RU2050445C1 - Device for controlling gas distribution phases - Google Patents

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: device has hydraulic pump with pistons actuated by cam 1 of the valve gear shaft and provided with check valve 11 mounted in make-up pipe line, hydraulic cylinder with piston 6, and pipe line 5 of high pressure connecting the hydraulic pump with the hydraulic cylinder. The piston of hydraulic cylinder has beveled edges and cutting-off openings 4, 7 to permit control of the openings by driving mechanisms. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в автотракторостроении. The invention relates to engine and can be used in automotive engineering.

Известно устройство регулирования фаз газораспределения, содержащее гидроцилиндр газораспределительного клапана, золотник, регулирующий поступление рабочей жидкости под давлением в гидроцилиндр, снабженный сдавливающим воздух из рабочей жидкости клапаном, плунжером, который жестко связан с клапаном газораспределительного механизма и поршнем, осуществляющим перекрытие рабочих отверстий цилиндра для целей демпфирования, при этом золотник приводится в движение от кулачкового распределительного вала (заявка Великобритании N 1043384, кл. F 1 В, опублик. 1966). A device for controlling the timing of a gas distribution comprising a gas cylinder of a gas distribution valve, a spool regulating the flow of a working fluid under pressure into a hydraulic cylinder equipped with a valve that compresses air from a working fluid, a plunger that is rigidly connected to a valve of a gas distribution mechanism and a piston that overlays the cylinder working openings for damping purposes while the spool is driven from the camshaft (UK application N 1043384, cl. F 1 B, published. 1966).

Однако данное устройство в силу конструктивной сложности и существенной нелинейности не обеспечивает необходимые точность и надежность, требует повышенных энергозатрат и сложных законов регулирования. However, this device, due to structural complexity and significant non-linearity, does not provide the necessary accuracy and reliability, requires increased energy consumption and complex regulation laws.

Известно устройство регулирования фаз газораспределения, содержащее гидроцилиндр, поршень которого жестко связан с валом подпружиненного газораспределительного клапана, нагнетательный трубопровод, поршневой гидронасос с подпружиненным поршнем, кулачковым валом, подводным каналом, сливными отверстиями и магистралями, причем изменение фаз газораспределения осуществляется регулирующим винтом в сливной магистрали, дросселирующий рабочую жидкость гидронасоса (расчет и исследование гидравлического привода клапанов газораспределения дизелей./Ю.Я.Фомин, С.М.Шелков, Е.В.Дмитриевский, А.А.Волошин. Двигателестроение, 1979, N 6, с.10-12). A device for controlling valve timing containing a hydraulic cylinder, the piston of which is rigidly connected to the shaft of a spring-loaded gas valve, a discharge pipe, a piston hydraulic pump with a spring-loaded piston, a cam shaft, an underwater channel, drain holes and highways, the change of the valve timing is carried out by a control screw in the drain hydraulic pump throttling fluid (calculation and study of the hydraulic valve timing diesels. / Yu.Ya.Fomin, S.M.Shelkov, E.V.Dmitrievsky, A.A.Voloshin. Engine building 1979, N 6, s.10-12).

Данное устройство требует повышенных энергозатрат и обладает узким диапазоном регулирования время-сечения газораспределительного клапана. This device requires increased energy consumption and has a narrow range of time-section control of the gas distribution valve.

Целью изобретения является повышение точности и снижение энергозатрат на регулирование фаз газораспределения, расширение диапазона регулирования время-сечения газораспределительного клапана. The aim of the invention is to improve the accuracy and reduce energy consumption for the regulation of the valve timing, expanding the control range of the time-section of the valve.

Цель достигается тем, что устройство регулирования фаз газораспределения, содержащее гидроцилиндр, поршень которого жестко связан с валом подпружиненного газораспределительного клапана, нагнетательный трубопровод, поршневой гидронасос с подпружиненным поршнем, кулачковым валом, подводным каналом, сливными отверстиями и магистралями, снабжено обратным клапаном в подводном канале гидронасоса, отсечным отверстием гидроцилиндра, механизмом регулирования положения сливного отверстия гидронасоса, механизмом регулирования положения отсечного отверстия гидроцилиндра, дроссельным регулирующим организмов в сливной магистрали гидроцилиндра, причем поршни гидронасоса, причем поршни гидронасоса и гидроцилиндра имеют косые кромки для перекрытия соответственно сливного и отсечного отверстий, а механизмы регулирования положения сливного отверстия гидронасоса и отсечного отверстия гидроцилиндра имеют ограничители хода и предельного момента. The goal is achieved in that the valve timing control device comprising a hydraulic cylinder, the piston of which is rigidly connected to the shaft of the spring-loaded gas distribution valve, a discharge pipe, a piston hydraulic pump with a spring-loaded piston, a cam shaft, an underwater channel, drain holes and highways, is equipped with a check valve in the underwater channel of the hydraulic pump , the shutoff hole of the hydraulic cylinder, the mechanism for regulating the position of the drain hole of the hydraulic pump, the mechanism for regulating the position of slash-hole cylinder, a throttle regulating organisms in the drain line of the hydraulic cylinder, the piston pump, the pistons of the hydraulic pump and the hydraulic cylinder are the slanting edges to overlap respectively the drain and shut-off openings, and mechanisms for regulating the position of the drain holes of the hydraulic pump and the shut-off opening cylinder have limit stops and limit torque.

Устройство регулирования фаз газораспределения изображено на чертеже. В состав устройства входит поршневой гидронасос, приводимый от кулачка 1 газораспределительного вала двигателя. Гидронасос состоит из поршня 2 с косой кромкой, подводного канала 3 с обратным клапаном и имеет отсечное сливное отверстие 4. В устройство также входят нагнетательный трубопровод 5, поршень 6 гидроцилиндра, отсечное отверстие 7 гидроцилиндра, собственно газораспределительный клапан 8, механизм 9 регулирования положения сливного отверстия гидронасоса, механизм 10 регулирования положения отсечного отверстия гидроцилиндра. Дополнительно на чертеже обозначены 11 шарик обратного клапана подводного канала гидронасоса, 12 пружина обратного клапана, 13 пружина поршня насоса, 14 пружина газораспределительного клапана, 15 ограничитель хода механизма регулирования сливного отверстия гидронасоса, 16 ограничитель предельного момента механизма регулирования положения сливного отверстия гидронасоса, 17 ограничитель хода механизма регулирования положения отсечного отверстия гидроцилиндра, 18 ограничитель предельного момента механизма регулирования положения отсечного отверстия гидроцилиндра, 19 штифт передаточной шестерни гидронасоса, 20 штифт передаточной шестерни гидроцилиндра, 21 дроссельный регулирующий орган сливой магистрали гидронасоса. The valve timing control is shown in the drawing. The composition of the device includes a piston hydraulic pump driven from the cam 1 of the engine camshaft. The hydraulic pump consists of a piston 2 with an oblique edge, an underwater channel 3 with a non-return valve and has a shut-off drain hole 4. The device also includes a discharge pipe 5, a piston 6 of a hydraulic cylinder, a shut-off hole 7 of the hydraulic cylinder, a gas distribution valve 8 itself, a mechanism 9 for adjusting the position of the drain hole hydraulic pump, mechanism 10 for regulating the position of the shut-off hole of the hydraulic cylinder. In addition, the drawing shows 11 ball of the check valve of the underwater channel of the hydraulic pump, 12 spring of the check valve, 13 spring of the piston of the pump, 14 spring of the gas distribution valve, 15 stroke limiter of the mechanism for regulating the drain hole of the hydraulic pump, 16 limiter of the limiting moment of the mechanism for regulating the position of the drain hole of the hydraulic pump, 17 stroke limiter a mechanism for adjusting the position of the shut-off opening of the hydraulic cylinder, 18 limiter for the limit moment of the mechanism for regulating the position of the shut-off cylinder about the openings of the hydraulic cylinder, 19 pin of the gear wheel of the hydraulic pump, 20 pin of the gear wheel of the hydraulic cylinder, 21 throttle control body by draining the hydraulic pump line.

Устройство регулирования фаз гидрораспределения работает следующим образом. A device for controlling the phases of hydraulic distribution works as follows.

Привод поршня насоса осуществляется от кулачка 1 распределительного вала. Гидронасос в соответствии с положением кулачка 1 газораспределительного вала и механизмов 9 и 10 обеспечивает поднятие и отпускание газораспределительного клапана 8. Во время хода поршня 2 вверх после закрывания им отсечного отверстия 4 и перепускного отверстия подводного канала 3 образующееся в рабочей полости гидронасоса давление передается по нагнетательному трубопроводу 5 в рабочую полость гидроцилиндра. Это приводит к опусканию поршня 6 гидроцилиндра и открыванию газораспределительного клапана до тех пор, пока косая кромка поршня 6 гидроцилиндра не совпадет с отсечным отверстием 7. Таким образом, время начала открывания газораспределительного клапана определяется положением отсечного сливного отверстия 4 гидронасоса, регулируемого реечным либо червячным передаточным механизмом 9. Конец закрывания клапана определяется положением отсечного отверстия 7 гидроцилиндра по отношению к поршню 6 гидроцилиндра и регулируется передаточным механизмом. The pump piston is driven from cam 1 of the camshaft. The hydraulic pump in accordance with the position of the cam 1 of the gas distribution shaft and mechanisms 9 and 10 provides the raising and lowering of the gas distribution valve 8. During the stroke of the piston 2 upward after closing the shut-off hole 4 and the bypass hole of the underwater channel 3, the pressure generated in the working cavity of the hydraulic pump is transmitted through the discharge pipe 5 into the working cavity of the hydraulic cylinder. This leads to the lowering of the piston 6 of the hydraulic cylinder and the opening of the gas distribution valve until the oblique edge of the piston 6 of the hydraulic cylinder coincides with the shut-off hole 7. Thus, the start time of the opening of the gas distribution valve is determined by the position of the shut-off drain hole 4 of the hydraulic pump controlled by a rack or worm gear 9. The end of the closing of the valve is determined by the position of the shut-off hole 7 of the hydraulic cylinder relative to the piston 6 of the hydraulic cylinder and is adjusted by the transmission gear Lowland.

Для повышения надежности работы механизмы 9 и 10 регулирования должны быть снабжены огpаничителями хода, работающими на упор, и муфтами предельного момента. Это позволит надежно работать механизму регулирования фаз в заданном рабочем диапазоне. В этой связи все механизмы 9 и 10 имеют ограничители хода в виде механических упоров 15 и 17 и штифтов 19, 20 на передаточных шестернях. To increase the reliability of the operation, the control mechanisms 9 and 10 should be equipped with stop guides working at a stop and limit torque couplings. This will allow reliable operation of the phase control mechanism in a given operating range. In this regard, all mechanisms 9 and 10 have travel stops in the form of mechanical stops 15 and 17 and pins 19, 20 on the transmission gears.

В целях возможности регулирования время-сечения газораспределительного клапана, снижения его динамических нагрузок в сливную магистраль гидронасоса введен дроссельный регулирующий орган. In order to regulate the gas valve’s time-section, to reduce its dynamic loads, a throttle regulating body was introduced into the drain line of the hydraulic pump.

В качестве привода механизмов 9 и 10 регулирования служит следящий электромагнит (Михальский Л.Л. Гладышев С.П. Волков Ю.К. Лосев А.В, Шешунов В.В. Электромагнит с линейной тяговой характеристикой в качестве исполнительного механизма в приводе рейки топливного насоса. (Информационный сборник: Передовой производственный опыт и научно-технические достижения, рекомендуемые для внедрения в сельскохозяйственном и тракторном машиностроении. Вып. 6, М. ЦНИИТЭИавтосельхозмаш, 1990, с.6-9). A follow-up electromagnet serves as a drive for regulation mechanisms 9 and 10 (Mikhalsky L.L. Gladyshev S.P. Volkov Yu.K. Losev A.V., Sheshunov V.V. Electromagnet with linear traction characteristic as an actuator in a fuel rail drive a pump. (Information digest: Advanced production experience and scientific and technical achievements recommended for implementation in agricultural and tractor engineering. Issue 6, M. TsNIITEIavtoselkhozmash, 1990, p.6-9).

Ограничителем предельного момента механизмов 9 и 10 регулирования служит блок регулирования на базе операционного усилителя (Управление вентильными электроприводами постоянного тока./Е.Д.Лебедев, В.В.Неймарк, М.Я.Пистрак и др. М. Энергия, 1970, с.192). The limiter of the limit moment of the control mechanisms 9 and 10 is a control unit based on an operational amplifier (Control of DC valve electric drives. / E.D. Lebedev, V.V. Neymark, M.Ya. Pistrak and others M. Energia, 1970, p. .192).

Испытания на двигателе пpедлагаемого устройства регулирования фаз газораспределения показало, что данная конструкция обладает свойством саморегулирования фаз по скоростному режиму двигателя. Саморегулирование фаз осуществляется на основе принципа отрицательной гидрокоррекции, в соответствии с которой при увеличении скорости движения поршня гидронасоса уменьшаются перетечки и утечки через отсечные отверстия гидронасоса и гидроцилиндра. Эффект саморегулирования достигается выбором степени дросселирования рабочей жидкости через отсечные отверстия гидронасоса и гидроцилиндра, длины нагнетательного трубопровода 5 и давлением питания. При саморегулировании можно добиться оптимизации фаз газораспределения в рабочем диапазоне эксплуатационных режимов. Tests on the engine of the proposed valve timing control device showed that this design has the property of self-regulation of the phases according to the speed of the engine. Self-regulation of the phases is carried out on the basis of the principle of negative hydraulic correction, according to which, with an increase in the speed of movement of the piston of the hydraulic pump, leakage and leakage through the shut-off holes of the hydraulic pump and hydraulic cylinder are reduced. The effect of self-regulation is achieved by choosing the degree of throttling of the working fluid through the shut-off holes of the hydraulic pump and hydraulic cylinder, the length of the discharge pipe 5 and the supply pressure. With self-regulation, it is possible to achieve optimization of the valve timing in the operating range of operating conditions.

Испытание устройства на дизельном двигателе подтвердило положительный эффект в виде снижения токсичных выбросов на основных эксплуатационных режимах. Testing the device on a diesel engine confirmed the positive effect in the form of reducing toxic emissions at the main operating conditions.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ФАЗ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ, содержащее гидроцилиндр, поршень которого жестко связан с валом подпружиненного газораспределительного клапана, нагнетательный трубопровод, поршневой гидронасос с подпружиненным поршнем, кулачковым валом, подводным каналом, сливными отверстием и магистралями, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено обратным клапаном в подводном канале гидронасоса, отсечным отверстием гидроцилиндра, механизмом регулирования положения сливного отверстия гидронасоса, механизмом регулирования положения отсечного отверстия гидроцилиндра, дроссельным регулирующим органом в сливной магистрали гидроцилиндра, причем поршни гидронасоса и гидроцилиндра имеют косые кромки для перекрытия соответственно сливного и отсечного отверстий, а механизмы регулирования положения сливного отверстия гидронасоса имеют ограничители хода и предельного момента. GAS DISTRIBUTION CONTROL DEVICE, comprising a hydraulic cylinder whose piston is rigidly connected to a spring-loaded gas distribution valve shaft, a discharge pipe, a hydraulic piston pump with a spring-loaded piston, a cam shaft, an underwater channel, a drain hole and highways, characterized in that it is further provided with a valve inlet hydraulic pump, shut-off hole of the hydraulic cylinder, mechanism for regulating the position of the drain hole of the hydraulic pump, control mechanism I position of the hydraulic cylinder shut-off hole, by the throttle regulating body in the hydraulic cylinder drain line, and the hydraulic pump and hydraulic cylinder pistons have oblique edges to overlap the drain and shut-off holes, respectively, and the mechanisms for regulating the position of the hydraulic pump drain hole have stroke and limit torque limiters.