Регулятор зазора и роликовый толкатель для клапанного механизма двигателя внутреннего сгорания, способы их изготовления, клапанной механизм и способ его сборки

Регулятор зазора и роликовый толкатель для клапанного механизма двигателя внутреннего сгорания, способы их изготовления, клапанной механизм и способ его сборки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее раскрытие относится к намагниченному роликовому толкателю (РТ) и/или к намагниченному регулятору зазора, используемым для предотвращения смещения этих двух компонентов относительно друг друга в процессе сборки клапанного механизма двигателя. Настоящее раскрытие относится также к способу изготовления каждого их этих компонентов и способу сборки каждого из вышеупомянутых компонентов или их обоих.

Известный уровень техники

Клапанный механизм обычно включают в состав двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с целью обеспечить управление моментами срабатывания клапанов цилиндров, регулирующих потоки входных и выходных газов в цилиндры и из цилиндров. Клапанный механизм снабжен, как правило, роликовыми толкателями (РТ), которые сообщают движения клапанов, задаваемые распределительным валом двигателя, штокам клапана. В состав клапанного механизма каждого РТ вводят, как правило, регулятор зазора механического или гидравлического типа, который регулирует точку поворота РТ, обеспечивая возможность необходимых корректировок, например, в целях компенсации износа клапанов.

Процесс сборки клапанного механизма начинают с регулятора зазора. Затем устанавливают РТ, который опирается на верхние части регулятора зазора и клапана. Поскольку на начальном этапе РТ не фиксируется в нужном положении, при установке распредвала в клапанном механизме может произойти смещение РТ с регулятора зазора. Вследствие этого может потребоваться повторная сборка клапанного механизма. Для уменьшения такого риска, к узлу клапанного механизма добавляют, как правило, специальный зажим с целью сохранения требуемого относительного положения РТ и регулятора зазора. По завершении полной сборки клапанного механизма в двигатель этот зажим становится ненужным. Помимо того, что применение такого зажима влечет за собой существенные затраты, оно может негативно сказаться на конструкции РТ или регулятора зазора, требуя к тому же некоторых пространственных размеров, которые придется учитывать при эксплуатации РТ и клапанного механизма. Так, например, может понадобиться уменьшить количество материала в месте соединения РТ с регулятором зазора, с тем чтобы можно было разместить зажим и обеспечить возможность относительного перемещения двух рассматриваемых компонентов. В результате возникает опасность снижения прочности и жесткости обоих этих компонентов.

Таким образом, желательно найти альтернативное решение, не обладающее указанными недостатками.

Краткое изложение сущности изобретения

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, предложен регулятор зазора для клапанного механизма двигателя внутреннего сгорания, указанный регулятор зазора содержит первый и второй концы, причем первый конец выполнен с возможностью вхождения в контакт с роликовым толкателем, а второй конец выполнен с возможностью вхождения в контакт с корпусом двигателя, при этом регулятор зазора выполнен с возможностью магнитного притяжения к роликовому толкателю с целью удерживания друг с другом роликового толкателя и регулятор зазора в процессе сборки двигателя внутреннего сгорания.

Регулятор зазора может представлять собой гидравлический регулятор зазора (ГРЗ), например, стационарный ГРЗ. Регулятор зазора может содержать магнит. Магнит может содержать намагниченный материал. Магнит может быть изготовлен из одного или большего количества следующих материалов: неодим-железо-бор (NdFeB или NIB), самарий-кобальт (SmCo), одно из соединений алюминия, сплав никеля и кобальта (алнико), керамика с ферритом и/или любой другой намагничиваемый материал. В порядке альтернативы или дополнения магнит может представлять собой электромагнит, выполненный с возможностью селективного возбуждения. Магнит может быть выполнен из одного или большего количества следующих материалов: неодим-железо-бор (NdFeB или NIB), самарий-кобальт (SmCo), одно из соединений алюминия, сплав никеля и кобальта (алнико), керамика с ферритом. Магнит может быть расположен на первом конце регулятора зазора, либо вблизи от этого первого конца.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, предложен роликовый толкатель для клапанного механизма двигателя внутреннего сгорания, указанный роликовый толкатель выполнен с возможностью вхождения в контакт с регулятором зазора в первой точке на роликовом толкателе, и роликовый толкатель выполнен с возможностью вхождения в контакт со штоком клапана во второй точке на роликовом толкателе, причем вторая точка отстоит от первой точки, при этом роликовый толкатель выполнен с возможностью магнитного притяжения к регулятору зазора с целью удерживания друг с другом роликового толкателя и регулятора зазора в процессе сборки двигателя внутреннего сгорания.

Роликовый толкатель может содержать магнит. Магнит может содержать намагниченный материал и быть изготовлен из одного или более материалов, которые были названы выше. В порядке альтернативы или дополнения, магнит может представлять собой электромагнит, выполненный с возможностью селективного возбуждения. Магнит может быть выполнен из одного или большего количества материалов, названных выше. Магнит может быть расположен в первой точке на роликовом толкателе или около первой точки на роликовом толкателе.

Клапанный механизм или двигатель может содержать вышеупомянутый регулятор зазора и/или вышеупомянутый роликовый толкатель.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, предложен способ изготовления вышеупомянутого регулятора зазора, указанный способ включает в себя этап намагничивания регулятора зазора. Способ намагничивания регулятора зазора может включать в себя проведение магнита по регулятору зазора для намагничивания по меньшей мере одного участка регулятора зазора и может включать в себя приложение магнитного поля к регулятору зазора с целью выравнивания магнитных доменов по меньшей мере на одном участке регулятора зазора. Способ намагничивания регулятора зазора может включать в себя установку катушки вокруг участка регулятора зазора и подачу тока на катушку.

В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения, предложен способ изготовления вышеупомянутого роликового толкателя, указанный способ включает в себя этап намагничивания роликового толкателя. Способ намагничивания роликового толкателя может включать в себя проведение магнита по роликовому толкателю для намагничивания по меньшей мере одного участка роликового толкателя и может включать в себя приложение магнитного поля к роликовому толкателю с целью выравнивания магнитных доменов по меньшей мере на одном участке роликового толкателя. Способ намагничивания роликового толкателя может включать в себя установку катушки вокруг участка роликового толкателя и подачу тока на катушку.

Любой из описанных выше способов может включать в себя автоматизированный процесс, который может предусматривать установку регулятора зазора или роликового толкателя в матрицу, вокруг которой помещена катушка, возбуждение катушки (например, посредством пропускания тока через катушку) и извлечение регулятора зазора или роликового толкателя из матрицы.

В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения, предложен способ сборки клапанного механизма двигателя внутреннего сгорания, указанный способ включает в себя следующие этапы:

подготовку вышеупомянутого регулятора зазора и/или вышеупомянутого роликового толкателя; и

магнитное соединение регулятора зазора и роликового толкателя друг с другом так, чтобы сохранять зацепленными регулятор зазора и роликовый толкатель в процессе сборки.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания сути настоящего изобретения и для более четкой иллюстрации путей его реализации ниже в порядке примеров приводятся ссылки на приложенные чертежи, на которых:

фиг. 1 представляет собой вид сбоку, иллюстрирующий узел клапанного механизма согласно одному из примеров осуществления изобретения;

фиг. 2 представляет собой вид сбоку, иллюстрирующий регулятор зазора и роликовый толкатель согласно соответствующим примерам осуществления изобретения.

Детальное описание

Как видно из фиг. 1, настоящее изобретение относится к узлу 100 клапанного механизма двигателя внутреннего сгорания. Этот узел клапанного механизма включает в себя клапан 2, толкатель, такой как роликовый толкатель 4, кулачок 8, распределительный вал 10 и регулятор 12 зазора. Клапан 2 может быть впускным или выпускным клапаном.

Клапан 2 содержит седло клапана (не показано) и соответствующий затвор 2а клапана. Кроме того, клапан содержит шток 2b. Затвор 2а клапана соединен со штоком 2b клапана на первом конце штока клапана. На своем втором конце шток 2b клапана соединен с толкателем 4. Вокруг штока 2b клапана может быть расположена пружина 6 клапана, выполненная с возможностью обеспечения восстанавливающей силы для противодействия любым перемещениям, которые сообщает штоку 2b клапана роликовый толкатель 4.

Роликовый толкатель 4 содержит первый и второй концы 4а, 4b. В примере, показанном на фиг. 1, первый конец 4а выполнен с возможностью соединения со штоком 2b клапана, а его второй конец 4b выполнен с возможностью взаимодействия с регулятором зазора 12, благодаря чему роликовый толкатель может поворачиваться относительно регулятора зазора.

Роликовый толкатель включает в себя также следящий ролик 4с, который в показанной здесь конфигурации расположен между первым и вторым концами 4а, 4b. В альтернативных конфигурацях следящий ролик 4с может находиться на конце роликового толкателя 4 или вблизи от него. В этом случае роликовый толкатель 4 может быть выполнен с возможностью соединения со штоком 2b клапана или с регулятором 12 зазора в некоторой точке между двумя концами. Следящий ролик 4с выполнен с возможностью взаимодействия с кулачком 8. Роликовый толкатель 4 сообщает задаваемые кулачком 8 движения клапану 2. Кулачок 8 выполнен с возможностью обеспечения заданных перемещений клапану 2 посредством роликового толкателя 4с получением при этом требуемых моментов открытия и закрытия клапана в ходе цикла работы двигателя.

Как видно на фиг. 2, регулятор 12 зазора содержит, как правило, корпус 14 и плунжер 16, при этом указанный плунжер выполнен с возможностью перемещения, и, в частности, скольжения, в корпусе 14. Регулятор зазора 12 содержит первый и второй концы 12а, 12b. Первый конец 12а выполнен с возможностью взаимодействия с роликовым толкателем 4. Второй конец 12b выполнен с возможностью соединения с корпусом двигателя (не показан) или любой другой подходящей конструкцией. В конфигурации, представленной на фиг. 1 и 2, первый конец 12а расположен на плунжере 16, а второй конец 12b расположен на корпусе 14, хотя возможен и обратный порядок.

В процессе работы длину регулятора 12 зазора можно изменять, например, с помощью гидравлических средств или механического винтового устройства. Изменение длины регулятора 12 зазора влияет на положение и ориентацию роликового толкателя 4. От этого зависит, каким образом задаваемые кулачком 8 перемещения будут сообщаться клапану 2. Это можно использовать для регулирования перемещений клапана, например, с целью компенсации его износа.

Первый конец 12а регулятора зазора выполнен с возможностью поворота относительно роликового толкателя 4 в процессе сборки. В примере, проиллюстрированном на фиг. 2, первый конец 12а регулятора зазора содержит первую несущую поверхность, которая может быть выполнена частично сферической. Роликовый толкатель 4 содержит вторую несущую поверхность, которая может быть выполнена частично сферической. Эта вторая несущая поверхность может быть выполнена в выемке, предусмотренной в роликовом толкателе 4, которая вмещает первый конец 12а регулятора зазора.

Как показано на той же фиг. 2, регулятор зазора содержит магнитный участок 20. Этот магнитный участок 20 может быть расположен в месте стыка с роликовым толкателем 4 или вблизи от этого стыка. В порядке альтернативы или дополнения роликовый толкатель 4 может содержать магнитный участок 18. Этот магнитный участок 18 быть расположен в месте стыка с регулятором зазора или вблизи от этого стыка.

Магнитный участок 20 регулятора зазора может содержать магнитный материал типа постоянного или полупостоянного магнита. Намагничивание магнитного материала может быть осуществлено посредством приложения электромагнитного поля на конец 12а регулятора зазора, например, с выравниванием магнитных диполей материала регулятора зазора на магнитном участке 20. Можно также произвести намагничивание регулятора зазора путем проведения магнита по подлежащей намагничиванию зоне регулятора зазора. Альтернативно, магнит или электромагнит может быть выполнен как составная часть регулятора зазора. Электромагнит может иметь возможность селективного возбуждения, например, в процессе сборки двигателя. Возможны и иные способы намагничивания регулятора зазора. В соответствии с вариантом осуществления, представленным на фиг. 2, предусмотрена возможность магнитного присоединения регулятора зазора 12 к концу 4b роликового толкателя 4 в случаях, когда роликовый толкатель выполнен из материала, обладающего свойством магнитного притяжения, типа стали. В соответствии с альтернативным вариантом, возможно намагничивание самого роликового толкателя с использованием любых способов, описанных выше применительно к регулятору зазора, или иного способа. В этом случае регулятор зазора тоже может быть намагничен, либо его можно выполнить из магнитного материала, и тогда он сможет притягиваться к намагниченному роликовому толкателю.

Магнитный участок 18 и/или 20 может быть намагничен с использованием какого-либо автоматизированного процесса. Можно установить регулятор зазора 12 или роликовый толкатель 4 в матрицу, вокруг которой будет помещена электрическая катушка. Благодаря пропусканию тока через катушку обеспечивается намагничивание регулятора зазора или роликового толкателя. Затем можно произвести извлечение регулятора зазора или роликового толкателя из матрицы и его замену следующим регулятором зазора или роликовым толкателем для последующего намагничивания. Катушка может располагаться вокруг одного или большего количества регуляторов зазора или роликовых толкателей.

В процессе сборки клапанного механизма 100 вначале производят сборку клапана 2 и регулятора 12 зазора. Затем устанавливают роликовый толкатель 4, который соединяют с клапаном 2 и устанавливают с опорой на регуляторе 12 зазора. После этого устанавливают распределительный вал 10, который удерживает роликовый толкатель 4 в нужном положении. Вследствие того, что происходит магнитное притяжение регулятора зазора 12 к роликовому толкателю 4, снижается риск смещения этих двух компонентов относительно друг друга в процессе операций сборки.

Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что, хотя выше изобретение было раскрыто посредством примера со ссылками на один или большее количество вариантов, оно не ограничивается раскрытыми здесь вариантами осуществления, так что вполне можно предусмотреть альтернативные модификации без отклонения от объема настоящего изобретения, определяемого прилагаемыми пунктами формулы изобретения.

1. Регулятор зазора для клапанного механизма двигателя внутреннего сгорания, указанный регулятор зазора содержит первый и второй концы, причем первый конец выполнен с возможностью вхождения в контакт с роликовым толкателем, а второй конец выполнен с возможностью вхождения в контакт с корпусом двигателя, при этом регулятор зазора содержит магнит и выполнен с возможностью магнитного притяжения к роликовому толкателю таким образом, чтобы обеспечить удерживание друг с другом роликового толкателя и регулятора зазора в процессе сборки двигателя внутреннего сгорания.

2. Регулятор зазора по п. 1, отличающийся тем, что регулятор зазора представляет собой гидравлический регулятор зазора.

3. Регулятор зазора по п. 1 или 2, отличающийся тем, что магнит содержит намагниченный материал.

4. Регулятор зазора по п. 1 или 2, отличающийся тем, что магнит представляет собой электромагнит.

5. Регулятор зазора по п. 4, отличающийся тем, что электромагнит выполнен с возможностью селективного возбуждения.

6. Регулятор зазора по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что магнит расположен на первом конце регулятора зазора или вблизи от первого конца регулятора зазора.

7. Роликовый толкатель для клапанного механизма двигателя внутреннего сгорания, указанный роликовый толкатель выполнен с возможностью вхождения в контакт с регулятором зазора в первой точке на роликовом толкателе, и роликовый толкатель выполнен с возможностью вхождения в контакт со штоком клапана во второй точке на роликовом толкателе, причем вторая точка отстоит от первой точки, при этом роликовый толкатель содержит магнит и выполнен с возможностью магнитного притяжения к регулятору зазора таким образом, чтобы обеспечить удерживание друг с другом роликового толкателя и регулятора зазора в процессе сборки двигателя внутреннего сгорания.

8. Роликовый толкатель по п. 7, отличающийся тем, что магнит содержит намагниченный материал.

9. Роликовый толкатель по п. 7 или 8, отличающийся тем, что магнит представляет собой электромагнит.

10. Роликовый толкатель по п. 9, отличающийся тем, что электромагнит выполнен с возможностью селективного возбуждения.

11. Роликовый толкатель по п. 7 или 8, отличающийся тем, что магнит расположен в первой точке роликового толкателя, либо около первой точки роликового толкателя.

12. Клапанный механизм, содержащий регулятор зазора и роликовый толкатель, характеризующийся тем, что регулятор зазора выполнен по любому из пп. 1-6, и/или роликовый толкатель выполнен по любому из пп. 7-11.

13. Двигатель, содержащий клапанный механизм по п. 12.

14. Способ изготовления регулятора зазора, выполненного по любому из пп. 1-6, указанный способ включает в себя этап намагничивания регулятора зазора.

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что этап намагничивания регулятора зазора включает в себя проведение магнита по регулятору зазора для намагничивания по меньшей мере одного участка регулятора зазора.

16. Способ по п. 14 или 15, отличающийся тем, что этап намагничивания регулятора зазора включает в себя приложение магнитного поля к регулятору зазора с целью выравнивания магнитных доменов по меньшей мере на одном участке регулятора зазора.

17. Способ по п. 14 или 15, отличающийся тем, что этап намагничивания регулятора зазора включает в себя установку катушки вокруг участка регулятора зазора и подачу тока на катушку.

18. Способ изготовления роликового толкателя, выполненного по любому из пп. 7-11, указанный способ включает в себя этап намагничивания роликового толкателя.

19. Способ по п. 17, отличающийся тем, что этап намагничивания роликового толкателя включает в себя проведение магнита по роликовому толкателю для намагничивания по меньшей мере одного участка роликового толкателя.

20. Способ по п. 18 или 19, отличающийся тем, что этап намагничивания роликового толкателя включает в себя приложение магнитного поля к роликовому толкателю с целью выравнивания магнитных доменов по меньшей мере на одном участке роликового толкателя.

21. Способ по п. 18 или 19, отличающийся тем, что этап намагничивания роликового толкателя включает в себя установку катушки вокруг участка роликового толкателя и подачу тока на катушку.

22. Способ сборки клапанного механизма двигателя внутреннего сгорания, указанный способ включает в себя следующие этапы:

подготовку регулятора зазора, выполненного по любому из пп. 1-6, и/или роликового толкателя, выполненного по любому из пп. 7-11, и

магнитное соединение регулятора зазора и роликового толкателя друг с другом для поддержания зацепления между регулятором зазора и роликовым толкателем в процессе сборки.