Механизм бесступенчатого регулирования фаз газораспределения
* * *
МЕХАНИЗМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ФАЗ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ.
Полезная модель относится к области автомобилестроения.
Широко распространён газораспределительный механизм ДВС, устанавливаемый, напр., на двигателях отечественного производства, содержащий корпус, распределительный вал с кулачками, ведомую зубчатую шестерню, соединённую посредством зубчатого ремня с коленчатым валом двигателя. Недостатком данного механизма является постоянная зависимость угловой скорости вращения распределительного вала от угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя.
Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства является система регулирования фаз газораспределения VVT-i (Variable Valve Timing intelligent), содержащая корпус, распредвал с кулачками, зубчатый шкив с исполнительным механизмом, соединённый посредством ремня с коленчатым валом двигателя, в которой масло подводится с одной или другой стороны каждого из лепестков ротора исполнительного механизма, заставляя его и сам вал поворачиваться в прямом или обратном направлении. Недостатком системы является сложность устройства.
Целью полезной модели является улучшение тяго-мощностных и экологических показателей двигателя.
Поставленная цель достигается тем, что зубчатая шестерня выполнена составной в виде циклоидального редуктора, одна из шестерен которого связана с коленчатым валом двигателя, а вторая с распределительным валом, промежуточное тело вращения связано с управляющим приводом, при этом при неподвижном положении промежуточного тела обе шестерни вращаются с пропорциональными угловыми скоростями, а при вращении промежуточного тела в том или обратном направлении происходит замедление или ускорение вращения ведомой шестерни относительно вращающейся ведущей шестерни.
На фиг. 1 изображена схема механизма регулирования фаз газораспределения с червячным редуктором привода управления.
На фиг. 2 изображена схема механизма регулирования фаз газораспределения с цилиндрическим редуктором привода управления.
Общий вид
Механизм регулирования фаз газораспределения ДВС содержит корпус, распределительный вал с кулачками, зубчатую шестерню, связанную посредством приводного ремня с коленчатым валом двигателя, привод управления, датчик фазы, зубчатая шестерня выполнена составной в виде циклоидального редуктора, одна из шестерен которого связана с коленчатым валом двигателя, а вторая с распределительным валом, промежуточное тело вращения связано с управляющим приводом, при этом при неподвижном положении промежуточного тела обе шестерни вращаются с пропорциональными угловыми скоростями, а при вращении промежуточного тела в прямом или обратном направлении происходит замедление или ускорение вращения ведомой шестерни относительно вращающейся ведущей шестерни.
Механизм регулирования фаз газораспределения ДВС (вариант 1) содержит корпус (кронштейн) 1, в котором неподвижно установлен вал 2 с установленным на нём с возможностью вращения эксцентриком 3, на котором, в свою очередь эксцентрично жёстко закреплено зубчатое колесо 4 привода, а также установлено с возможностью вращения промежуточное тело вращения 5 с наружным роликовым венцом 6 и внутренним цевочным венцом 7 и связанное с внешним ведущим колесом циклоидального редуктора 8 и с внутренней ведомой шестерней 9 циклоидального редуктора, причём ось зубчатого колеса 4 привода совпадает с осью неподвижного вала 2, внешнее ведущее колесо 8 имеет наружный зубчатый венец 10 и посредством приводного ремня связано с коленчатым валом двигателя, а внутренняя ведомая шестерня 9 жёстко соединена с распределительным валом 11, на кронштейне 1 также установлен управляющий электродвигатель с червяком 12 и датчик фазы 13, ось внешнего ведущего колеса 8 совпадает с осью внутренней ведомой шестерни 9, при этом червячная передача осуществляет самоблокировку обратного момента. (фиг. 1).
Механизм регулирования фаз газораспределения ДВС (вариант 2) содержит корпус (кронштейн) 1, в котором неподвижно установлен вал 2 с установленным на нём с возможностью вращения эксцентриком 3, на котором, в свою очередь эксцентрично жёстко закреплено зубчатое колесо 4 привода, а также установлено с возможностью вращения промежуточное тело вращения 5 с наружным роликовым венцом 6 и внутренним цевочным венцом 7 и связанное с внешним ведущим колесом циклоидального редуктора 8 и с внутренней ведомой шестерней 9 циклоидального редуктора, причём ось зубчатого колеса 4 привода совпадает с осью неподвижного вала 2, внешнее ведущее колесо 8 имеет наружный зубчатый венец 10 и посредством приводного ремня связано с коленчатым валом двигателя, а внутренняя ведомая шестерня 9 жёстко соединена с распределительным валом 11, на кронштейне 1 также установлен управляющий электродвигатель 14 с цилиндрической ведущей шестерней 15, храповый механизм 16 с электромагнитным приводом 17 и датчик фазы 13, ось внешнего ведущего колеса 8 совпадает с осью внутренней ведомой шестерни 9 (фиг. 2).
Механизм регулирования фаз газораспределения ДВС работает следующим образом. Первый режим - зубчатое колесо 4 привода неподвижно (отсутствует сигнал управления на электродвигатель). Крутящий момент с коленчатого вала двигателя посредством приводного ремня передаётся на внешнее ведущее колесо 8 и далее через промежуточное тело вращения 5 на внутреннюю ведомую шестерню 9 и распределительный вал 11 с кулачками. При этом угловая скорость вращения распределительного вала пропорциональна угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя. Второй режим - зубчатое колесо 4 вращается в ту или иную сторону под воздействием управляющего электродвигателя. Промежуточное тело 5, вращаясь на эксцентрике 3, смещает внутреннюю шестерню 9 относительно внешнего колеса 9 на некоторый угол в ту или иную сторону. При этом изменяется угловое положение кулачков распредвала 11 относительно коленчатого вала двигателя. По достижении необходимых параметров вращение промежуточного тела 5 прекращается, и работа газораспределительного механизма продолжается с новыми фиксированными параметрами. Большое передаточное число циклоидального редуктора позволяет осуществлять регулирование с высокой степенью точности используя для этой цели обычный электродвигатель.
Во втором варианте храповый механизм предотвращает обратный сдвиг фазы под воздействием момента сопротивления вращению на кулачках при увеличенных углах открытия клапанов при отсутствии управляющего сигнала на электродвигателе. Цилиндрическая передача проще в изготовлении червячной, что позволяет снизить себестоимость устройства.
Достоинство предлагаемого устройства заключается в простоте и компактности устройства, высоком КПД и точности регулирования, возможности адаптации на двигателе без необходимости его переделки. Возможно применение для работы двигателя по циклу Миллера, например, как в автомобиле Nissan Micra.
