SU1205783A3 - Выпускной клапан дл поршневого двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Description

«

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к конструкции вьтускных клапанов поршневого двигател  внутреннего сгорани  (ДВС), преимущественно двухтактного дизе л , содержап;его плунжер, который открьшаете  давлением газа в камере сгорани  (КС) и перемещаетс  в сторону от нее и закрьгоаетс  под давлением рабочей жидкости в рабочей камере гидравлического цилиндра.

На фиг.1 изображен выпускной клапан согласно изобретению, осевое сечение; на фиг.2 схематично показана система управлени  клапаном; на фиг.3 - положени  регулируемых пе- реключа1елей (.о,) и контрольных клапанов (-ь)и плунжера выпускного клпана (J в зависимости от положени  поршн  двигател  в течение полного рабочего цикла, где 1 - положени  переключателей и клапанов в ВМТ, II - их противоположные положени .

Выпускной клапан дл  порганевого две преимущественно двухтактного дизел  с пр моточным удалением отработавших газов (фиг.1) содержит плунжер 1, установленный в выпускно канале 2 головки 3 цилиндра с возможностью осевого перемещени  и перекрывающий выпускное отверстие 4

К верхней части головки 3 цилищз; ра прикреплен промежуточный блок З а второй промежуточный блок 6 смонтирован на верхней части блока 5. Кожух 7 с крьппкой 8 смонтирован на верхней части блока 6.

Плунжер 1 жестко соединен со штоком 9р который проходит через блоки 5,6 и кожух 7.

Шток 9 жестко соединен с поршн ми 1 О и 1 1 различного диаметра, и поршень 10 большего диаметра образует в цилиндрическом отверстии головки 3 совместно с нижней стороной блока 5 полость 12 большего диаметра (удерживающа ), причем эта полость примыкает к плунжеру 1, а поршень 11 меньшего диаметра вместе с отверстием в кожухе 7 и верхней крьппкой 8 образует полость 13 менытего диаметра (закрьюающа  полость ) , при этом обе полости 12 и 13 образуют рабочую камеру гидравлического цилиндра.

Дополнительный поршень 14 также жестко соединен со штоком 9 и

05783

может перемещатьс  в цилиндрическом отверстии блока 6 и совместно с верхней стороной блока 5 образует буферную полость 15 дл  рабочей

5 жидкости. Последн   размещена между полост ми 12 и 13. Камера 16 над поршнем св зана с окружающим пространством через канал 17 в кожухе 7. Диаметр дополнительного поршн  14

О равен диаметру поршн  10.

Буферна  полость 15 сообщена с поло.стью 12 большего диаметра при помощи четырех каналов 18 в блоке 5, причем в каждом канале установлен

15 управл ющий клапан 19, снабженный закрывающей пружиной 20 и кольцевым выступом 21,

Управление движени ми открыти  и закрыти  выпускного клапана осущест20 вл етс  при помощи гидравлической , системы (фиг.2), содержащей магистраль высокого давлени  С МВД) 22 с питанием от насоса высокого давлени  и магистраль низкого давлени 

25 (МИД) 23, в которой давление поддерживаетс  чуть выше атмосферного. Дл  двигател , в котором максимальное давление в цилиндре составл ет около 100 бар, давление в МВД может

30 быть около 200 бар, а давление в МИД - около 1,5 бар.

Гидравлическа  система содержит три наружных дв гхпозиционных регулируемых переключател  24,25, и 26

35 дл  впуска и вьтуска рабочей жидкости в полости (из полостей) 12,13 и 5. Клапаны 1 9 .ттравл ютс  переключателем 25 и, кроме того, потоком рабочей жидкости, циркулирующей

40 между, полост ми 12 и 15.

Полость 12 большего диаметра св зана с МВД 23 через обратный клапан 27 дл  компенсации утечек. Б головке 3 цилиндра выполнен канал 28

45 дл  подачи жидкости в полость 12, в кожухе 7 - канал 29 дл  подачи жидкости в полость 13 меньшего диаметр а , а в блоке 5 - каналы 30 дл  подачи жидкости в каналы 18.

5Q Кроме того, в блоке 6 вьшолнен канал 31 .

Буферна  полость 15 дополнительно снабжена каналом 32 дл  подключени  к МИД 23 и в последнем установлен дроссель 33.

55

Полость 3 меньшего диаметра снабжена дополнительной кольцевой камерой 34, расположенной вокруг штока

3

9 и примыкающей к нижнему торцу поршн  11 меньшего диаметра, причем камера ЗА снабжена каналом 35 дл  подключени  к МВД 22.

Клапан работает следующим образом

При положении поршн  двигател  в ВМТ давление в МВД 22 гидравлической системы действует на полость 12 через переключатель 24 и канал 28. Так как площадь поршн  равна или, чуть больше площади вьшускного отверсти  4, в то врем  как давление В;.полости 12 значительно выше, чем максимальное давление в цилиндре двигател , то плунжер 1 закрьтает вьшускное отверстие 4.

Буферна  полость 15 отсоединена от полости 2 поскольку клапаны 19 закрыты, а так как полость 15 посто нно соедин етс  с МИД 23 только через канал 32 с установленным в не дросселем 33 (фиг.2, то давление в этой полости 15 низкое. Полость 13 меньшего диаметра через переключатель 26 и канал 29 сообщаетс  с МИД 23, тогда как дополнительна  камера 34 посто нно соединена с МВД 22 через канал 35. Эффективна  площадь камеры 34 настолько мала , что вверх направленна  сила, действующа  на поршень 11, в результате давлени  в камере 34  вл етс  незначительной по сравнению с вниз направленной силой, котора  в полости 12 действует на поршень 10.

Во врем  рабочего хода поршн  двигател  переключатели 24,25,26 и клапаны 19 остаютс  в положении, показанном на фиг.1 и 2, до тех пор, пока переключатель 25 не переместитс в ответ на управл ющий сигнал, например , от кулачка распределительного вала, вращающегос  синхронно с коленчатым валом двигател . Это открывает подачу рабочей жидкости из МВД 22 через каналы 30 в блоке 5 на кольцевые выступы 21 клапанов 19 (момент 1 фиг.3). Однако клапаны 19 еще закрыты, так как на их нижние торцы действуют высокое давление жидкости в полости 12 и усилие пружин 2

Немного позже ( момент t j на фиг. 3 переключатель 24 перемещаетс  в положение , при котором от отключает канал 28.от МВД 22 и соедин ет его с каналом 31, св занным с буферной полостью 15. Это аннулирует разность давлений между полост ми 12 и 15 и тем самым дифференциальное давление.

05783

действующее на клапаны 19. Сила давлени  жидкости, действующа  на кольцевые выступы 21 клапанов 19, превышает усилие пружин 20 так, что

5 клапаны 19 перемещаютс  вниз и отк- рьгеают четыре каналг 18 в блоке 5 между полост ми 15 и 12. Выравнива- : ние давлени  между полост ми 12 и 15 заставл ет исчезнуть вниз нап10 равленную силу, действующую на поршень 10, и давление газа в камере сгорани  способно переместить плунжер 1 вверх, т.е. клапан откроетс  (фиг.З).

(5 Во врем  перемещени  плунжера жидкость, наход ща с  в полости 12, перетекает в полость 15 через открытые клапаны 19, а небольшое количество жидкости, которое было в полости

20 13, перетекает через канал 29 и переключатель 26 в МИД 23.

Когда поршень двигател  пройдет НМТ и будет двигатьс  вверх, переключатель 26 перемещаетс  (момент

25 t3 Фиг.З), полость 13 тем самым - соедин етс  через переключатель с МВД, и давление рабочей жидкости, действующее на поршень 11 начнет двигать шток 9 и св занный с ним плунжер 2 вниз. В это врем  клапаны 19 все еще открыты, так что через каналы 18 жидкость беспреп тственно перетекает из полости 15 в полость 12.

Когда выпускное отверстие 4 будет

закрыто (момент t/, фиг.З), переключатель 25 займет положение, показанное на фиг.2, за счет чего давление жидкости на кольцевые выступы 21 клапанов 19 уменьшаетс , и

30

40

45

клапаны 19 закрьтаютс  под действием пружин 20 (фиг.Зг).

В момент Времени i: g переключатели 24 и 26 принимают управл ющие

50

сигналы, которые заставл ют их перемещатьс  в противоположные положени , за счет чего в полость 12 снова подаетс  жидкость из МВД, котора  во - врем  остальной части хода сжати  и последующего рабочего хода в цилиндре двигател  обеспечивает удержание плунжера I в закрытом положении . Одновременно давление в полости 13 падает в результате сое- динени  этой полости с МИД. При необходимости переключатель 26 может перемещатьс  позже, чем переключатель 24.

2д

2

фиё.1.

9(1).

BfttT

iffT

Claims (5)

1. . 1.ВЫПУСКНОЙ КЛАПАН ДЛЯ ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ преимущественно двухтактного дизеля, содержащий плунжер, установленный в выпускном канале головки с возможностью осевого перемещения и перекрывающий выпускное отверстие, , жестко связанный с управляющим поршнем, установленным в гидравлическом цилиндре и образующим в нем рабочую камеру, и подключенный к рабочей камере регулируемый переключатель для ее поочередного сообщения с магистралями впуска и выпуска рабочей жидкости,, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности, управляющий поршень выполнен двухступенчатым, а рабочая камера гидроцилиндра - в виде двух полостей различного диаметра так, что полость большего диаметра примыкает к плунжеру, а ступени поршня размещены в полостях соответствующего диаметра, и регулируемый переключатель подключен к каждой полости рабочей камеры,
2. 2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что он снабжен буферной полостью, размещенной между полостями рабочей камеры гидроцилиндра, и установленным в ней дополнительным поршнем, жестко связанным с плунжером, причем буферная полость сообщена с полостью большего диаметра рабочей камеры при помощи канала, и в последнем установлен по меньшей мере один управляющий клапан.
3. 3. Клапан поп.2, о тли ч а тощи йс я тем, что диаметр дополнительного поршня, размещенного в буферной полости, выполнен равным диаметру ступени поршня, размещенной в полости большего диаметра рабочей камеры.
4. 4. Клапан по пп.2,3, о т л. ичающийся тем, что буферная полость дополнительно снабжена каналом для подключения к источнику, жидкости низкого давления и в канале установлен дроссель.
5. 5. Клапан по пп.1-4, отличающийся тем, что участок, соединяющий ступени поршня, выполнен в виде штока и полость меньшего диаметра рабочей камеры снабжена дополнительной кольцевой камерой, расположенной вокруг штока и примыкающей к нижнему торцу поршня меньшего диаметра, причем кольцевая камера снабжена каналом для подключения к источнику рабочей жидкости высокого давления.