CS275978B6

CS275978B6 - Hydraulic-mechanical valve gear of internal combustion engine

Info

Publication number: CS275978B6
Application number: CS31789A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Ing Jahoda; Jan Hanzal
Original assignee: Ustav Pro Vyzkum Motorovych Vo
Priority date: 1989-01-17
Filing date: 1989-01-17
Publication date: 1992-03-18
Also published as: CS8900317A2

Abstract

•Hydraulicko mechanický rozvod ventilů je tvořen tělesem víka (3) hlavy (2) válců (4), ve kterém jsou uspořádány všechny tlakové pracovní prostory (16, 18, 19) s ovládacím válcem u excentrické vačky (14) a s ovládaným válcem u rozvodného ventilu (11), přívodní tlakový kanál (17) rozvodu napojený na mazací okruh spalovacího motoru, zpětný anebo škrticí ventil, případně kanálové vedení chladicí kapaliny, odpadní kanály, pracovní kapaliny od pracovních válců apod. Hlava (2) válce (4) může s blokem spalovacího motoru tvořit monoblok chlazený například kapalinou.• Hydraulic mechanical valve distribution is formed by the lid body (3) of the cylinder head (2), in which all pressure vessels are arranged working spaces (16, 18, 19) with control cylinder at eccentric cam (14) and controlled cylinder at the distribution valve (11), supply a manifold pressure channel (17) connected on the lubrication circuit of the internal combustion engine, reverse or a throttle valve, optionally a duct coolants, sewers, working fluids from working rolls, etc. The cylinder head (2) may be provided with a combustion block engine to form a monoblock cooled for example liquid.

Description

Vynález se týká hydraulicko mechanického rozvodu ventilů spalovacího motoru s vačkovým hřídelem v hlavě válců, opatřené víkem.The invention relates to a hydraulically mechanical distribution of valves of an internal combustion engine with a camshaft in a cylinder head provided with a lid.

Dosud známé hydraulicko mechanické rozvody ventilů spalovacích motorů s jedním vačkovým hřídelem v hlavě válců jsou uspořádány v prostoru původního vahadla každého ventilu a pro svou složitost a počet součástí i v dalším prostoru v hlavě válců. U motorů s dvěma vačkovými hřídeli nad příslušnými řadami ventilů, jsou hydraulicko mechanické rozvody uspořádány mezi vačkami a jim příslušnými ventily a dále v bočním prostoru. Výrazné zjednodušení nepřineslo ani umístění solenoidem řízeného uzavíracího ventilu mezi pracovními prostory pístového čerpadla, poháněného excentrickou vačkou, a ovládacího válce, jehož píst působí na dřík rozvodového ventilu.Previously known hydraulic-mechanical valve distributions of internal combustion engines with one camshaft in the cylinder head are arranged in the space of the original rocker arm of each valve and due to their complexity and number of components also in another space in the cylinder head. In the case of engines with two camshafts above the respective rows of valves, the hydraulic-mechanical distributions are arranged between the cams and their respective valves and further in the side space. The placement of a solenoid-operated shut-off valve between the working spaces of a piston pump driven by an eccentric cam and a control cylinder, the piston of which acts on the valve stem, did not bring about a significant simplification either.

Nevýhodou všech těchto řešení je,'kromě zvýšeného počtu součástí a složitosti odlitků hlavy válců, především zvýšená stavební výška a hmotnost této části spalovacího motoru. Zejména u malých vozidlových motorů, u nichž je v oblasti hlavy válců příznačný nedostatečný prostor pro složité hydraulické rozvody v příčném směru k rovině řady válců, se dále nepříznivě zvyšuje celková stavební výška motoru, zdůrazněná i víky hlav válců s protihlukovou úpravou.The disadvantage of all these solutions is, in addition to the increased number of components and the complexity of the cylinder head castings, in particular the increased overall height and weight of this part of the internal combustion engine. Especially for small vehicle engines, which in the area of the cylinder head are characterized by insufficient space for complex hydraulic distributions in the transverse direction to the plane of the cylinder line, the overall overall height of the engine increases, also emphasized by anti-noise cylinder head covers.

Cílem vynálezu je odstranění uvedených nedostatků a současné výrazné snížení výrobních nákladů těchto spalovacích motorů. ·The object of the invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and at the same time to significantly reduce the production costs of these internal combustion engines. ·

Uvedené požadavky jsou splněny řešením podle vynálezu, jehož podstatou je to, že těleso hydraulicko mechanického rozvodu je tvořeno víkem hlavy válců spalovacího motoru. Rovnoběžně nebo přibližně rovnoběžné s osou příslušného válce jsou ve víku uspořádány pracovní prostory hydraulicko mechanického rozvodu, tj. první pracovní prostor zpětného nebo škrticího ventilu spojený s přívodním tlakovým kanálem, druhý pracovní prostor pístového čerpadla, které je ve styku s excentricku vačkou vačkového hřídele a třetí pracovní prostor s pístem, působícím na dřík ventilu. Uvedené pracovní prostory jsou propojeny spojovacím kanálem. V prvním pracovním prostoru může být uspořádán solenoid ovládající zpětný a nebo škrticí ventil, a spojený elektricky s kontakty na vnějším povrchu víka hlavy válců. V takovém případě je u zvláště malých motorů při pohledu shora uspořádán první pracovní prostor excentricky k ose spojovacího kanálu. V tělese víka může být dále uspořádáno vedení chladicí kapaliny, vyžaduje-li rozvod chlazení. Blok motoru' i hlava mohou být vytvořeny z jednoho kusu jako monoblok, uzavřený víkem.Said requirements are met by the solution according to the invention, the essence of which is that the body of the hydraulic-mechanical distribution is formed by the cylinder head cover of the internal combustion engine. Arranged parallel or approximately parallel to the axis of the respective cylinder in the lid are working spaces of the hydraulic-mechanical distribution, i.e. a first working space of the non-return or throttle valve connected to the supply pressure channel, a second working space of the piston pump which is in contact with the camshaft eccentric and a third working space with a piston acting on the valve stem. Said workspaces are connected by a connecting channel. A solenoid controlling the non-return or throttle valve may be arranged in the first working space, and electrically connected to the contacts on the outer surface of the cylinder head cover. In this case, in the case of particularly small motors, the first working space is arranged eccentrically to the axis of the connecting channel when viewed from above. A coolant line can also be arranged in the lid body if cooling distribution is required. Both the engine block and the head can be formed in one piece as a monoblock, closed by a lid.

Výhodou popsaného řešení je výrazné zjednodušení konstrukce motoru v oblasti hlavy válců, přinášející zkrácený výrobní čas a navíc výrazně sníženou spotřebu materiálu, znamenající z hlediska použití motoru nižší konstrukční hmotnost a z hlediska servisu a údržby výrazně nižší počet dílů motoru. Pokud je motor vytvořen jako monoblok, uvedené výhody se násobí, neboí je.odstraněn hlavní nedostatek běžných monoblokových konstrukcí, kterými je velká stavební výška daná technologií výroby. Snížení stavební výšky podle vynálezu je dosaženo tím, že umístění vačkového hřídele u monoblokové konstrukce může být voleno v optimální poloze bez ohledu na upevňovací šrouby hlavy válců. Víko nyní navíc plní i protihlukovou funkci bez dalších opatření, které u dosud známých motorů stavební výšku motoru dále zvyšují. Kanály i pracovní prostory hydraulicko mechanického rozvodu ve víku mohou být návazně na umístění vačkového hřídele uspořádány také v nejvýhodnějším prostoru především z hlediska funkce hydraulického systému, ale také z hlediska výroby, celkových rozměrů a hmotnosti motoru. I přes zvýšený specifický výkon zejména ve vyšších otáčkách se zvýší provozní spolehlivost motoru úplným vzájemným oddělením prvozních médií, to jest chladicí kapaliny, oleje a nasávané pohonné směsi, mezi nimiž nejsou těsněné spoje.The advantage of the described solution is a significant simplification of the engine design in the area of the cylinder head, bringing shortened production time and in addition significantly reduced material consumption, meaning lower engine weight in terms of engine use and significantly lower number of engine parts in terms of service and maintenance. If the engine is designed as a monoblock, these advantages are multiplied, as the main drawback of conventional monobloc constructions, which is the large overall height given by the production technology, is eliminated. The reduction in overall height according to the invention is achieved in that the location of the camshaft of the monobloc structure can be selected in the optimal position regardless of the cylinder head fixing bolts. In addition, the cover now also performs an anti-noise function without further measures, which further increase the overall height of the engine in previously known motors. Following the location of the camshaft, the ducts and the working spaces of the hydraulic-mechanical distribution in the cover can also be arranged in the most advantageous space, especially in terms of hydraulic system function, but also in terms of production, overall dimensions and engine weight. Despite the increased specific power, especially at higher speeds, the operational reliability of the engine is increased by complete separation of the primary media, i.e. coolants, oils and intake fuel mixtures, between which there are no sealed connections.

Příklad konkrétního provedení vynálezu je znázorněn na výkrese,.který představuje lo-.· mený podélný řez horní částí válce spalovacího motoru s pístem a hydraulicko mechanickým rozvodem. .An example of a specific embodiment of the invention is shown in the drawing, which represents an oblique longitudinal section of the upper part of the cylinder of an internal combustion engine with a piston and a hydraulic-mechanical distribution. .

Blok £ motoru je vytvořen v jednom kuse s hlavou £ válce £ jako monoblok, který je uzavřen víkem £. Blok £ je opatřen bočními kryty 5, které uzavírají vedení chladicí kapaliny kolem bloku £ válce £. Do hlavy £ je vešroubována zapalovací svíčka 6, je u ní vytvořen . CS 275978 B 6 2 sací resp. výfukový kanál 2> sběrný chladicí kanál 8, pomocný chladicí kanál 9 a vedení 10 rozvodového ventilu 11. 7 prostoru hlavy 2 je dále uspořádána ventilová pružina 12. vačkový hřídel 13 s excentrickou vačkou 14 a pružinou 15 pístového čerpadla.The engine block £ is formed in one piece with the cylinder head £ as a monoblock, which is closed by a lid £. The block e is provided with side covers 5 which close the coolant line around the cylinder block e. A spark plug 6 is screwed into the head £, and is formed therein. CS 275978 B 6 2 suction resp. exhaust duct 2> the collecting cooling duct 8, the auxiliary cooling duct 9 and the guide 10 of the distribution valve 11. A valve spring 12 is further arranged. 7 camshaft 13 with an eccentric cam 14 and a piston pump spring 15.

V tělese víka 2 je vytvořen první pracovní prostor 16 uzavíracího ventilu, spojený s přívodním tlakovým kanálem 17, druhý pracovní prostor 18 pístového čerpadla a třetí pracovní prostor 19 pístu působícího na dřík rozvodového ventilu 11. Pracovní prostory 16, 18, 19 jsou propojeny spojovacím kanálem 20 a jejich osy jsou rovnoběžné s osou, válce 2· Aby vzdálenost mezi druhým pracovním prostorem 18 a třetím pracovním prostorem 19 byla co nejkratší, lze s výhodou první pracovní prostor 16 vyosit tak, že spojniče os pracovních prostorů 16, 18 a 19 v rovině proložené osou kanálu 20 tvoří trojúhelník, přičemž spojovací kanál 20 alespoň částečně prochází pracovními prostory 16, 18 a 19.A first working space 16 of the shut-off valve is connected in the body of the lid 2, connected to the supply pressure channel 17, a second working space 18 of the piston pump and a third working space 19 of the piston acting on the valve stem 11. The working spaces 16, 18, 19 are connected by a connecting channel 20 and their axes are parallel to the axis of the cylinder 2. In order for the distance between the second working space 18 and the third working space 19 to be as short as possible, the first working space 16 can advantageously be embossed so interposed by the axis of the channel 20 forms a triangle, the connecting channel 20 at least partially passing through the working spaces 16, 18 and 19.

Zkrácení vzdálenosti mezi pracovními prostory 16 , T8 a 19 a tím i zkrácení kanálu 20, má základní význam pro snížení dynamických účinků [hydraulického- média v hydraulickém . systému. To má příznivý vliv na správnost funkce zařízení ve vysokých otáčkách motoru, čímž je umožněno plné využití všech teoretických předpokladů proměnlivého časování rozvodu. Kontakty 22 elektricky spojené se solenoidem uspořádaným v prvním pracovním prostoru 16, jsou uspořádány například v zátce 21 technologického otvoru. Víko 2 í^e dále opatřeno příčně, respektive podélně vrtanými nebo předlitými neznázorněnými otvory, kterými protéká chladicí kapalina. Ta odvádí přebytečné teplo, vznikající při proudění a stlačování ’ hydraulického média. Chlazení hydraulicko mechanického rozvodu chladicí kapalinou motoru je výhodně možné tim,že hydraulický systém je soustředěn do jediného tělesa, to je do vika 3.Odpadá nutnost chlazeni proplachováním pomocí nadměrného množství pracovní hydraulické kapaliny , užívaným ú dosud známých hydraulicko mechanických rozvodů,které zvyšuje nároky na velikost čerpadla této kapaliny a na jeho potřebný příkon.Shortening the distance between the working spaces 16, T8 and 19, and thus shortening the channel 20, is of fundamental importance for reducing the dynamic effects of the hydraulic medium in the hydraulic medium. system. This has a positive effect on the correct operation of the device at high engine speeds, thus allowing full use of all theoretical assumptions of variable timing. The contacts 22 electrically connected to the solenoid arranged in the first working space 16 are arranged, for example, in the plug 21 of the technological opening. Lid 2 s ^e further provided transversely or longitudinally or předlitými drilled holes, not shown, through which flows coolant. This dissipates the excess heat generated by the flow and compression of the hydraulic medium. Cooling of the hydraulic-mechanical distribution by the engine coolant is advantageously possible in that the hydraulic system is concentrated in a single body, i.e. in the lid 3. There is no need for cooling by flushing with excessive amounts of working hydraulic fluid. the size of the pump of this liquid and its required power input.

Z pístového čerpadla v druhém pracovním prostoru 18 je patrná pouze dosedaci plocha 23, která je ve styku s excentrickou vačkou 14 vačkového hřídele 13. Ostatní prvky, jako další technologický otvor, těsnění a podobně, nejsou popsány, protože nejsou součástí předmětu vynálezu. .From the piston pump in the second working space 18 only the bearing surface 23 is visible, which is in contact with the eccentric cam 14 of the camshaft 13. Other elements, such as another technological hole, seals and the like, are not described because they do not form part of the invention. .

Funkce hydraulicko mechanického rozvodu uspořádaného v tělese víka 2 í^e obdobná jako u dosud známých systémů. Jedná se o provedení, kde se dosahuje automatické regulace časování v závislosti na otáčkách spalovacího motoru. Rozvodový ventil 11 se pohybuje po balistické křivce a okamžik otevírání ventilu lze libovolně měnit. To je dosaženo uspořádáním zpětného, respektive škrticího ventilu v prvním pracovním prostoru 16, ovládaného solenoidem. Otáčející se excentrická vačka 14 působí na dosedaci plochu 23 pístového čerpadla suvně uloženého v druhém pracovním prostoru 18, které vytlačuje tlakovou kapalinu spojovacím kanálem 20 do třetího pracovního prostoru 19, kde prostřednictvím posuvně uloženého pístu působí na dřík rozvodového ventilu 11. Pracovní tlakovou kapalinou je v daném případě motorový olej přiváděný přívodním tlakovým kanálem 17 z mazacího okruhu spalovacího motoru. V souvislosti s dalšími funkcemi hydraulicko mechanického rozvodu mohou být ve víku 2 vytvořeny dále odpadní kanály spojující druhý pracovní prostor 18 a nebo třetí pracovní prostor 19 s přívodním tlakovým kanálem 17. Potom je víko 2 opatřeno dalšími technologickými otvory.The operation of hydro mechanical divorce obtained in the body cover 2 s ^e similar to the prior art systems. This is an embodiment where automatic timing control is achieved depending on the speed of the internal combustion engine. The distribution valve 11 moves along a ballistic curve and the moment of opening the valve can be arbitrarily changed. This is achieved by arranging a non-return or throttle valve in the first solenoid-operated working space 16. The rotating eccentric cam 14 acts on the bearing surface 23 of the piston pump slidably mounted in the second working space 18, which pushes the pressure fluid through the connecting channel 20 into the third working space 19, where it acts on the distribution valve stem 11 by means of a sliding piston. in this case, the engine oil supplied through the supply pressure channel 17 from the lubrication circuit of the internal combustion engine. In connection with other functions of the hydraulic-mechanical distribution, waste channels can be further formed in the lid 2 connecting the second working space 18 and / or the third working space 19 with the supply pressure channel 17. Then the lid 2 is provided with further technological openings.

Víko 3 je k monobloku, respektive k hlavě 2 spalovacího motoru připojeno obvyklým způsobem. Popsané uspořádání je použitelné v rámci vynálezu pro další druhy spalovacích motorů s různým počtem válců a rozvodových ventilů pro válec, pro víceřadé spalovací motory a podobně. Všechny výhody vynálezu lze nejlépe uplatnit u malých, rychloběžných a kapalinou chlazených vozidlových spalovacích motorů.The cover 3 is connected to the monoblock or to the head 2 of the internal combustion engine in the usual way. The described arrangement is applicable in the context of the invention to other types of internal combustion engines with different numbers of cylinders and cylinder distribution valves, to multi-row internal combustion engines and the like. All the advantages of the invention can best be applied to small, high-speed and liquid-cooled vehicle internal combustion engines.

Claims

PATENT CLAIMS

A hydraulic mechanical valve distribution of an internal combustion engine, arranged in a separate body fixed to a cylinder head provided with a camshaft cover, comprising a working piston pump, a working space of a shut-off valve and a working cylinder space with a piston, characterized in that the hydraulic mechanical distribution body is formed by a lid (3) the head (2) of the cylinder (4) of the internal combustion engine, the axes of all three working spaces (16, 18, 19) being parallel to the axis of the cylinder (4) of the internal combustion engine and the axis of the supply pressure channel (17) being substantially perpendicular to a plane interposed by the axis of the connecting channel (20) and at least one axis from the axes of all three working spaces (16, 18, 19).

2. Hydraulic mechanical distribution according to claim 1, characterized in that a solenoid electrically connected to the contacts (22) on the outer surface of the cover (3) of the cylinder head (2) is arranged in the first working space (16) of the shut-off valve.

3. Hydraulic-mechanical distribution according to items 1 and 2, characterized in that the connection of the axes of the working spaces (16, 18, 19) forms in a plane intersected by the axis of the connecting channel (20) and perpendicular to these axes a triangle whose longest side is the channel (20).

4. Hydraulic-mechanical distribution according to items 1 to 3, characterized in that a coolant channel is arranged in the cover body (3).