СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ИЗМЕНЕНИЯ МЕЖОСЕВОГО РАССТОЯНИЯ В ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОМ МЕХАНИЗМЕ СНАБЖЕННОГО КЛАПАННЫМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, А ТАКЖЕ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ СНАБЖЕННОГО КЛАПАННЫМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
METHOD OF AXLE SPACING MOTION COMPENSATION IN A GAS DISTRIBUTION MECHANISM EQUIPPED WITH VALVE GAS DISTRIBUTION OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE AS WELL AS GAS DISTRIBUTION MECHANISM EQUIPPED WITH VALVE GAS DISTRIBUTION OF A INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Данное изобретение касается способа компенсации изменения межосевого расстояния в газораспределительном механизме снабженного клапанным газораспределением двигателя внутреннего сгорания согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также газораспределительного механизма снабженного клапанным газораспределением двигателя внутреннего сгорания согласно ограничительной части пункта 8 формулы изобретения.
Для того чтобы обеспечить плавную работу газораспределительного механизма при возникающих переменных крутящих моментах и точные фазы газораспределения в двигателях внутреннего сгорания, должны быть обеспечены определенные соотношения зубчатого зацепления и осевые расстояния находящихся в зацеплении друг с другом цилиндрических шестерен, что не представляет собой проблему в случае, если двигатель внутреннего сгорания находится в новом состоянии. Дело обстоит по-другому в случаях необходимых при известных обстоятельствах ремонтов, другими словами переборки, при которой, например, должна быть обработана уплотняемая поверхность головки цилиндров и/или ответная плоская поверхность блока цилиндров, из-за чего может нежелательным образом измениться межосевое расстояние между коленчатым валом и распределительным валом и связанные с этим соотношения зубчатого зацепления в цилиндрических шестернях.
Из AT 001616 U1 известен газораспределительный механизм, в котором цилиндрические шестерни на коленчатом валу и вышерасположенном распределительном валу соединены через промежуточную шестерню, которая расположена на изменяющей свое положение опорной цапфе. Опорная цапфа при этом должна иметь две степени свободы, позволяющие перемещаться вокруг оси вращения распределительного вала и вокруг оси вращения коленчатого вала и образующие угол по отношению друг к другу. Если изменяются расстояния между осями вращения коленчатого вала и распределительного вала, например, вследствие выравнивания уплотняемой поверхности головки цилиндров путем снятия поверхностного слоя, то в соответствии с этим изменяется опорная цапфа промежуточной шестерни, причем требуемые зубчатые зацепления сохраняются.
Задача изобретения - предложить способ компенсации изменения межосевого расстояния в газораспределительном механизме снабженного клапанным газораспределением двигателя внутреннего сгорания, а также газораспределительный механизм снабженного клапанным газораспределением двигателя внутреннего сгорания, которые при жесткой конструкции простыми средствами делают возможным точное выравнивание появляющихся в отремонтированных состояниях межосевых расстояний и при известных обстоятельствах последующую регулировку фаз газораспределения.
Решение этой задачи в части способа осуществляется с помощью признаков пункта 1 формулы изобретения. Дальнейшие предпочтительные и особенно целесообразные усовершенствования изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
Согласно изобретению предлагается, при целенаправленно заданном изменении межосевого расстояния в случае ремонта, вместо оригинальной промежуточной шестерни, или вместо оригинальной шестерни, образующей составной элемент оригинальной промежуточной шестерни, применить сменную промежуточную шестерню с одним или более рядами, которая, в сравнении с оригинальным зубчатым зацеплением, модифицирована так, что с ее помощью выравнивается изменение межосевого расстояния.
С помощью обоих мероприятий - целенаправленной обработки поверхности, к примеру, головки цилиндров и использования выравнивающей полученное при этом, точное изменение межосевого расстояния промежуточной шестерни - удается простыми средствами воспроизвести точные параметры зубчатого зацепления.
В одном особенно простом конкретном варианте осуществления данной идеи изобретения, мог бы быть предусмотрена однорядная зубчатая передача с только одной промежуточной шестерней. Альтернативой этому, согласно одному дальнейшему особо предпочтительному варианту осуществления может быть предусмотрено, что оригинальная промежуточная шестерня является технологически просто производимой цельной (монолитной) промежуточной шестерней с единым зубчатым венцом, в то время как сменная промежуточная шестерня имеет две различные относительно зубчатого венца и предпочтительно имеющие общую ось соответственно расположенные друг за другом в осевом направлении шестерни. Одна шестерня при этом приводится в движение цилиндрической шестерней на коленчатом валу опосредованно или непосредственно и представляет собой составную часть первого ряда шестерен, в то же время, вторая шестерня опосредованно или непосредственно находится в зацеплении с цилиндрической шестерней на распределительном валу, предпочтительно со сдвигом ряда относительно цилиндрической шестерни коленчатого вала, и представляет собой составную часть второго ряда шестерен. С помощью такого рода конструкции простым и надежным способом достигается надежное выравнивание изменения межосевого расстояния, обусловленного ремонтом.
Согласно одному конкретному варианту осуществления, представляющая собой составную часть второго ряда шестерен вторая шестерня имеет зубчатый венец, идентичный зубчатому венцу оригинальной промежуточной шестерни, благодаря чему межосевое расстояние в пределах головки цилиндров не изменилось. Напротив, первая шестерня, представляющая собой составную часть первого ряда шестерен, имеет отличный зубчатый венец по сравнению с зубчатым венцом оригинальной промежуточной шестерни, для того, чтобы учитывать измененное из-за обработки фланцевой поверхности межосевое расстояние.
Согласно одному альтернативному варианту осуществления, может быть предусмотрено, чтобы оригинальная промежуточная шестерня имела бы две одинаково относительно зубчатого венца образованные и предпочтительно имеющие общую ось, соответственно друг за другом расположенные в осевом направлении шестерни, причем одна, первая шестерня, приводится опосредованно или непосредственно в движение цилиндрической шестерней на коленчатом валу и представляет собой составную часть первого ряда шестерен, тогда как вторая шестерня, непосредственно или опосредованно, находится в зацеплении предпочтительно со смещенной по ряду относительно цилиндрической шестерни коленчатого вала цилиндрической шестерней на распределительном валу и представляет собой составную часть второго ряда шестерен. Далее, сменная промежуточная шестерня представляет собой шестерню, образованную отлично относительно зубчатого венца от одной из обеих шестерен, в частности, отличную от первой шестерни. С помощью такого рода конструкции может быть также простым и надежным способом достигнуто надежное выравнивание изменения межосевого расстояния, обусловленного ремонтом, причем должна быть заменена только одна из оригинальных шестерен. К тому же, такого рода конструкция позволяет также в оригинальном состоянии исполнение промежуточной шестерни как установочной шестерни, как это будет описано подробнее в дальнейшем.
Модификация промежуточной шестерни может быть проведена принципиально различными способами; в этом отношении определенно указано на то, что понятие «отличный зубчатый венец» имеет широкое толкование и в широком смысле понимается, что охватывает все без исключения выравнивающие измененное межосевое расстояние мероприятия и таким образом не ограничивается только формой и количеством зубьев. В соответствии с этим, согласно особо предпочтительному, а также простому в изготовлении и технологически варианту осуществления предусмотрено, что отличный зубчатый венец взаимозаменяемых шестерней образован отличным смещением исходного контура и/или отличным диаметром окружности вершин зубьев и/или окружности впадин, причем предпочтительно предусмотрено, что взаимозаменяемые шестерни в каждом случае имеют одно и то же число зубьев. Тем самым исключены затруднения хода или повышенный износ в газораспределительном механизме.
Первая шестерня промежуточной шестерни, представляющая собой составную часть первого ряда шестерней, может быть установленной на головке цилиндров с возможностью вращения шестерней, которая находится в зацеплении со следующей промежуточной шестерней газораспределительного механизма, расположенной со стороны блока цилиндров. Так как ремонты головки цилиндров происходят часто, то замена на модифицированную промежуточную шестерню осуществима проще, в то время как приводная часть, расположенная со стороны блока цилиндров, остается неизменной.
В предпочтительном усовершенствованном варианте изобретения, который заявляется так же отдельно и независимо от осуществления способа, шестерни промежуточной шестерни могут образовывать регулирующую шестерню, состоящую из двух частей, и реализованы посредством двух, смещаемых относительно друг друга в окружном направлении и разъемно соединяемых друг с другом шестерен. Если оси вращения шестерней находятся не в одной плоскости, что чаще всего конструктивно не могло бы быть возможным, то за счет изменения межосевого расстояния в случае ремонта могут возникать также не выравниваемые за счет зубчатых зацеплений изменения фаз газораспределения в газораспределительном механизме, которые теперь могут корректироваться более простым способом с помощью регулирующей шестерни.
Обе шестерни при этом могут быть, например, разъемно соединяемыми между собой с помощью позволяющих относительный сдвиг в окружном направлении сварного соединения в прорезь и/или болтового соединения. Подобное выполнение может быть просто и надежно обслуживаемым.
В конструктивно простом, удобном в монтаже расположении, обе шестерни промежуточной шестерни, соответственно, регулирующей шестерни могут быть установлены с возможностью вращения на расположенной на головке цилиндров опорной цапфе и закрепляться друг на друге с помощью нескольких, смещаемых по окружности болтов, причем предусмотренная между шестернями, входящая в кольцевую канавку опорной цапфы стопорная шайба удерживает промежуточную шестерню, соответственно, регулирующую шестерню на опорной цапфе в осевом направлении.
Наконец, во избежание путаницы компонентов, модифицированные промежуточные шестерни могут быть снабжены визуальными отличительными знаками.
Оригинальная промежуточная шестерня предпочтительно является просто производимой цельной (монолитной) промежуточной шестерней, которая имеет единый зубчатый венец. Как правило, сменная промежуточная шестерня, в частности также, состоящая из двух частей регулирующая шестерня, как описано выше, также может применяться постоянно.
Вышеупомянутая задача решается касательно газораспределительного механизма с помощью признаков пункта 8 формулы изобретения. Дальнейшие предпочтительные и особенно целесообразные усовершенствования изобретения являются предметом зависимых пунктов.
Согласно пункту 8 предусмотрено, что промежуточная шестерня или по меньшей мере одна из промежуточных шестерней образована двумя шестернями, например двумя одинаково образованными относительно зубчатого венца и/или имеющими общую ось, соответственно, друг за другом расположенными в осевом направлении шестернями, причем одна шестерня непосредственно или опосредованно приводится в движение цилиндрической шестерней на коленчатом валу и образует составную часть первого ряда шестерней, тогда как вторая шестерня непосредственно или опосредованно находится в зацеплении с цилиндрической шестерней на распределительном валу, предпочтительно расположенной со сдвигом по ряду относительно цилиндрической шестерни, и представляет собой составную часть второго ряда шестерней.
Преимущества, следующие от применения подобного рода газораспределительного механизма, получаются аналогично вышеуказанному, в связи с оценкой способа осуществления согласно изобретению, это значит, что здесь предпочтительным образом лишь заменой одной из шестерен может быть осуществлено надежное в работе выравнивание обусловленного ремонтом изменения межосевого расстояния. Точно также промежуточная шестерня простым способом может быть образована состоящей из двух частей регулировочной шестерней, с помощью чего может быть простым способом произведена регулировка, другими словами - изменение фаз газораспределения. В этом отношении так же ссылаются на сделанные ранее выполнения.
Далее изобретение затрагивает предпочтительное применение газораспределительного механизма.
Все без исключения признаки, описанные в сочетании с соответствующим изобретению осуществлением способа, могут принципиально также найти применение в газораспределительном механизме и наоборот.
Пример осуществления изобретения в дальнейшем подробнее объяснен с помощью приложенных чертежей, на которых:
Фиг.1 - вид спереди газораспределительного механизма снабженного клапанным газораспределением двигателя внутреннего сгорания в оригинальном состоянии, с цилиндрической шестерней на коленчатом валу и двумя промежуточными шестернями на распределительном валу, одна из которых выполнена цельной (монолитной) и двухрядной и приводит в движение цилиндрическую шестерню на распределительном валу;
Фиг.2 - вид сбоку газораспределительного механизма по фиг.1;
Фиг.3 - вид спереди газораспределительного механизма по фиг.1 в состоянии ремонта двигателя внутреннего сгорания, в котором двухрядная промежуточная шестерня заменена состоящей из двух частей регулирующей шестерней;
Фиг.4 - вид сбоку газораспределительного механизма по фиг.3; и
Фиг.5 - объемное изображение регулирующей шестерни, расположенной на опорной цапфе, расположенной со стороны головки цилиндров, по фиг.3 и 4, с двумя скрепленными друг с другом шестернями и аксиально направляющей стопорной шайбой.
Фиг.1 и 2 схематично показывают газораспределительный механизм 1 для снабженного клапанным газораспределением двигателя внутреннего сгорания с расположенным наверху, смонтированным с возможностью вращения в головке 2 цилиндров, и известным способом, приводящим в действие газообменные клапаны распределительным валом 3 с приводной цилиндрической шестерней 4, которая приводится в движение в данном примере через две промежуточные шестерни 5,6 от цилиндрической шестерни 8 на коленчатом валу 10, смонтированному в блоке 9 цилиндров с возможностью вращения.
Головка 2 цилиндров в уплотняемой поверхности 11 закреплена на блок 9 цилиндров через не представленную прокладку головки цилиндров. Газораспределительный механизм 1 представлен лишь настолько, насколько это требуется для понимания данного изобретения.
Промежуточные шестерни 5 и 6 установлены с возможностью вращения на опорных цапфах 12, 13, причем промежуточная шестерня 5, как видно, на блоке 9 цилиндров, и промежуточная шестерня 6 на головке 2 цилиндров, своими опорными цапфами 12, 13 расположены на передней стороне двигателя внутреннего сгорания.
Газораспределительный механизм, как видно из фиг.2 рассчитан в два ряда, с первым рядом I шестерней, приводимым в движение цилиндрической шестерней 8 на коленчатом валу 10, промежуточной шестерней 5 на опорной цапфе 12, расположенной со стороны блока цилиндров, и одного ряда двухрядной промежуточной шестерни 6 на опорной цапфе 13.
Второй ряд II шестерней образован вторым рядом имеющей соответствующую ширину и в примере осуществления выполненной со сплошным и типовым зубчатым венцом промежуточной шестерней 6, а также цилиндрической шестерней 4 на распределительном валу 3. Промежуточная шестерня 6 (и при необходимости также промежуточная шестерня 5) могла бы быть ступенчатой шестерней для настройки передаточного отношения коленчатого вала 10 относительно распределительного вала 3.
Цилиндрическая шестерня 8 на коленчатом валу 10 приводит в движение через промежуточные шестерни 5 и 6 цилиндрическую шестерню 4 на распределительном валу с определенным передаточном отношением, например, 2:1. Регулирование фаз газораспределения может проводиться известным способом, при котором коленчатый вал 10 и распределительный вал 3 устанавливаются в определенное положение, и затем вставляются шестерни газораспределительного механизма 1, соответственно промежуточные шестерни 5 и 6.
Понимается, что межосевые расстояния валов и опорных цапф промежуточных шестерен, конструктивно определены так, что при определенном передаточном отношении, имеется плавно двигающийся прецизионный газораспределительный механизм.
Фиг.3 и 4 показывают газораспределительный механизм 1 после случая ремонта, соответственно, переборки двигателя внутреннего сгорания, при котором головка 2 цилиндров и/или блок 9 цилиндров, восстанавливаются выравниванием уплотняемой поверхности 11 путем снятия поверхностного слоя на четко заданную ремонтную величину.
Из этого следует, что расстояние между осями вращения распределительного вала 3 и промежуточной шестерни 6 (по фиг.1) изменяется, соответственно, уменьшается на величину а относительно осей вращения коленчатого вала 10 и промежуточной шестерни 5.
Чтобы снова воспроизвести надлежащие соотношения зубчатых зацеплений в зоне сопряжения (уплотняемая поверхность 11), промежуточная шестерня 6, установленная со стороны головки цилиндров, заменяется на регулировочную шестерню 7 (фиг.3, 4), которая в данном примере составлена из двух шестерней 7а и 7b, которые с помощью нескольких болтов 14 (на фиг.4 только намечены) могут прикрепляться друг к другу.
При этом находящаяся в зацеплении с цилиндрической шестерней 4 распределительного вала 3 шестерня 7а ряда II шестерней имеет не измененный, обычный зубчатый венец, в то время как находящаяся в зацеплении с расположенной со стороны коленчатого вала промежуточной шестерней 5 шестерня 7b ряда I, при неизменном количестве зубьев в зубчатом венце (например, смещением исходного контура и/или изменением диаметра окружности вершин зубьев и/или окружности впадин), уменьшена (представлено преувеличенно) на незначительную величину изменения а межосевого расстояния, чтобы снова создать обычные соотношения зубчатого зацепления. Заклинивание и/или повышенный износ таким образом в газораспределительном механизме 1 исключены.
Фиг.5 показывает регулирующую шестерню 7 в объемном изображении, опорная цапфа 13 которой в данном случае закреплена на головке 2 цилиндров (не представлена), например, с помощью лишь трех болтов 15.
Болты, скрепляющие друг с другом шестерни 7a и 7b регулирующей шестерни 7, проходят через вырезы 16 в форме удлиненных отверстий в шестерне 7а и взаимодействуют с ответными резьбовыми отверстиями 17 во второй шестерне 7b. Ослаблением болтов 14, обе шестерни 7a, 7b могут быть переставлены друг относительно друга в окружном направлении.
Между обеими, непосредственно смежными в осевом направлении шестернями 7a, 7b вставлена U-образная стопорная шайба 18, которая внутренней кромкой введена в кольцевую канавку 13а опорной цапфы 13 и внешней кромкой в кольцевой паз 7с шестерни 7а.
Посредством стопорной шайбы 18 обе шестерни 7a, 7b устанавливаются неподвижно в осевом направлении на опорной цапфе 13 и образуют с ней предварительно смонтированный узел, как только обе шестерни 7a, 7b слабо скручиваются болтами 14. Стопорная шайба 18, однако не создает помех возможности свободного вращения регулирующей шестерни 7 на опорной цапфе 13.
Газораспределительный механизм 1 может быть осуществлен при новом состоянии двигателя внутреннего сгорания (фиг.1 и 2) с единственной промежуточной шестерней 6 соответствующей ширины (равной ширине обеих шестерней 7a, 7b). Фаза газораспределения задана конструктивно с помощью заданного монтажа всех шестерней 4, 5, 6 и 8, причем цилиндрические шестерни 4 и 8 точно зафиксированы на распределительном валу 3 и на коленчатом валу 10.
При ремонте или переборке двигателя внутреннего сгорания с заданным выравниванием уплотняемой поверхности 11 на четко заданную величину а промежуточная шестерня 6, как объяснено на фиг.3 и 4, заменяется регулирующей шестерней 7, причем шестерня 7b модифицирована соответствующим образом.
В качестве альтернативы, газораспределительный механизм 1, существующий с самого начала, т.е. в оригинальном или нормальном состоянии, также может иметь расположенную со стороны головки цилиндров промежуточную шестерню 7 в виде регулирующей шестерни 7. Тогда монтируются все шестерни 4, 5, 7 и 8 при ослабленных болтах 14 на регулирующей шестерне 7, причем коленчатый вал 10 и распределительный вал 3 зафиксированы с помощью нанесенной маркировки на шестернях 4 и 8 или с применением шаблона в определенном угловом положении (например, при нахождении поршня цилиндра 1 в верхней мертвой точке). Наконец, болты 14 регулирующей шестерни 7 затягиваются с усилием. Шестерни 7a и 7b регулирующей шестерни 7 при этом осуществлены одинаково, или регулярно в оригинальном зубчатом венце.
В случае ремонта при уже имеющейся такого рода промежуточной шестерне 7, образованной в виде регулировочной шестерни, со стандартным зубчатым венцом шестерня 7b заменяется модифицированной как описано выше, шестерней 7b. Путаница исключается, так как модифицированная шестерня 7b имеет визуальный отличительный знак.
Изобретение не ограничивается представленным примером осуществления газораспределительного механизма 1. В самом простом варианте осуществления мог бы быть также предусмотрен однорядный газораспределительный механизм, только с одной промежуточной шестерней 6 или же 7, или при известных обстоятельствах с двумя промежуточными шестернями 5 и 6 или 7. При известных обстоятельствах, одна или обе промежуточные шестерни 5 и 6 или 5 и 7 могли бы быть осуществлены двухрядными и ступенчатыми, с соответствующим, осевым смещением в каждом случае цилиндрической шестерни 8 на коленчатом валу и цилиндрической шестерни 4 на распределительном валу, чтобы получить определенные межосевые расстояния в газораспределительном механизме 1.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Газораспределительный механизм
2 Головка цилиндров
3 Распределительный вал
4 Цилиндрическая шестерня
5 Промежуточная шестерня
6 Промежуточная шестерня
7 Регулирующая шестерня
7а Шестерня
7b Шестерня
7c Кольцевой паз
8 Цилиндрическая шестерня
9 Блок цилиндров
10 Коленчатый вал
11 Уплотняемая поверхность
12 Опорная цапфа
13 Опорная цапфа
13а Кольцевая канавка
14 Крепежные болты
15 Болты
16 Вырезы в форме удлиненных отверстий
17 Резьбовые отверстия
18 Стопорная шайба