RU2208173C1 - Timing mechanism - Google Patents
Timing mechanism Download PDFInfo
- Publication number
- RU2208173C1 RU2208173C1 RU2002111236/06A RU2002111236A RU2208173C1 RU 2208173 C1 RU2208173 C1 RU 2208173C1 RU 2002111236/06 A RU2002111236/06 A RU 2002111236/06A RU 2002111236 A RU2002111236 A RU 2002111236A RU 2208173 C1 RU2208173 C1 RU 2208173C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- hub
- housing
- flange
- annular wall
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
Abstract
Description
Техническое решение относится к бензиновым двигателям внутреннего сгорания, в том числе с непосредственным впрыском топлива, и касается их распределительных механизмов, а именно механизмов изменения фаз газораспределения. The technical solution relates to gasoline internal combustion engines, including those with direct fuel injection, and relates to their distribution mechanisms, namely, mechanisms for changing the valve timing.
В бензиновых двигателях автомобилей целесообразно использовать механизмы изменения фаз газораспределения без изменения продолжительности открытия клапанных механизмов. Они позволяют повысить крутящий момент, развиваемый двигателем, до 15% в диапазоне малой и средней частоты вращения вала двигателя, обеспечить более высокую литровую мощность, повысить стабильность работы двигателя на холостом ходу. In gasoline engines, it is advisable to use mechanisms for changing the valve timing without changing the duration of the valve mechanisms opening. They allow you to increase the torque developed by the engine, up to 15% in the range of low and medium speed of the engine shaft, provide higher liter power, increase the stability of the engine at idle.
Известно изменение угловых соотношений между коленчатым валом и кулачковым распределительным валом, например, использованием винтовой передачи (выданные в США патенты 2107070, 3109417 и 3401572). В патентах, выданных в США, 4231330, 4535731 представлено описание ДВС, впускные клапаны которого управляются одним кулачковым валом, а выпускные - другим. Каждый из этих валов имеет привод от коленчатого вала через шестерню и подпружиненный промежуточный элемент, имеющий по крайней мере одну спиральную канавку, ограниченный продольно контактными поверхностями на кулачковом валу и испытывающий давление смазки. Такого же типа устройство описано в европейской заявке 0112494, DE 3247916, при этом подвод смазки осуществлен через электромагнитный клапан, управляемый компьютером. Убыстрение моментов открытия/закрытия клапанов двигателя предусмотрено в JP 2833128 В2, а в устройстве по JP 2839672 В2 использован управляющий клапан для регулирования подачи смазки и обеспечено удаление воздушных пузырей из нее. It is known to change the angular ratios between the crankshaft and cam camshaft, for example, using a helical gear (U.S. Patents 2107070, 3109417 and 3401572). US Pat. Nos. 4,231,330, 4,535,731 provide a description of ICEs whose inlet valves are controlled by one cam shaft and the exhaust valves by another. Each of these shafts is driven by a crankshaft via a gear and a spring-loaded intermediate element having at least one spiral groove bounded longitudinally by the contact surfaces on the cam shaft and undergoing lubrication pressure. The device of the same type is described in European application 0112494, DE 3247916, while the lubricant is supplied through a solenoid valve controlled by a computer. Acceleration of the moments of opening / closing of engine valves is provided in JP 2833128 B2, and in the device according to JP 2839672 B2 a control valve is used to control the supply of lubricant and air bubbles are removed from it.
К упомянутым основным элементам механизма изменения фаз газораспределения принадлежат и устройства по патентам в США 5377639, 5474038, в которых подвод смазки выполнен коаксиально, а отличия в основном касаются деталей, предотвращающих ее утечку. Эти устройства велики по размерам, сравнительно сложны и недостаточно надежны. Гораздо проще устройства по заявкам DE 19724989, 19725130 и 19726362, хотя и в этом случае основное внимание уделено предотвращению утечки смазки. The aforementioned main elements of the variable valve timing mechanism also include devices according to US Pat. Nos. 5,377,639, 5,474,038, in which the lubricant is supplied coaxially, and the differences mainly relate to parts preventing its leakage. These devices are large in size, relatively complex and not reliable enough. It is much simpler than the device according to the applications DE 19724989, 19725130 and 19726362, although in this case the main attention is paid to the prevention of leakage of lubricant.
Известен механизм изменения фаз газораспределения, содержащий установленную на распределительном валу муфту неподвижную, на которой размещена муфта подвижная с подпружиненным поршнем и передней опорой, при этом поршень имеет возможность продольного смещения и поворота относительно муфт под действием давления смазки, подаваемой в полость, ограниченную поверхностями муфт, поршнем и опорой (патент в США 5588404). В этом механизме муфта неподвижная выполнена составной, а соединение муфты подвижной и опоры выполнено по наружной поверхности, при этом опора взаимодействует с элементом муфты неподвижной по наружной поверхности и имеет сложный участок ее фиксации в продольном направлении. В свою очередь поршень выполнен также составным, основной элемент которого имеет две кольцевые проточки. Тем самым конструкция этого механизма сравнительно сложна, что может привести к неудовлетворительному ее функционированию. Тем более, что подача смазки осуществлена через аксиально выполненные в распределительном валу и муфте неподвижной отверстия, которые при сборке могут не совпасть в продольном направлении, что существенно затруднит подачу смазки. Несмотря на смещение упомянутых отверстий от оси распределительного вала, сравнительно велик путь смазки до полости, образованной муфтой неподвижной и поршнем. Поскольку предусмотрены дополнительные поршень и пружина, то это может повлиять на надежность работы механизма. A known mechanism for changing the valve timing, comprising a fixed clutch mounted on a camshaft, on which a movable clutch is located with a spring-loaded piston and a front support, the piston having the possibility of longitudinal displacement and rotation relative to the clutch under the influence of the lubricant pressure supplied to the cavity bounded by the clutch surfaces, piston and support (US patent 5588404). In this mechanism, the fixed coupling is made integral, and the coupling of the movable coupling and the support are made on the outer surface, while the support interacts with the fixed coupling element on the external surface and has a complex section of its longitudinal fixation. In turn, the piston is also made integral, the main element of which has two annular grooves. Thus, the design of this mechanism is relatively complex, which can lead to unsatisfactory functioning. Moreover, the supply of lubricant is carried out through the axially made holes in the camshaft and coupling of the fixed hole, which during assembly may not coincide in the longitudinal direction, which will significantly complicate the supply of lubricant. Despite the displacement of the mentioned holes from the axis of the camshaft, the lubrication path to the cavity formed by the fixed coupling and the piston is relatively large. Since additional piston and spring are provided, this may affect the reliability of the mechanism.
Многообразие конструкций механизма изменения фаз газораспределения не привело, однако, к созданию простого надежного и малого по габариту устройства. The variety of designs of the mechanism for changing the valve timing has not, however, led to the creation of a simple reliable and small-sized device.
В качестве прототипа принят механизм изменения фаз газораспределения, содержащий корпус с внутренними винтовыми шлицами, имеющий привод от вала двигателя, ступенчатый поршень с наружными винтовыми шлицами для связи с корпусом, имеющий внутренние шлицы, ступицу поршня с наружными шлицами для связи с поршнем, имеющую крупный фланец, сопряженный с корпусом и соединенный с распределительным валом двигателя, пружину, размещенную между поршнем и фланцем ступицы, болт для крепления ступицы поршня к распределительному валу, расположенный внутри осевого отверстия в ступице и образующий с ней осевой канал, сообщающийся с клапаном управления механизмом (выданный в США патент 5558053, НКИ 123/90.17, МКИ F 01 L 1/344, опубликован 24.09.96 г.). As a prototype adopted a mechanism for changing the valve timing, comprising a housing with internal screw slots, having a drive from the motor shaft, a stepped piston with external screw slots for communication with the housing, having internal splines, a piston hub with external splines for communication with the piston having a large flange coupled to the housing and connected to the engine camshaft, a spring located between the piston and the hub flange, a bolt for attaching the piston hub to the camshaft, located inside With an axial hole in the hub and an axial channel forming with it, communicating with the mechanism control valve (U.S. Patent 5558053, NCI 123 / 90.17, MKI F 01
У этого механизма тоже сложная конструкция, имеющая относительно большие радиальные габариты. К тому же подача смазки под давлением в этом механизме производится только в полость у свободного торца поршня. Это может приводить к нежелательным колебательным перемещениям поршня с большой амплитудой, что сопровождается неприятным стуком. This mechanism also has a complex structure with relatively large radial dimensions. In addition, the supply of lubricant under pressure in this mechanism is carried out only in the cavity at the free end of the piston. This can lead to undesirable oscillatory movements of the piston with a large amplitude, which is accompanied by an unpleasant knock.
Задача - упрощение конструкции механизма изменения фаз газораспределения при улучшении его функционирования и обеспечении компактности. The task is to simplify the design of the mechanism for changing the valve timing while improving its functioning and ensuring compactness.
Упрощение конструкции механизма изменения фаз газораспределения при улучшении его функционирования и обеспечении компактности обеспечено путем рационального выполнения его элементов и оптимального их размещения. Для этого в механизме изменения фаз газораспределения, содержащем корпус, имеющий привод от вала двигателя, поршень, имеющий винтовое шлицевое соединение с корпусом и шлицевое соединение со ступицей, которая имеет фланец, соединенный с распределительным валом, и осевое отверстие, в котором расположен болт для крепления ступицы к распределительному валу, корпус установлен на фланце ступицы и на кольцевой стенке, размещенной на ступице между ее шлицами и головкой болта. Simplification of the design of the mechanism for changing the valve timing while improving its functioning and ensuring compactness is ensured by the rational execution of its elements and their optimal placement. To do this, in the valve timing mechanism, comprising a housing having a drive from the engine shaft, a piston having a screw spline connection with the housing and a spline connection with a hub, which has a flange connected to the camshaft, and an axial hole in which the bolt for fastening is located the hub to the camshaft, the housing is mounted on the hub flange and on the annular wall located on the hub between its splines and the bolt head.
При таком выполнении механизм изменения фаз газораспределения имеет простую и компактную конструкцию со сравнительно небольшими радиальными размерами, позволяющими удобно разместить его в двигателе внутреннего сгорания. With this arrangement, the variable valve timing mechanism has a simple and compact design with relatively small radial dimensions, allowing it to be conveniently placed in an internal combustion engine.
Наружный диаметр кольцевой стенки равен диаметру поверхности фланца ступицы, с которой сопряжена поверхность корпуса. The outer diameter of the annular wall is equal to the diameter of the surface of the hub flange with which the housing surface is mated.
Поршень сопряжен с поверхностью корпуса, с которой сопряжена ступица поршня. The piston is mated to the housing surface with which the piston hub is mated.
Торец поршня, обращенный к кольцевой стенке, выполнен плоским. The end face of the piston facing the annular wall is made flat.
У кольцевой стенки между ней и торцом поршня может быть расположена проставка, сделанная из фторопласта. A spacer made of fluoroplastic can be located between the annular wall and the end of the piston.
Торец поршня может имеет возможность упора в кольцевую стенку. The end face of the piston may have the ability to abut the annular wall.
Эта кольцевая стенка может быть выполнена из полимерного материала. This annular wall may be made of a polymeric material.
Такое выполнение механизма изменения фаз газораспределения существенно улучшает его функционирование, поскольку позволяет понизить шумность его работы благодаря демпфирующему действию смазки в зазорах в шлицевых соединениях и между торцом поршня и кольцевой стенкой. This embodiment of the mechanism for changing the gas distribution phases significantly improves its functioning, since it allows to reduce the noise level of its operation due to the damping effect of the lubricant in the gaps in the spline joints and between the piston end face and the annular wall.
На фиг.1 представлен механизм изменения фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания, продольный разрез. Figure 1 shows the mechanism for changing the valve timing of an internal combustion engine, a longitudinal section.
На фиг.2 показан этот механизм при смещенном положении его поршня, продольный разрез. Figure 2 shows this mechanism with an offset position of its piston, a longitudinal section.
На фиг. 3 изображена видоизмененная конструкция механизма изменения фаз газораспределения, продольный разрез. In FIG. 3 shows a modified design of the mechanism for changing the valve timing, a longitudinal section.
На фиг.4 показана упомянутая конструкция механизма при смещенном положении поршня, продольный разрез. Figure 4 shows the aforementioned design of the mechanism with a displaced position of the piston, a longitudinal section.
Механизм изменения фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1 (фиг.1) в виде трубы со ступенчатой поверхностью, в котором выполнены внутренние винтовые шлицы 2. На корпусе имеется зубчатый венец 3 в виде звездочки для цепного или ременного его привода от коленчатого вала двигателя. Внутри корпуса 1 установлен поршень 4 с наружными винтовыми шлицами 5 для связи с корпусом винтовым шлицевым соединением. В поршне 4 выполнены прямые внутренние шлицы для его связи посредством шлицевого соединения со ступицей 6, имеющей наружные прямые шлицы 7. Ступица 6 поршня 4 имеет фланец 8, соединенный штифтом 9 с кулачковым впускным распределительным валом 10 двигателя. Между поршнем 4 и фланцем 8 размещена пружина 11 сжатия, служащая для возврата поршня в исходное положение при его обратном перемещении от фланца 8. В ступице 6 внутри сквозного осевого отверстия в ней расположен болт 12, предназначенный для крепления ступицы к распределительному валу 10. На свободном конце ступицы 6 между ее шлицами 7 и головкой 13 болта 12 размещена сплошная кольцевая стенка 14, расположенная в корпусе 1 между его шлицами 2 и крышкой 15, имеющей с корпусом резьбовое соединение. Кольцевая стенка 14 и фланец 8 ступицы 6 являются опорами корпуса 1. То есть корпус 1 установлен на фланце 8 ступицы и на упомянутой кольцевой стенке 14. Для крепления кольцевой стенки 14 около нее на стержне болта 12 расположена контактирующая с ней сплошная плоская или коническая шайба 16, отделенная от головки 13 болта 12 упругой разрезной шайбой 17. Наружный диаметр кольцевой стенки 14 равен диаметру поверхности 18 фланца 8 ступицы 6, с которой сопряжена внутренняя цилиндрическая поверхность 19 корпуса 1. Причем поршень 4 сопряжен по наружному диаметру с поверхностью 19 корпуса, с которой сопряжена ступица 6 поршня. The mechanism for changing the valve timing of an internal combustion engine comprises a housing 1 (Fig. 1) in the form of a pipe with a stepped surface in which
Торец 20 поршня 4, обращенный к кольцевой стенке 14, выполнен плоским. При этом поршень 4 имеет возможность упора плоским торцом 20 в кольцевую стенку 14. Для предотвращения звонкого стука, который может возникнуть при ударе поршня в стенку 14, стенка 14 может быть выполнена из полимерного материала или около нее напротив торца поршня может быть расположена проставка 21, сделанная из фторопласта. The
Между ступицей 6 и болтом 12 образован кольцевой канал 22, сообщающийся с клапаном 23 управления механизмом через радиальное отверстие 24 в валу 10. На ступице 6 поршня между ее шлицами 7 и фланцем 8 выполнена цилиндрическая поверхность 25, сопряженная с цилиндрической поверхностью 26, выполненной в поршне 4 между его внутренними шлицами и торцом, обращенным к фланцу ступицы 6. Цилиндрическая поверхность 25 отделена от шлицев 7 технологической кольцевой канавкой 27. На дне канавки 27 выполнено поперечное отверстие 28, сообщающее кольцевой канал 22 через шлицы в поршне и его ступице 6 с полостью 29 у свободного торца поршня, закрытой кольцевой стенкой 14. An
В поршне 4 между его внутренними шлицами и цилиндрической поверхностью 26, контактирующей со ступицей 6, выполнен уступ 30, имеющий возможность при смещении поршня 4 к фланцу 8 контакта с уступом 31 на ступице 6, расположенным у ее цилиндрической поверхности 25. На ступице 6 около уступа 31 на ней расположен уплотнительный элемент 32, контактирующий с поршнем 4 для разобщения кольцевой канавки 27 в ступице 6 с полостью 33 между поршнем 4 и фланцем 8 ступицы. Во фланце 8 ступицы 6 выполнено сквозное продольное отверстие 34, сообщающее полость 33 между поршнем и фланцем ступицы с клапаном 23 через канал 35 в распределительном валу 10. A
Клапан 23 управления механизмом содержит подпружиненный золотник 36, расположенный в автономном корпусе 37, охватывающем распределительный вал 10. Золотник 36 имеет привод от соленоида (не показан), подключенного к электронному блоку, имеющему электрическую связь с датчиками нагрузки двигателя и частоты вращения его коленчатого вала. The
При большой частоте вращения коленчатого вала двигателя поршень 4 занимает положение у кольцевой стенки 14. В этом случае происходит более позднее закрытие впускных клапанов, а именно в начале такта сжатия поршнем рабочей смеси. With a high frequency of rotation of the crankshaft of the engine, the
При малой и средней частоте вращения коленчатого вала двигателя включается клапан 23, от которого после перемещения его золотника 36 смазочная жидкость через отверстие 24, кольцевой канал 22, канавку 27 и далее через зазоры в шлицах поршня 4 и его ступицы 6 поступает под давлением в полость 29 между поршнем и кольцевой стенкой 14. Под действием давления поступающей смазочной жидкости поршень 4 передвигается в сторону фланца 8 до наступления контакта уступа 30 в поршне с уступом 31 на ступице 6. При своем ходе поршень 4 вследствие его связи с корпусом 1 винтовым шлицевым соединением поворачивает корпус 1 в направлении, противоположном вращению распределительного вала 10, обеспечивая опережение впуска рабочей смеси в цилиндры двигателя без изменения его продолжительности. Это делается для того, чтобы впуск рабочей смеси в цилиндры двигателя при небольшой скорости ее потока завершился к моменту начала такта сжатия во избежание обратного ее выталкивания из цилиндров во впускной трубопровод поршнем двигателя при его ходе во время такта сжатия. At low and medium engine speeds, the
При повышении частоты вращения вала двигателя, когда она становится достаточно большой, такой, что инерционный напор рабочей смеси во впускном трубопроводе получается значительным; выключается клапан 23 и его золотник 36 под действием возвратной пружины возвращается в начальное положение, при котором прекращается подача смазочной жидкости в полость 29 и происходит ее подача через канал 35 и отверстие 34 в полость 33 между поршнем 4 и фланцем 8 его ступицы 6. Под действием давления смазочной жидкости в полости 33 и силы от возвратной пружины 11 поршень 4 передвигается обратно в сторону кольцевой стенки 14. При подходе поршня 4 к кольцевой стенке 14 между его плоским торцом 20 и этой плоской стенкой за счет вязкости смазочной жидкости образуется демпфирующая гидравлическая подушка, тормозящая поршень 4, обеспечивая снижение скорости его сближения с кольцевой стенкой 14 для уменьшения энергии удара поршня о стенку 14. Причем выполнение стенки 14 из полимерного материала или наличие перед ней проставки из фторопласта исключает звонкий стук при упоре поршня 4 в эту стенку. With an increase in the frequency of rotation of the engine shaft, when it becomes sufficiently large, such that the inertial pressure of the working mixture in the intake pipe is significant;
Созданный механизм изменения фаз газораспределения, обеспечивая надлежащее опережение впуска рабочей смеси в цилиндры двигателя при малом ее инерционном напоре, имеет простую, компактную и при этом технологичную конструкцию со сравнительно небольшими радиальными размерами, вследствие базирования корпуса механизма на фланце ступицы поршня и на кольцевой стенке, установленной на этой ступице между ее шлицами и головкой болта, обеспечивающего соединение механизма с распределительным валом и одновременно крепление кольцевой стенки на ступице поршня. The created mechanism for changing the gas distribution phases, ensuring proper admission of the working mixture inlet to the engine cylinders with a low inertial pressure, has a simple, compact and at the same time technological design with relatively small radial dimensions, due to the base of the mechanism housing on the piston hub flange and on the annular wall mounted on this hub between its slots and the head of the bolt, which provides the connection of the mechanism with the camshaft and at the same time the annular wall the piston hub.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002111236/06A RU2208173C1 (en) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | Timing mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002111236/06A RU2208173C1 (en) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | Timing mechanism |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2208173C1 true RU2208173C1 (en) | 2003-07-10 |
Family
ID=29211859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002111236/06A RU2208173C1 (en) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | Timing mechanism |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2208173C1 (en) |
-
2002
- 2002-04-26 RU RU2002111236/06A patent/RU2208173C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7240646B2 (en) | Power plant including an internal combustion engine with a variable compression ratio system | |
US5775279A (en) | Valve timing control device | |
KR100242589B1 (en) | Variable valve timing apparatus for internal combustion engine | |
US6311654B1 (en) | Valve timing adjusting device | |
JP2969951B2 (en) | Valve drive system for internal combustion engine | |
KR0144452B1 (en) | Rotary sleeve valve carrying internal combustion engine | |
JP3865027B2 (en) | Valve timing adjustment device | |
CN1497135A (en) | Variable camshaft timing mechanism with locking pin | |
US3942488A (en) | Cam transmission internal combustion engine | |
JPH07259516A (en) | Valve timing control device | |
RU2208173C1 (en) | Timing mechanism | |
RU2284419C2 (en) | Valve timing phase adjuster | |
JP3897074B2 (en) | Valve timing adjustment device | |
CN112219014B (en) | Intake and exhaust valve system for internal combustion engine | |
JP3812692B2 (en) | Valve timing control device | |
JP2836427B2 (en) | Variable valve timing device | |
JP2842113B2 (en) | Variable valve timing control device | |
JP3882178B2 (en) | Valve timing adjusting device for internal combustion engine | |
KR100427944B1 (en) | Cam shaft apparatus | |
JP2000213310A (en) | Valve timing control device for internal combustion engine | |
US6675753B2 (en) | Cam phase variable apparatus | |
JPS63309704A (en) | Valve timing adjusting device for internal combustion engine | |
KR20040026350A (en) | Idle gear for diesel engine | |
US7584726B2 (en) | Two-stroke opposite radial rotary-piston engine | |
JP3528385B2 (en) | Valve timing control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090427 |