RU2675647C2 - Gas-distributing mechanism of internal combustion engine - Google Patents

Gas-distributing mechanism of internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2675647C2
RU2675647C2 RU2017118527A RU2017118527A RU2675647C2 RU 2675647 C2 RU2675647 C2 RU 2675647C2 RU 2017118527 A RU2017118527 A RU 2017118527A RU 2017118527 A RU2017118527 A RU 2017118527A RU 2675647 C2 RU2675647 C2 RU 2675647C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinder
valve
damper
exhaust
washer
Prior art date
Application number
RU2017118527A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017118527A (en
RU2017118527A3 (en
Inventor
Александр Васильевич Ноздричев
Original Assignee
Александр Васильевич Ноздричев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Васильевич Ноздричев filed Critical Александр Васильевич Ноздричев
Priority to RU2017118527A priority Critical patent/RU2675647C2/en
Publication of RU2017118527A publication Critical patent/RU2017118527A/en
Publication of RU2017118527A3 publication Critical patent/RU2017118527A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2675647C2 publication Critical patent/RU2675647C2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/28—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of coaxial valves; characterised by the provision of valves co-operating with both intake and exhaust ports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4235—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of intake channels
    • F02F1/4242—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of intake channels with a partition wall inside the channel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: internal combustion engines.SUBSTANCE: invention can be used in the internal combustion engines. Gas distribution mechanism of an internal combustion engine consists of cylinder head (1), two or more cylinder valves (5), intake and exhaust manifolds (2) and (3), partitions (6) separating the valve head cavities, and turning overflow valve (7) with a damper drive. Gas distribution mechanism provides simultaneous opening of all cylinder valves (5) and bypassing exhaust gases and fresh charge by alternately connecting the valve head cavities to the exhaust and intake manifolds (2) and (3) using rotary valve (7) with valve (7) fixed at partition wall (6) to ensure the purge of the cylinder. Damper actuator consists of cam (24) of the damper, which is part of camshaft (25), return spring (16) and washers (12), which are screwed on a fine thread into movable sleeve (13). In movable sleeve (13) rod (15) is placed, preloaded by washer (12) through spring (14) and adjusting washer (18) and connected through link (11) to lever (10) of shaft (4) of rotary valve (7). Damper drive is disclosed.EFFECT: technical result consists in the possibility of increasing the filling of the cylinder with fresh charge without a substantial increase in the vertical envelope of the cylinder head.2 cl, 1 dwg

Description

1. Область техники, к которой относится изобретение1. The technical field to which the invention relates.

Изобретение относится к клапанным механизмам газораспределения двухтактных или четырехтактных дизельных или бензиновых и газовых с распределенным впрыском двигателей внутреннего сгорания с турбонаддувом и без такового с повышенным наполнением цилиндра свежим зарядом.The invention relates to valve timing of a two-stroke or four-stroke diesel or gasoline and gas with distributed injection of internal combustion engines with and without turbocharging with an increased filling of the cylinder with a fresh charge.

2. Уровень техники2. The level of technology

Современные двигатели внутреннего сгорания для автомобилей отличаются многоклапанной конструкцией газораспределительного механизма. Увеличение количества клапанов позволяет увеличить наполняемость цилиндра свежим зарядом, а значит и мощность двигателя при том же рабочем объеме. Наибольшее гидравлическое сопротивление имеет сечение между впускным или выпускным клапаном и седлом клапана головки цилиндра. Пропускная способность зависит от хода клапана, длины окружности контактной поверхности и количества клапанов. Увеличение площади самого клапана приводит к увеличению усилия на открытие клапана и увеличению давления контактных поверхностей клапана и седла, причем в квадратичной зависимости от радиуса, хотя площадь сечения газового канала и его пропускная способность имеет линейную зависимость от радиуса клапана. Поэтому конструкция двигателя развивается в сторону увеличения количества клапанов, причем часть клапанов - впускные, часть - выпускные.Modern internal combustion engines for cars are distinguished by a multi-valve design of the gas distribution mechanism. An increase in the number of valves makes it possible to increase the filling of the cylinder with a fresh charge, and hence engine power with the same displacement. The greatest hydraulic resistance has a cross section between the inlet or outlet valve and the valve seat of the cylinder head. The throughput depends on the stroke of the valve, the circumference of the contact surface and the number of valves. An increase in the area of the valve itself leads to an increase in the effort to open the valve and an increase in the pressure of the contact surfaces of the valve and the seat, moreover, in a quadratic dependence on the radius, although the cross-sectional area of the gas channel and its capacity have a linear dependence on the radius of the valve. Therefore, the design of the engine is developing in the direction of increasing the number of valves, with some of the valves inlet, some exhaust.

Известен патент РФ 2515686, в котором техническая проблема увеличения наполнения цилиндра свежим зарядом решается: во-первых, открытием одного большого цилиндрового клапана и выпуском отработавших газов через открытые выпускные поворотные заслонки, находящиеся в выпускном канале, при этом впускные заслонки, находящиеся во впускном канале - закрыты, во-вторых открытием дополнительного клапана, размещенного внутри полого большого клапана, и сообщающего цилиндр с дополнительным впускным каналом через окна пустотелого клапана, и открытием впускных заслонок и закрытием выпускных заслонок. Продувка цилиндра происходит через открытый малый клапан, открытый большой клапан и открытые выпускные заслонки. Необходимо отметить, что в изобретении предложена лишь принципиальная кинематическая схема конструкции и неизвестно, каким образом обеспечивается управление заслонками-жалюзи. При попытке разработать конкретную конструкцию возникнет ряд сложностей, которые необходимо преодолевать. Например, двигатели легковых автомобилей ограничены габаритом по высоте, это объясняется ограниченностью подкапотного пространства. Управляемые разными кулачками распредвала коромысла, управляющие двумя клапанами, невозможно выполнить соосными, тогда как клапаны расположены соосно. Основной же недостаток одноклапанной конструкции - это большое усилие открытия клапана в такте выпуска и большое давление в пятне контакта между клапаном и седлом в начале такта рабочего хода, при ограниченной пропускной способности, меньшей, чем в многоклапанной конструкции с той же площадью клапанов.A known patent of the Russian Federation 2515686, in which the technical problem of increasing the filling of the cylinder with a fresh charge is solved: firstly, by opening one large cylinder valve and exhausting the exhaust gases through the open exhaust rotary shutters located in the exhaust channel, while the intake shutters located in the inlet channel are closed, secondly, by opening an additional valve located inside the hollow large valve and communicating the cylinder with an additional inlet channel through the windows of the hollow valve, and opening in usknyh shutters and closing of exhaust valves. The cylinder is purged through an open small valve, an open large valve, and open exhaust flaps. It should be noted that the invention proposed only a basic kinematic diagram of the design and it is not known how the control of the shutter-blinds is provided. When trying to develop a specific design, a number of difficulties will arise that must be overcome. For example, passenger car engines are limited in height, this is due to the limited engine compartment. The rocker arms controlled by different cams of the camshaft, controlling the two valves, cannot be made coaxial, while the valves are aligned. The main disadvantage of a single-valve design is the large opening force of the valve in the exhaust stroke and the high pressure in the contact patch between the valve and the seat at the beginning of the stroke of the stroke, with limited throughput less than in a multi-valve design with the same valve area.

Аналогична данному изобретению конструкция прототипа патента РФ 2032815 с подобными недостатками, отличие в том, что отсутствуют поворотные заслонки и дополнительный канал.Similar to this invention, the design of the prototype of the patent of the Russian Federation 2032815 with similar disadvantages, the difference is that there are no butterfly valves and an additional channel.

Известно изобретение РФ 2465469, в котором техническая проблема увеличения наполнения цилиндра свежим зарядом решается улучшенной продувкой цилиндра путем открытия дополнительного выпускного клапана через дополнительный выпускной канал с уменьшенным сопротивлением (без турбонаддува). Недостатком данной конструкции является уменьшенное наполнение цилиндра свежим зарядом, так как оно происходит через один впускной клапан. Кроме того затруднительно увеличить количество основных впускных и выпускных клапанов.Known invention of the Russian Federation 2465469, in which the technical problem of increasing the filling of the cylinder with a fresh charge is solved by improved purge of the cylinder by opening an additional exhaust valve through an additional exhaust channel with reduced resistance (without turbocharging). The disadvantage of this design is the reduced filling of the cylinder with a fresh charge, since it occurs through one inlet valve. In addition, it is difficult to increase the number of main intake and exhaust valves.

Известны изобретения РФ 2345228 и РФ 2286466, в которых техническая проблема увеличения наполнения цилиндра свежим зарядом решается уменьшением сопротивления движения газов открытием одного большого клапана в такте выпуска и поворотом выпускной заслонки и повторным открытием (судя по форме кулачка) этого же клапана в такте впуска и поворотом впускной заслонки. Основной недостаток одноклапанной конструкции - это большое усилие открытия клапана в такте выпуска и большое давление в пятне контакта между клапаном и седлом в такте рабочего хода, при ограниченной пропускной способности, меньшей, чем в многоклапанной конструкции при той же площади клапанов. Кроме того, такая конструкция не позволяет выполнять продувку цилиндра, в результате наполняемость свежим зарядом уменьшается за счет большего количества остающихся отработавших газов.Known inventions of the Russian Federation 2345228 and RF 2286466, in which the technical problem of increasing the filling of the cylinder with a fresh charge is solved by reducing the resistance to gas movement by opening one large valve in the exhaust stroke and turning the exhaust flap and re-opening (judging by the shape of the cam) the same valve in the intake stroke and turning intake flaps. The main disadvantage of a single-valve design is the large opening force of the valve in the exhaust stroke and the high pressure in the contact patch between the valve and the seat in the stroke of the stroke, with limited throughput less than in a multi-valve design with the same valve area. In addition, this design does not allow the cylinder to be purged; as a result, fresh charge is reduced due to the greater amount of remaining exhaust gas.

Известно изобретение РФ 2227830, в котором техническая проблема увеличения наполнения цилиндра свежим зарядом решается выполнением одного большого клапана по оси цилиндра и второго клапана - в виде узкого кольца вокруг первого клапана. Так как площадь сечения канала при открытом кольце - больше, чем центрального клапана, поэтому очевидно, что кольцо является впускным клапаном. При этом будет большое усилие на открытие большого центрального выпускного клапана и высокое давление между этим клапаном и седлом в такте рабочего хода. Другой недостаток - возможность открытия кольца с перекосом и последующим заклиниванием, так как кольцо открывается несколькими штоками (как минимум тремя), часть из которых должны управляться разными распределительными валами.Known invention of the Russian Federation 2227830, in which the technical problem of increasing the filling of the cylinder with a fresh charge is solved by performing one large valve along the axis of the cylinder and the second valve in the form of a narrow ring around the first valve. Since the cross-sectional area of the channel with the open ring is larger than the central valve, it is therefore obvious that the ring is an inlet valve. In this case, there will be great effort to open a large central exhaust valve and high pressure between this valve and the seat in the stroke of the stroke. Another drawback is the possibility of opening the ring with a bias and subsequent jamming, since the ring is opened by several rods (at least three), some of which must be controlled by different camshafts.

Известно изобретение РФ 2227830, в котором техническая проблема увеличения наполнения цилиндра свежим зарядом решается уменьшением сопротивления движению газов открытием одного большого клапана и перемещением соосной полой втулки вниз в такте выпуска и вверх в такте впуска. Недостаток одноклапанной конструкции аналогичен предыдущим прототипам, кроме того штоки втулки необходимо перемещать абсолютно синхронно, иначе возможен перекос и заклинивание втулки, что будет усугубляться при ее нагреве и расширении. Кроме того, невозможна продувка цилиндра, и увеличивается вертикальный габарит головки цилиндра, что ограничивает применение такой конструкции для двигателей легковых автомобилей.Known invention of the Russian Federation 2227830, in which the technical problem of increasing the filling of the cylinder with a fresh charge is solved by reducing the resistance to gas movement by opening one large valve and moving the coaxial hollow sleeve down in the exhaust stroke and up in the intake stroke. The disadvantage of the one-valve design is similar to the previous prototypes, in addition, the stem rods must be moved absolutely synchronously, otherwise the sleeve can be skewed and jammed, which will be aggravated when it is heated and expanded. In addition, it is impossible to purge the cylinder, and the vertical dimension of the cylinder head increases, which limits the use of such a design for passenger car engines.

Известно изобретение РФ 2611702, в котором техническая проблема увеличения наполнения цилиндра свежим зарядом решается уменьшением сопротивления движению газов открытием одного большого клапана, сообщающего цилиндр с общей полостью над цилиндром и открытием одного двухтарельчатого клапана, сообщающего полость над цилиндром сначала с выпускным коллектором, затем с впускным. Недостаток одноклапанной конструкции аналогичен предыдущим прототипам, кроме того тарельчатый клапан имеет повышенное сопротивление потоку газов. Применение тарельчатого клапана в цилиндре оправдано необходимостью герметизации камеры сгорания, в которой возникает большое давление, применение же двухтарельчатого клапана, для перенаправления потоков газов вне цилиндра не оправдано, так как давление значительно меньше, чем в цилиндре. Помимо этого не происходит продувка цилиндра.The invention of the Russian Federation 2611702 is known in which the technical problem of increasing the filling of the cylinder with a fresh charge is solved by reducing the resistance to gas movement by opening one large valve that communicates the cylinder with a common cavity above the cylinder and opening one double-valve valve that communicates the cavity above the cylinder with the exhaust manifold, then the intake manifold. The disadvantage of a one-valve design is similar to the previous prototypes, in addition, the poppet valve has a high resistance to gas flow. The use of a poppet valve in a cylinder is justified by the need to seal the combustion chamber, in which there is a lot of pressure, the use of a double-poppet valve to redirect gas flows outside the cylinder is not justified, since the pressure is much less than in the cylinder. In addition, the cylinder does not purge.

В качестве аналога принимается патент US 2215579 А, опубликованный 24.09.1940 г. в котором перераспределение потоков газов происходит при помощи поворотной заслонки, управляемой кулачком, установленным на распределительном валу, передающим усилие через толкатель и рычаг на заслонку. Недостатком такого привода заслонки является отсутствие в конструкции возвратной пружины, из-за чего позиционирование заслонки в крайнем нижнем и среднем положении не будет достаточно надежным. Кроме того, в крайнем верхнем и нижнем положении заслонка не может примыкать герметично к окнам впускного и выпускного коллектора, иначе произойдет поломка механизма привода, поэтому неизбежны утечки отработавших газов во впускной коллектор или потери части зарядного воздуха - в ДВС с наддувом, или присосы отработавших газов в цилиндр, что снижает эффективность двигателя внутреннего сгорания.As an analogue, patent US 2215579 A, published on 09.24.1940, in which the redistribution of gas flows occurs by means of a rotary damper controlled by a cam mounted on a camshaft transmitting force through the pusher and lever to the damper, is adopted. The disadvantage of such a damper actuator is the lack of a return spring in the design, due to which the positioning of the damper in the lower and middle positions will not be sufficiently reliable. In addition, in the upper and lower positions, the valve cannot adjoin tightly to the windows of the intake and exhaust manifolds, otherwise the drive mechanism will break down, therefore, exhaust gas leaks into the intake manifold or loss of part of the charging air in the internal combustion engine with pressurization, or exhaust gas suction are inevitable into the cylinder, which reduces the efficiency of the internal combustion engine.

Таким образом, многоклапанная конструкция, обеспечивающая сообщение цилиндра с впускным и выпускным коллектором при надежной его герметизации, предпочтительнее одного большого цилиндрового клапана. Одновременное открытие всех цилиндровых клапанов позволяет решить техническую проблему увеличения наполнения цилиндра свежим зарядом, при этом применение одной поворотной заслонки для перераспределения потоков отработавших газов и свежего заряда способствует решению этой проблемы без существенного увеличения вертикального габарита головки цилиндра, при этом сохраняется возможность продувки цилиндра, что уменьшает остаток отработавших газов и позволяет применять ее для двухтактных двигателей. Необходимо пересмотреть конструкцию привода заслонки для обеспечения надежной работы газораспределительного механизма. Такая конструкция привода позволяет решить также техническую проблему расширения арсенала технических средств, предназначенных для газораспределения двигателей внутреннего сгорания.Thus, the multi-valve design, which provides the cylinder with the intake and exhaust manifolds while its sealing is reliable, is preferable to one large cylinder valve. The simultaneous opening of all cylinder valves makes it possible to solve the technical problem of increasing the filling of the cylinder with a fresh charge, while the use of one rotary damper to redistribute the flows of exhaust gases and fresh charge helps to solve this problem without significantly increasing the vertical dimension of the cylinder head, while maintaining the ability to purge the cylinder, which reduces the remainder of the exhaust gases and allows its use for two-stroke engines. It is necessary to review the design of the damper actuator to ensure reliable operation of the gas distribution mechanism. This design of the drive also allows you to solve the technical problem of expanding the arsenal of technical means designed for gas distribution of internal combustion engines.

3. Раскрытие сущности изобретения3. Disclosure of the invention

Головка 1 (Фиг. 1) цилиндра 8 имеет два и более цилиндровых клапана 5, полости головки разделены перегородкой 6 так, чтобы в каждую полость открывалось одинаковое количество клапанов 5. На входе в головку 1 из впускного коллектора 2 и на выходе в выпускной коллектор 3 установлена поворотная перепускная заслонка 7 на валу 4, которая, поворачиваясь, перекрывает или впускной коллектор 2, или выпускной 3. Каждый цилиндр имеет свою заслонку, но подключен к общим впускному и выпускному коллекторам. В процессе движения заслонка проходит около перегородки 6, обеспечивая, таким образом, разделение полостей. Вал заслонки закреплен в подшипниковых втулках перегородок 9.The head 1 (Fig. 1) of the cylinder 8 has two or more cylinder valves 5, the head cavities are divided by a partition 6 so that the same number of valves 5 opens into each cavity. At the entrance to the head 1 from the intake manifold 2 and at the outlet to the exhaust manifold 3 a rotary bypass damper 7 is installed on the shaft 4, which, turning, blocks either the intake manifold 2 or exhaust 3. Each cylinder has its own damper, but is connected to a common intake and exhaust manifolds. In the process of movement, the damper passes near the partition 6, thus ensuring the separation of the cavities. The damper shaft is fixed in the bearing bushings of the partitions 9.

Привод заслонки состоит из кулачка заслонки 24, являющегося частью распредвала 25 шайбы 12, вкручивающейся на мелкой резьбе в подвижную втулку 13, в которой размещен шток 15, предварительно поджатый шайбой 12 через пружину 14 и регулировочную шайбу 18, и, соединенный через серьгу 11 с рычагом 10 вала 4 поворотной заслонки 7. Между шайбой 12 и головкой 1 установлена возвратная пружина 16.The damper actuator consists of a damper cam 24, which is part of the camshaft 25 of the washer 12, screwed onto the movable sleeve 13 on small threads, in which the rod 15 is placed, pre-pressed by the washer 12 through the spring 14 and the adjusting washer 18, and connected through the earring 11 to the lever 10 of the shaft 4 of the rotary damper 7. Between the washer 12 and the head 1, a return spring 16 is installed.

Жесткость пружины 14 должна быть больше жесткости пружины 16. Подвижная втулка 13 перемещается в неподвижной втулке 29.The stiffness of the spring 14 should be greater than the stiffness of the spring 16. The movable sleeve 13 is moved in a stationary sleeve 29.

В данном варианте существует возможность размещения свечи зажигания 19 или предкамеры (форкамеры), или форсунки дизеля, или форсунки бензинового или газового двигателя с непосредственным впрыском топлива в цилиндры в предусмотренном для этого канале 22. Для двигателей с распределенным впрыском топлива во впускной канал головки цилиндра топливная форсунка может быть установлена в предусмотренном для этого канале 20 головки 1 и клапанной крышки 23, при этом распылитель будет находиться в положении поз. 21. Для предотвращения попадания топлива на нагретый выпускной коллектор 3 при повреждении трубопровод подачи топлива 2 6 к форсунке должен быть выведен в противоположную от коллектора сторону двигателя, а для предотвращения попадания топлива на выпускной коллектор при истечении из канала 20 форсунки предусматривается дренажный канал 27. Канал трубопровода 26 проложен над распредвалами и снимается вместе с клапанной крышкой 23, а дренажный канал 27 является частью головки.In this embodiment, it is possible to place a spark plug 19 or a pre-chamber (pre-chamber), or a diesel nozzle, or a gas or gas engine nozzle with direct fuel injection into the cylinders in the channel 22 provided for this. For engines with distributed fuel injection, the fuel in the cylinder head inlet the nozzle can be installed in the channel 20 of the head 1 and valve cover 23 provided for this, while the sprayer will be in the position pos. 21. To prevent fuel from entering the heated exhaust manifold 3 in case of damage, the fuel supply pipe 2 6 to the nozzle should be led out to the opposite side of the engine, and to prevent fuel from entering the exhaust manifold when the nozzle 20 expires, the drain channel 27 is provided. Channel the pipe 26 is laid over the camshafts and is removed together with the valve cover 23, and the drainage channel 27 is part of the head.

Заслонка 7 может быть выполнена вертикально, тогда перегородкаThe damper 7 can be made vertically, then the partition

6 будет разделять полости клапанов в вертикальной плоскости, в утолщениях которой может располагаться полость для свечи зажигания или форсунки. Форсунка для двигателей с распределенным впрыском во впускной канал будет иметь два распылителя: в каждую полость над клапанами. При этом ось привода заслонки и канала форсунки 2 0 будут смещены относительно друг друга, а канал форсунки будет выполнен с наклоном. Кулачек заслонки переместится между кулачками цилиндровых клапанов.6 will separate the cavity of the valves in a vertical plane, in the thickenings of which there may be a cavity for the spark plug or nozzle. The nozzle for engines with distributed injection into the inlet will have two nozzles: in each cavity above the valves. In this case, the axis of the drive damper and the nozzle channel 2 0 will be offset relative to each other, and the nozzle channel will be made with an inclination. The flapper cam will move between the cams of the cylinder valves.

Привод поворотной заслонки может быть реализован также от соленоидного клапана, управляемого микропроцессором двигателя по специальному алгоритму.The rotary damper actuator can also be implemented from a solenoid valve controlled by an engine microprocessor according to a special algorithm.

4. Краткое описание чертежей4. Brief Description of the Drawings

Фиг. 1. Представлен газораспределительный механизм в варианте с горизонтальным расположением поворотной заслонки. Представлен вариант с четырьмя цилиндровыми клапанами. На чертеже условно не показаны элементы системы смазки, зажигания, подачи топлива.FIG. 1. The gas distribution mechanism in the version with a horizontal arrangement of the rotary damper is presented. An option with four cylinder valves is presented. The drawing conventionally not shown elements of the lubrication system, ignition, fuel supply.

5. Осуществление изобретения:5. The implementation of the invention:

В такте выпуска отработавших газов (Фиг. 1) поворотная заслонкаIn the exhaust cycle (Fig. 1) rotary damper

7 находится в верхнем положении, перекрывающем впускной коллектор 2, при этом полости всех клапанов соединены с выпускным коллектором 3. Открываются все цилиндровые клапаны 5 и отработавшие газы выходят из цилиндра через все клапаны 5 в выпускной коллектор. Клапаны, перегородка 6 и заслонка 7, при этом, нагреваются. Далее заслонка начинает движение вниз и фиксируется на определенное время вблизи перегородки 6, обеспечивая преимущественное движение потока воздуха из впускного коллектора 2 в выпускной 3 через клапаны и цилиндр 8, при этом происходит его продувка. Если двигатель оснащен турбонаддувом или компрессором с приводом от коленчатого вала, продувка происходит под действием компрессора, если не оснащен - под действием эжекции движущихся от цилиндра отработавших газов.7 is in the upper position, overlapping the intake manifold 2, while the cavities of all valves are connected to the exhaust manifold 3. All cylinder valves 5 are opened and the exhaust gases exit the cylinder through all valves 5 to the exhaust manifold. The valves, the baffle 6 and the shutter 7, while being heated. Next, the flap begins to move down and is fixed for a certain time near the partition 6, providing the predominant movement of the air flow from the intake manifold 2 to the exhaust 3 through the valves and cylinder 8, while it is purged. If the engine is equipped with a turbocharger or a compressor driven by a crankshaft, purging occurs under the influence of the compressor, if not equipped, under the action of ejection of exhaust gases moving from the cylinder.

По окончании продувки заслонка продолжает движение вниз и фиксируется в нижнем положении, начинается такт впуска. Воздух проходит из впускного коллектора 2 через все клапаны 5 и поступает в цилиндр 8, при этом происходит впрыск топлива через распылитель 21 во впускной коллектор. Топливо-воздушная смесь охлаждает клапаны, заслонку, при этом, подогреваясь и улучшая испарение топлива. За счет того, что свежий заряд поступает через все цилиндровые клапаны, наполняемость цилиндра будет выше, чем в традиционных двигателях. Необходимо отметить, что подогрев смеси несколько ограничит наполняемость. По окончании такта впуска, все цилиндровые клапаны 5 закрываются, а заслонка возвращается в первоначальное положение, что должно происходить достаточно быстро во избежание значительного перетока газов между впускным и выпускным коллектором непосредственно.At the end of the purge, the flap continues to move down and is fixed in the lower position, the intake stroke begins. Air passes from the intake manifold 2 through all the valves 5 and enters the cylinder 8, while the fuel is injected through the atomizer 21 into the intake manifold. The fuel-air mixture cools the valves, the shutter, while heating and improving the evaporation of fuel. Due to the fact that a fresh charge enters through all cylinder valves, the filling of the cylinder will be higher than in traditional engines. It should be noted that heating the mixture will somewhat limit the filling. At the end of the intake stroke, all cylinder valves 5 are closed, and the shutter returns to its original position, which should occur quickly enough to avoid a significant flow of gases between the intake and exhaust manifolds directly.

Привод цилиндровых клапанов может осуществлятьсяCylinder valves can be driven

непосредственно от распредвалов, как показано на Фиг. 1 через толкатели 28, или через коромысла, или в случае с нижним расположением распредвалов через толкатели, траверсы и коромысла. Толкатели 28 могут быть механическими или с гидравлической самокомпенсацией. Регулирование фаз газораспределения возможно при более раннем открытии клапанов, управляемых от одного распредвала, через которые будет происходить начало выпуска отработавших газов и более позднего закрытия клапанов, управляемых от другого распредвала, через которые будет происходить окончание впуска свежего заряда или воздуха.directly from the camshafts as shown in FIG. 1 through the pushers 28, or through the rocker arms, or in the case of the lower camshafts through the pushers, traverses and rocker arms. Pushers 28 may be mechanical or hydraulic self-compensation. The control of the valve timing is possible with the earlier opening of valves controlled from one camshaft, through which the start of exhaust gas release and the later closing of valves controlled from another camshaft, through which the end of the intake of fresh charge or air will take place.

Привод заслонки 7 осуществляется следующим образом. На одном из распредвалов, ближнем к заслонке, имеется специальный кулачок 24 с формой, обеспечивающей ее двухступенчатое движение. При повороте распредвала 25, кулачек 24 набегает на шайбу 12, перемещая подвижную втулку 13, которая через пружину 14 воздействует на шток 15, связанный с рычагом 10 заслонки 7 шарнирно через серьгу 11, сжимая пружину 16. При достижении заслонкой 7 нижнего положения, она упирается в уступы окна выпускного коллектора данного цилиндра и кулачок 24, продолжая движение, поджимает пружину 14, обеспечивая герметизацию полостей, разделяемых заслонкой, при этом предотвращается жесткий удар в механической цепочке от кулачка 24 до заслонки 7. Жесткость пружины 14 должна быть больше жесткости пружины 16. При дальнейшем повороте кулачка сначала разжимается пружина 14, затем начинается обратное движение заслонки под действием пружины 16.The drive shutter 7 is as follows. On one of the camshafts closest to the shutter, there is a special cam 24 with a shape that ensures its two-stage movement. When the camshaft 25 is turned, the cam 24 runs onto the washer 12, moving the movable sleeve 13, which through the spring 14 acts on the rod 15 connected to the lever 10 of the shutter 7 pivotally through the earring 11, compressing the spring 16. When the shutter 7 reaches its lower position, it abuts into the ledges of the exhaust manifold window of this cylinder and the cam 24, while continuing to move, presses the spring 14, sealing the cavities separated by the shutter, while preventing a hard blow in the mechanical chain from the cam 24 to the shutter 7. Spring stiffness 14 d It must be greater than the stiffness of the spring 16. With a further rotation of the cam, the spring 14 first opens, then the flap moves back under the action of the spring 16.

Сопротивление движению заслонки незначительное, поэтому шайба 12 вкручивается в подвижную втулку 13 на мелкой резьбе, при этом регулируется зазор между кулачком и шайбой и предварительно поджимается пружина 14, которая дополнительно предотвращает откручивание шайбы 12. Усилие сжатия пружины 14 регулируется толщиной регулировочной шайбы 18.The resistance to movement of the damper is insignificant, therefore, the washer 12 is screwed into the movable sleeve 13 on a fine thread, while the clearance between the cam and the washer is adjusted and the spring 14 is pre-pressed, which additionally prevents the washer 12 from being unscrewed. The compression force of the spring 14 is regulated by the thickness of the adjusting washer 18.

Таким образом, результатом осуществления изобретения будет повышение максимальной мощности двигателя при том же рабочем объеме за счет повышения наполняемости цилиндра свежим зарядом как в случае с турбонаддувом, так и без, а также повышение КПД двигателя в режиме максимальной мощности за счет снижения гидравлических потерь на преодоление сопротивления движению отработавших газов и свежего заряда в самом «узком месте» - сопряжении цилиндровых клапанов и клапанного седла. Повышается также КПД бензиновых двигателей на всем диапазоне нагрузок за счет улучшения испарения топлива от нагретых деталей и условий сгорания смеси в цилиндре, что актуально для двигателей с непосредственным распределенным впрыском бензина во впускные каналы, так как форсунка располагается близко к цилиндру и время, отведенное на испарение топлива, ограничивает максимальную частоту вращения. При этом не происходит существенного увеличения вертикального габарита двигателя, что актуально для двигателей легковых автомобилей.Thus, the result of the invention will be an increase in the maximum engine power at the same displacement due to an increase in the filling of the cylinder with fresh charge, both in the case of turbo-charging and without, as well as an increase in engine efficiency in the maximum power mode by reducing hydraulic losses to overcome resistance the movement of exhaust gases and fresh charge in the most "bottleneck" - the pairing of cylinder valves and valve seats. The efficiency of gasoline engines also increases over the entire load range due to improved fuel evaporation from heated parts and mixture combustion conditions in the cylinder, which is important for engines with direct distributed injection of gasoline into the intake channels, since the nozzle is close to the cylinder and the time allotted for evaporation fuel, limits the maximum speed. At the same time, there is no significant increase in the vertical dimension of the engine, which is important for passenger car engines.

Claims (2)

1. Газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания, состоящий из головки цилиндра, двух и более цилиндровых клапанов, впускного и выпускного коллекторов, перегородки, разделяющей надклапанные полости головки, поворотной перепускной заслонки с приводом заслонки, обеспечивающий одновременное открытие всех цилиндровых клапанов и перепуска отработавших газов и свежего заряда поочередным присоединением надклапанных полостей головки к выпускному и впускному коллекторам при помощи поворотной заслонки с фиксацией заслонки у перегородки для обеспечения продувки цилиндра, отличающийся тем, что привод заслонки состоит из кулачка заслонки, являющегося частью распределительного вала, возвратной пружины, шайбы, вкручивающейся на мелкой резьбе в подвижную втулку, в которой размещен шток, предварительно поджатый шайбой через пружину и регулировочную шайбу и соединенный через серьгу с рычагом вала поворотной заслонки.1. The gas distribution mechanism of an internal combustion engine, consisting of a cylinder head, two or more cylinder valves, intake and exhaust manifolds, a partition separating the supravalve cavity of the head, a rotary bypass damper with a damper actuator, providing simultaneous opening of all cylinder valves and bypass of exhaust gases and fresh charge by alternately attaching the head valve cavities to the exhaust and intake manifolds with the help of a rotary damper with locking the damper baffles for cylinder blowing, characterized in that the damper actuator consists of a damper cam, which is part of the camshaft, a return spring, a washer screwed into the movable sleeve on small threads, in which the rod is placed, pre-pressed by the washer through the spring and the adjusting washer and connected through the earring with the shaft lever of the rotary damper. 2. Привод заслонки, обеспечивающей одновременное открытие всех цилиндровых клапанов и перепуска отработавших газов и свежего заряда поочередным присоединением надклапанных полостей головки к выпускному и впускному коллекторам, отличающийся тем, что привод состоит из кулачка заслонки, являющегося частью распределительного вала, возвратной пружины, шайбы, вкручивающейся на мелкой резьбе в подвижную втулку, в которой размещен шток, предварительно поджатый шайбой через пружину и регулировочную шайбу и соединенный через серьгу с рычагом вала поворотной заслонки.2. A damper actuator that provides simultaneous opening of all cylinder valves and exhaust gas bypass and fresh charge by alternately attaching the valve head cavities to the exhaust and intake manifolds, characterized in that the actuator consists of a damper cam, which is part of the camshaft, return spring, screw washer on small threads in the movable sleeve, in which the rod is placed, pre-pressed by the washer through the spring and the adjusting washer and connected through the earring to the lever ala rotary valve.
RU2017118527A 2017-05-29 2017-05-29 Gas-distributing mechanism of internal combustion engine RU2675647C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118527A RU2675647C2 (en) 2017-05-29 2017-05-29 Gas-distributing mechanism of internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118527A RU2675647C2 (en) 2017-05-29 2017-05-29 Gas-distributing mechanism of internal combustion engine

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017118527A RU2017118527A (en) 2018-11-30
RU2017118527A3 RU2017118527A3 (en) 2018-11-30
RU2675647C2 true RU2675647C2 (en) 2018-12-21

Family

ID=64576982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017118527A RU2675647C2 (en) 2017-05-29 2017-05-29 Gas-distributing mechanism of internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2675647C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2215579A (en) * 1937-11-20 1940-09-24 Eichelberg Gustav Cylinder head for four-stroke internal combustion engines
US4273083A (en) * 1977-05-16 1981-06-16 Auguste Moiroux Distribution system for the intake and exhaust of a super charged internal combustion engine
SU1744279A1 (en) * 1989-02-06 1992-06-30 Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства им.В.П.Горячкина Single-valve gas distribution system of internal combustion engine
SU1778331A1 (en) * 1990-09-13 1992-11-30 Altajskij Polt I Polzun Internal combustion engine supercharger
WO2004001197A1 (en) * 2002-06-24 2003-12-31 Dan Tudorica Four stroke engine with unique overhead valve per cylinder

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2215579A (en) * 1937-11-20 1940-09-24 Eichelberg Gustav Cylinder head for four-stroke internal combustion engines
US4273083A (en) * 1977-05-16 1981-06-16 Auguste Moiroux Distribution system for the intake and exhaust of a super charged internal combustion engine
SU1744279A1 (en) * 1989-02-06 1992-06-30 Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства им.В.П.Горячкина Single-valve gas distribution system of internal combustion engine
SU1778331A1 (en) * 1990-09-13 1992-11-30 Altajskij Polt I Polzun Internal combustion engine supercharger
WO2004001197A1 (en) * 2002-06-24 2003-12-31 Dan Tudorica Four stroke engine with unique overhead valve per cylinder

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
фиг.2. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017118527A (en) 2018-11-30
RU2017118527A3 (en) 2018-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8375904B2 (en) Early intake valve closing and variable valve timing assembly and method
US5967108A (en) Rotary valve system
US5224460A (en) Method of operating an automotive type internal combustion engine
US6000374A (en) Multi-cycle, engine braking with positive power valve actuation control system and process for using the same
US7874271B2 (en) Method of operating a valve apparatus for an internal combustion engine
US5913298A (en) Valve timing system for engine
US5050378A (en) Exhaust recharging of a four cycle internal combustion engine
US20080215228A1 (en) Variable Valve Drive For a Reciprocating Internal Combustion Engine
US9303597B2 (en) Engine with dedicated EGR exhaust port and independent exhaust valve control
US9650924B2 (en) Engine control system having quick-open valve timing
AU660871B2 (en) Crankcase compression type two-cycle engine
US5020486A (en) Partitioned poppet valve mechanism seprating inlet and exhaust tracts
RU2675647C2 (en) Gas-distributing mechanism of internal combustion engine
US5331929A (en) Cylinder head for internal combustion engine and a process of operating same
US4068630A (en) Engine with noise reducing exhaust valve arrangement
EP1148217A2 (en) Intake control device for an internal combustion engine
JP5926372B2 (en) Multi cylinder piston engine
US6189503B1 (en) Porting arrangement for direct injected engine
US7673617B2 (en) Indirect-injection internal-combustion engine, notably spark-ignition supercharged engine, with two intake means for carrying out a burnt gas scavenging stage
US5842453A (en) Device in a cylinder head for an internal combustion engine
US3046960A (en) Internal combustion engines
GB2563685A (en) Rotary sleeve valve for asymmetric timing in two-strokes
US4217865A (en) Internal combustion engine
RU2711013C2 (en) Timing gear
US7334564B2 (en) Throttle and inlet valves for 8 stroke and 4 stroke engines

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190530