RU2052637C1 - Driving gear for distributing shaft of internal combustion engine - Google Patents
Driving gear for distributing shaft of internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2052637C1 RU2052637C1 RU93012949A RU93012949A RU2052637C1 RU 2052637 C1 RU2052637 C1 RU 2052637C1 RU 93012949 A RU93012949 A RU 93012949A RU 93012949 A RU93012949 A RU 93012949A RU 2052637 C1 RU2052637 C1 RU 2052637C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hub
- crown
- gear
- springs
- internal combustion
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к механизмам газораспределения двигателей внутреннего сгорания, в частности поршневых двигателей автомобилей, и может использоваться в машиностроении и при эксплуатации автопарка страны. The invention relates to gas distribution mechanisms of internal combustion engines, in particular piston engines of automobiles, and can be used in mechanical engineering and in the operation of a country's fleet.
Известно, что современные системы газораспределения серийно выпускаемых поршневых двигателей обладают существенным недостатком, а именно: при изменении числа оборотов двигателя фазы газораспределения остаются неизменными. It is known that modern gas distribution systems of mass-produced piston engines have a significant drawback, namely: when the engine speed changes, the gas distribution phases remain unchanged.
В то время как условия работы двигателя непрерывно изменяются при увеличении (уменьшении) числа его оборотов, автозаводы вынуждены подбирать оптимальные фазы газораспределения для средних оборотов двигателя. Это отрицательно влияет на работу последнего на холостых оборотах, во время набора оборотов и в режиме торможения. Продолжительность открытия клапанов в каждой конкретной машине будет иметь какую-то определенную величину. Это явление связано с особенностями впускных и выпускных каналов, формой и диаметром клапанов, формой и объемом камеры сгорания и другими факторами. While engine operating conditions continuously change with an increase (decrease) in the number of its revolutions, car plants are forced to select the optimal valve timing for average engine revolutions. This negatively affects the operation of the latter at idle, during a set of revolutions and in braking mode. The duration of opening the valves in each particular machine will have some specific value. This phenomenon is associated with the features of the inlet and outlet channels, the shape and diameter of the valves, the shape and volume of the combustion chamber, and other factors.
Известно много технических решений на уровне изобретений, которые касаются изменения фаз газораспределения в двигателе внутреннего сгорания в зависимости от числа оборотов. There are many technical solutions at the level of inventions that relate to changes in valve timing in an internal combustion engine depending on the speed.
Практическое применение в промышленности нашли лишь системы фирмы "Мерседес", в которых изменение фаз газораспределения осуществляется посредством электродвигателей, управляемых электронными устройствами, что приносит 12-15% экономии топлива. Система фирмы "Мерседес" позволяет регулировать фазы газораспределения за счет изменения угла поворота распределительного вала двигателя. Это также описано в книге К.Ш.Гигаури, Д.Н.Джавашвили. Фазы газораспределения и токсичность отработавших газов бензиновых двигателей. Тбилиси: Мецнасреба. 1985. Авторы указывают, что на холостых оборотах двигателя изменение фаз с опережением на 20о позволяет снизить на 40% и более выброс вредных выхлопных газов и на 20% снизить расход топлива.Only Mercedes systems found practical application in industry, in which the gas distribution phases are changed by electric motors controlled by electronic devices, which brings 12-15% fuel economy. The system of the company Mercedes allows you to adjust the valve timing by changing the angle of rotation of the engine camshaft. This is also described in the book of K.Sh. Gigauri, D.N. Javashvili. Timing and exhaust gas toxicity of gasoline engines. Tbilisi: Metznasreba. 1985. The authors indicate that at idle engine speed, phase changes ahead of 20 ° can reduce the emission of harmful exhaust gases by 40% or more and reduce fuel consumption by 20%.
В другой книге (см. А.И.Колчин, В.П.Дементьев. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. М. Высшая школа, 1980, с. 47) делается заключение, что угол поворота распределительного вала механизма газораспределения, учитывая опережение и запаздывание, должен составить 40-60о. Для каждого конкретного двигателя эта величина будет своя.In another book (see A.I. Kolchin, V. P. Dementyev. Calculation of automobile and tractor engines. M. Higher School, 1980, p. 47), it is concluded that the angle of rotation of the camshaft of the gas distribution mechanism, taking into account the timing and delay should be 40-60 about . For each specific engine, this value will be different.
При запаздывании открытия и закрытия клапанов при числах оборотов выше средних будет использоваться инерция смесей или воздуха, что весьма эффективно не только в плане экономичности, снижения токсичности выхлопа, но и в смысле увеличения мощности и крутящего момента. Последнее увеличит не только характеристику этого двигателя, но и характеристику привода двигателя, автомобиля, трактора. If the opening and closing of the valves is delayed at speeds above average, the inertia of the mixtures or air will be used, which is very effective not only in terms of economy, reduction of exhaust toxicity, but also in terms of increasing power and torque. The latter will increase not only the characteristic of this engine, but also the characteristic of the drive of the engine, automobile, tractor.
Устройство и действие механизма газораспределения описано также в книге В.И.Анохин. Отечественные автомобили. М: Машиностроение, 1964, с. 69-78. Таким образом актуальность поставленной задачи очевидна. За прототип принят патент Великобритании N 1095017, кл. F 01 L 1/34, опубл. 1967. В патенте описана шестерня распределительного вала механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания. В шестерне венец может поворачиваться относительно ступицы на ограниченный угол поворота за счет спиральных и пластинчатых пружин и фиксаторов разного рода пружин и венца относительно ступицы. The arrangement and operation of the gas distribution mechanism is also described in the book by V.I. Anokhin. Domestic cars. M: Mechanical Engineering, 1964, p. 69-78. Thus, the relevance of the task is obvious. The UK patent N 1095017, class. F 01 L 1/34 publ. 1967. The patent describes a camshaft gear of a gas distribution mechanism of an internal combustion engine. In the gear, the crown can be rotated relative to the hub by a limited angle of rotation due to spiral and leaf springs and clamps of various kinds of springs and crowns relative to the hub.
Недостатками прототипа являются малый угол поворота венца относительно ступицы, увеличение габаритов шестерни в сравнении с штатной, сложность размещения механизма на шестерне, сложность передачи довольно значительного крутящего момента c помощью указанных механизмов. The disadvantages of the prototype are the small angle of rotation of the crown relative to the hub, an increase in the size of the gear compared to the standard gear, the difficulty of placing the mechanism on the gear, the difficulty of transmitting a fairly significant torque using these mechanisms.
Вышеперечисленные недостатки делают патент на имеющим практического значения. The above disadvantages make the patent of practical value.
С целью практического применения предлагаемая шестерня привода распределительного вала двигателя внутреннего сгорания выполняется с торообразными каналами, расположенными внутри венца и снаружи ступицы, каналы являются направляющими для спиральных пружин, спиральные пружины, в свою очередь, являются направляющими для венца и ступицы. For the purpose of practical application, the proposed camshaft drive gear of an internal combustion engine is made with toroidal channels located inside the crown and outside the hub, the channels are guides for coil springs, spiral springs, in turn, are guides for the crown and hub.
Предлагается конструкция ведущей шестерни привода распределительного вала, отличающаяся тем, что внутри венца и снаружи ступицы выполнены торообразные каналы, являющиеся направляющими для спиральных пружин, причем последние, в свою очередь, служат направляющими для венца и ступицы. A design of the drive gear of the camshaft drive is proposed, characterized in that toroidal channels are made inside the crown and outside the hub, which are guides for coil springs, the latter, in turn, serve as guides for the crown and hub.
Сущность изобретения состоит в том, чтобы за счет ограниченного углового поворота венца относительно ступицы достигнуть изменения фаз газораспределения в зависимости от увеличения (уменьшения) числа оборотов двигателя, что снижает выброс отработавших газов и приводит к существенной экономии топлива не менее 10%
На фиг. 1 показана шестерня, вид сбоку; на фиг. 2, 3 приведены разрезы А-А и Б-Б на фиг. 1 соответственно.The essence of the invention is that due to the limited angular rotation of the crown relative to the hub, to achieve a change in the gas distribution phases depending on the increase (decrease) in the number of engine revolutions, which reduces the exhaust gas emission and leads to significant fuel economy of at least 10%
In FIG. 1 shows a gear, side view; in FIG. 2, 3 shows sections aa and bb in FIG. 1 respectively.
Шестерня привода двигателя внутреннего сгорания легкового автомобиля состоит из ступицы 1 и венца 2, которые выполнены взаимоподвижными. Ступица 1 установлена на распределительном валу (не показан) известным способом. В корпусах ступицы и венца выполнены каналы 3 и 4 торообразного профиля, в которых установлены стальные спиральные пружины 5 и 6. Каналы 3 и 4 расположены параллельно между собой и одинаково удалены от оси вала. The gear drive of the internal combustion engine of a car consists of a hub 1 and a
Шестерня имеет также бортовые кольца 7 и 8, смонтированные соответственно на ступице и венце, на их боковых поверхностях посредством элементов 9 крепления. Бортовые кольца 7 и 8 имеют профильные скосы 10, и между ними имеются кольцевые окна 11. The gear also has
В торообразных каналах 3 и 4 установлены фиксаторы пружин 12 и 13. С целью удобства в изготовлении они закреплены на бортовых кольцах 7 и 8, но они могут быть также установлены в корпусах венца и ступицы. In the
Пружины 12 и 13 устанавливаются на симметричных относительно распределительного вала участках с охватом окружности каналов порядка 120о таким обpазом, что между ними могут быть участки без пружин по 60о угол максимального поворота венца относительно ступицы.The
В предлагаемом виде шестерня почти ничем не отличается от штатной шестерни любого легкового автомобиля. При замене шестерни заводскую метку совмещения следует сместить примерно на 20о с опережением работы двигателя.In the proposed form, the gear is almost no different from the regular gear of any car. When replacing factory gear alignment mark should shift about 20 ° ahead of the engine.
Работа предлагаемой шестерни осуществляется следующим образом. The work of the proposed gear is as follows.
При запуске двигателя вначале, на первых его оборотах, шестерня функционально не влияет на механизм газораспределения, так как усилие, необходимое для перемещения ступицы относительно венца, воспринимается стальными пружинами 5 и 6. С увеличением числа оборотов необходимое для проворачивания распределительного вала усилие увеличивается в связи с тем, что для преодоления сопротивления пружин клапанов (не показаны) на один оборот требуется вполне определенное усилие. При дальнейшем увеличении числа оборотов двигателя указанное усилие увеличивается по линейному закону. Если подобранные пружины 5, 6 изменяют свою длину по линейной зависимости, с изменением усилия давления на них они будут сжиматься с достаточно высокой точностью. When starting the engine at first, at its first revolutions, the gear does not functionally affect the gas distribution mechanism, since the force required to move the hub relative to the crown is perceived by
Венец 2 начинает запаздывать в строгом соответствии с законом увеличения числа оборотов двигателя. Чем выше число оборотов, тем больше угол запаздывания венца 2. На максимальных оборотах он будет максимальным. Crown 2 begins to lag in strict accordance with the law of increasing engine speed. The higher the number of revolutions, the greater the angle of delay of the
Так как клапаны и, соответственно, пружины блока клапанов работают не одновременно, то изменение угла поворота венца относительно ступицы будет плавным и зависеть в прямой пропорциональности от числа оборотов. Незначительная вибрация будет погашена как пружинами 5 и 6, так и пружинами клапанов. Суть предлагаемого изобретения заключается в равномерном увеличении крутящего момента в зависимости от увеличения числа оборотов двигателя. Это происходит вследствие единовременного сопротивления комплекса пружин при увеличении числа оборотов. Чем больше обороты, тем выше комплексное сопротивление пружин, тем больше соответствуют фазы газораспределения действительному циклу работы двигателя. Это весьма существенно и необычно в представлении о поршневом двигателе внутреннего сгорания. Чем выше обороты двигателя, тем больше угол сдвига венца шестерни относительно ступицы, тем больше угол запаздывания срабатывания клапанов. Since the valves and, accordingly, the valve block springs do not work simultaneously, the change in the angle of rotation of the crown relative to the hub will be smooth and will depend in direct proportion to the number of revolutions. Slight vibration will be suppressed by both the
Таким образом работа предлагаемого устройства соответствует теоретическим и практическим предпосылкам по регулированию механизма газораспределения в процессе работы двигателя в целях снижения токсичности и увеличения экономичности двигателя. Thus, the operation of the proposed device meets the theoretical and practical prerequisites for regulating the gas distribution mechanism during engine operation in order to reduce toxicity and increase engine efficiency.
При уменьшении числа оборотов двигателя соответственно уменьшится и угол запаздывания срабатывания клапанов или угол сдвига между венцом 2 и ступицей 1. With a decrease in the engine speed, the valve lag angle or the shift angle between
Особенно эффективным предлагаемое устройство будет при езде по городу, где токсичность выхлопных газов снизится не менее, чем на 20% а экономичность возрастете не менее, чем на 10%
Если выполнить пружины из калиброванной стали, а потом их обработать с помощью шлифовальных кругов после термической обработки на круглошлифовальном станке, то, учитывая немногочисленность пружин и их толщину по сравнению с пружинами газораспределительного механизма, они одновременно будут выполнять функцию направляющих между венцом и ступицей шестерни, в особенности учитывая, что зубчатые зацепления имеют значительные допуски, т.е. практически сами пружины, венец и ступица вполне справятся с высокой точностью зацепления шестерен механизма газораспределения, или цепной, или ременной передачи. В то же время изготавливать предлагаемую шестерню необходимо с достаточно высокой точностью.The proposed device will be especially effective when driving around the city, where the toxicity of exhaust gases will decrease by no less than 20% and the economy will increase by no less than 10%
If springs are made of calibrated steel, and then they are processed using grinding wheels after heat treatment on a circular grinding machine, then, taking into account the small number of springs and their thickness in comparison with the gas distribution mechanism springs, they will simultaneously serve as guides between the crown and gear hub, especially considering that gears have significant tolerances, i.e. almost the springs themselves, the crown and the hub will completely cope with the high accuracy of gearing of the gears of the gas distribution mechanism, or chain or belt transmission. At the same time, it is necessary to manufacture the proposed gear with sufficiently high accuracy.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93012949A RU2052637C1 (en) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | Driving gear for distributing shaft of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93012949A RU2052637C1 (en) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | Driving gear for distributing shaft of internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93012949A RU93012949A (en) | 1995-06-27 |
RU2052637C1 true RU2052637C1 (en) | 1996-01-20 |
Family
ID=20138477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93012949A RU2052637C1 (en) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | Driving gear for distributing shaft of internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2052637C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2560860C2 (en) * | 2011-03-31 | 2015-08-20 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Phase changing device for camshaft |
-
1993
- 1993-03-10 RU RU93012949A patent/RU2052637C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент США N 4177773, кл. F 01L 1/34, 1979. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2560860C2 (en) * | 2011-03-31 | 2015-08-20 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Phase changing device for camshaft |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU611376B2 (en) | Apparatus and method for continuous camlobe phasing | |
US4974560A (en) | Mechanism for varying valve duration in an internal combustion engine | |
EP0741235B1 (en) | Dual output camshaft phase controller | |
US7438035B2 (en) | Cam drive apparatus having a magnetic gear | |
CN101321931A (en) | Variable valve timing apparatus | |
RU2052637C1 (en) | Driving gear for distributing shaft of internal combustion engine | |
CN107489470B (en) | Engine and variable valve timing mechanism thereof | |
US3224423A (en) | Valve timing control system for supercharged automotive engine | |
CN203347871U (en) | Oil-control device for fully variable hydraulic valve system of internal combustion engine | |
US4550696A (en) | Internal combustion engine with disc inlet valve | |
Stojek et al. | Valve timing with variable overlap control | |
EP0240446A2 (en) | An improved cam-shaft | |
KR20020015825A (en) | An automotive variable valve timing device using planetary gear system | |
JPS6365140A (en) | Method and device for controlling state of filling at time of idle of internal combustion engine | |
JPH04148023A (en) | Intake air control device for vehicle engine | |
GB2305707A (en) | Cam arrangement for an internal combustion engine | |
JPH04228844A (en) | Method and device for having effect on control time of internal combustion engine | |
US9702275B2 (en) | Timing drive of an internal combustion engine | |
JP2012246860A (en) | Vehicle control device | |
EP0246225A1 (en) | Variable rotary drives | |
GB2432402A (en) | Advance and retard mechanism using a transmission | |
WO1994021898A1 (en) | High speed reciprocating internal combustion engine | |
KR970007580B1 (en) | Variable valve driving apparatus for a car | |
JPS5865919A (en) | Adjusting system of optional valve timing | |
JPS5720508A (en) | Valve opening/shutting device of internal combustion engine |