двигатель внутреннего сгорания

Формула изобретения

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий головку цилиндра с полостью, образованной верхней плитой головки и боковыми стенками, в которой размещена стойка с осью и установленными на оси коромыслами клапанов, отличающийся тем, что стойка выполнена в виде перевернутой П-образной скобы, имеющей на боковых частях наружные выступы для ее закрепления на боковых стенках головки цилиндра, и установлена с зазором между нижней плоскостью стойки и верхней плитой головки цилиндра, а коромысла клапанов размещены рядом между боковыми частями стойки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к двигателестроению и может быть использовано при конструировании и разработке двигателей внутреннего сгорания, используемых в качестве силового агрегата для малогабаритной техники.

Известен двигатель внутреннего сгорания, в котором стойка коромысла механизма газораспределения закреплена на головке цилиндров тремя шпильками. Гайки шпилек после закрепления стойки законтрены замковой шайбой. В верхней части стойки имеется отверстие, в которое с натягом запрессована ось коромысел. В теле стойки от ее нижней плоскости до отверстия под ось коромысел выполнен наклонный канал, по которому подводится масло от канала в головке цилиндров к оси коромысел (Эфрос В.В. и др. Дизели с воздушным охлаждением Владимирского тракторного завода. М.: Машиностроение, 1976, с. 90).

Известен также двигатель внутреннего сгорания, содержащий головку цилиндра с полостью, образованной верхней плитой и боковыми стенками, в которой размещена стойка с осью и установленными на ней коромыслами клапанов (см. кн. "Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей", 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990, В. П. Алексеев, В.Ф. Воронин, Л.В.Грехов и др./Под общей ред. А.С.Орлина, М. Г.Круглова, рис. 165).

Данный двигатель, принятый за прототип, имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что стойка коромысел установлена и закреплена на верхней плите головки. При такой конструкции двигателя положение стойки коромысел относительно клапанов и штанг толкателей изменяется в зависимости от теплового состояния вследствие линейного расширения головки цилиндра и самой стойки, определяемого режимом работы двигателя. При работе на низких нагрузках температура и линейное расширение головки и стойки незначительны, следовательно, стойка коромысел перемещается вверх на малую величину, при этом зазоры между клапанами и коромыслами изменяются также на малую величину. При работе на больших нагрузках температура головки и стойки коромысел и их линейное расширение резко возрастают, что приводит к значительному перемещению стойки коромысел вверх и увеличению зазоров между клапанами и коромыслами. Большой зазор между клапаном и коромыслом приводит к увеличению скорости посадки клапанов на седла и повышенному износу рабочих фасок клапанов и седел, а, следовательно, к снижению срока службы двигателя.

Задачей, решаемой изобретением, является повышение долговечности двигателя путем стабилизации зазоров между клапанами и коромыслами на различных режимах работы.

Указанная задача решается тем, что в двигателе внутреннего сгорания, содержащем головку цилиндра с полостью, образованной верхней плитой головки и ее боковыми стенками, в которой размещена стойка с осью и установленными на оси коромыслами клапанов, стойка выполнена в виде перевернутой П-образной скобы, имеющей на боковых частях наружные выступы для ее закрепления на боковых стенках головки цилиндра, и установлена с зазором между нижней плоскостью стойки и верхней плитой головки цилиндра, а коромысла клапанов размещены рядом между боковыми частями стойки.

Выполнение стойки в форме перевернутой П-образной скобы и ее закрепление на боковых стенках головки позволяет уменьшить влияние нагрева головки на перемещение стойки относительно клапанов и штанг толкателей, так как боковые стенки головки имеют меньший нагрев. Кроме того, зазор между верхней плитой головки и стойкой обеспечивает ее тепловую изоляцию от верхней плиты головки, меньший нагрев и, следовательно, меньшее линейное расширение стойки и меньшее увеличение теплового зазора между клапаном и коромыслом.

Размещение коромысел клапанов рядом между боковыми частями стойки обеспечивает выравнивание их температурных нагрузок.

На фиг. 1 представлен общий вид двигателя.

На фиг. 2 и 3 дано конструктивное выполнение стойки.

Двигатель внутреннего сгорания содержит головку 1 с полостью 2, образованной верхней плитой 3 и боковыми стенками 4 и 5, в которой размещена стойка 6 с осью 7 и установленными на ней коромыслами 8 клапанов 9. Стойка выполнена в форме перевернутой П-образной скобы и закреплена на боковых стенках 4 и 5 головки 1 с помощью выступов 10 и 11. Между верхней плитой 3 и нижней плоскостью 12 стойки 6 предусмотрен зазор.

В процессе работы двигателя при набегании кулачка распределительного вала на толкатель штанга воздействует на коромысло 8, которое поворачивается на оси 7, установленной в стойке 6, и перемещает клапан 9, открывая его проходное сечение. По окончании воздействия кулачка на толкатель коромысло 8 возвращается в исходное положение, при этом клапан 9 садится на седло.

При работе головка нагревается и удлиняется вверх, но так как между стойкой 6 и верхней плитой 3 головки 1 имеется зазор , деформация верхней плиты 3 не перемещает стойку вверх. Кроме того, стойка вследствие зазора незначительно нагревается от головки из-за малой площади соприкосновения с боковыми стенками 4 и 5, имеющими низкую температуру, и поэтому практически не удлиняется. Оба эти фактора приводят к тому, что зазор между клапаном и коромыслом при работе на различных нагрузках не изменяется, скорость посадки клапана на седло сохраняется постоянной, что увеличивает долговечность работы этого узла, а, следовательно, и двигателя в целом.

Данный двигатель был изготовлен и проведены его испытания, которые подтвердили работоспособность предложенной конструкции, при этом долговечность клапанного узла возросла в 1,2 раза по сравнению с известными аналогами.