RU2567482C2

RU2567482C2 - Diesel engine valve gear

Info

Publication number: RU2567482C2
Application number: RU2014110464/06A
Authority: RU
Inventors: Евгений Васильевич Сливинский; Олег Андреевич Пивоваров; Марина Александровна Родионова; Василий Александрович Степанищев
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2015-11-10
Also published as: RU2014110464A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention can be used in internal combustion engines. The diesel engine valve gear comprises a block head (3) with guiding bushings plugs (2) and the valves consisting of the plates (4) which are rigidly connected with rods (1). The valve rods (1) along their length located on sections of inlet or outlet manifolds are implemented in the form of hyperboloids.

EFFECT: technical result consists in reduction of capacity and in decrease of thermal stress of valves.

1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано в конструкциях двухтактных и четырехтактных дизелей.The present invention relates to the field of internal combustion engines and can be used in the design of two-stroke and four-stroke diesel engines.

Известен механизм газораспределения четырехтактного дизеля М750, используемого в конструкциях маневровых тепловозов (см. книгу Глаголев Н.М. и др. тепловозные двигатели и газовые турбины. Государственное транспортное железнодорожное издательство. М., 1957 г., стр.187-188, рис.128). У такого дизеля в головке цилиндров расположено по два выхлопных и два выпускных клапана на каждый цилиндр. Клапаны состоят из стержней постоянного круглого сечения и головок, которые садятся на запрессованные в головку блока цилиндров стальные седла. Седла представляют собой цилиндрические втулки и в рабочей зоне, где они контактируют с головкой клапана, имеют наклонную поверхность такую же, какую и головка клапана. Клапаны и их стержни расположены на пути движения газов и понятно, что оказывают им известное сопротивление. В то же время клапаны, а следовательно, и их седла работают в очень тяжелых температурных условиях в области порядка 300-800°C и вопросы повышения их надежности и на сегодняшний день являются весьма актуальными.The known gas distribution mechanism of the four-stroke diesel engine M750 used in the construction of shunting diesel locomotives (see the book Glagolev N.M. and other diesel engines and gas turbines. State Transport Railway Publishing House. M., 1957, pp. 187-188, Fig. 128). Such a diesel engine has two exhaust valves and two exhaust valves per cylinder in the cylinder head. Valves consist of constant round cross-section rods and heads that sit on steel seats pressed into the cylinder head. The seats are cylindrical bushings and in the working area, where they are in contact with the valve head, have an inclined surface the same as the valve head. Valves and their rods are located on the path of gas movement and it is clear that they provide them with known resistance. At the same time, valves, and therefore their seats, operate in very severe temperature conditions in the region of the order of 300-800 ° C and the issues of increasing their reliability are very relevant today.

Известен также механизм газораспределения, представленный в патенте RU 2268373. У такого механизма впускной и выпускной клапаны каждого из цилиндров блока в своих головках снабжены наклонными в вертикальной плоскости каналами, начала которых находятся на торцевой части головок, а концы - на их рабочей поверхности, причем начала и концы упомянутых каналов выполнены различного диаметра и большие из них расположены на внешних торцевых частях головок клапанов, а меньшие - на их рабочих поверхностях. Существенным недостатком этого механизма газораспределения является то, что каналы, выполненные в головках клапанов, являются криволинейными и поэтому прохождение через них газов происходит с некоторым сопротивлением, а это снижает их скорость и в недостаточной мере способствует снижению температурного поля головок клапанов и других их составляющих.The gas distribution mechanism is also known, which is presented in patent RU 2268373. For such a mechanism, the intake and exhaust valves of each of the block cylinders in their heads are equipped with channels inclined in the vertical plane, the beginnings of which are on the end part of the heads and the ends on their working surface, and the ends of the said channels are made of various diameters and the larger ones are located on the outer end parts of the valve heads, and the smaller ones are located on their working surfaces. A significant drawback of this gas distribution mechanism is that the channels made in the valve heads are curved and therefore the passage of gases through them occurs with some resistance, and this reduces their speed and insufficiently contributes to a decrease in the temperature field of the valve heads and their other components.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является разработка такого клапана, у которого за счет изменения круговой наружной поверхности стержня по его длине происходит как увеличение его пропускной способности, так и его снижение теплонапряженности.Therefore, the aim of the invention is the development of such a valve, which due to changes in the circular outer surface of the rod along its length, both an increase in its throughput and a decrease in heat stress occur.

Поставленная цель достигается тем, что стержни клапанов по всей своей длине, расположенной на участках впускного и выпускного коллектора, выполнены в виде гиперболоидов и являются продолжением подобных, имеющихся на тарелках упомянутых клапанов.This goal is achieved by the fact that the valve stems along their entire length, located on the sections of the intake and exhaust manifolds, are made in the form of hyperboloids and are a continuation of the similar valves on the plates mentioned.

На чертежах фиг.1 показана часть клапана ГРМ ДВС, расположенная, например, в выпускном его коллекторе.In the drawings, Fig. 1 shows a part of the engine timing valve located, for example, in its exhaust manifold.

Механизм газораспределения дизеля включает в себя клапан, состоящий из цилиндрического стержня 1, расположенного в направляющей втулке 2, установленной в головке цилиндров 3, и тарелки 4, причем цилиндрический стержень 1 на участке от направляющей втулки 2 до тарелки 4 выполнен в виде гиперболоида 5. Тарелка 4 взаимодействует с седлом 6 клапана, также установленном в головке цилиндров 3. В головке цилиндров 3 выполнен выпускной коллектор 7.The gas distribution mechanism of the diesel engine includes a valve consisting of a cylindrical rod 1 located in the guide sleeve 2 installed in the cylinder head 3, and the plate 4, and the cylindrical rod 1 in the area from the guide sleeve 2 to the plate 4 is made in the form of a hyperboloid 5. Plate 4 interacts with a valve seat 6, also installed in the cylinder head 3. An exhaust manifold 7 is made in the cylinder head 3.

Работает механизм газораспределения дизеля следующим образом. Предположим, что на фиг.1 показан выпускной клапан дизеля и последний открывается по стрелке А после того, как завершится рабочий ход поршня (работа шатунно-поршневой группы и газораспределительного механизма, например, дизеля М 750 подробно описана в аналоге). После того как клапан будет открыт, отработанные газы попадают через пространство, образованное между седлом 6 клапана и его тарелкой 4 (на чертеже такое положение клапана не показано), в выпускной коллектор 7 и, двигаясь по стрелкам В, по криволинейным поверхностям гиперболоида 5, получают некоторое ускорение и, тем самым обеспечивается повышение пропускной способности последних. Но так как пропускная способность их увеличивается, то одновременно и снижается теплонапряженность клапана в целом, что в итоге будет способствовать росту термического КПД дизеля. Следует также отметить, что если рассматривать работу впускного клапана, когда он также как и выпускной будет открыт по стрелке А, то воздушно-газовая смесь, поступающая в впускной коллектор, будет направлена в сторону, обратную стрелке В, и ее движение по поверхности гиперболоида 5 также будет происходить без особого сопротивления.The diesel engine timing mechanism works as follows. Suppose that Fig. 1 shows a diesel exhaust valve and the latter opens in arrow A after the piston stroke is completed (the operation of the connecting rod-piston group and the gas distribution mechanism, for example, the M 750 diesel engine, is described in detail in the analogue). After the valve is opened, the exhaust gases pass through the space formed between the valve seat 6 and its plate 4 (this position of the valve is not shown in the drawing), into the exhaust manifold 7 and, moving along arrows B, along the curved surfaces of the hyperboloid 5, get some acceleration, and thereby increase the throughput of the latter. But since their throughput increases, then the heat stress of the valve as a whole decreases, which will ultimately contribute to an increase in the thermal efficiency of the diesel engine. It should also be noted that if we consider the operation of the intake valve when it, like the exhaust valve, is open in direction A, then the air-gas mixture entering the intake manifold will be directed in the direction opposite to arrow B and its movement along the surface of the hyperboloid 5 will also occur without much resistance.

Технико-экономическая эффективность предложенного технического решения в сравнении с известными очевидна, так как оно направленно на увеличение пропускной способности газов через клапаны ДВС и снижает теплонапряженность последних.The technical and economic efficiency of the proposed technical solution in comparison with the known ones is obvious, since it is aimed at increasing the throughput of gases through the internal combustion engine valves and reduces the heat stress of the latter.

Claims

The gas distribution mechanism of a diesel engine, including a block head with guide bushings and valves, consisting of plates rigidly connected to the rods, characterized in that the valve rods along their entire length located in the areas of the intake or exhaust manifolds are made in the form of hyperboloids.