УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ФАЗАМИ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ
GAS DISTRIBUTION CONTROL DEVICE FOR FOUR-STROKE PISTON ENGINE

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам управления фазами газораспределения в двигателях внутреннего сгорания.
Известные простые устройства ступенчатого и непрерывного (бесступенчатого) регулирования фазами газораспределения впускных клапанов имеют ограниченные возможности величины углового смещения распределительного вала по фазе цикла относительно положения коленчатого вала (см. с.361…364. Автомобильные двигатели: учебник для студ. учреждений высш. проф. образования / [М.Г. Шатров, К.А. Морозов, И.В. Алексеев и др.]; под ред. М.Г. Шатрова. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: Издательский центр «Академия», 2013. - 464 с.) При максимальных смещениях этими устройствами распределительного вала невозможно организовать рабочий процесс поршневого двигателя внутреннего сгорания (ПДВС) по циклу Миллера или по циклу Аткинсона.
Наиболее близким по техническому решению является устройство регулирования фаз газораспределения (RU №2323352 C1, МПК F01L 1/352, 2006.08.30), принятое за прототип. Данное устройство регулирования фаз газораспределения содержит ведущий шкив и привод, с валом которого связан кулачковый вал механизма газораспределения, при этом привод выполнен в виде двух планетарных с одинаковым передаточным числом передач, каждая из которых содержит центральный вал, кинематически связанный с центральным колесом через подвижно установленный в общем водиле сателлит, причем центральный вал одной из планетарных передач связан с ведущим шкивом механизма газораспределения, а центральное колесо ее неподвижно, центральный вал другой планетарной передачи связан с кулачковым валом механизма газораспределения, а центральное ее колесо связано с поворотным исполнительным механизмом.
Такое устройство представляет сравнительно сложную конструкцию с достаточно большим числом и разнообразием деталей.
Задача - упрощение конструкции.
Техническим результатом, который обеспечивается предлагаемым устройством управления фазами газораспределения, является более простое конструктивное решение.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве управления фазами газораспределения четырехтактного поршневого двигателя, включающем зубчатый шкив зубчато - ременной передачи с ведущей шестерней, распределительный вал с закрепленной на нем ведомой шестерней, зубчатый шкив выполнен заодно с ведущей шестерней и установлен свободно на валу, а вращение от ведущей к ведомой шестерне передается через блок двух шестерен с разными делительными окружностями, установленный на оси рамки, которая может поворачиваться относительно оси распределительного вала. Причем при общем передаточном отношении от коленчатого вала к распределительному валу, равном 1:2, передаточное отношение между зубчатыми шкивами коленчатого и распределительного валов не должно быть равным 1:2.
Предлагаемое устройство управления фазами газораспределения четырехтактного поршневого двигателя включает зубчатый шкив зубчато-ременной передачи с ведущей шестерней, распределительный вал с закрепленной на нем ведомой шестерней, отличающийся тем, что зубчатый шкив выполнен заодно с ведущей шестерней и установлен свободно на валу, а вращение от ведущей к ведомой шестерне передается через блок двух шестерен с разными делительными окружностями, установленный на оси рамки, которая может поворачиваться относительно оси распределительного вала.
Изобретение поясняется изображениями.
На фиг. 1 (в разрезе) и на фиг. 2 (вид со стороны зубчатого шкива) представлен упрощенный чертеж устройства управления фазами газораспределения, где:
1 - зубчатый шкив,
2 - ведущая шестерня,
3 - распределительный вал,
4 - ведомая шестерня,
5 - шестерня,
6 - шестерня,
7 - ось,
8 - рамка,
9 и 10 - неразъемные втулки,
11 - разъемная опора,
12 - вильчатая тяга,
13 - палец.
Крутящий момент от зубчатого шкива коленчатого вала зубчатым ремнем передается на зубчатый шкив 1, который выполнен в блоке с ведущей шестерней 2. Блок зубчатый шкив - ведущая шестерня установлен на распределительном (кулачковом) валу 3 свободно. Ведомая шестерня 4 установлена на кулачковом валу неподвижно (например, шпоночное или шлицевое соединение). Крутящий момент от ведущей шестерни 2 передается к шестерне 5, выполненной в блоке с шестерней 6. Диаметр делительной окружности шестерни 5 не должен быть равен диаметру делительной окружности шестерни 6. Это возможно, если передаточное число от коленчатого вала к распределительному валу (для четырехтактного двигателя) не равнялось 1:2. При этом общее передаточное отношение между коленчатым и распределительным валами должно быть равным 1:2. Например, если выполнить шкивы коленчатого и распределительного валов с одинаковым числом зубьев (передаточное отношение 1:1), а передаточное отношение от ведущей шестерни 3 к шестерне 5 сделать равным 1:2, то передаточное отношение между шестернями 6 и 4 должен быть равным 1:1.
Блок шестерен 5-6 вращается на оси 7, закрепленной в рамке 8 с неразъемными втулками 9 и 10. Втулка 9 установлена свободно на шейку А блока зубчатый шкив-ведущая шестерня, а втулка 10 - на шейку Б кулачкового вала. Наружной поверхностью эта втулка установлена в разъемную опору 11 головки блока цилиндров двигателя.
При повороте рамки 8 с осью 7 и блоком шестерен 5-6 из-за неравенства диаметров делительных окружностей шестерен 5 и 6 точки контакта делительных окружностей перемещаются по дугам разной длины. Это вызывает угловое смещение ведомой шестерни 4 относительно ведущей шестерни 2 и угловое смещение кулачкового вала по фазе цикла двигателя. При повороте рамки в одном направлении происходит более раннее открытие и закрытие клапанов, при повороте в рамки другом направлении - более позднее открытие и закрытие клапанов.
Конструктивное исполнение привода поворота рамки может быть разнообразно. В качестве примера на фиг. 1 и фиг. 2 показана вильчатая тяга 12, установленная на пальце 13.
Предлагаемое устройство имеет более простую и компактную конструкцию при меньшем числе деталей по отношению к прототипу. Для привода распределительного вала требуется небольшой крутящий момент. Исходя из прочности на кручение, посадочные шейки под шкив, ведущую и ведомые шестерни кулачкового вала могут быть выполнены с диаметрами, в 2…3 раза меньшими по отношению к начальным окружностям кулачков. Подбором передаточных отношений между шкивами и шестернями так же можно добиться более компактной конструкции предлагаемого устройства. Устройство в равной мере относится к газораспределительным механизмам с цепными передачами.