RU2046964C1 - Valve gear for internal combustion engine - Google Patents

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: valve gear has lever-rocker 2 with roller 4. The roller is freely rotates about axle 5. The axle is mounted for rotation in the bearings of the lever and cotter-pined at the ends. EFFECT: improved design. 3 dwg

Description

Изобретение относится к клапанным газораспределительным механизмам двигателя внутреннего сгорания. The invention relates to valve timing of an internal combustion engine.

Известные механизмы газораспределения содержат коромысло (рычаг), взаимодействующее с кулачком верхнего распределительного вала и опирающееся одним концом на стержень клапана, а другим на неподвижную гаровую опору (авт. св. СССР N 498403, кл. F 01 L 1/00, 05.01.76; авт. св. СССР N 1011874, кл. F 01 L 1/00, 15.04.83). Known gas distribution mechanisms contain a rocker arm (lever) interacting with the cam of the upper camshaft and resting on one end of the valve stem and the other on a fixed ball bearing (ed. St. USSR N 498403, class F 01 L 1/00, 05.01.76 ; auth. St. USSR N 1011874, class F 01 L 1/00, 04.15.83).

Недостатком этих механизмов является ненадежность в работе из-за износа (снятие слоя) рабочей поверхности коромысла в результате взаимодействия с кулачком распределительного вала. Износ происходит в момент скольжения кулачка под давлением по рабочей поверхности коромысла. В процессе износа происходит изменение величины теплового зазора, что требует постоянной трудоемкой регулировки его. В случае большого износа (более 1,0 мм) производится замена самого коромысла. The disadvantage of these mechanisms is the unreliability in work due to wear (removal of the layer) of the working surface of the rocker arm as a result of interaction with the camshaft cam. Depreciation occurs when the cam slides under pressure along the rocker arm working surface. In the process of wear, there is a change in the value of the thermal gap, which requires constant laborious adjustment of it. In case of heavy wear (more than 1.0 mm), the rocker itself is replaced.

Наиболее близким к изобретению является механизм газораспределения, содержащий распределительный вал, расположенный в головке над клапанами и снабженный кулачками, коромысло-рычаг, передний конец которого своей нижней поверхностью контактирует с клапаном, а задний посажен на сферическую опору, в середине рычага в пазу размещен ролик, установленный на оси, жестко закрепленный торцами в отверстиях, находящихся на боковых стенках рычага. Работает механизм газораспределения следующим образом. В момент поворота кулачка распределительного вала в направлении к нижнему положению он соприкасается с роликом. Ролик начинает вращаться на оси и вращается до тех пор, пока кулачок при движении к верхнему положению не выйдет из контакта. Благодаря вращению ролика износ коромысла отсутствует и, как следствие, отпадает операция регулировки величины теплового зазора. Closest to the invention is a gas distribution mechanism comprising a camshaft located in the head above the valves and equipped with cams, a rocker arm, the front end of which contacts the valve with its lower surface, and the rear end is seated on a spherical support, a roller is placed in the middle of the lever in the groove, mounted on an axis, rigidly fixed by the ends in the holes located on the side walls of the lever. The timing mechanism works as follows. At the moment of rotation of the camshaft cam towards the lower position, it is in contact with the roller. The roller starts to rotate on the axis and rotates until the cam, when moving to the upper position, comes out of contact. Due to the rotation of the roller, there is no wear of the rocker arm and, as a result, the operation of adjusting the value of the thermal gap disappears.

Однако во время работы двигателя происходит выпадение оси из отверстий. Причина выпадания прослабление посадочных размеров, как на оси, так и в отверстиях. Прослабление размеров результат высокочастотных ударов кулачка распределительного вала об ролик в моменты соприкосновения с ним и резонансных колебаний, образующихся от этих ударов и создающих постоянные напряжения как на оси, так и в отверстиях. Они постоянно расшатывают систему жесткой посадки оси в отверстиях и деформируют поверхности контакта. Крепление же оси в отверстиях сваркой понижает прочность коромысла из-за образования трещин на боковых стенках в местах расположения постоянных точек опоры оси в отверстиях. Трещинообразование и разрушение связано с постоянной концентрацией силы удара и давления кулачка на ось в точке опоры ее в отверстии и совмещение при этом амплитуды колебания с вектором направления удара и давления кулачка. However, during operation of the engine, the axis falls out of the holes. The cause of the loss is a weakening of the landing dimensions, both on the axis and in the holes. The weakening of the size is the result of high-frequency strokes of the camshaft cam on the roller at the moments of contact with it and the resonant vibrations generated from these shocks and creating constant stresses both on the axis and in the holes. They constantly shake the system of rigid landing of the axis in the holes and deform the contact surface. The fastening of the axis in the holes by welding reduces the strength of the rocker arm due to the formation of cracks on the side walls at the locations of the permanent support points of the axis in the holes. Cracking and fracture is associated with a constant concentration of impact force and cam pressure on the axis at its support point in the hole and the combination of the oscillation amplitude with the vector of the direction of impact and cam pressure.

Цель изобретения повышение прочности коромысла у механизма газораспределения и надежности установки оси в отверстиях коромысла. The purpose of the invention is to increase the strength of the rocker at the gas distribution mechanism and the reliability of the installation of the axis in the holes of the rocker.

Цель достигается тем, что ось механизма газораспределения установлена в отверстиях коромысла с посадкой, обеспечивающей вращение ее внутри отверстий скольжением без биения, а на выходящие наружу из отверстий торцы оси вставлены шплинты. The goal is achieved by the fact that the gas distribution mechanism axis is installed in the rocker arm holes with a landing that ensures its rotation inside the holes by sliding without beating, and cotter pins are inserted on the ends of the axis emerging out of the holes.

На фиг. 1 показан предлагаемый механизм газораспределения; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 схема взаимодействия деталей (кулачка с коромыслом). In FIG. 1 shows the proposed gas distribution mechanism; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 diagram of the interaction of parts (cam with rocker).

Механизм газораспределения содержит газораспределительный вал с кулачком 1, коромысло-рычаг 2, на боковых стенках которого имеются отверстия 3 и который передним концом опирается на клапан, а задним "сидит" на шаровой опоре, ролик 4, ось 5 и шплинт 6. На фиг. 2 показано положение оси 5 в отверстиях 3 коромысла 2. Ось 5 установлена в отверстиях 3 с посадкой, обеспечивающей вращение ее скольжением без биения. Для исключения выпадания оси 5 из отверстий 3 на торцах оси 5, выходящих наружу, установлены шплинты 6. The gas distribution mechanism comprises a gas distribution shaft with a cam 1, a rocker arm 2, on the side walls of which there are openings 3 and which with its front end rests on the valve, and the rear end “sits” on the ball joint, roller 4, axis 5 and cotter pin 6. In FIG. 2 shows the position of the axis 5 in the openings 3 of the rocker arm 2. The axis 5 is installed in the openings 3 with a fit that ensures its rotation by sliding without runout. In order to prevent the axis 5 from falling out of the holes 3, cotter pins 6 are installed on the ends of the axis 5 facing out.

Механизм газораспределения работает следующим образом. The timing mechanism works as follows.

В момент поворота кулачка 1 в нижнее положение (положение I фиг. 3), боковая поверхность его входит в соприкосновение с роликом 4 и начинает давить с силой Р_g в точке контакта а₁. Вектор направления силы Р_g проходит по прямой, проходящей через точки а₁, о₀, а₁', где о₀ и а₁' соответственно центр оси и точка опоры оси 5 на поверхности отверстия 3 (показывается на одном отверстии). Сам вектор расположен относительно прямой, проходящей по точкам О_кО₀, под углом α ₁. Далее кулачок достигает нижнее положение (положение II) и перемещает коромысло 2 в нижнее положение. В этом положении кулачок 1 находится в контакте с роликом 4 в точке а₂. Вектор направления силы давления Р_g проходит по прямой, проходящей через точки о_к, а₂, о₀, а₂', где точка а₂' точка опоры оси 5 внутри отверстия 3. Как видно на фиг. 3, точка опоры а₁' сместилась на поверхности отверстия 3 в точку а₂'. При повороте кулачка 1 вверх коромысло 2 начинает возвращаться в исходное состояние. В момент, когда кулачок 1 должен выйти из контакта с роликом 4 (точка контакта а₃, положение III), вектор направления силы Р_g проходит по прямой, проходящей через точки а₃, о₀, а₃', где а₃' точка опоры оси 5 на поверхности отверстия 3. Сам вектор расположен в этот момент под углом α ₂ к прямой, проходящей через точки ок и о₀.At the moment of turning the cam 1 to the lower position (position I of Fig. 3), its lateral surface comes into contact with the roller 4 and begins to press with force P _g at the contact point a ₁ . The direction vector of the force P _g passes along a straight line passing through the points a ₁ , o ₀ , a ₁ ', where o ₀ and a ₁ ', respectively, the center of the axis and the fulcrum of the axis 5 on the surface of the hole 3 (shown on one hole). The vector itself is located relative to the straight line passing through the points O _to O ₀ , at an angle α ₁ . Next, the cam reaches the lower position (position II) and moves the beam 2 to the lower position. In this position, the cam 1 is in contact with the roller 4 at point a ₂ . The direction vector of the pressure force P _g passes along a straight line passing through the points o _k , and ₂ , o ₀ , and ₂ ', where the point a ₂ ' is the fulcrum of the axis 5 inside the hole 3. As can be seen in FIG. 3, the fulcrum a ₁ ′ has shifted on the surface of the hole 3 to the point a ₂ ′. When you turn the cam 1 up, the rocker 2 begins to return to its original state. At the moment when the cam 1 should come out of contact with the roller 4 (contact point a ₃ , position III), the direction vector of the force P _g passes along a straight line passing through points a ₃ , o ₀ , a ₃ ', where a ₃ ' point support axis 5 on the surface of the hole 3. The vector itself is located at this moment at an angle α ₂ to a straight line passing through the points ok and o ₀ .

Таким образом, такое конструктивное решение позволяет за один цикл контакта кулачка 1 с роликом 4 коромысла 2 переместить точку опоры оси 5 в отверстиях 3 из точки а₁' до точки a₃'. Такое перемещение способствует распределению силы Рg кулачка 1 через ролик 4 и ось 5 на поверхности отверстий 3 на площади, равной сектору с углом α α ₁ + α ₂. Благодаря такому распределению исключаются: во-первых, образование постоянного внутреннего напряжения в какой-либо опорной точке отверстия 3 и, во-вторых, возникновение резонансных колебаний (колебание, возникшее на одной точке опоры погашается колебанием, возникшим на другой опорной точке). Установка же шплинтов 6 на торцах оси 5, выходящих наружу из отверстий 3, исключает перемещение и выпадание самой оси 5 из отверстий 3.Thus, this design solution allows for one contact cycle of the cam 1 with the roller 4 of the rocker arm 2 to move the fulcrum of the axis 5 in the holes 3 from point a ₁ 'to point a ₃ '. This movement contributes to the distribution of the force Pg of the cam 1 through the roller 4 and the axis 5 on the surface of the holes 3 in an area equal to a sector with an angle α α ₁ + α ₂ . Due to this distribution, the following are excluded: firstly, the formation of a constant internal voltage at some reference point of the hole 3 and, secondly, the appearance of resonant vibrations (the vibration that occurs at one point of the support is canceled by the vibration that occurred at another reference point). The installation of cotter pins 6 at the ends of the axis 5, outward from the holes 3, eliminates the movement and loss of the axis 5 itself from the holes 3.

Claims (1)

МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий распределительный вал с кулачками, коромысло-рычаг, ось, установленную в боковых отверстиях рычага, и ролик, установленный на оси с возможностью вращения, отличающийся тем, что ось механизма установлена в боковых отверстиях рычага свободно с возможностью вращения скольжением без биения, а по торцам ее, выходящим из отверстий рычага наружу, вставлены шплинты. GAS DISTRIBUTION MECHANISM OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE, comprising a camshaft with cams, a rocker arm, an axis mounted in the side openings of the lever, and a roller mounted on the axis with the possibility of rotation, characterized in that the axis of the mechanism is mounted freely in the side openings of the lever with the possibility of sliding rotation without beating, and cotter pins are inserted at the ends of it, emerging from the holes of the lever outward.

Images