SU1710789A1 - Клапанный механизм - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к двигателест- роению и позвол ет повысить надежность клапанного механизма. Механизм содержит клапан 1, направл ющую втулку 2, установленную в крышке цилиндра 3, возвратную пружину 4, тарель 5, выпо}1нен-ную подвижно относительно стержн  клапана 1 и ограниченную в перемещении втулкой 6, неподвижно закрепленной посредством штифта 7, колпачок'8 и коромысло 9. Во втулке 6 выполнены несквозные вертикальные каналы 10 и нескъозные горизонтальные каналы 11, сообщенные между собой. На внутренней боковой поверхности колпачка 8 выполнена кольцева  проточка 12, сообщенна  посредством канала 13 с окружающей атмосферой. При воздействии коромысла 9 на клапан воздух внутри полости колпачка 8 сжимаетс  и через систему каналов 10-13 вытекает наружу, обеспечива  за счет реакции струи в каналах 11 медленный поворот клапана. 2 ил.^^ •^ЁОVJ 00ю

Description

Изобретение относитс  к двигателестроению и может быть использовано при создании высокофорсированных двигателей.

Известен клапанный механизм, содержащий клапан, установленный в направл ющей втулке, возвратную пружину, тарель пружины посредством сухариков жестко закреплена на стержне клапана, на торце стержн  клапана установлен колпачок.

Однако вследствие жесткого закреплени  тарели пружины стержень клапана не разгружен от поперечных сил в направл ющей втулке, НТО приводит к повышенному износу сопр гаемых поверхностей, нарушению концентричности запорного конуса клапана относительно седла и тем самым отрицательно вли ет на герметизацию камеры сгорани . Дл  двигателей с высокой форсировкой вышеприведенные недостатки усиливаютс  вследствие температурных деформаций клапана. Кроме того, в клапанном механизме действуют значительные силы инерции в начальный момент работы клапана, что вызывает ударное приложение нагрузок и повышенный износ деталей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемо1 4у  вл етс  клапанный механизм, содержащий тарельчатый клапан , направл ющую втулку, закрепленную в крышке цилиндра, пружину, опирающуюс  с одной стороны на крышку цилиндра, с другой a тарель, котора  с зазором установлена на стержне клапана и ограничена в перемещении втулкой, жестко закрепленной в верхней части стержн  клапана, колпачок , установленный с зазором относительно торца стержн  клапана концентрично втулке и опирающийс  на тарель, коромысло , установленное с тепловым зазором относительно колпачка.

В известной конструкции устранено вли ние перекосов и снижена ударность приложени  нагрузки, однако при зтом дл  высокофорсировднного двигател  надежность работы клапанного механизма снижена из-за температурных деформаций клапана. Обеспечение вращени  клапана путем ввода ребер-лопаток выравнивает температурное поле клапана, но приводит к возникновению концентраторов напр жени  в зоне ребер-лопаток, и тем самым снижает долговечность работы кУ1апана. Ввод дополнительной пружины в виде перфорированного из пружинной стали кольца, штифта и нанесение на внутреннюю поверхность днища колпачка радиальных насечек усложн ют конструкцию, увеличива  количество деталей и понижа  тем самым надежность работы устройства.

Цель изобретени  - повышение надежности клапанного механизма.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном клапанном механизме, содержащем тарельчатый клапан, направл ющую втулку, закрепленную в крышке цилиндра, пружину, опирающуюс  с одной стороны на крышку цилиндра, с другой - на тарель, котора  с зазором установлена на стержне клапана и ограничена в перемещении втулкой, жестко закрепленной в верхней части стержн  клапана, колпачок, установленный с зазором относительно торца стержн  клапана, концентрично втулке и опирающийс  на тарель, коромысло, установленное с тепловым зазором относительно колпачка, во втулке со стороны колпачка выполнены диаметрально ее оси вертикальные несквозные каналы, соединенные с несквозными горизонтальными каналами, расположенными перпендикул рно к вертикальным каналам и в разных направлени х по отношению к плоскости, проход щей через оси вертикальных каналов, а на внутренней боковой поверхности колпачка выполнена кольцева  проточка, соединенна  каналом с окружающей средой.

Предлагаема  конструкци  клапанного механизма обеспечивает проворачивание клапана путем использовани  реактивного момента вытекани  сжатого между внутренним днищем колпачка и втулкой воздуха через несквозные горизонтальные каналы, расположенные в разных направлени х по отношению к плоскости, проход щей через оси вертикальных каналов. Причем за счет подбора расположени  проточки на внутренней боковой поверхности колпачкаогносительно горизонтальных каналов обеспечиваетс  основное истечение сжатого воздуха тогда, когда выбираетс  зазор между внутренней поверхностью днища колпачка и торцом стержн  клапана, и последний , вследствие малого момента сил трени , получает возможность проворотаза счет реактивного момента истечени  сжатого воздуха. Таким образом, вращение клапана достигаетс  путем упрощени  конструкции и уменьшени  количества деталей (отпадает необходимость в ребрах-лопатках или в дополнительной пружине), что приводит к повышению надежности клапанного механизма.

На фиг.1 показан клапанный механизм; на фиг.2 - то же, сечение по кольцевой проточке в колпачке.

Клапанный механизм содержит клапан

1, направл ющую втулку 2, установленную в

крышке цилиндра 3, возвратную пружину 4,

опирающуюс  с одной стороны на крышку

цилиндра 3, с другой - на тарель 5, выполненную подвижно (посадка с зазором) относительно стержн  клапана 1 и ограниченную в перемещении ограничительной втулкой б, неподвижно закрепленной посредством штифта 7. Колпачок 8, опирающийс  на тарель 5, установлен с диаметральным зазором относительно втулки 6, обеспечивающим его центровку, компенсацию погрешности изготовлени  и сборки деталей клапанного механизма, а также необходимое уплотнение внутреннего объема под колпачком 8. Кроме того, зазоры имеютс  между стержн ми клапана 1, который -может быть выполнен сферическим , и внутренней поверхностью Днища колпачка 8 (конструктивный зазор д), также зазор между наружным торцом колпачка 8 и рабочей поверхностью коромысла 9 (тепловой зазор Ьт). Во втулке 6 выполнены несквозные вертикальные каналы 10 и несквозные горизонтальные каналы 11, сообщенные между собой, а на внутренней боковой поверхности колпачка 8 выполнена кольцева  проточка 12, сообщенна  посредством канала 13 с окружающей атмосферой.

Клапанный механизм работает следующим образом.

При перемещении рычага коромыслЬ 9 после выборки теплового зазора движение через колпачок 8 передаетс  тарели 5 пру жины. При этом.сжимаетс  возвратна  пружина 4. Клапан 1 остаетс  закрытым до выборки конструктивного зазора между колпачком 8 и торцом стержн  клапана 1, как со стороны цилиндра двигател  на тарель клапана 1 действует избыточное давление газов в цилиндре двигател . При этом внутренний объем, образованный пространством между внутренней поверхностью колпачка 8, втулкой 6 и торцом стержн  клапана 1, уменьшаетс  и давление воздуха в нем возрастает вследствие сжати  и обеспечени  уплотнени  в диаметральном зазоре д между колпачком 8 и втулкой

При этом конструктивные соотношени  Деталей клапанного механизма рационально следует выбирать так, чтобы к моменту выборки зазора д давление во внутреннем объеме обеспечивало открытие клапана Т, что разгружает пару внутренн   поверхность колпачка 8 - сферическа  поверхность тррца стержн  клапана 1 и позвол ет отказатьс  от термообработки этих поверхностей с целью повышени  твердости материалов .

После выборки зазора д клапан получает возможность проворачивани  под действием реактивного момента вытека 9щего сжатого воздуха . внутреннего объема по тракту канал 10 - канал 11 - кольцева  проточка 12 - канал 13 вследствие малости сил трени  во втулке 2 и в точечном контакте между внутренней поверхностью днища колпачка 8 и сферической поверхностью торца стержн  клапана 1. При обратном перемещении коромысла 9 возвратна  пружина 4, возвраща сь в исходное положение, обеспечивает закрытие клапана 1 путем передачи движени  через тарель 5 пружины и втулку 6. При зтом разгруженный от силовых воздействий клапан 1 центрируетс  направл ющей втулкой 2 относительно седла в крышке цилиндра 3.

Рассто ние от нижней кромки кольцевой проточки 12 до верхней образующей горизонтальных каналов 11 может быть несколько меньше зазора д, но не больше его.

Рациональные геометрические соотношени  клапанного механизма, например, дл  среднеоборотного дизел  определены путем расчета и характеризуютс  следующими основными соотношени ми: ,1h, где h - ход клапана, степень сжати  воздуха в колпачке е 6-8.

Ф о р м у л а и 3 о б р ете н и   Клапанный механизм, содержащий тарельчатый клапан, направл ющую втулку, закрепленную в крышке цилиндра, пружину , опирающуюс  с одной стороны на крышку цилиндра, с другой - на тарель, котора  с зазором установлена на стержне клапана, ограничительную втулку, жестко закрепленную в верхней части стержн  клапана, колпачок, установленный с зазором относительно торца стержн  клапана концентрично втулке и опирающийс  на тарель, коромысло, установленное степловым зазором относительно колпачка, отличаю щ и и с   тем, что с целью повышени  надежности, в ограничительной втулке со стороны колпачка выполнены симметрично ее оси вертикальные несквозные каналы, соединенные с несквозными горизонтальными каналами, расположенными перпендикул рно к вертикальным каналам и в разных направлени х по отношению плоскости , проход щей через оси вертикальных каналов, а на внутренней боковой поверхности колпачка выполнена кольцева  проточка, соединенна  каналом с окружающей средой.

Claims (1)

1. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

   Клапанный механизм, содержащий тарельчатый клапан, направляющую втулку, закрепленную в крышке цилиндра, пружину, опирающуюся с одной стороны на крышку цилиндра, с другой - на тарель, которая с зазором установлена на стержне клапана, ограничительную втулку, жестко закрепленную в верхней части стержня клапана, колпачок, установленный с зазором относительно торца стержня клапана концентрично втулке и опирающийся на тарель, коромыслд, установленное степловым зазором относительно колпачка, отличаю щ и й с я тем, что с целью повышения надежности, в ограничительной втулке со стороны колпачка выполнены симметрично ее оси вертикальные несквозные каналы, соединенные с несквозными горизонтальными каналами, расположенными перпендикулярно к вертикальным каналам и в разных направлениях по отношению х плоскости, проходящей через оси вертикальных каналов, а на внутренней боковой поверхности колпачка выполнена кольцевая проточка, соединенная каналом с окружающей средой.

   40·