WO2014074084A1 - Система управления клапанами газораспределения двигателя - Google Patents
Система управления клапанами газораспределения двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- WO2014074084A1 WO2014074084A1 PCT/UA2013/000114 UA2013000114W WO2014074084A1 WO 2014074084 A1 WO2014074084 A1 WO 2014074084A1 UA 2013000114 W UA2013000114 W UA 2013000114W WO 2014074084 A1 WO2014074084 A1 WO 2014074084A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- engine
- gas distribution
- valve
- valves
- hydraulic
- Prior art date
Links
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
- F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
- F01L9/10—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
Definitions
- the invention relates to engine building and can be used to control gas and liquid flows in the lines of internal and external combustion engines, as well as engines operating on compressed gas.
- the closest known technical solutions to the claimed is a control system for gas distribution valves of the engine, containing double-acting cylinders, the rods of which are the valves of gas distribution valves, a system for providing oil under pressure with a device for controlling the flow of oil in the hydraulic valve system described in German patent N ° 3935218 [IPC F02L 9/02, publ. 04/25/1991].
- a spool is used as a fluid flow control device, which is mechanically connected to the crankshaft, opening and closing the corresponding gas distribution valves according to the engine operation cycle. Changing the phases of opening and closing valves with a spool is carried out by a mechanical differential controller.
- Each cylinder of the gas distribution valves is connected by oil supply-discharge lines with a spool and a differential piston with a check valve system.
- Hydraulic check valves are used to reduce hydraulic shocks during a sharp change in pressure and a change in the direction of movement of oil in the hydraulic tubes.
- a differential controller for changing the phases of opening and closing valves with a slide valve is made for the average engine operation mode
- the objective of the invention is to simplify the design and expand the control capabilities of the engine timing valves, which improves the efficiency, power and reliability of the engine.
- the problem is solved in that in a control system for gas distribution valves of an engine containing hydraulic cylinders with double-acting pistons, the rods of which are the valves of the gas distribution valves, a system for providing oil under pressure with a device for controlling the flow of oil to the valve cylinders, according to the invention, the oil flow control device has control and working spools on each cylinder of the gas distribution valve.
- the control spools can be connected to an electronic control unit or to an electronic control unit in combination with a hydraulic or mechanical control unit.
- the beginning of the feed and the duration of the command pulse to the control valve are changed.
- the command pulse from the control unit has low power and it is easier to direct it to the control valve.
- the control valve uses the oil pressure in the hydraulic system and switches the working valve that controls the hydraulic valve cylinder. In the inventive control system for gas distribution valves, the possibilities for changing phases and the duration of the opening and closing of the valves, which allows you to change the amount of filling and purging of the engine cylinders, while receiving the necessary power and efficiency of the engine in any operating conditions.
- the inventive system comprises hydraulic cylinders 1 with pistons 2 of double action, the rods 3 of which are the valves of the gas distribution valves 4, a system for providing oil under pressure, including a pump 5, a control 6 and a working 7 spools connected to each hydraulic cylinder 1 of the gas distribution valve 4.
- the pump 5 is connected oil supply line 8 with a high pressure hydraulic tube 9 and oil line 10 with a hydraulic pipe 1 1 for oil discharge.
- the control 6 and the working 7 spools can be made in separate units or structurally combined into one node and are preferably placed in the cylinder head 12.
- the control spools 6 are connected to the control unit 13, which can be electronic or electronic in combination with a hydraulic or mechanical unit management.
- the inventive control system of the valve timing of the engine operates as follows.
- Block control 13 command pulses through the control spools 6 acts on the working spools 7, which are installed using hydraulic cylinders corresponding to the valve 4 in the position of this phase of the operating cycle of the engine.
- the working valve 7 directs the oil under pressure into the lower cavity of the hydraulic cylinder 1.
- the oil pressure on the piston 2 keeps the valve 4 in the closed position.
- the control unit 13 delivers a command pulse to the control valve 6.
- the control valve 6 switches the working valve 7 from the initial standby position to the open position of the valve 4. This switch directs the pressurized oil to the upper cavity of the hydraulic cylinder 1 and moves the piston 2 with the valve 4.
- the movement of the valve 4 connects the cavity of the cylinder 14 of the engine with the gas channel 15 and the current valve timing in the engine.
- the control valve 6 switches the working valve 7 to its original position.
- the working spool 7 directs the oil under pressure into the lower cavity of the hydraulic cylinder 1.
- the oil pressure in the hydraulic circuit moves the piston 2, closes and holds the valve 4 in the closed position.
- the constant circulation in the hydraulic cylinder 1 of the double action of the discharged oil when opening and closing the gas distribution valve 4 removes excess heat directly from the valve stem 3, improving its working conditions and increasing the engine life.
- Direct contact in the cylinder head 12 of the hydraulic cylinder 1 of the valve 4, the control 6 and the working 7 spools ensures speed and reliable operation of the hydraulic system.
- a mechanical or hydraulic command pulse supply unit may be duplicate in cases where the engine is mounted on an airplane or helicopter for emergency landing.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для управления газовыми и жидкостными потоками в магистралях двигателей внутреннего и внешнего сгорания, а также двигателей, работающих на сжатом газе. Система управления клапанами газораспределения двигателя содержит гидроцилиндры с поршнями двойного действия, штоки которых являются стержнями клапанов газораспределения, систему обеспечения подачи масла под давлением с устройством управления потоком масла к гидроцилиндрам клапанов, которое имеет управляющий и рабочий золотники на каждом гидроцилиндре клапана газораспределения. За счет упрощения конструкции и расширения возможностей управления клапанами газораспределения двигателя повышены экономичность, мощность и надежность работы двигателя.
Description
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КЛАПАНАМИ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ДВИГАТЕЛЯ
Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для управления газовыми и жидкостными потоками в магистралях двигателей внутреннего и внешнего сгорания, а также двигателей, работающих на сжатом газе.
Наиболее близким из известных технических решений к заявляемому является система управления клапанами газораспределения двигателя, содержащая гидроцилиндры двойного действия, штоки которых являются стержнями клапанов газораспределения, систему обеспечения подачи масла под давлением с устройством управления потоком масла в гидравлической системе клапанов, описанная в патенте Германии N° 3935218 [МПК F02L 9/02, опубл. 25.04.1991]. В этой системе в качестве устройства управления потоком жидкости используют золотник, который имеет механическую связь с коленчатым валом, открывая и закрывая соответствующие клапаны газораспределения согласно циклу работы двигателя. Изменение фаз открытия и закрытия клапанов золотником осуществляется механическим дифференциальным регулятором. Каждый гидроцилиндр клапанов газораспределения соединен линиями подачи-сброса масла с золотником и дифференциальным поршнем с системой обратных гидравлических клапанов. Обратные гидравлические клапаны служат для уменьшения гидравлических ударов при резком изменении давления и изменении направления движения масла в гидравлических трубках.
Недостатками известной системы управления клапанами газораспределения двигателя являются:
- сложная конструкция, так как к каждому гидроцилиндру каждого клапана газораспределения присоединены по три гидравлические трубки линий подачи-сброса масла и один обратный гидравлический клапан;
- наличие гидравлических ударов в системе при изменении давления и направления движения масла, снижающих надежность работы двигателя;
- дифференциальный регулятор изменения фаз открытия и закрытия клапанов золотником изготовлен для усреднённого режима работы двигателя;
- необходимость высокоточного изготовления механического дифференциального регулятора фаз открытия и закрытия клапанов.
Задачей изобретения является упрощение конструкции и расширение возможностей управления клапанами газораспределения двигателя, позволяющее повысить экономичность, мощность и надежность работы двигателя.
Поставленная задача решается тем, что в системе управления клапанами газораспределения двигателя, содержащей гидроцилиндры с поршнями двойного действия, штоки которых являются стержнями клапанов газораспределения, систему обеспечения подачи масла под давлением с устройством управления потоком масла к гидроцилиндрам клапанов, согласно изобретению, устройство управления потоком масла имеет управляющий и рабочий золотники на каждом гидроцилиндре клапана газораспределения.
При этом управляющие золотники могут быть соединены с электронным блоком управления или с электронным блоко управления в комбинации с гидравлическим или механическим блоком управления.
Использование на каждом гидроцилиндре клапана газораспределения управляющего и рабочего золотников позволяет иметь одну гидравлическую трубку высокого давления подачи масла и одну гидравлическую трубку линии сброса масла на все гидроцилиндры клапанов газораспределения двигателя. Таким образом, упрощается конструкция системы управления клапанами газораспределения и, следовательно, конструкция двигателя.
Отсутствие изменения давления и направления движения масла в гидравлической трубке высокого давления линии подачи масла и гидравлической трубке линии сброса масла исключает возможность образования гидравлических ударов, что повышает надежность работы гидравлической системы и двигателя в целом.
В соответствии с режимом работы двигателя, нагрузочных показателей и программой управления электронного блока происходит изменение начала подачи и продолжительность командного импульса на управляющий золотник. Командный импульс с блока управления имеет малую мощность и его проще направить к управляющему золотнику. Управляющий золотник использует давление масла в гидравлической системе и переключает рабочий золотник, управляющий гидроцилиндром клапана газораспределения. В заявляемой системе управления клапанами газораспределения расширены возможности изменения фаз и
продолжительности открытия и закрытия клапанов, что позволяет изменять величину наполнения и продувки цилиндров двигателя, получая при этом необходимую мощность и экономичность работы двигателя на любых режимах его эксплуатации.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема системы управления клапанами газораспределения двигателя.
Заявляемая система содержит гидроцилиндры 1 с поршнями 2 двойного действия, штоки 3 которых являются стержнями клапанов газораспределения 4, систему обеспечения подачи масла под давлением, включающую насос 5, управляющий 6 и рабочий 7 золотники, соединенные с каждым гидроцилиндром 1 клапана газораспределения 4. Насос 5 соединен линией 8 подачи масла с гидравлической трубкой 9 высокого давления и линией 10 с гидравлической трубкой 1 1 сброса масла. Управляющий 6 и рабочий 7 золотники могут быть выполнены отдельными узлами или конструктивно объединены в один узел и в предпочтительном варианте размещены в головке блока цилиндров 12. Управляющие золотники 6 соединены с блоком управления 13, который может быть электронным или электронным в комбинации с гидравлическим или механическим блоком управления.
Заявляемая система управления клапанами газораспределения двигателя работает следующим образом.
Перед началом работы двигателя включается блок управления 13 и электродвигатель насоса 5, при этом гидравлическая система привода клапанов обеспечивается маслом под давлением. Блок
управления 13 командными импульсами через управляющие золотники 6 воздействует на рабочие золотники 7, которые устанавливают с помощью гидроцилиндров соответствующие им клапаны газораспределения 4 в положение данной фазы рабочего цикла двигателя.
При отсутствии командного импульса с блока управления 13 на управляющий золотник 6, рабочий золотник 7 направляет масло под давлением в нижнюю полость гидроцилиндра 1. Давление масла на поршень 2 держит клапан газораспределения 4 в закрытом положении.
В соответствии с фазой газораспределения двигателя, блок управления 13 подаёт командный импульс на управляющий золотник 6. Управляющий золотник 6 переключает рабочий золотник 7 из исходного положения режима ожидания в положение открытия клапана газораспределения 4. Это переключение направляет масло под давлением в верхнюю полость гидроцилиндра 1 и перемещает поршень 2 с клапаном газораспределения 4. Перемещение клапана 4 соединяет полость цилиндра 14 двигателя с газовым каналом 15 и происходит текущий цикл газораспределения в двигателе. При прекращении подачи командного импульса блоком управления 13, управляющий золотник 6 переключает рабочий золотник 7 в исходное положение. Рабочий золотник 7 направляет масло под давлением в нижнюю полость гидроцилиндра 1. Давление масла в гидравлическом контуре перемещает поршень 2, закрывает и удерживает в закрытом положении клапан газораспределения 4.
Постоянная циркуляция в гидроцилиндре 1 двойного действия сбрасываемого масла при открытии и закрытии клапана газораспределения 4 отводит избыточное тепло непосредственно от штока 3 клапана, улучшая условия его работы и увеличивает моторесурс двигателя. Непосредственный контакт в головке блока цилиндров 12 гидроцилиндра 1 клапана газораспределения 4, управляющего 6 и рабочего 7 золотников обеспечивает быстродействие и надёжную работу гидравлической системы.
Работу двигателя с изменяемыми фазами газораспределения проще осуществить электронным блоком управления с электрическим командным импульсом. Механический или гидравлический блок подачи командных импульсов может быть дублирующим в случаях установки двигателя на самолет или вертолет для возможности осуществления аварийной посадки.
Хотя здесь показан и описан вариант, который признан лучшим для осуществления заявляемого изобретения, специалистам в данной области техники будет понятно, что можно осуществлять разнообразные изменения и модификации, и элементы можно заменять на эквивалентные, не выходя при этом за пределы объема притязаний по этому изобретению.
Claims
1. Система управления клапанами газораспределения двигателя, содержащая гидроцилиндры с поршнями двойного действия, штоки которых являются стержнями клапанов газораспределения, систему обеспечения подачи масла под давлением с устройством управления потоком масла к гидроцилиндрам клапанов, отличающаяся тем, что устройство управления потоком масла имеет управляющий и рабочий золотники на каждом гидроцилиндре клапана газораспределения.
2. Система по п. 1 , отличающаяся тем, что управляющие золотники клапанов газораспределения соединены с электронным блоком управления.
3. Система по п. I, отличающаяся тем, что управляющие золотники клапанов газораспределения соединены с электронным блоком управления в комбинации с гидравлическим или механическим блоком управления.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2012012766 | 2012-11-09 | ||
| UAA201212766 | 2012-11-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2014074084A1 true WO2014074084A1 (ru) | 2014-05-15 |
Family
ID=50685017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/UA2013/000114 WO2014074084A1 (ru) | 2012-11-09 | 2013-09-26 | Система управления клапанами газораспределения двигателя |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2014074084A1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU699209A1 (ru) * | 1977-06-09 | 1979-11-25 | Воронежский лесотехнический институт | Гидравлический привод клапана |
| RU2153082C2 (ru) * | 1997-12-29 | 2000-07-20 | Бурячко Владимир Романович | Гидравлический привод клапанов двигателя внутреннего сгорания |
| JP2002138807A (ja) * | 2000-11-07 | 2002-05-17 | Nippon Soken Inc | 内燃機関の動弁装置 |
| US20080141959A1 (en) * | 2006-12-14 | 2008-06-19 | Gisoo Hyun | System for Controlling Variable Valve |
-
2013
- 2013-09-26 WO PCT/UA2013/000114 patent/WO2014074084A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU699209A1 (ru) * | 1977-06-09 | 1979-11-25 | Воронежский лесотехнический институт | Гидравлический привод клапана |
| RU2153082C2 (ru) * | 1997-12-29 | 2000-07-20 | Бурячко Владимир Романович | Гидравлический привод клапанов двигателя внутреннего сгорания |
| JP2002138807A (ja) * | 2000-11-07 | 2002-05-17 | Nippon Soken Inc | 内燃機関の動弁装置 |
| US20080141959A1 (en) * | 2006-12-14 | 2008-06-19 | Gisoo Hyun | System for Controlling Variable Valve |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2012102245A (ru) | Самоадаптивная гидравлическая система с изменяемыми фазами газораспределения для дизельного двигателя и способ управления | |
| WO2009145381A1 (en) | Hydraulic circuit of pile driver | |
| CN103277163A (zh) | 一种可变升程驱动器 | |
| KR101557337B1 (ko) | 압력 펄스 생성장치 | |
| CN103982488A (zh) | 可调式大型缸体的缓冲装置 | |
| EP3032054B1 (en) | Internal combustion engine with an electronically controlled hydraulic system for variable actuation of the intake valves, provided with a device for refilling the system with fluid | |
| EP3259518B1 (en) | Cryogenic pump operation for controlling heat exchanger discharge temperature | |
| DK200001818A (da) | Motor | |
| CN104822911B (zh) | 气体交换阀装置 | |
| CN103821622B (zh) | 内燃发动机及凸轮驱动排放阀致动系统 | |
| JP2004190683A (ja) | ２行程クロスヘッドエンジンの液圧装置 | |
| WO2014074084A1 (ru) | Система управления клапанами газораспределения двигателя | |
| CN203702096U (zh) | 一种新型无梁式液压抽油机 | |
| RU117527U1 (ru) | Гидравлический привод скважинного насоса | |
| RU2548241C1 (ru) | Поршневой двигатель (варианты) и корпус поршневого двигателя | |
| CN104481944A (zh) | 降压系统及工程机械 | |
| CN203756334U (zh) | 活塞式液压发动机 | |
| RU2559902C1 (ru) | Электрогидрообъёмная глубинная насосная установка для добычи нефти | |
| WO2009035231A2 (en) | Hydraulic control device for turbine valve | |
| RU101094U1 (ru) | Двигатель-преобразователь | |
| US9222489B2 (en) | Two-step hydraulic valve | |
| CN103628981A (zh) | 活塞式液压发动机 | |
| RU2289038C1 (ru) | Гидропривод глубинного штангового насоса | |
| CN205446246U (zh) | 一种挖掘机斗杆油缸 | |
| RU2277644C1 (ru) | Гидропривод глубинного штангового насоса |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 13853607 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 13853607 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |