jakýchkoliv provozních podmínek. V podstatě jde o provozní stabilizaci ventilové vůle na přibližně stejné úrovni. Tento problém je aktuální zejména u spalovacích motorů s ventilovým rozvodem OHV v případě, že blok válců i hlava válců jsou vyrobeny z materiálu s jinou tepelnou roztažnosti než díly rozvodu, například z hliníku. Dosud známé konstrukce řeší tento problém použitím hydraulických zdvihátek, která neustálým přisáváním a odpouštěním oleje vymezují v každém režimu běhu motoru přibližně konstantní ventilovou vůli. Uvedené řešení je sice technicky dokonalé, avšak velmi nákladné a problematickým může být start za extrémně nízkých teplot· Obdobné problémy se vyskytují u konstrukcí, u nichž je hydraulický prvek aplikován u jiného dílu ventilového rozvodu, než zdvihátka. Dále jaou známé ventilové rozvody OHV, kde jsou ocelové zdvihací tyčky nahrazeny tyčkami hliníkovými, případně duřalovými. Vzhledem k možnosti překročení měrných tlaků mezi hliníkem a ocelí musí však být takové tyčky opatřeny ©celovými koncovkami· Technicky schůdné, ale konstrukčně nevhodné je řešení, kdy se ocelovékoncovky lisují do hliníkových tyček, případně trubek. Za provozu spalovacího motoru zde v důsledku větších tepelných dilatecí hliníkových tyček dochází ke zmenšování přesahu nalisovaného spoje, a to je nežádoucí. Opačný trend má lisovaný spoj , kde ocelové koncovky jsou navlečeny na hliníkové, s výhodou trubkové zdvihací tyčky. Takové provedení zdvihacích tyček je však jak technicky tak technologicky velmi náročné. Především je nutné, z důvodu nižšího modulu pružnosti hliníku, který snižuje hranici Eulerovy kritické vzpěrné síly zvětšit průměr zdvihací tyčky, což přináší · zástávbové problémy, uvážíme-li další zvětšený průměr vnějších ocelových koncovek. Avšak sni v tomto případě se neubráníme nut258878 nosti zvláštního způsobu stabilizace zdvihacích tyček při lisování koncovek, aby nedošlo při kompletaci k jejich osovému vybočení. Podle výpočtu je nutné podepřít takovou zdvihací tyčku minimálně ve dvou místech, aby byla zachována bezpečnost lisovaného spoje. Avšak a^ni po vyřešení uvedených komplikací při lisování svěrného spojení tyček s koncovkami neobdržíme řešení s optimálními parametry. Výsledky zkoušek ukázaly, že aplikace hliníku se součinitelem tepelné roztažnosti « 21,0*10® °C^ místo obvyklé oceli se součinitelem tepelné roztažnosti o 10 ® °c¹ při konstrukci zdvihacích tyček rozvodu OHV není právě nejvhodnější. Hliník kompenzuje v aplikaci na zvedací tyčce až příliš a ventilová vůle se za tepla u motoru snižuje, což je dáno reálným teplotním polem a teplotním gradientem různých dílů motoru. Tento nedostatek se dá částečně odctranit zvětšením ventilové vůle u motoru za studens, avšak komplexně vzato, hliníkové zvedací tyčky znamenají vzhledem ke svému účinku neúměrné technické a technologické komplikace.

Uvedené nedostatky dosud známých konstrukcí jsou odstraněny zdvihací tyčkou pro ventilový rozvod OHV spalovacího motoru, s hliníkovým blokem a hliníkovou hlavou tím způsobem, že je vyrobena z austenitické faroslitiny obsahující hmotnostně 65,5 až 77,2% Pe, 13,5 až 17,5 % Ni, 0,2 až 3 '% C, 1,0 až 2,5 fe, 5,5 až 7,5 % Cu, 1,8 až 2,5 % Cr, 1,0 až 1,5 % Mn a s koeficientem tepelné roztažnosti </|q_r rovným 17,2.10°G^ až 20,2.10^ ^Οθ”^.

Použitím zdvihacích tyček vyrobených z austenitické feroelitiny s koeficientem tepelné roztažnosti ¢/^,=(17 2^20,2^0⁶°^ u motorů s hliníkovým blokem.i hliníkovou hlavou a s ventilovým rozvodem OHV dosáhne se optimální teplotní kompenzace ventilové provozní vůle v různých pracovních režimech motoru. Dále dojde k zjednodušení vlastní výroby zdvihacích tyček, protože odpadá nutnost dodatečného lisování ocelových koncovek a vzhledem k dostatečné pevnosti, modulu pružnosti a dovoleným.úměrným tlakům použitého materiálu není též třeba přistupovat k zvětšování jejich vnějšího průměru, jak je tomu u tyček hliníkových.

Příklad provedení ventilového rozvodu podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkrese, který představuje příčný řez motorem s hliníkovým blokem, hliníkovou hlavou a ventilovým rozvodem OHV.

Na přiloženém výkresu,je znázorněn blok 1 motoru, vyrobený z hliníku, na nějž je připevněna hlava 2 zhotovená rovněž z hli258878 ~ niku. Rozvodový mechanismus QHV o známé funkci je tvořen vačko-, vým hřídelem 2» na který dosedá zdvihétko 4 a prostřednictvím zdvihací tyčky jejíž horní konec ee opírá o seřizovači šroub 2» upevněný ve vahadle 6 a zajištěný ve správné poloze prostřednictvím pojišťovací matice 8 je ovládán ventil 9, který je do uzavřené polohy přitlačován pružinou 10, opírající se jedním koncem o hlavu 2 válců a druhým o misku 11. Miska 11 je nasunuta na dřík ventilu 2 ^a pojištěna nezakreslenými klínky. Vahadlo 6 ee natáčí na čepu 12, uloženém v kozlíku 13« Z obr. 1 je patrné, že ventilová vůle v má za normálních okolností, to je při použití ocelových zdvihacích tyček, která mají koeficient tepelné roztažnosti * 11,0.10”^ θΟ*¹, v důsledku hliníkového materiálu hlavy 2 a bloku 1, s koeficientem tepelné rq z taž nos tic^Aj « 21,0.10*“^ °C*\ převažující tendenci se s vzrůstající teplotou zvětšovat. Vřazením kompenzační zdvihací tyčky 2 z materiálu tvořeného austenitickou ferosíitinou obsahující 65,5 až 77,2 % Fe, 13,5 až 17,5 %

Ni, 0,2 až 3,0 % C, 1,0 až 2,5 % Si, 5,5 až 7,5 % Cu, 1,8 až 2,5 % Cr a 1,0 až 1,5 % Mn, jejíž koeficient tepelné roztažnosti s 19,3«1O**6 je velmi blízký hliníku, nedochází k negativním vlivům na průběh spalovacího procesu v důsledku velkých změn ventilových vůlí v různých pracovních režimech motoru jak je tomu při použití ocelových zdvihacích tyček u motorů s hliníkovým blokem a hliníkovou hlavou. Přitom si navržený materiál zachovává v podstatě všechny další žádané vlastnosti oceli a to zejména relativně vysokou hodnotu modulu pružnosti, což je důležité z hlediska průměrové dimenze pro vzpěr zdvihacích tyček a současně má i podstatně větší dovolené měrné tlaky než hliník, takže je možné zhotovit zdvihací tyčky bez ocelových čepiček, vložek či koncovek, nutných u hliníkového provedení. Vzhledem k tomu, že je z hlediska funkce vhodné poněkud potlačit koeficient tepelné roztažnosti austenitické feroslitiny vůči koeficientu tepelné roztažnosti hliníku, je vhodné použít spíše minimálních hodnot v tolerancích legujících prvků ve feroslitině.

Claims (1)

1. PŘED MĚ T VYNÁLEZU

   Zdvihací tyčka pro ventilový rozvod OHV spalovacího motoru s hliníkovým blokem a hliníkovou hlavou, vyznačující se tím, že je vyrobena z austenitickéfero slitiny obsahující hmotnostně

   65,5 až 77,2 % Pe, 13,5 až 17,5 % Ni, 0,2 až 3 % C, 1,0 až 2,5 i Si, 5,5 až 7,5 % Cu, 1,8 až 2,5 % Cr, 1,0 až 1,5 % Mn a e koeficientem tepelné roztažnostirf^, rovným 17,2.10^-6 θϋ**'¹' až

   20,2.10^⁶ 'V¹.