RU2689061C1 - Устройство для бесступенчатого принудительного изменения углового положения кулачкового вала при стендовых испытаниях двигателя - Google Patents

Устройство для бесступенчатого принудительного изменения углового положения кулачкового вала при стендовых испытаниях двигателя Download PDF

Info

Publication number
RU2689061C1
RU2689061C1 RU2018122049A RU2018122049A RU2689061C1 RU 2689061 C1 RU2689061 C1 RU 2689061C1 RU 2018122049 A RU2018122049 A RU 2018122049A RU 2018122049 A RU2018122049 A RU 2018122049A RU 2689061 C1 RU2689061 C1 RU 2689061C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
screw
shaft
camshaft
engine
drive
Prior art date
Application number
RU2018122049A
Other languages
English (en)
Inventor
Василий Андреевич Борисенко
Николай Степанович Белоглазов
Сергей Александрович Барышников
Дмитрий Дмитриевич Бакайкин
Владимир Владимирович Батуев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ)
Priority to RU2018122049A priority Critical patent/RU2689061C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2689061C1 publication Critical patent/RU2689061C1/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0223—Variable control of the intake valves only
    • F02D13/0234—Variable control of the intake valves only changing the valve timing only
    • F02D13/0238—Variable control of the intake valves only changing the valve timing only by shifting the phase, i.e. the opening periods of the valves are constant
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/05—Testing internal-combustion engines by combined monitoring of two or more different engine parameters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания при их испытании и доводке после модернизации, форсирования или дефорсирования. Устройство содержит обратимую винтовую пару и механизм принудительного изменения взаиморасположения элементов винтовой пары, технологический привод (шестерню, звездочку) кулачкового вала 10 и кулачковый вал 11, к ступице привода (шестерня, звездочка) прикреплена обойма 7 обратимой шарико-винтовой передачи, передающей усилие вращения, возникающее при осевом перемещении винтового вала 5, на сепаратор 8, жестко соединенный с кулачковым валом 11. На хвостовике винтового вала шарико-винтовой передачи смонтирован подшипниковый узел 3 для передачи осевого усилия от механизма осевого перемещения 2 - «винт-гайка» на винтовой вал, при этом корпус подшипникового узла 3 при вращении рукоятки 1 выполняет осевые перемещения совместно с винтовым валом 5 и кулачковый вал изменяет угловое положение относительно привода. Корпус устройства, в котором размещены механизмы и детали (кроме рукоятки управления) закреплен на технологической крышке картера газораспределительного механизма двигателя. Технический результат заключается в упрощении конструкции, в уменьшении габаритно-массовых параметров, снижении трудоемкости подключения и погрешности изменения параметров при стендовых испытаниях и возможности принудительного бесступенчатого изменения углового положения кулачкового вала относительно коленчатого вала на любом режиме испытания двигателя. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для изменения углового положения кулачкового вала при испытании двигателя после модернизации газораспределительного механизма (ГРМ), при проведении стендовых испытаний на стадии доводки конструкции вновь разрабатываемых типоразмеров ДВС, при решении задач по форсированию или дефорсированию двигателя и др.
Известно устройство изменения углового положения кулачкового вала относительно коленчатого вала (В.Н. Степанов «Тюнинг автомобильных двигателей» СПб 2000 г.), представляющее собой составную шестерню привода распределительного вала, позволяющую изменять положение ее венца относительно ступицы (угловое положение кулачкового вала относительно коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания).
Известно также устройство (патент РФ №20630522 МПК, F01L 1/34) для установки фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащее звездочку цепного привода, установленного на носке кулачкового вала, и муфту с регулировочными отверстиями; при этом звездочка снабжена отдельным фланцем с регулировочными отверстиями. При регулировании поворачивают звездочку или кулачковый вал на необходимый угол и через совпадающие отверстия соединение фиксируют болтами.
Главным недостатком анализируемых устройств является отсутствие возможности изменения углового положения кулачкового вала на ходу (на работающем двигателе), большой временной разрыв между моментом изменения углового положения кулачкового вала и моментом определения результативности такого изменения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство регулирования фаз газораспределения (патент РФ № 2323352 МПК, F01L 1/352), содержащее ведущий шкив и привод, с валом которого связан кулачковый вал механизма газораспределения, привод выполнен в виде двух планетарных с одинаковым передаточным числом передач, каждая из которых содержит центральный вал, кинематически связанный с центральным колесом через подвижно установленный в общем водиле сателлит, причем центральный вал одной из планетарных передач связан с ведущим шкивом механизма газораспределения, а центральное колесо ее - с поворотным исполнительным механизмом, при повороте этого центрального колеса происходит угловое смещение центральных валов и обеспечивается угловой сдвиг кулачкового вала. Данное устройство соответствует требованию изменения на заданную величину углового положения кулачкового вала на работающем двигателе.
Недостатком такого устройства является его сложность, существенны затраты на изготовление. Например, необходимо изготовить более десяти зубчатых колес повышенной точности, а компоновочная схема и размеры устройства таковы, что потребуются существенные дополнительные конструкторско-технологические работы для подключения его при стендовых испытаниях двигателя.
Задачей изобретения является упрощение конструкции, снижение габаритно-массовых показателей, снижение трудоемкости подключения устройства при стендовых испытаниях двигателя и возможность принудительного бесступенчатого изменения углового положения кулачкового вала на любом режиме испытания двигателя.
Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство для бесступенчатого принудительного изменения углового положения кулачкового вала при стендовых испытаниях двигателя, содержащее кулачковый вал и размещенный соосно с кулачковым валом технологический привод (шестерня, звездочка), соединенный с коленчатым валом, в отличие от прототипа кинематическая цепь передачи движения от привода к кулачковому валу содержит обратимую винтовую пару и механизм принудительного изменения взаиморасположения элементов обратимой винтовой пары.
Винтовая пара выполнена преимущественно в виде обратимой шарико-винтовой передачи, включающей обойму, содержащую участок внутренних прямолинейных шлицев, жестко соединенную с приводом, сепаратор, соединенный с кулачковым валом двигателя, и вал с винтовой нарезкой и прямолинейными шлицами для осевого перемещения вала с винтовой нарезкой относительно обоймы, между сепаратором и валом в винтовых канавках расположены тела качения, предназначенные для передачи усилия с вала с винтовой нарезкой на сепаратор.
Для осевого перемещения винтового вала относительно сепаратора на хвостовике вала установлено устройство, содержащее подшипниковый узел и связанный с ним механизм изменения осевого взаиморасположения винтового вала и сепаратора резьбовым соединением, гайка резьбового соединения жестко соединена с корпусом, в котором размещены все детали устройства, а корпус закреплен на технологической крышке картера газораспределительного механизма.
В результате патентного поиска не выявлено технических решений, идентичных заявленному. Новая совокупность признаков, а именно, винтовая передача, встроенная между приводом кулачкового вала и кулачковым валом, ручной привод принудительного изменения взаиморасположения элементов винтовой пары и размещение устройства на технологической крышке картера механизма ГРМ позволяют получить новый технический результат - упрощение конструкции, уменьшение габаритно-массовых параметров, снижение трудоемкости и погрешности измерения параметров на всех режимах испытания двигателей, что подтверждает причинно-следственную связь новой совокупности признаков и достигаемого результата, которая не была известна из уровня техники до создания данного технического решения, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «изобретательский уровень».
Предлагаемое устройство может применяться в машиностроении (двигателестроении) при проведении НИОКР по модернизации газораспределительного механизма, форсированию и дефорсированию двигателей и на стадии доводки новых ДВС, что соответствует критерию «промышленная применимость».
Изобретение поясняется чертежом (Фигура), где представлена схема устройства для бесступенчатого принудительного изменения углового положения кулачкового вала при стендовых испытаниях двигателя. Устройство содержит технологический привод (шестерню, звездочку) кулачкового вала 10 (не содержит шпоночного соединения) и кулачковый вал 11, к ступице привода (шестерня, звездочка) прикреплена обойма 7 обратимой шарико-винтовой передачи, имеющая участок с внутренними прямолинейными шлицами 6, которые сочленяются с шлицевым участком вала с винтовой нарезкой 5; эти шлицы предназначены для передачи момента вращения от обоймы (привода кулачкового вала) к валу с винтовой нарезкой. Полупогруженные в винтовые канавки тела качения 9 (шарики) передают усилие вращения на сепаратор 8, жестко соединенный с кулачковым валом 11. На хвостовике винтового вала шарико-винтовой передачи у подшипниковой опоры 4 смонтирован подшипниковый узел 3 для передачи осевого усилия от механизма осевого перемещения 2 - «винт-гайка» на винтовой вал, при этом корпус подшипникового узла 3 при вращении рукоятки 1 может совершать только осевые перемещения совместно с валом 5 с винтовой нарезкой. Корпус, в котором размещены механизмы и детали устройства (кроме рукоятки управления) закреплен на технологической крышке картера газораспределительного механизма двигателя.
Устройство работает следующим образом. Двигатель монтируют на испытательный стенд, снабженный устройствами контроля угловой скорости коленчатого вала, крутящего момента, измерения углового положения кулачкового вала, расхода топлива и др. После установки (монтажа) устройства для принудительного бесступенчатого изменения углового положения кулачкового вала двигатель запускают, прогревают и устанавливают один из предусмотренных планом испытаний режим нагрузки. Вращением рукоятки управления 1 оператор перемещает вал с винтовой нарезкой 5 в осевом направлении, возникающая при этом тангенциальная составляющая силового взаимодействия тел качения 9 и винтовой канавки вала 5 поворачивает в тангенциальном направлении сепаратор 8 и связанный с ним кулачковый вал 11 на определенный угол относительно обоймы 7 и привода кулачкового вала 10.
Если коррекция углового положения кулачкового вала выполнена в благоприятном направлении, улучшающем наполнение и удаление отработавших газов, то угловая скорость коленчатого вала двигателя будет возрастать при неизменном цикловом расходе топлива, и ее (угловую скорость) следует вернуть в соответствие плану испытания уменьшением циклового расхода топлива. За наилучшее значение углового положения кулачкового вала для данного режима испытания принимают такое, при котором отклонения углового положения кулачкового вала в «плюс» или в «минус» ведут к снижению мощности при данном минимальном расходе топлива. Аналогичные действия выполняют на всех режимах, включенных в план испытаний, а полученная при реализации плана испытаний информация является основой технического задания на проектирование систем управления работой газораспределительного механизма двигателя.
Устройство обеспечивает возможность принудительного бесступенчатого изменения углового положения кулачкового вала на любом режиме испытания двигателя, упрощение конструкции, снижение габаритно-массовых показателей, снижение трудоемкости и погрешности измерения исследуемых параметров.

Claims (3)

1. Устройство для бесступенчатого принудительного изменения углового положения кулачкового вала при стендовых испытаниях двигателя, содержащее кулачковый вал и размещенный соосно с кулачковым валом технологический привод, соединенный с коленчатым валом, отличающееся тем, что кинематическая цепь передачи движения от привода к кулачковому валу содержит обратимую винтовую пару и механизм принудительного изменения взаиморасположения элементов обратимой винтовой пары.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что винтовая пара выполнена в виде обратимой шарико-винтовой передачи, включающей обойму, содержащую участок внутренних прямолинейных шлицев, жестко соединенную с приводом; сепаратор, соединенный с кулачковым валом двигателя, и вал с винтовой нарезкой и прямолинейными шлицами для осевого перемещения вала с винтовой нарезкой относительно обоймы, между сепаратором и валом в винтовых канавках расположены тела качения, предназначенные для передачи усилия с вала с винтовой нарезкой на сепаратор.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для осевого перемещения вала с винтовой нарезкой относительно сепаратора на хвостовике вала с винтовой нарезкой установлено устройство, содержащее подшипниковый узел и связанный с ним механизм принудительного изменения осевого взаиморасположения винтового вала и сепаратора резьбовым соединением, гайка которого жестко соединена с корпусом, в котором размещены все детали устройства, а корпус закреплен на технологической крышке картера газораспределительного механизма.
RU2018122049A 2018-06-14 2018-06-14 Устройство для бесступенчатого принудительного изменения углового положения кулачкового вала при стендовых испытаниях двигателя RU2689061C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122049A RU2689061C1 (ru) 2018-06-14 2018-06-14 Устройство для бесступенчатого принудительного изменения углового положения кулачкового вала при стендовых испытаниях двигателя

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122049A RU2689061C1 (ru) 2018-06-14 2018-06-14 Устройство для бесступенчатого принудительного изменения углового положения кулачкового вала при стендовых испытаниях двигателя

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2689061C1 true RU2689061C1 (ru) 2019-05-23

Family

ID=66637120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018122049A RU2689061C1 (ru) 2018-06-14 2018-06-14 Устройство для бесступенчатого принудительного изменения углового положения кулачкового вала при стендовых испытаниях двигателя

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2689061C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5715780A (en) * 1996-10-21 1998-02-10 General Motors Corporation Cam phaser position detection
RU2323352C1 (ru) * 2006-08-30 2008-04-27 Игорь Аркадьевич Кудрявцев Устройство регулирования фаз газораспределения
WO2009067789A1 (en) * 2007-11-26 2009-06-04 Magna Powertrain Inc. Concentric camshaft with electric phase drive
RU2516710C2 (ru) * 2010-01-25 2014-05-20 Мицубиси Дзидося Когио Кабусики Кайся Регулируемое клапанное устройство для двигателя внутреннего сгорания
RU2550235C2 (ru) * 2013-07-09 2015-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" (ФГБОУ ВПО ЧГАА) Устройство для диагностирования газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания
RU2634345C1 (ru) * 2016-10-03 2017-10-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ) Устройство для регулирования фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5715780A (en) * 1996-10-21 1998-02-10 General Motors Corporation Cam phaser position detection
RU2323352C1 (ru) * 2006-08-30 2008-04-27 Игорь Аркадьевич Кудрявцев Устройство регулирования фаз газораспределения
WO2009067789A1 (en) * 2007-11-26 2009-06-04 Magna Powertrain Inc. Concentric camshaft with electric phase drive
RU2516710C2 (ru) * 2010-01-25 2014-05-20 Мицубиси Дзидося Когио Кабусики Кайся Регулируемое клапанное устройство для двигателя внутреннего сгорания
RU2550235C2 (ru) * 2013-07-09 2015-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" (ФГБОУ ВПО ЧГАА) Устройство для диагностирования газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания
RU2634345C1 (ru) * 2016-10-03 2017-10-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ) Устройство для регулирования фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104565333B (zh) 自动消除限转角齿轮齿侧间隙的方法
CA2106196C (en) Speed converter
US10234006B2 (en) Reciprocating piston mechanism
KR101612653B1 (ko) 감속 장치
CN109923334B (zh) 用于轴的调节传动设备以及具有调节传动设备的车辆
RU2744418C2 (ru) Прецизионная планетарная передача
US20100064998A1 (en) Adjustable camshaft with a planetary gear
CN107923511B (zh) 具有柔性齿轮的传动装置
CN108474296B (zh) 配备有改变压缩比的系统的热力发动机
CN103608553A (zh) 凸轮轴的支承
CN106124203A (zh) 一种正时皮带耐久试验机及测试方法
CN1088792C (zh) 内燃机气门操纵机构
RU2689061C1 (ru) Устройство для бесступенчатого принудительного изменения углового положения кулачкового вала при стендовых испытаниях двигателя
KR101468389B1 (ko) 회전비를 증가시키는 크랭크 조립체
RU2634345C1 (ru) Устройство для регулирования фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания
US6637389B2 (en) Electrically driven device for angular adjustment of a shaft relative to its drive
JP2010151129A (ja) ローラーによる摩擦のないホイールシステムを有するスタータープレート
JP6568336B2 (ja) バックラッシュ調整方法
CN112178135A (zh) 轻质少齿差双压力角渐开线行星齿轮减速器及装配方法
CN109738185B (zh) 考虑齿轮不对中与齿面偏载的齿轮疲劳试验机
JP5434883B2 (ja) 可変バルブタイミング装置
JP2018159458A (ja) 波動歯車減速機および内燃機関の可変圧縮装置のアクチュエータ
CA2987710C (en) Variable compression ratio mechanism for internal combustion engine
RU2628819C1 (ru) Способ сборки инвертированного ролико-винтового редуктора
JP2009108705A (ja) バルブタイミング調整装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200615