БЕСКЛАПАННЫЙ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к двигателестроению, а именно к газораспределительным механизмам двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
Газораспределительный механизм (сокращенное наименование - ГРМ) предназначен для обеспечения своевременной подачи в цилиндры двигателя воздуха или топливно-воздушной смеси (в зависимости от типа двигателя) и выпуска из цилиндров отработавших газов. Данные функции реализуются за счет своевременного открытия и закрытия клапанов.
Известен газораспределительный механизм, содержащий два кулачковых диска, закрепленных на валу двигателя, например, роторного типа. С кулачками контактируют ролики, принадлежащие соответствующим штангам, совершающие возвратно-поступательное движение и воздействующие на одно из плеч двуплечих рычагов, второе плечо которых воздействует на соответствующие впускные или выпускные клапаны поршневых цилиндров двигателя, например четырехтактного, ротор которого установлен на одном валу с кулачковыми дисками (RU 95105833 А1).
Однако известный механизм недостаточно надежен.
Наиболее близким по технической сущности является газораспределительный механизм, содержащий распределительный вал с кулачками, которые толкают клапаны и открывают ход газовоздушной смеси. Пружины, установленные на клапанах, возвращаются и держат клапаны в исходном положении (http://systemsauto.ru/engine/gas_distribution_mechanism.html).
Недостатком данной конструкции является затруднение прямому току газов -тарелки клапанов создают завихрения. Кроме того, возвратно-поступательное движение клапанов с помощью кулачков и пружин имеет ограничение максимальных оборотов, а высокая вращающаяся масса вала с отсутствием необходимого охлаждения создает высокий износ деталей механизма.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции, надежность и отсутствие механических препятствий для предельных скоростей, а также уменьшение вращающейся массы вала и создание необходимого охлаждения.
Указанная задача решается тем, что распределительный вал выполнен со срезом для каждого рабочего цилиндра, размер среза по длине равен или меньше диаметра рабочего цилиндра. Ширина среза равна 3/8, а глубина среза 1/8 длины окружности распределительного вала. Длина окон равна длине среза на распределительном вале, ширина равна 1/8 и расстояние между окнами равна 1/8 длины окружности распределительного вала.
Полезная модель поясняется подробным описанием и чертежом, где показана монолитная головка блока цилиндров, по всей длине которой имеются отверстие и окна:
Фиг. 1 - продольный разрез головки блока цилиндров;
Фиг. 2 - поперечный разрез головки блока цилиндров;
Газораспределительный механизм расположен в монолитной головке 1 блока цилиндров, по всей длине которого имеется отверстие 2 (Фиг. 1), диаметр которого равен диаметру рабочего цилиндра 6 двигателя (Фиг. 2). В отверстии 2 с минимально возможным зазором вращается распределительный вал 3 (Фиг. 2) - круглая деталь, закрепленная по концам в подшипниках скольжения, аналогично подшипникам коленвала 4 (на иллюстрации не указаны). Скорость вращения распределительного вала 3 в два раза меньше скорости вращения коленвала 4.
Отличительной особенностью распределительного вала 3 является наличие на нем среза 5 над рабочим цилиндром 6. Размер среза 5 по длине равен или меньше диаметра рабочего цилиндра 6. Ширина среза 5 равна 3/8 длины окружности распределительного вала 3. Глубина среза 5 равна 1/8 длины окружности распределительного вала 3. Вал 3 выполнен пустотелым.
В головке блока 1 над рабочим цилиндром 6 имеется окно 7. Выше окна 7 в головке блока 1 расположены окна 8 и 9. Все окна 7, 8, 9 одинаковые, их длина равна длине среза 5 на распределительном вале 3, а ширина равна 1/8 длине окружности распределительного вала 3. Расстояние между окнами 7, 8, 9 равно 1/8 длине окружности распределительного вала 3. Окно 7 сообщается с камерой сгорания 10 рабочего цилиндра 6, окно 8 - с воздушным коллектором, а окно 9 - с выхлопным коллектором (на иллюстрации не указаны). Между окнами 7 и 8, а также 7 и 9 возможна установка компрессионных планок 12 наподобие компрессионных колец (на иллюстрации не указаны) поршня 11 рабочего цилиндра 6.
Газораспределительный механизм работает следующим образом.
При вращении распределительного вала 3 через срез 5 происходит попеременное соединение окна 7 с окном 8 - идет поступление воздуха в камеру сгорания 10, а через окно 9 идет выхлоп отработанных газов из рабочего цилиндра 6. После соединения окна 7 с окном 8 - вал 3 своим телом при вращении плотно перекрывает окно 7, давая возможность произвести сжатие, воспламенение и рабочий ход поршня 11.
Преимуществом данной конструкции является наличие всего одной вращающейся детали - распределительного вала 3 со срезом 5 для каждого рабочего цилиндра, в отличии от существующих, где их десятки, поэтому надежность данного устройства на порядок выше. Другим преимуществом является отсутствие механических препятствий для предельных скоростей вращения коленвала двигателя и нет препятствий прямому току газовоздушной смеси.
Предложенное устройство промышленно применимо, просто в изготовлении и не требует больших затрат.