PL189273B1 - Mechanizm rozrządu - Google Patents

Abstract

1. Mechanizm rozrzadu wyposazony w walek rozrzadu i krzywke, znamienny tym, ze na walku rozrzadu umocowany jest przesuwnie korpus krzywek (1), na którym ma nacieta krzywke o stalym kacie otwarcia (2) i krzywke o zmiennym kacie otwarcia (3) pola- czone krzywka o duzym kacie otwarcia (4). F i g . 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm rozrządu stosowany do sterowania zaworami wydechowymi silników spalinowych o wtrysku bezpośrednim, szczególnie używanych do napędu pojazdów w miastach.

Znany z polskiego opisu zgłoszenia patentowego P-318565 mechanizm rozrządu składa się z naciętej na wale krzywki o zmiennym wzdłuż jego osi, kącie otwarcia zaworu, która poprzez popychacz mechaniczny steruje zaworem. Zmiana kąta otwarcia realizowana jest przez przemieszanie współpracującego z krzywką końca popychacza wzdłuż osi wału silnika, w zalezności od położenia pedału przyspieszacza.

Główną niedogodnością silników spalinowych, stosowanych do napędu pojazdów w miastach, jest wzmozone zanieczyszczanie środowiska. Zanieczyszczenie spalinami zwiększa się wraz z pogorszeniem spalania wywoływanym spadkiem jego temperatury, podczas obniżania stopnia napełniania cylindrów powietrzem celem zmniejszenia mocy silnika. Dla uzyskania pewniejszego zapłonu mieszanka powietrza wzbogacana jest paliwem, co utrudnia oczyszczanie spalin w katalizatorze, który otrzymuje wtedy stosunkowo mniej powietrza. W pojazdach używanych w miastach problemem jest też strata energii podczas ich hamowania. Zmniejsza to nie tylko ekonomiczność eksploatacji pojazdów ale również zwiększa zanieczyszczenie oraz temperaturę otoczenia. Celem zmniejszenia tych strat stosuje się akumulacyjne układy napędowe pozwalające na odzyskowe hamowanie rozpędzonych mas. Najczęściej stosowany jest układ hybrydowy składający się z silnika spalinowego i maszyny elektrycznej wraz z dodatkowymi akumulatorami nazywany silnikiem spalinowo-elektrycznym. Znany z polskiego opisu zgłoszenia patentowego P-318565 silnik nadaje się wprawdzie szczególnie do takiego zastosowania ale jest on silnikiem dwusuwowym i zastosowany w nim mechanizm rozrządu nadaje się tylko do niego.

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm rozrządu wyposażony w wałek rozrządu i krzywkę.

Istota mechanizmu według wynalazku polega na tym, ze na wałku rozrządu umocowany jest przesuwnie korpus krzywek, na którym ma naciętą krzywkę o stałym kącie otwarcia i krzywkę o zmiennym kącie otwarcia połączone krzywką o dużym kącie otwarcia. Krzywki współpracują z dźwigienką zaworu, która ma kształt łukowy i wyposażona jest w boczne obrzeza na swych końcach. Popychacz hydrauliczny dźwigienki ma główkę w kształcie walca. Boczna część grzbietu dźwigienki zaworu ma kształt wypukły. Krzywki współpracują również bezpośrednio z końcówką popychacza hydraulicznego zaworu osadzonego w pokrywce. Korpus krzywek połączony jest za pomocą przesuwnego wpustu z nasuwą.

189 273

W mechanizmie rozrządu według wynalazku, zastosowano na wałku rozrządu przesuwnie zamocowany korpus krzywek z naciętymi na nim krzywkami, współpracującymi z dźwigienkami lub popychaczami zaworów sterującymi otwarciem zaworów wylotowych. Krzywka o dużym kącie otwarcia zaworu łączy krzywkę o stałym kącie otwarcia zaworu z krzywką 0 zmiennym kącie otwarcia zaworu co powoduje otwarcie zaworu podczas suwu sprężania. Przemieszczanie wzdłuz osi wału tych krzywek w zależności od stopnia napełnienia cylindra powietrzem odbywa się za pomocą siłowników sterowanych pedałem przyspieszania. Silnik z mechanizmem rozrządu według wynalazku składa się z częściowo niezależnych układów napędowych o ilości równej liczbie cylindrów, które mogą mięć różne stopnie napełnienia w przestrzeniach roboczych. Mogą tez być one wyłączane lub pracować pojedynczo.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny mechanizmu rozrządu, fig. 2 - przekrój podłużny B-B widziany z dołu, fig. 3 przekrój podłużny A-A widziany z boku, fig. 4 - styk popychacza z krzywką mechanizmu rozrządu, a fig. 5 - przekrój C-C popychacza i widok podłużny mechanizmu rozrządu.

Przykład I. Mechanizm rozrządu składa się z korpusu krzywek 1 z naciętą na nim krzywką o stałym kącie otwarcia zaworu 2, krzywką o zmiennym kącie otwarcia zaworu 3 oraz krzywką o dużym kącie otwarcia zaworu 4. Krzywki te naciskają na dźwigienkę zaworu 5, która z jednej strony opiera się na hydraulicznym popychaczu dźwigienki 6 a z drugiej na końcu zaworu 7. Korpus krzywek 1 zamocowany jest przesuwnie za pomocą przesuwnych wpustów 8 na wałku rozrządu 9, który ułozyskowany jest poprzez pierścień łożyskowy 10 w łożysku ślizgowym 11 osadzonym w głowicy silnika spalinowego 12. Krzywki 2, 3 i 4 wraz z korpusem krzywek 1 przesuwane są siłownikiem za pomocą nasuwy 13. Celem zabezpieczenia dźwigienki zaworu 5 przed siłą boczną wywoływaną przez krzywkę o zmiennym kącie otwarcia zaworu 3 oraz krzywkę o dużym kącie otwarcia zaworu 4 nadano jej łukowy kształt i wyposażono na końcach w boczne obrzeza 14 natomiast hydrauliczny popychacz dźwigienki 6 ma główkę w kształcie walca. Krzywka o dużym kącie otwarcia zaworu 4 ma zarys krzywoliniowy dla zmniejszenia skoku korpusu krzywek 1. Nasuwa 13 jest połączona z korpusem krzywek 1 za pomocą co najmniej jednego przesuwnego wpustu 8.

Działanie silnika z mechanizmem rozrządu według wynalazku jest następujące. Powietrze zasysane jest do cylindrów podczas ruchu tłoka z górnego do dolnego martwego punktu, poprzez zawory ssące. Przed zamknięciem tych zaworów następuje otwarcie zaworów wylotowych 7 za pomocą krzywki o zmiennym kącie otwarcia zaworu 3. Kąt tego otwarcia jest tym większy im mniejszy jest stopień napełnienia cylindrów. Realizowane to jest przez przesuwanie korpusu krzywek 1 od jego lewego położenia krańcowego, w którym pracuje tylko krzywka o stałym kącie otwarcia zaworu 2 w prawo siłownikiem za pomocą nasuwy 13. Następnie do cylindra wtryskiwane jest paliwo a wytworzona przez to mieszanka sprężana jest przez tłok do jego górnego martwego punktu, przed którym następuje zapłon mieszanki. Po czym tłok wykonuje ruch poboczy do dolnego martwego punktu tłoka. Przed tym punktem następuje otwarcie zaworów wydechowych za pomocą krzywek o stałym kącie otwarcia zaworu 2 oraz następuje wydech. Krzywki o zmiennym kącie otwarcia zaworu 3 pełnią funkcję przepustnicy powietrza. Przemieszczając w jego prawe krańcowe położenie korpus krzywek 1 wywołujemy działanie krzywki o dużym kącie otwarcia 4, co powoduje, ze podczas ruchu sprężania, pracy i wydechu zawór wylotowy jest otwarty, co umożliwia rozruch silnika spalinowego maszyną elektryczną zamiast rozrusznikiem. Maszyna ta może służyć też, oprócz ładowania akumulatorów, do odzyskowego hamowania pojazdów i jego napędu przed oraz na skrzyżowaniach, przystankach a szczególnie w korkach ulicznych. Wirnik tej maszyny służy też jako koło zamachowe silnika spalinowego. Większa ilość powietrza w katalizatorze pozwala na lepsze oczyszczanie spalin, w przypadku niepełnego wykorzystania maksymalnej mocy silnika. Przez większe napełnienie pracujących cylindrów skutecznie zwiększa się jego sprawność.

Przykład ll. Mechanizm rozrządu według wynalazku wykonany jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że krzywka o stałym kącie otwarcia zaworu 2, krzywka o zmiennym kącie otwarcia zaworu 3 oraz krzywka o dużym kącie otwarcia zaworu 4 działają bezpośredniego na końcówkę popychacza hydraulicznego zaworu 15, przy czym pokrywka 16 służy do

189 273 prowadzenia końcówki popychacza hydraulicznego zaworu 15 oraz zabezpieczenia go przed obracaniem się.

Stosując doładowanie silnika z mechanizmem rozrządu według wynalazku można go chłodzić przez przedmuchiwanie jego cylindrów powietrzem i wykorzystać do napędu ciepło tego chłodzenia przy napełnianiu sprężonym w turbosprężarce powietrzem cylindrów, które pracują wtedy jako silnik powietrzny. Opisany mechanizm rozrządu nadaje się w zasadzie do stosowania w czterosuwowych silnikach niskoprężnych, ale może być też stosowany do silników wysokoprężnych. Mechanizm rozrządu, w którym zastąpiono trzy krzywki 2, 3 i 4 nacięte na korpusie krzywek 1 krzywką o zmiennym kącie otwarcia zaworu 3 może być stosowany do silników dwusuwowych.

189 273

189 273

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Mechanizm rozrządu wyposażony w wałek rozrządu i krzywkę, znamienny tym, że na wałku rozrządu umocowany jest przesuwnie korpus krzywek (1), na którym ma naciętą krzywkę o stałym kącie otwarcia (2) i krzywkę o zmiennym kącie otwarcia (3) połączone krzywką o dużym kącie otwarcia (4).
2. 2. Mechanizm według zastrz. 1, znamienny tym, że krzywki (2, 3 i 4) współpracują z dźwigienką zaworu (5), która ma kształt łukowy i na swych końcach wyposażona jest w boczne obrzeza (14), przy czym hydrauliczny popychacz dźwigienki (6) ma główkę w kształcie walca, zaś boczna część grzbietu dźwigienki zaworu (5) ma kształt wypukły.
3. 3. Mechanizm według zastrz. 1, znamienny tym, że krzywki (2, 3 i 4) współpracują bezpośrednio z końcówką popychacza hydraulicznego zaworu (15) osadzonego w pokrywce (16).
4. 4. Mechanizm według zastrz. 1, znamienny tym, ze korpus krzywek (1) połączony jest za pomocą przesuwnego wpustu (8) z nasuwą(13).