RU152076U1

RU152076U1 - GAS DISTRIBUTION MECHANISM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Info

Publication number: RU152076U1
Application number: RU2014125963/06U
Authority: RU
Inventors: А.В. Афанасьев; Н.В. Селиванов
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2015-05-10

Abstract

Золотниковый механизм газораспределения для двигателей внутреннего сгорания, содержащий корпус с канавками, резьбовыми и крепежными отверстиями, пустотелые цилиндры с окнами, расположенными напротив каждой камеры сгорания, вставленные в цилиндры пустотелые распределительные валы с окнами, расположенными по периметру окружности этих валов напротив каждой камеры сгорания, отличающийся тем, что распределительные валы расположены перпендикулярно оси коленвала двигателя, а камеры сгорания имеют по одному окну, совмещающемуся с впускными и выпускными окнами распределительных валов при их вращении.Spool valve for internal combustion engines, comprising a housing with grooves, threaded and mounting holes, hollow cylinders with windows located opposite each combustion chamber, hollow camshafts inserted into the cylinders with windows located around the circumference of these shafts opposite each combustion chamber, characterized the fact that the camshafts are perpendicular to the axis of the crankshaft of the engine, and the combustion chambers have one window that is aligned with the intake and the exhaust ports and the camshaft during their rotation.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к механизмам осуществляющим газообмен в двигателях внутреннего сгорания.The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular, to mechanisms engaged in gas exchange in internal combustion engines.

Известен бесклапанный механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания (см. патент РФ №94043398, 1997), содержащий головку блока, в цилиндрическом отверстии которого вращается золотниковый двуполостный вал, выполненный из двух, вставленных одна в другую, труб, образующих впускную и выпускные полости. На наружной трубе золотникового вала с впускными и выпускными окнами по числу цилиндров. Этот механизм обладает следующими недостатками: свежий заряд топливовоздушной смеси слишком сильно нагревается от выпускных газов, так как они движутся по одному двуполостному валу; невозможно установить распределенный впрыск топлива; так как воздух поступает с одной стороны, дальний от входа цилиндр будет недополучать свежий заряд топливо-воздушной смеси.Known valveless gas distribution mechanism of an internal combustion engine (see RF patent No. 94043398, 1997), containing a block head, in the cylindrical hole of which rotates a spool double-cavity shaft made of two pipes inserted one into the other, forming an inlet and outlet cavity. On the outer tube of the spool shaft with inlet and outlet windows according to the number of cylinders. This mechanism has the following disadvantages: the fresh charge of the air-fuel mixture is heated too much from the exhaust gases, as they move along one two-sheeted shaft; it is impossible to install a distributed fuel injection; since air enters from one side, the cylinder farthest from the inlet will not receive a fresh charge of the fuel-air mixture.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому механизму является головка блока цилиндров двигателей внутреннего сгорания с бесклапанным механизмом газораспределения (патент РФ №2089734, 1997) содержащая корпус с канавками, резьбовыми и крепежными отверстиями, пустотелые цилиндры с окнами, расположенными напротив каждой камеры сгорания, в цилиндры вставлены пустотелые распределительные валы с окнами, расположенными по периметру окружности этих валов напротив каждой камеры сгорания. Один из распределительных валов является впускным, а другой выпускным. Распределительные валы расположены вдоль оси коленвала. Недостатками данного механизма является неравномерное распределение топливовоздушной смеси по цилиндрам двигателя вследствие гидравлического сопротивления топливно-воздушной смеси по длине золотника, так как топливно-воздушная смесь поступает в золотник с одного конца и отсутствие возможности применить распределенный впрыск топлива.The closest in technical essence to the proposed mechanism is the cylinder head of internal combustion engines with a valveless gas distribution mechanism (RF patent No. 2089734, 1997) comprising a housing with grooves, threaded and mounting holes, hollow cylinders with windows located opposite each combustion chamber into cylinders hollow camshafts with windows located around the circumference of these shafts opposite each combustion chamber are inserted. One of the camshafts is inlet and the other is exhaust. Camshafts are located along the axis of the crankshaft. The disadvantages of this mechanism are the uneven distribution of the air-fuel mixture over the engine cylinders due to the hydraulic resistance of the fuel-air mixture along the length of the spool, since the air-fuel mixture enters the spool from one end and the inability to use distributed fuel injection.

Техническая задача - создание газораспределительного механизма, позволяющего наиболее полно наполнять камеры сгорания цилиндров свежим зарядом топливовоздушной смеси, во всем диапазоне рабочих оборотов двигателя, а так же позволяющего применять систему распределенного впрыска топлива.The technical task is to create a gas distribution mechanism that allows the cylinder combustion chambers to be filled most fully with a fresh charge of the air-fuel mixture in the entire range of engine operating speeds, as well as allowing the use of a distributed fuel injection system.

Технический результат - уменьшение гидравлических потерь в системе газораспределения двигателя за счет усовершенствования конструкции золотникового механизма увеличивающего суммарную площадь проходных сечений распределительных валов благодаря распределению потоков топливно-воздушной смеси по двум валам и уменьшение нагрева топливно-воздушной смеси за счет сокращения пути топливно-воздушной смеси внутри распределительных валов.EFFECT: reduced hydraulic losses in the engine gas distribution system by improving the design of the spool mechanism that increases the total flow area of the camshafts due to the distribution of the fuel-air mixture flows over the two shafts and reducing the heating of the fuel-air mixture by reducing the path of the fuel-air mixture inside the distribution shafts.

Он достигается тем, что в известном устройстве, содержащем корпус с канавками, резьбовыми и крепежными отверстиями, пустотелые цилиндры с окнами, расположенными напротив каждой камеры сгорания, вставленные в цилиндры пустотелые распределительные валы с окнами, расположенными по периметру окружности этих валов напротив каждой камеры сгорания, распределительные валы расположены перпендикулярно оси коленвала двигателя, а камеры сгорания имеют по одному окну, It is achieved by the fact that in the known device comprising a housing with grooves, threaded and mounting holes, hollow cylinders with windows located opposite each combustion chamber, hollow camshafts inserted into the cylinders with windows located around the circumference of these shafts opposite each combustion chamber, camshafts are perpendicular to the axis of the engine crankshaft, and the combustion chambers have one window,

совмещающимися с впускными и выпускными окнами распределительных валов при их вращении.combined with the inlet and outlet windows of the camshafts during their rotation.

На чертеже изображен предлагаемый механизм. (Фиг. 1 - вид спереди с поперечным раазрезом, фиг. 2 - вид сбоку с продольным разрезом, фиг. 3 - общий вид золотника с продольным разрезом.) Устройство имеет головку блока цилиндров 1, два распределительных вала 2 имеющих по одной впускной полости 3 и одной выпускной полости 4, которые разделены между собой герметичными перегородками 5. Во впускных полостях имеются впускные окна 6, а в выпускных полостях, выпускные окна 7. Полости распределительных валов совмещаются с окнами камер сгорания 8, при вращении распределительных валов.The drawing shows the proposed mechanism. (Fig. 1 is a front view with a transverse section, Fig. 2 is a side view with a longitudinal section, Fig. 3 is a General view of the spool with a longitudinal section.) The device has a cylinder head 1, two camshafts 2 having one inlet cavity 3 and one exhaust cavity 4, which are separated by sealed partitions 5. In the inlet cavities there are inlet windows 6, and in the outlet cavities, outlet windows 7. The cavities of the camshafts are combined with the windows of the combustion chambers 8, when the camshafts rotate.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Распределительные валы 2 приводятся во вращение с помощью привода (на чертеже не обозначен). В результате вращения, окна 6 и 7 расположенные на валах 2 поочередно совмещаются с окнами камер сгорания 8, осуществляя газообмен. Топливно-воздушная смесь распределяется на два распределительных вала 2 и движется по двум впускным полостям 3, что снижает общее сопротивление потоку топливно-воздушной смеси, поскольку суммарное проходное сечение распределительных валов увеличивается. Деление распределительных валов на две полости, впускную и выпускную, а так же изменение геометрического расположения валов с параллельного коленвалу на перпендикулярное, дало возможность сократить путь топливно-воздушной смеси по распределительному валу, что уменьшило нагрев топливно-воздушной смеси от стенок распределительного вала. Далее, поток топливно-воздушной смеси доходит до герметичных перегородок 5 и при совмещении впускных окон 6 с окнами камер сгорания 8, попадает через впускные окна 6 в камеры сгорания. Использование одного общего окна в камере сгорания позволяет увеличить площадь его проходного сечения, что не только уменьшает гидравлические потери, но и упрощает изготовление головки блока цилиндров. При совмещении выпускных окон 7 с окнами камер сгорания 8, продукты сгорания, пройдя через выпускное окно 7, попадают в выпускную полость 4, и направляются к выходу из распределительных валов 2. Изменение геометрического расположения распределительных валов и их конструкции позволило увеличить количество подводов топливно-воздушной смеси с одного до двух, что делает возможным применение распределенного впрыска топлива, это позволит повысить экономию топлива за счет более точного управления составом топливно-воздушной смеси.Camshafts 2 are driven by a drive (not shown in the drawing). As a result of rotation, the windows 6 and 7 located on the shafts 2 are alternately aligned with the windows of the combustion chambers 8, making gas exchange. The air-fuel mixture is distributed on two camshafts 2 and moves along the two intake cavities 3, which reduces the overall resistance to the flow of the air-fuel mixture, since the total passage section of the camshafts increases. The division of the camshafts into two cavities, the intake and exhaust, as well as the change in the geometrical arrangement of the shafts from parallel to the crankshaft perpendicular, made it possible to shorten the path of the fuel-air mixture along the camshaft, which reduced the heating of the fuel-air mixture from the walls of the camshaft. Further, the flow of the air-fuel mixture reaches the sealed partitions 5 and, when the inlet windows 6 are combined with the windows of the combustion chambers 8, it flows through the inlet windows 6 into the combustion chambers. The use of one common window in the combustion chamber allows to increase the area of its bore, which not only reduces hydraulic losses, but also simplifies the manufacture of the cylinder head. When combining the exhaust windows 7 with the windows of the combustion chambers 8, the combustion products, passing through the exhaust window 7, enter the exhaust cavity 4, and are sent to the exit of the camshafts 2. Changing the geometric arrangement of the camshafts and their design has allowed to increase the number of fuel-air inlets mixtures from one to two, which makes it possible to use distributed fuel injection, this will increase fuel economy due to more accurate control of the composition of the fuel-air mixture.

Положительный эффект достигается тем, что предложенная конструкция распределительных валов позволяет увеличить суммарную площадь проходных сечений валов, что соответственно снизит гидравлическое сопротивление движению топливно-воздушной смеси по распределительным валам. Расположение распределительных валов перпендикулярно оси коленвала, приведет к снижению подогрева свежего заряда от продуктов сгорания за счет сокращения пути топливно-воздушной смеси внутри распределительного вала.A positive effect is achieved by the fact that the proposed design of the camshafts allows you to increase the total area of the passage sections of the shafts, which accordingly will reduce the hydraulic resistance to the movement of the fuel-air mixture along the camshafts. The location of the camshafts perpendicular to the axis of the crankshaft will reduce the heating of the fresh charge from the combustion products by reducing the path of the fuel-air mixture inside the camshaft.

Claims

Spool valve for internal combustion engines, comprising a housing with grooves, threaded and mounting holes, hollow cylinders with windows located opposite each combustion chamber, hollow camshafts inserted into the cylinders with windows located around the circumference of these shafts opposite each combustion chamber, characterized the fact that the camshafts are perpendicular to the axis of the crankshaft of the engine, and the combustion chambers have one window that is aligned with the inlet and the exhaust ports and the camshaft during their rotation.