RU2390638C1

RU2390638C1 - Valve gear

Info

Publication number: RU2390638C1
Application number: RU2008146568/06A
Authority: RU
Inventors: Евгений Васильевич Сливинский (RU); Евгений Васильевич Сливинский; Леонид Алексеевич Савин (RU); Леонид Алексеевич Савин; Олег Андреевич Пивоваров (RU); Олег Андреевич Пивоваров
Priority date: 2008-11-25
Filing date: 2008-11-25
Publication date: 2010-05-27

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: proposed invention relates to ICE and can be used in two- and four-stroke diesel engines. Valve gear of, mainly, diesel engine comprises valves and drive mechanism levers. Valve consists of heads (1) and stems (2). Every valve consists of at least two parts. Said parts are arranged in symmetry about each other and move relative to each other. Valve stems (3) have lengthwise grooves (5). Groves (5) have semi-circular cross section. Said grooves (5) mate crosswise channels (6). Drive mechanism levers (12) have three-stage sections at zone of their contact with sections of stems (3). One of said stages make kinematic pair with flat (16). Said flat (16) is formed on one of the stem section generating lines.

EFFECT: increased flow section, better cylinder blow-down and thermal conditions in valve operation.

2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано в конструкциях двухтактных и четырехтактных дизелей.The present invention relates to the field of internal combustion engines and can be used in the design of two-stroke and four-stroke diesel engines.

Известен газораспределительный механизм четырехтактного дизеля М750, используемого в конструкциях маневровых тепловозов (см. книгу Глаголев Н.М. и др. Тепловозные двигатели и газовые турбины. Государственное транспортное железнодорожное издательство. М.: 1957, стр.187-188, рис.128). У такого дизеля в головке цилиндров расположено по два выхлопных и два впускных клапана на каждый цилиндр. Клапаны садятся на запрессованные в головку стальные седла. Седла представляют собой цилиндрические втулки и в рабочей зоне, где они контактируют с головкой клапана, имеют наклонную поверхность такую же, какую и головка клапана. Клапаны расположены на пути движения газов и понятно, что оказывают им известное сопротивление. В тоже время клапаны, а следовательно, и их седла работают в очень тяжелых температурных условиях в области порядка 300-800°С и вопросы повышения их надежности и на сегодняшний день являют весьма актуальными.The gas distribution mechanism of the four-stroke diesel engine M750 used in the construction of shunting diesel locomotives is known (see the book Glagolev N.M. et al. Diesel engines and gas turbines. State Transport Railway Publishing House. M .: 1957, pp. 187-188, Fig. 128) . Such a diesel engine has two exhaust and two inlet valves for each cylinder in the cylinder head. Valves sit on steel seats pressed into the head. The seats are cylindrical bushings and in the working area, where they are in contact with the valve head, have an inclined surface the same as the valve head. The valves are located in the path of the gases and it is clear that they have a known resistance. At the same time, the valves, and consequently their seats, operate in very severe temperature conditions in the region of the order of 300-800 ° C and the issues of increasing their reliability are very relevant today.

Известен также газораспределительный механизм двухтактного дизеля 14Д40, используемого на тепловозах М62 (см. книгу Тепловоз М 62. М.: Транспорт, 1977 г., стр.31 рис.9). Такой газораспределительный механизм состоит из четырех выхлопных клапанов на каждый цилиндр и также расположен в головках цилиндров, снабженных седлами. В целом конструкция такого механизма аналогична вышеописанному и поэтому недостатки их подобны.The gas distribution mechanism of the 14D40 push-pull diesel engine used on diesel locomotives M62 is also known (see the book Locomotive M 62. M .: Transport, 1977, p. 31 Fig. 9). Such a gas distribution mechanism consists of four exhaust valves per cylinder and is also located in cylinder heads equipped with seats. In general, the design of such a mechanism is similar to the above and therefore their disadvantages are similar.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности технико-экономических показателей газораспределительных механизмов двухтактных и четырехтактных дизелей.Therefore, the aim of the invention is to increase the efficiency of technical and economic indicators of gas distribution mechanisms of two-stroke and four-stroke diesel engines.

Поставленная цель достигается тем, что каждый из клапанов состоит, по крайней мере, из двух симметрично и подвижно расположенных относительно друг друга частей, и их стержни снабжены продольными полукруглого сечения канавками, сопрягаемыми с поперечно размещенными каналами, причем рычаги приводных механизмов в зоне контакта их с частями стержней выполнены трехступенчатыми и одни из таких ступеней образуют поступательную кинематическую пару с лысками, изготовленными на одних из круговых образующих упомянутых частей стержней.This goal is achieved by the fact that each of the valves consists of at least two parts symmetrically and movably located relative to each other, and their rods are provided with longitudinal semicircular sections with grooves that mate with the transversely placed channels, and the levers of the drive mechanisms in their contact zone with parts of the rods are made in three stages and one of these steps form a translational kinematic pair with flats made on one of the circular generators of the said parts of the rods.

На чертежах фиг.1 показан общий вид с разрезами одного из клапанов газораспределительного механизма в момент режима сжатия двигателя внутреннего сгорания, а на фиг.2 - положение части клапана в начальный момент режима выхлопа.In the drawings, Fig. 1 shows a general view with cuts of one of the valves of the gas distribution mechanism at the time of the compression mode of the internal combustion engine, and Fig. 2 shows the position of the part of the valve at the initial moment of the exhaust mode.

Газораспределительный механизм состоит из головок 1 и 2 клапана, жестко закрепленных на соответствующих стержнях 3 и 4. Внутренние поверхности стержней 3 и 4 снабжены продольными канавками полукруглого сечения 5 и поперечными каналами 6. Стержни 3 и 4 соответственно имеют бурты 7 и 8 и подпружинены пружинами сжатия 9 и 10 относительно крышки 11. В верхней части стержней расположен рычаг 12 механизма управления ими, который снабжен ступенями 13, 14 и 15, причем последняя ступень контактирует с лыской 16, выполненной на стержне 4. Головки 1 и 2 клапана расположены в седле 17, запрессованном в корпусе дизеля 18. Пространство, образованное крышкой 11 и корпусом дизеля 18, является выхлопным коллектором 19.The gas distribution mechanism consists of valve heads 1 and 2, rigidly fixed to the respective rods 3 and 4. The inner surfaces of the rods 3 and 4 are provided with longitudinal grooves of a semicircular section 5 and transverse channels 6. The rods 3 and 4 respectively have collars 7 and 8 and are spring loaded with compression springs 9 and 10 relative to the cover 11. In the upper part of the rods there is a lever 12 of the mechanism for controlling them, which is equipped with steps 13, 14 and 15, the last step being in contact with the flat 16 made on the rod 4. The valve heads 1 and 2 are located ozheny saddle 17 is pressed into the diesel engine body 18. The space formed by the cover 11 and the housing 18 of a diesel engine, 19 is an exhaust manifold.

Работает газораспределительный механизм следующим образом. При режиме, например, «рабочий ход», когда поршень двигателя (на чертежах он не показан, но работа дизеля 14Д40 подробно описана в книге, представленной в прототипе) совершает поступательное движение по стрелке А (см. фиг.1), его газораспределительный механизм находится в таком положении, как это показано на фиг.1, и газы не могут проникать в выхлопной коллектор 19, так как головки 1 и 2 клапана с помощью пружин сжатия 9 и 10 плотно прижаты к седлу 17. Пройдя нижнюю мертвую точку поршень начинает поступательное движение противоположно стрелкам А и тогда за счет известного механизма управления (этот механизм и его работа описаны в книге, представленной в прототипе) рычагом 12, последний получает движение по стрелке В, нажимая одновременно на торцевую часть стержня 4 клапана и он, сжимая пружину сжатия 10 своим буртом 8, также перемещается в направлении указанной стрелки В, занимая в итоге положение, показанное на фиг.2. При этом газы, находящиеся в цилиндре (цилиндр на чертежах также не показан), проходят по стрелкам С через канавки полукруглого сечения 5 стержней 3 и 4, и поперечные каналы 6, попадая в выхлопной коллектор 19 дизеля. В дальнейшем выбрав зазор «δ» (см. фиг.1) рычаг 12 своей ступенью 13 входит в контакт со стержнем 3 клапана и он также получает перемещение в направлении стрелки В, сжимая буртом 7 пружину сжатия 9, и тем самым отводя головку 2 клапана от его седла 17 в этом же направлении и образуя в итоге зазор между ними. Следовательно, проходное сечение клапана увеличивается, и отработанные газы будут вытиснятся в выхлопной коллектор 19. Анализируя работу предложенного устройства видно, что за счет наличия канавок полукруглого сечения 5 и поперечных каналов 6 сопротивление потоку отработанных газов снизится и одновременно снизится температурная напряженность головок 1 и 2 и стержней 3 и 4 клапана. После окончания режима выхлопа поршень дизеля вновь начнет движение в направлении стрелок А и под действием ранее сжатых пружин сжатия 9 и 10 клапан и его составные элементы займут положение, показанное на фиг.1. Далее описанные процессы могут повторятся неоднократно.The gas distribution mechanism operates as follows. In the mode, for example, “stroke”, when the engine piston (it is not shown in the drawings, but the operation of the 14D40 diesel engine is described in detail in the book presented in the prototype) performs translational movement along arrow A (see FIG. 1), its gas distribution mechanism is in the same position as shown in Fig. 1, and gases cannot penetrate the exhaust manifold 19, since the valve heads 1 and 2 are pressed tightly against the seat 17 using compression springs 9 and 10. Having passed the bottom dead center, the piston starts translational movement opposite arrows A and then and due to the well-known control mechanism (this mechanism and its operation are described in the book presented in the prototype) by the lever 12, the latter receives movement in arrow B, simultaneously pressing the end part of the valve stem 4 and it compresses the compression spring 10 with its shoulder 8, also moves in the direction of the indicated arrow B, eventually occupying the position shown in figure 2. In this case, the gases contained in the cylinder (the cylinder is also not shown in the drawings) pass along arrows C through the semicircular grooves 5 of the rods 3 and 4, and the transverse channels 6, falling into the exhaust manifold 19 of the diesel engine. Subsequently, having selected the gap "δ" (see Fig. 1), the lever 12 with its step 13 comes into contact with the valve stem 3 and it also receives movement in the direction of arrow B, compressing the compression spring 9 with the shoulder 7, and thereby releasing the valve head 2 from its saddle 17 in the same direction and eventually forming a gap between them. Consequently, the valve’s bore is increased, and the exhaust gases will be forced out into the exhaust manifold 19. Analyzing the operation of the proposed device, it can be seen that due to the presence of semicircular grooves 5 and transverse channels 6, the resistance to the flow of exhaust gases will decrease and the temperature intensity of heads 1 and 2 will decrease stems 3 and 4 valves. After the end of the exhaust mode, the diesel piston will again begin to move in the direction of arrows A and, under the action of previously compressed compression springs 9 and 10, the valve and its components will occupy the position shown in Fig. 1. The following processes may be repeated more than once.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными конструкциями очевидно, так как оно за счет увеличения проходного сечения, расположенного между головками клапана, его стержней и седла происходит лучшая продувка цилиндра от отработанных газов, улучшается тепловой режим, а следовательно, и возрастает термический КПД дизеля.The technical and economic advantage of the proposed technical solution in comparison with the known constructions is obvious, since due to the increase in the flow area located between the valve heads, its rods and seat, the cylinder is better purged from exhaust gases, the thermal regime improves, and, consequently, the thermal Diesel efficiency.

Claims

Gas distribution mechanism, mainly of a two-stroke diesel engine, comprising valves with actuating levers of the drive mechanism, and consisting of heads with rods spring-loaded relative to the engine body, characterized in that each of the valves consists of at least two symmetrically and movably arranged relative to each other’s parts, and their rods are provided with longitudinal semicircular cross-section grooves mating with transversely placed channels, and the levers of the drive mechanisms in the zone ontact with their rod portions formed three-stage, and one of these stages form translational kinematic pair with flats, made on one of said parts forming a circular rods.