МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДИЗЕЛЯ
DIESEL ENGINE VALVE GEAR

Предлагаемое изобретение относится к области двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано в конструкциях двухтактных и четырехтактных дизелей.
Известен механизм газораспределения 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 г., стр.187-188, рис.128). У такого дизеля в головке цилиндров расположено по два выхлопных и два выпускных клапана на каждый цилиндр. Клапаны состоят из стержней постоянного круглого сечения и головок, которые садятся на запрессованные в головку блока цилиндров 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 и их стержни расположены на пути движения газов и понятно, что оказывают им известное сопротивление. В то же время клапаны, а следовательно, и их седла работают в очень тяжелых температурных условиях в области порядка 300-800°C и вопросы повышения их надежности и на сегодняшний день являются весьма актуальными.
Известен также механизм газораспределения, представленный в патенте RU 2268373. У такого механизма впускной и выпускной клапаны каждого из цилиндров блока в своих головках снабжены наклонными в вертикальной плоскости каналами, начала которых находятся на торцевой части головок, а концы - на их рабочей поверхности, причем начала и концы упомянутых каналов выполнены различного диаметра и большие из них расположены на внешних торцевых частях головок клапанов, а меньшие - на их рабочих поверхностях. Существенным недостатком этого механизма газораспределения является то, что каналы, выполненные в головках клапанов, являются криволинейными и поэтому прохождение через них газов происходит с некоторым сопротивлением, а это снижает их скорость и в недостаточной мере способствует снижению температурного поля головок клапанов и других их составляющих.
Поэтому целью предлагаемого изобретения является разработка такого клапана, у которого за счет изменения круговой наружной поверхности стержня по его длине происходит как увеличение его пропускной способности, так и его снижение теплонапряженности.
Поставленная цель достигается тем, что стержни клапанов по всей своей длине, расположенной на участках впускного и выпускного коллектора, выполнены в виде гиперболоидов и являются продолжением подобных, имеющихся на тарелках упомянутых клапанов.
На чертежах фиг.1 показана часть клапана ГРМ ДВС, расположенная, например, в выпускном его коллекторе.
Механизм газораспределения дизеля включает в себя клапан, состоящий из цилиндрического стержня 1, расположенного в направляющей втулке 2, установленной в головке цилиндров 3, и тарелки 4, причем цилиндрический стержень 1 на участке от направляющей втулки 2 до тарелки 4 выполнен в виде гиперболоида 5. Тарелка 4 взаимодействует с седлом 6 клапана, также установленном в головке цилиндров 3. В головке цилиндров 3 выполнен выпускной коллектор 7.
Работает механизм газораспределения дизеля следующим образом. Предположим, что на фиг.1 показан выпускной клапан дизеля и последний открывается по стрелке А после того, как завершится рабочий ход поршня (работа шатунно-поршневой группы и газораспределительного механизма, например, дизеля М 750 подробно описана в аналоге). После того как клапан будет открыт, отработанные газы попадают через пространство, образованное между седлом 6 клапана и его тарелкой 4 (на чертеже такое положение клапана не показано), в выпускной коллектор 7 и, двигаясь по стрелкам В, по криволинейным поверхностям гиперболоида 5, получают некоторое ускорение и, тем самым обеспечивается повышение пропускной способности последних. Но так как пропускная способность их увеличивается, то одновременно и снижается теплонапряженность клапана в целом, что в итоге будет способствовать росту термического КПД дизеля. Следует также отметить, что если рассматривать работу впускного клапана, когда он также как и выпускной будет открыт по стрелке А, то воздушно-газовая смесь, поступающая в впускной коллектор, будет направлена в сторону, обратную стрелке В, и ее движение по поверхности гиперболоида 5 также будет происходить без особого сопротивления.
Технико-экономическая эффективность предложенного технического решения в сравнении с известными очевидна, так как оно направленно на увеличение пропускной способности газов через клапаны ДВС и снижает теплонапряженность последних.