газораспределительного механизма (варианты)

Техническое решение относится к области двигателестроения, в частности к устройствам управления газораспределением двигателей внутреннего сгорания (ДВС), и может быть использовано при производстве новых ДВС, а также для модернизации ДВС находящихся в эксплуатации, на которых используются привода клапанов кулачковыми валами с гидротолкателями и дроссельные заслонки с механическим приводом или приводом электрическим и электронным. Техническое решение устройства позволяет плавно изменять фазы газораспределения и реализовать цикл Аткинсона-Миллера путем изменения моментов открытия и закрытия клапанов, заданных профилем кулачков распределительного вала и отказаться от дроссельной заслонки.

Уровень техники Известны разные конструкции приводов клапанов для решения задачи изменения хода клапана: механический, электромагнитный и электрогидравлический.

Представителем механического привода клапанов является система Valvetronic, непрерывного регулирования высоты подъема впускных клапанов (CVVL) BMW Valvetronic дебютировавшей на BMW 316Ti Compact в 2001 году позволяет повысить экономичность двигателя без потерь мощности при удовлетворении норм Евро-4 и сохранении системы впрыска во впускной коллектор. В 2007 году фирма Nissan представила подобную систему механического управления подъемом клапанов под названием Variable Valve Event and Lift (VVEL), далее Toyota присоединилась к CVVL клубу со своей технологией Valvematic [1].

Приведенные системы непрерывного управления клапанами с механическим приводом способны изменять высоту подъема клапана в дополнение к величине заданной формой кулачка, тем не менее, эти системы по-прежнему далеки от совершенства и требуют дополнительных устройств для компенсации зазоров привода клапанов. Применение этих систем для модернизации ДВС, находящихся в эксплуатации, потребует замены головки блока цилиндров, что связано с большими затратами.

Улучшение наполнения цилиндров можно достигнуть, за счет удлинения фазы впуска и увеличения подъема клапана, применяя электромагнитный привод клапана EVA (Electromagnetic Valve Actuator) [2]. Такие системы в настоящее время интенсивно разрабатываются как в Европе, так и США. Например: Electromagnetic actuator having inherently decelerating actuation between limits US 7225770 B2, опубликовано 05.06.2007.

Главной проблемой применения электромагнитного привода является обеспечение исполнительных устройств достаточной энергией и их большие размеры. По сравнению с обычным приводом клапанов мощность генератора при электромеханическом приводе клапанов должна быть повышена на 80%. Данная система, также не подходит для модернизации находящихся в эксплуатации ДВС.

Немецкие производители двигателей предлагают открывать клапаны с помощью гидравлики, а управлять гидравликой с помощью электроэнергии. Электрогидравлический привод клапанов позволяет отказаться не только от распределительного вала и дроссельной заслонки, но и от клапанных пружин. При применении этого типа клапанов, наряду с простым открытием/закрытием клапанов и ходом клапана можно изменять фазы газораспределения и их работу независимо для каждого цилиндра, снижая тем самым?расход топлива и выброс токсичных веществ в отработавших газах и повысить мощность двигателя [3], при этом успешно решается проблема компенсации зазоров клапанов. Например, известен гидравлический привод газоподающих клапанов ДВС (см., патент на изобретение РФ N . 2171897 МПК F 01 L 9/02, публикация патента: 20.05.2001 ) [4], содержащий: подпружиненный газоподающий клапан, толкатель клапана, плунжерный насос с трубопроводом подпитки и компенсирующую емкость, в корпусе которой размещен подвижный орган, соединенные между собой трубопроводом высокого давления, отличающийся тем, что в верхней части компенсирующей емкости размещен управляемый электромагнитный золотник, через который внутренняя полость компенсирующей емкости соединена с трубопроводом высокого давления, а подвижный орган установлен в корпусе компенсирующей емкости подпружинено, причем модуль упругости пружины подвижного органа меньше модуля упругости пружины клапана газораспределения двигателя.

Указанное устройство не нашло применения в практике двигателестроения из-за сложности конструкции, кроме того устройство изменяет только момент закрытия газоподающего клапана в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя, в то время как с повышением оборотов, для обеспечения высоких крутящего момента и мощности, через цилиндры необходимо прогнать куда больший объём газов, нежели на холостом ходу. Потому и открывать клапаны надо раньше, и увеличивать продолжительность их открытия, иными словами, надо делать фазы максимально широкими [5], а в устройстве не предусмотрена возможность изменения момента открытия газоподающего клапана. Известно акже, устройство гидравлического привода клапанов ДВС (см., патент на изобретение РФ . Nr. 2151305 МПК F01L9/00, публикация патента: 20.06.2000) [6], содержащее: резервуар с рабочей жидкостью, гидронасос с редукционным клапаном, аккумулятор давления, сообщающийся с напорной магистралью, сливную магистраль, управляемый электромагнитом подпружиненный золотник-распределитель и гидроцилиндр с рабочим поршнем, находящимся в контакте с клапаном ДВС, отличающийся тем, что в него, между золотником-распределителем и гидроцилиндром, дополнительно введен усилитель, в корпусе которого, расположены как минимум два гидроцилиндра с подвижными рабочими поршнями, имеющими между собой жесткую кинематическую связь, а в магистрали высокого давления между усилителем и гидроцилиндром установлен компенсационный клапан, при этом золотник-распределитель своим торцом большую часть времени опирается на кулачок распределительного вала.

Однако это устройство, использующее для управления временем и высотой открытия клапанов изменение объема масла в камере толкателя, требует применения дополнительных устройств: масляного насоса для подачи гидравлического давления, гидроусилителя и управляемого электромагнитом подпружиненного золотника-распределителя - эти элементы удорожают и усложняют практическую реализацию устройства.

Известно устройство для управления впускным клапаном ДВС (Авторское свидетельство 273579, Кл. 46Ы, 5/01, МПК: F 01L1/14, дата публикации: 15.06.1970, бюллетень N° 20) [7], содержащее толкатель с плунжером, установленным в гильзе с перепускным отверстием, отличающееся тем, что с целью упрощения конструкции и обеспечения одновременного регулирования высоты, продолжительности и момента начала подъема клапана, гильза установлена в толкателе, а размещенный в ней плунжер выполнен со спиральным срезом и ограничительным упором.

К недостаткам этого устройства - относится то, в нем пружину (распорную) вставили между шариковым клапаном и плунжером, поэтому устройство не работоспособно. Утверждение в описании о том, что: «При опускании толкателя по сбегающей части кулачка клапан закрывается, плунжер останавливается, а толкатель с гильзой под действием пружины опускается, следуя за профилем кулачка ...» - не верно. Толкатель с гильзой в устройстве, опускаться не будет, так как для этого в камеру под плунжером должна поступить жидкость, а она не может поступить ни по одному из двух путей: ни через обратный подпитывающий шариковый клапан, так как он заперт действием пружины на шарик клапана, ни через перепускное отверстие, так как оно перекрыто спиральным срезом плунжера.

Многих, указанных выше недостатков, лишено устройство для регулирования ФГР (патент РФ 2157896, Класс МПК: FOIL 1/00, публикация патента: 20.10.2000) [8] состоящее из корпуса, втулки, подпружиненного штока с запорным клапаном, отличающееся тем, что кромки штока выполнены скругленными, а в области высокого давления дополнительно установлены мембрана и упругий элемент-заполнитель. По п. 4 это устройство отличается тем, что рабочая область сообщается с внешней средой через жиклер. Устройство регулирует ФГР и подъем клапанов плавно с ростом частоты вращения коленчатого вала двигателя, а именно, с ростом давления масла в системе смазки. Так как устройство, также как и предлагаемое техническое решение, предназначено для регулирования ФГР и в нем применяется наибольшее количество деталей используемых в предлагаемом техническом решении, то оно и выбрано в качестве ближайшего аналога (прототип).

Устройство не сложное по конструкции, не требует дополнительного устройства для подачи гидравлического давления, а распорная пружина плунжера компенсирует зазоры в механизме ГРМ и не опирается на шарик запорного (подпитывающего) клапана, так как шарик имеет собственную пружину.

К недостаткам этого устройства - относится то, что оно не способно полноценно выполнять функцию управляемого регулирования подъема клапана. Полости в устройстве, над мембраной и под ней, связаны с системой смазки двигателя, поэтому при разгруженном от давления кулачка штоке давление в этих полостях одинаковое то положение мембраны постоянно и зависит только от упругости мембраны и пружины штока, но не зависит от изменения давления масла в системе. Проседание штока под давлением кулачка зависит от изначального положения мембраны и объема масла под мембраной, так как давление кулачка передается через запертый обратным клапаном неизменяемый объем масла под штоком. Регулировать подъем клапана, изменением давления масла, в этом устройстве невозможно. Этим устройством можно создать только задержку открытия клапана, используя зависимость пропускной способности жиклера от давления масла под мембраной, зависящей от оборотов двигателя, которые определяют скорость движения кулачка. В описании сказано: "...податливость штока составляет 0,5...2 мм", а такого уменьшения величины открытия клапана не достаточно для отказа от дроссельной заслонки. Однако диапазон такого способа управления узок и не позволяет отказаться от дроссельной заслонки. Задачей технического решения является создание устройства для плавного управления временем открытия, высотой подъема и временем закрытия, как совместно, так и индивидуально, клапана газораспределения с помощью гидротолкателя во всем диапазоне режимов работы ДВС, автоматически компенсирующего зазоры механизма привода, не требующее увеличения затрат энергии двигателя, не сложное по конструкции и недорогое в изготовлении, позволяющее использовать распределительные валы с "широкими" фазами газораспределения и осуществить индивидуальное управление клапанов. Устройство, которое можно использовать не только при производстве новых ДВС, но и для модернизации находящихся в эксплуатации двигателей, на которых используются привода клапанов с гидротолкателями и имеются дроссельные заслонки с приводом механическим или электрическим с электронным управлением. Устройство должно, обеспечить «узкие» фазы газораспределения для работы на холостом ходу и в режиме частичных нагрузок с поздним открытием и ранним закрытием клапанов без перекрытия фаз, чтобы исключить заброс выхлопных газов во впускной коллектор и выброс части горючей смеси в выхлопную трубу.

Для решения поставленной задачи в устройстве для управления фазами газораспределения и подъемом клапана с помощью гидротолкателя, содержащем: корпус 1 головки блока цилиндров с посадочным местом для гидрокомпенсатора; втулку 2; шток 4 с аксиальным каналом и юбкой; подпружиненный шариковый запорный клапан 5, распорную пружину 6 (Фиг. 1), предусмотрены следующие отличия: прорезают вертикальные продольные зубья в верхней части штока 4, сцепляют с зубчатой рейкой 7 или индивидуальным электроприводом для управления фазами газораспределения; регулируют положение втулки 2 относительно штока 4 винтом с контргайкой 8; прорезают поперечный вырез 9 на боковой стенке втулки 2 ниже отверстия 3 с верхней и нижней управляющими кромками для управления временем задержки открытия клапана; прорезают поперечный вырез 10 на боковой стенке втулки 2 ниже выреза 9, с верхней управляющей кромкой для управления временем закрытия клапана; прорезают на внешней стенке втулки 2 маслосбрасывающую канавку 11 , которой соединяют вырезы 9 и 10 с отверстием 3; просверливают перепускное отверстие 12 в боковой стенке юбки штока 4 для сброса масла из камеры под штоком; устанавливают поршень 13 в юбке штока 4 для передачи давления кулачка распределительного вала на стержень клапана газораспределения через регулируемый предлагаемым устройством объем масла в камере под штоком 4; устанавливают стопорное кольцо в юбке штока 4, для ограничения хода поршня при монтаже устройства. Согласно другому целесообразному варианту, устройство для управления фазами газораспределения и подъемом клапана с помощью гидротолкателя отличается от основного варианта тем, что прорезают управляющие вырезы 9 и 10 не на втулке, а на юбке штока 4, вначале профиль управляющего выреза 9 на кромке юбки штока 4 для задержки открытия клапана и над ним вырез 10 для закрытия клапана, кроме того, прорезают на боковой стенке втулки 2 перепускное отверстие 12 и соединяют его канавкой 1 1 с отверстием 3 для подачи масла, поршень 13 устанавливают во втулке 2; стопорное кольцо 14, для ограничения хода поршня при монтаже устройства устанавливают во втулке 2 (Фиг. 3).

Для технического решения конструкции устройства для управления фазами газораспределения и подъемом клапана с помощью гидротолкателя, используют детали гидротолкателя (гидрокомпенсатора), поэтому оно не сложное в изготовлении и позволяет:

- плавно, как совместно, так и индивидуально управлять временем открытия, высотой подъема и временем закрытия клапана газораспределения во всем диапазоне работы ДВС;

- использовать распределительные валы с "широкими" фазами газораспределения;

- не увеличивать мощность генератора и не использовать дополнительные узлы и устройства для обеспечения энергией предлагаемого устройства;

- проводить модернизацию находящихся в эксплуатации двигателей и совершенствовать приводы клапана новых ДВС;

- отказаться от применения дроссельной заслонки;

- обеспечить экономичный режим работы ДВС на холостом ходу и в режиме частичных нагрузок с поздним открытием и ранним закрытием клапана без перекрытия фаз, исключая заброс выхлопных газов во впускной коллектор и выброс части горючей смеси в выхлопную трубу, обеспечивая «узкие» фазы газораспределения;

выполнять компенсацию зазоров механизма газораспределения ДВС без использования гидрокомпенсаторов;

- обеспечить режим аварийной работы ДВС, при отказе системы управления приводом клапана, а также режим блокировки/запирания клапана для выключения цилиндра из работы.

Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом показано в таблице 1. Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим ез льтатом Таблица 1

По сравнению с предшествующим уровнем техники преимущественные воздействия согласно настоящему изобретению являются следующими:

(1) Устройство для управления фазами газораспределения и подъемом клапана газораспределительного механизма согласно настоящему изобретению может быть осуществлена путем модернизации существующего двигателя с неизменяемыми фазами газораспределения, только с небольшой модификацией оригинального двигателя, по существу всего лишь путем замены гидротолкателя (гидрокомпенсатора) на предлагаемое устройство, которое в изготовлении не намного сложнее гидрокомпенсатора, поэтому промышленное внедрение не составит проблем.

(2) Источник двигательной энергии и рабочая среда устройства для управления фазами газораспределения согласно настоящему изобретению находятся в самом двигателе, и не требует дополнительных затрат мощности. Она не зависят от работы внешнего оборудования и сама образуют систему регулируемого привода клапаном.

(3) Устройство для управления фазами газораспределения и подъемом клапана газораспределительного механизма согласно настоящему изобретению может работать в рабочем режиме или в аварийном режиме при выходе из строя системы управления, и она может не только отвечать современным потребностям двигателя, но и обеспечивать функции энергосбережения и защиты окружающей среды.

(4) Только несколько составных частей требуется устройству для внедрения устройства для управления фазами газораспределения и подъемом клапана газораспределительного механизма согласно настоящему изобретению, так что устройство имеет простую конструкцию и низкую стоимость.

Приведенная совокупность существенных признаков авторами в научно-технической и патентной информации не обнаружена. Существенный признак отличительной части п. 2 формулы заявляемого изобретения шток 4 с поперечным фасонным вырезом с одним или несколькими управляющими профилями кромок на юбке имеют сходство выполняемой задачи с плунжером со спиральным срезом, перекрывающим перепускное отверстие, известным из авторского свидетельства РФ N° 273579 [7]. Однако, в заявляемом устройстве, вырезы на юбке штока 4 по п. 2 формулы, имеют более чем одну управляющие кромки с несколькими профилями, что дает возможность управлять не только временем открытия клапана, путем задержки открытия, но и временем закрытия. Кроме того, в форме профилей кромок по п. 1 и 2 формулы, программируют оптимальный режим управления, как временем открытия, так и временем закрытия клапана в зависимости от нагрузки ДВС. Также, в предлагаемом техническом решении, шток 4 отличается от плунжера наличием аксиального канала для подачи масла в камеру под штоком и запорным клапаном 5 на этом канале в юбке штока 4. В заявляемом устройстве втулка 2, как и гильза в авторском свидетельстве РФ N°

273579 [7], имеют перепускное отверстие с одинаковым назначением. Однако, в заявляемом устройстве втулку 2 вставляют в корпус головки ДВС неподвижно и она имеет регулирующий винт 8 с контргайкой для точной регулировки положения штока 4 относительно втулки 2, что не предусмотрено авторским свидетельством РФ N° 273579 [7], где гильза установлена подвижно, и само предложение, как было показано выше, неработоспособно.

Таким образом, заявляемое устройство отвечает критерию «изобретательский уровень» Сущность предложенного технического решения поясняются чертежом, где:

на фиг. 1 показано устройство для управления фазами газораспределения и подъемом клапана газораспределительного механизма с поршнем в юбке штока и вырезами на втулке;

на фиг. 2 показана схема развертки управляющих кромок выреза на развертке втулки; на фиг. 3 показано устройство для управления фазами газораспределения и подъемом клапана газораспределительного механизма с поршнем во втулке и вырезами на юбке штока;

на фиг. 4 показана схема развертки штока с управляющими кромками на юбке штока; на фиг. 5 показаны графики, характеризующие изменение хода клапана в соответствии с углом поворота коленчатого вала для различных режимов работы ДВС, которые задают осевым положением штока относительно втулки.

На чертеже приняты обозначения:

h - ход клапана газораспределения

h' - ход штока устройства

φ - угол поворота коленчатого вала ДВС

«А» - режим полной нагрузки

«В» - режим частичной нагрузки двигателя

«С» - режим холостого хода без задержки открытия клапана

«С» - режим холостого хода с задержкой открытия клапана

«D» - цилиндр выключен из работы

«Е» - аварийный режим ДВС

1 - корпус головки двигателя с посадочным местом для гидротолкателя

2 - втулка 3 - отверстие во втулке для подачи масла в кольцевую проточку штока

4 - шток с аксиальным каналом, юбкой и продольными зубьями на верхней части

5 - шариковый запорный клапан

6 - распорная пружина

7 - зубчатая рейка

8 - винт с контрогайкой для регулировки положения втулки относительно штока

9 - поперечный вырез для управления задержкой времени открытия клапана

10 - поперечный вырез для управления временем закрытия клапана

11 - маслосбрасывающая канавка связывающая управляющие поперечные вырезы

12 - перепускное отверстие, для сброса масла из камеры под штоком

13 - поршень

14 - стопорное кольцо

В посадочное место гидротолкателя (гидрокомпенсатора) корпуса 1 головки блока цилиндров ДВС вставляют предлагаемое устройство для управления фазами газораспределения и подъемом клапана (Фиг. 1) которое состоит из: втулки 2; штока 4; шарикового запорного клапана 5; распорной пружины 6; зубчатой рейки 7; регулировочного винта с контргайкой 8; поршня 13; стопорного кольца 14.

Перечисленные выше конструктивные элементы выполняют следующим образом:

- втулка 2 имеет: отверстие 3 для подачи масла из системы смазки двигателя в проточку штока 4; поперечный вырез 9 на боковой стенке ниже отверстия 3 для управления задержкой времени открытия клапана, которое программируют в форме профилей кромок выреза 9; поперечный вырез 10 на боковой стенке ниже выреза 9, для управления времени закрытия клапана, которое программируют в форме профиля верхней кромки выреза 10; маслосбрасывающую канавку 11 на внешней поверхности втулки 2, которой соединяют вырезы 9 и 10 с отверстием 3; стопорное кольцо 13, для ограничения хода поршня при монтаже устройства;

- шток 4 имеет: вертикальные продольные зубья для сцепления с зубчатой рейкой 7, или индивидуальным электроприводом; аксиальный канал для подачи масла из кольцевой проточки штока 4 в камеру образованную юбкой штока 4; подпружиненный шариковый запорный клапан 5, запирающий аксиальный канал в камере образованной юбкой штока 4; перепускное отверстие 12 в юбке штока, для сброса масла из камеры образованной юбкой в поперечные фасонные вырезы 9 и 10 втулки 2; - распорную пружину 6 выбирают с модулем упругости меньше модуля упругости пружины клапана газораспределения двигателя, она служит для возврата штока 4 после схода кулачка распределительного вала со штока.

Устройство для управления фазами газораспределения и подъемом клапана газораспределительного механизма (Фиг. 3) по пункту 2 формулы имеет конструктивные отличия от основного варианта:

- втулка 2 не имеет поперечных вырезов 9 и 10, а имеет дополнительно: перепускное отверстие 12;

- втулка 2 имеет маслосбрасывающую канавку 11 на внешней поверхности втулки, которой соединяют перепускное отверстие 12 с отверстием 3,

- шток 4 не имеет перепускного отверстия 12, а имеет дополнительно: вырезы 9 и 10.

- поршень 13 вставляют во втулку 2 и стопорное кольцо 14 во втулке 2.

Описанное выше техническое решение устройство для управления фазами газораспределения и подъемом клапана газораспределительного механизма (Фиг. 1) осуществляют следующим образом: в посадочное место для гидротолкателя, корпуса 1 головки блока цилиндров, устанавливают втулку 2 и подключают отверстием 3 к системе смазки двигателя. В юбку штока 4 вставляют распорную пружину 6, на нее поршень 13 и фиксируют стопорным кольцом 14. Во втулку 2 вставляют шток 4 с пружиной 6 и поршнем 13 до упора поршнем на стержень клапана газораспределения. После установки распределительного вала ГРМ, регулируют винтом 8 высоту втулки 2 относительно штока 4. Зазор между втулкой и штоком составляет 5-8 микрон. Благодаря этому, с одной стороны, детали более или менее свободно перемещают относительно друг друга, с другой стороны - сохраняют герметичность соединения.

Устройством для управления фазами газораспределения и подъемом клапана газораспределительного механизма, при воздействии кулачка распределительного вала, обеспечивают управление фазами газораспределения и высотой подъема клапана относительно заданных профилем кулачка, за счет позиционирования перепускного отверстия 12 штока 4 по отношению к управляющим кромкам поперечных вырезов 9 и 10 на втулке 2, необходимые параметры управления программируют в форме профилей кромок этих вырезов. Позиционирование перепускного отверстия 12 относительно профилей кромок осуществляют путем поворота оси штока 4 зубчатой рейкой 7 или электроприводом.

Предлагаемое техническое решение устройства (Фиг. 1) работает следующим образом: при сходе кулачка распределительного вала со штока 4, привод клапана разгружают от давления кулачка, поэтому газораспределительный клапан закрывают под действием пружины этого клапана. Распорной пружиной 6, упирают в поршень 13, установленный на стержне газораспределительного клапана, давят на дно штока 4 и поднимают его, при этом выбирают зазоры в приводе клапанного механизма и обеспечивают непрерывный контакт с кулачком распределительного вала. Во время подъема штока 4, масло из отверстия 3 поступает в проточку штока 4 и далее в аксиальный канал штока 4, через запорный клапан 5, который открывают давлением системы смазки двигателя, масло подают в камеру под штоком 4. При этом, во время подъема штока 4 перепускное отверстие 12 в юбке штока 4 перемещают поочередно над вырезами 10 и 9, через которые, масло также поступает в камеру под штоком 4, что увеличивает скорость подъема штока 4.

Когда кулачок распределительного вала сойдет со штока 4, последний упирают в тыльную сторону кулачка и останавливают, при этом в камеру под штоком 4 масло перестает поступать, поэтому давление в системе смазки двигателя и в камере под штоком 4 выравнивается и запорным клапаном 5, под воздействием его пружинного элемента, закрывают аксиальный канал штока 4 (Фиг. 2).

При набегании кулачка распределительного вала на шток 4, давлением кулачка, преодолевают сопротивление распорной пружины 6 и перемещают шток 4 относительно втулки 2 вниз. Обратный запорный клапан 5 закрыт и, если перепускное отверстие 12 штока 4 позиционируют по отношению к втулке 2 так, что при движении штока 4 оно не будет пересекать управляющие вырезы 9, 10 на втулке 2 (Фиг. 2), например, в позиции «А» оси штока 4, то перепускное отверстие 12 будет закрыто стенкой втулки 2. В этом случае, через запертое в камере под штоком 4 масло, давление кулачка передают к хвостовику клапана без задержки и клапан открывают в полном соответствии с профилем кулачка (Фиг. 5) и обеспечивают режим полной нагрузке ДВС.

Если ось штока 4 позиционируют по линии «В» (Фиг. 2), то перепускное отверстие 12 к началу набегания кулачка на шток 4 открыто в вырез 9 и поэтому при движении штока 4, под давлением кулачка, масло выдавливают из камеры под штоком 4 в вырез 9, чем задерживают открытие клапана, до тех пор, пока нижней кромкой выреза 9 не закроют перепускное отверстие 12 и запрут масло в камере. Дальнейшим давлением кулачка на шток 4, через запертое в камере под штоком 4 масло, передают это давление на поршень 13 и открывают клапан газораспределения. Когда, давлением кулачка, шток 4 опустят до открытия перепускного отверстия 12 в вырез 10, масло выдавливают из камеры в юбке под штоком в вырез 10 и клапан газораспределения закрывают под действием его пружины. Таким образом, когда позиционируют рейкой 7 или электроприводом перепускное отверстие 12 штока 4, например, впускного клапана, по линии «В» (Фиг. 2,4), то при движении перепускного отверстия 12 штока 4 над управляющими кромками вырезов 9 и 10 обеспечивают открытие клапана на высоту и с задержкой открытия на время необходимые для обеспечения режима работы ДВС при частичной нагрузке двигателя.

При позиционировании оси штока 4 перепускным отверстием 12 по линии «С» (Фиг. 2 и 4) перемещением отверстия 12 на штоке 4 под давлением кулачка распределительного вала впускного клапана, обеспечивают раннее открытие клапана для ускорения прогрева кислородного датчика и катализатора после запуска двигателя, в режиме холостого хода (Фип 5).

Если позиционируют перепускное отверстие 12 штока 4 по линии «D» (Фиг. 2 и 4), то на всем протяжении воздействия кулачка на шток 4 перепускное отверстие 12 будет открыто в вырезы 9 и 10 и масло штоком 4 выдавливают из камеры под штоком 4, давление кулачка на стержень клапана газораспределения не передают, клапан не открывают, тем самым цилиндр выключают из работы.

При выходе из строя привода зубчатой рейки 7, возвратной пружиной вытягивают рейку 7 или вал электропривода впускного клапана в крайнее положение и поворачивают шток 4 для прохождения перепускного отверстия 12 по линии «Е» и обеспечивают режим работы ДВС, аналогичный режиму «В» частичной нагрузки двигателя (Фиг. 2 и 4). Этот режим позволяет доставить автомобиль до станции технического обслуживания.

Аналогичный результат, но с меньшими затратами на изготовление, достигают путем вырезания управляющих вырезов 9 и 10 не на втулке, а на юбке штока (Фиг. 3). На втулке 2 прорезают перепускное отверстие 12 и соединяют маслосбрасывающей канавкой I I с отверстием 3. На фиг. 4 показана развертка юбки штока 4, перемещение штока 4 показано перемещением перепускного отверстия 12 втулки 2.

Кроме того, предложенное устройство для управления фазами газораспределения и подъемом клапана газораспределительного механизма, отличается от основного варианта тем, что для снижения металлоемкости и затрат на изготовление штока устройства поршень 13 устанавливают во втулке 2; стопорное кольцо 14 для ограничения хода поршня при монтаже устройства устанавливают во втулке 2 (Фиг. 3). Итак, устройство для управления фазами газораспределения и подъемом клапана газораспределительного механизма позволяет поворотом оси штока 4 устройства управлять фазами газораспределения путем задержки времени открытия и закрытия клапана по отношению к времени задаваемому профилем кулачка, во всем диапазоне работы ДВС, что позволяет формой кромок вырезов 9 и 10 реализовать цикл Аткинсона-Миллера в управлении газораспределением ДВС.

Технико-экономическое обоснование: данная конструкция устройства для управления фазами газораспределения и подъемом клапана газораспределительного механизма позволяет использовать распределительные валы с "широкими" фазами газораспределения для получения большей мощности на высоких оборотах двигателя без ухудшения параметров двигателя на холостом ходу, тем самым повысить мощность на 10% и крутящий момент на низких оборотах на 15% за счет раннего закрытия впускных клапанов, обеспечивающего удержание в цилиндрах максимальной массы воздуха [9].

При применении устройства для управления фазами газораспределения и подъемом клапана газораспределительного механизма газораспределительного механизма убирают дроссельную заслонку и снижают за счет этого, насосные потери во всасывающем коллекторе, что дает 10-ти процентное снижение расхода топлива и соответствующее сокращение выброса углекислого газа в двигателях аналогичного рабочего объема [9]. Устройство для управления фазами газораспределения и подъемом клапана газораспределительного механизма несложное в изготовлении, поэтому может быть использовано не только при производстве новых ДВС, не удорожая существенно стоимость последних, но и для модернизации находящиеся в эксплуатации двигателей не меняя конструкцию головки ДВС. Устройство само настраивается под конкретные размеры деталей ГРМ, независимо от их износа и теплового расширения, и обеспечивает быстрый сброс масла из внутренней полости устройства через маслосбрасывающий канал, а также ускоренное наполнение этой полости через маслосбрасывающий и маслоподающий каналы. Фазами газораспределения и подъемом клапана управляют, как совместно с другими клапанами, так и индивидуально непрерывным линейным перемещением зубчатой рейки или поворотом оси штока электроприводом. Источники информации Autozine technical school Continuous Variable Valve Lift (CVVL)

http://www.autozine.org/technical_school/engine/vvt_5.htm l Электромагнитный привод клапанов

http://ustroistvo-avtomobilya.ru/dvigatel/e-lektromagnitny-j -privod-klapanov/ Гидравличкский привод клапанов

http://ustroistvo-avtomobilya.ru/dvigatel/gidraylicheskii-pr ivod-klapanov/ Патент РФ N°: 2171897 МПК F OI L 9/02, http://ru-patent.info/21/70-74/2171897.html Зачем менять фазы газораспределения, http://www.drive.rU/technic/2007/07/l 1 /377214.html Патент на изобретение РФ N°: 2151305, http://www.freepatent.ru/patents/2151305 Авторское свидетельство j\° 273579, дата публикации: 15.06.1970, бюллетень N° 20 Патент РФ Jfs 2157896, http://www.freepatent.ru/patents/2157896

Изменение высоты подъема клапана, http://explavto.narod.rU/files/ats/klapan/l.htm