SU1021793A1

SU1021793A1 - Guide bushing of i.c.engine valve

Info

Publication number: SU1021793A1
Application number: SU792818856A
Authority: SU
Inventors: Иван Яковлевич Воробьев; Дмитрий Павлович Банников; Арнольд Александрович Петухов
Original assignee: Предприятие П/Я В-8735
Priority date: 1979-08-28
Filing date: 1979-08-28
Publication date: 1983-06-07

Abstract

1. НАПРАВЛЯЩАЯ ВТУЛКА КЛАПАНА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ СО сквозным отверстием,содержаща внутреннюю цилиндрическую поверхность с расшир кмцимс участком в виде усеченного конуса, отличающа с тем, что, с целью повышени работоспособности, максимальный наклон под углом oL образующей усеченного конуса к оси направл ющей втулки ограничен пределами 0,0004 -tgo(iO,02. to | CD оо1. VALVE LINE VALVE BUSHING INNER COMBUSTION with a through-hole, containing an internal cylindrical surface with an extension of a kilometer-length truncated cone section, characterized in that, in order to increase working capacity, the maximum inclination of the truncated cone to the axis of the blades is in the direction of the blade, and with the purpose of improving performance. outside of 0.0004 -tgo (iO, 02. to | CD oo

Description

2.Втулка по п. 1, отличаю щ а с тем, что расшир ющийс участок расположен со. стороны коромысла .2. The sleeve according to claim 1 is different in that the expanding portion is located with. side rocker.

3.Втулка по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а с тем, что поверхность усеченного конуса сопр жена ,с внутренней цилиндрической поверхностью через переходной конус.3. Bush on the PP. 1 and 2, that is, that the surface of the truncated cone is matched with the inner cylindrical surface through the transition cone.

4,Втулка по п. 3, о т .л .и ч а ющ а с тем, что поверхность пе реходного конуса сопр жена с поверхностью усеченного конуса по радиусу.4, the Sleeve according to claim 3, of t. 1. And h ay with the fact that the surface of the transition cone is associated with the surface of the truncated cone along the radius.

5.Втулка по пп. 3 и 4, о т л ичающа с тем, что поверхность переходного конуса сопр жена с внут ренней цилиндрической поверхностью по радиусу.5. Bush on the PP. 3 and 4, that the surface of the transitional cone is conjugated with the inner cylindrical surface along the radius.

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано например, в механизмах газораспределени двигателей внутреннего сго рани ., Известны направл ющие втулки кл панов двигател внутреннего сгорани со сквозным отверстием, содержащие цилиндрическую повер :ность с расшир ющимс участком в виде усеченного конуса 1. Однако при перекосе стержн клапана в направл ющей втулке от эксцентрично приложенной радиальной нагрузки возникает еще одна радиаль на нагрузка, вл юща с равнодейст вующей силы давлени от диаметрально противоположного точке контакта масл ного клина и сил присасывани к точке контакта из-за ограничени поступлени смазки и ее отсоса из зоны контакта через расшир ющийс книзу клин. Таким образом/ зона контакта оказываетс под большим удельным давлением с минимальным слоем смазки (возможно и разрушение смазочного сло ) и зоной интенсивного теплоподвода от сил трени . Неудовлетворительный теплоотвод из зоны контакта приводит к повышенному износу направл ющей втулк Целью изобретени вл етс повышение работоспособности направл ющей втулки. Цель достигаетс тем, что в направл ющей втулке клапана двигател внутреннего сгорани со сквозным отверстием, содержащей внутреннюю цилиндрическую поверхность с расшир квдимс участком в виде усеченного конуса, максимальный наклон под углом о образующей усеченного конуса к оси направл ющей втулки ог раничен пределами 0,0004 -Ь8а«0,02. Причем расшир ющийс участок рас положен со стороны коромысла. Кроме того, поверхность усеченного конуса сопр жена с внутренней цилиндрической поверхностью через переходной конус. При этом поверхность переходного конуса сопр жена с поверхностью усеченного конуса по радиусу. К тому же поверхность конуса сопр жена с внутренней цилиндрической поверхностью по радиусу. Это позвол ет уменьшить величины удельных давлений за счет увеличени и ускорени развити площади контакта , обеспечить посто нную гидродина .мическую смазку поверхностей контакта за счет образовани гидродинамичес-. кого клина в зоне контакта и эффективное охлаждение поверхностей контакта путем периодической смены гидродинамического масл ного клина в зоне контакта.. На фиг. 1 представлена направл юща втулка в сборе со стержнем клапана и коромыслом, продольный разрез; на фиг. 2 - направл ьлда втулка, продольный разрез; на фиг.З схема сил, приложенных к стержню клапана в начале его перемещени вниз. Направл юща втулка 1 имеет наружную поверхность 2 и сквозное от верстие 3 с продольной осью, содержащее цилиндрическую поверхность 4 и расшир ющийс участок в виде усеченного конуса 5, расположенного со стороны коромысла 6 клапана. I - . Сквозное отверстие 3 схватывает стержень 7 клапана с торцем 8 контактирующим с коромыслом б. образующа конуса 5 контактирует в точке .9 со стержнем 7 клапана и наклонена к продольной оси сквозного отверсти 3 под уголомо;,. Минимальна величина угла oL выбрана такой, что в любой момент (от начала приработки и- до конца дксплуатации ) равна или больше угла, величина тангенса которого равна ( D-a)/(E-i,),The invention relates to mechanical engineering and can be used, for example, in gas distribution mechanisms of internal combustion engines. Guiding sleeves of internal combustion engine cylinder with a through hole are known, containing a cylindrical surface with an expanding section in the form of a truncated cone 1. However, valve stem in the bushing from an eccentrically applied radial load, another radial on the load arises, which is equal to the force of the pressure from the diametrically Counterface contact point oily wedge and suction forces to the contact point due to limitations and its arrival lubricant suction from the contact zone through the expandable downward wedge. Thus, the contact zone is under high specific pressure with a minimal layer of lubricant (possibly also destruction of the lubricant layer) and a zone of intense heat supply from the frictional forces. Poor heat dissipation from the contact zone leads to increased wear of the guide sleeve. The aim of the invention is to improve the performance of the guide sleeve. The goal is achieved by the fact that in the valve bushing of an internal combustion engine with a through hole containing an internal cylindrical surface with an expanded square with a truncated cone, the maximum inclination at an angle about forming a truncated cone to the axis of the guide bushing is within the limits of 0.0004 - B8a "0.02. Moreover, the widening area is located from the side of the rocker arm. In addition, the surface of the truncated cone is joined to the inner cylindrical surface through the transition cone. In this case, the surface of the transition cone is conjugated with the surface of the truncated cone along the radius. In addition, the surface of the cone is matched with the inner cylindrical surface along the radius. This makes it possible to reduce the specific pressure values by increasing and accelerating the development of the contact area, to ensure constant hydrodynamic lubrication of the contact surfaces due to the formation of hydrodynamic. whom the wedge is in the contact zone and effective cooling of the contact surfaces by periodically changing the hydrodynamic oil wedge in the contact zone. FIG. Figure 1 shows a guide bushing assembled with a valve stem and a rocker, longitudinal section; in fig. 2 - direction sleeve, longitudinal section; Fig. 3 is a diagram of the forces applied to the valve stem at the beginning of its downward movement. The guide sleeve 1 has an outer surface 2 and a through hole 3 with a longitudinal axis containing a cylindrical surface 4 and an expanding portion in the form of a truncated cone 5 located on the side of the rocker arm 6 of the valve. I -. Through hole 3 seizes valve stem 7 with end 8 in contact with rocker b. the cone 5 is in contact at .9 with the valve stem 7 and inclined to the longitudinal axis of the through hole 3 at an angle;,. The minimum value of the angle oL is chosen such that at any time (from the beginning of the run-in and until the end of the dkspluatation) it is equal to or greater than the angle whose tangent is (D-a) / (E-i,),

где D - внутренний диаметр цилиндрической поверхности сквозного отверсти ;where D is the internal diameter of the cylindrical surface of the through-hole;

d - наружный диаметр стержн d is the outer diameter of the rod

клапана;valve;

С - длина направл ющей втулки; и - высота усеченного конусаC is the length of the guide bushing; and - the height of the truncated cone

сквозного отверсти направ- л ющей ,through hole of the guide

При этом выполнение усеченного конуса 5 с таким углом обеспечивает наличие масл ного клина с оптимальным профилем.At the same time, the execution of a truncated cone 5 with such an angle ensures the presence of an oil wedge with an optimal profile.

Экспериментально найденные величины угла с,обеспечивающие получение заметного эффекта при испытани х двигател Д-240, лежат в пределах 0,,02, при этом оптимум дл зазора по чертежам двигател находитс в пределах 0,0035-0,0085. Направл кица втулка 1 на фиг. 2 включает те же элементы, что и на фиг. 1 Усеченный конус 5 сопр гаетс с цилиндрической поверхностью 4 сквозного отверсти 3 переходным конусом 10, при этом поверхность каждого усеченного конуса плавно сопр жена с остальньми участками сквозного отверсти по радиусу.The experimentally found values of the angle c, which provide a noticeable effect when testing the D-240 engine, lie within 0, .02, while the optimum for the clearance according to engine drawings is within 0.0035-0.0085. Directing the kit sleeve 1 in FIG. 2 includes the same elements as in FIG. 1 The truncated cone 5 mates with the cylindrical surface 4 of the through hole 3 of the transition cone 10, and the surface of each truncated cone smoothly mates with the remaining parts of the through hole along the radius.

Направл кнца втулка работает следующим образом.Directing the knuckle sleeve works as follows.

Направл юща .втулка 1 клапана эафиксирована на поверхности 2 в головке блока цилиндров, стержень 7 клапана, приводимого от распределительного вала через толкатель, штант гу и коромысло 6, начинает перемещатьс вниз, преодолева осевую силу Р сопротивлени . Сила Р складываетс в основном из сил инерции клапана в сборе с пружинами, тарелкой и сухар ми, силы от разности давлений газ-а снизу и сверху тюльпана клпана, сил трени и сил сжати клапанных пружин. Величина Р измен етс по углу поворота распределительного вала и от других обсто тельств (например фазы начала открыти клапана, качества смазки сопр жени и npi) в широких .пределах. Боек коромысла 6, передающий осевое усилие Р на торец 8 стержн 7, перемещаетс в радиальном направлении по плоскости торца 8 Это приводит к возникновению и передаче стержню 7 клапана радиального :усили Т1ц {. Р( коэффициент трени ) , величина которого измен етс как по величине, так и по направлению .The valve guide 1 is fixed on the surface 2 in the cylinder head, the valve stem 7 driven by the camshaft through the pusher, shaft and rocker 6 begins to move downward, overcoming the axial force P of the resistance. Force P is composed mainly of valve inertia forces assembled with springs, a plate and crackers, forces due to the pressure difference between the gas and from below and above the tulip valve, friction forces and compressive forces of the valve springs. The value of P varies according to the angle of rotation of the camshaft and from other circumstances (for example, the valve opening beginning phase, the quality of the lubrication of the coupling and npi) in wide limits. The rocker arm pitch 6, transmitting the axial force P to the end 8 of the rod 7, moves in the radial direction along the plane of the end 8. This leads to the generation and transmission of the valve stem 7: radial force T1c. P (friction coefficient), the magnitude of which varies both in magnitude and direction.

Начало перемещени вниз стержн 7 сопр жено с его поворотом в сторону действи силы Rg. При полном отсу ствии смазки стеЕ5 сень 7 в точке 9 контактирует с направл ющей втулкой 1, перемеща сь относительно нее. Поскольку угол oL равен или большеThe beginning of the downward movement of the rod 7 is matched with its rotation in the direction of the action of the force Rg. In case of complete lack of lubrication of the EE5, the canopy 7 at the point 9 is in contact with the guide sleeve 1, moving relative to it. Since the angle oL is equal or greater

угла, равного orctp -5--, то стер Сиangle equal to orctp -5--, then erased C

жень 7 или л жет своей образующей на образующую усеченного конуса 5, или между ними будет иметь место раскрывающийс кверху (в сторону бойка коромысла) воздушный клин. В первом случае исходна поверхность кон такта сразу же достаточна, чтобы удельное давление стало допустимым, в другом случае имеет место приработка . Но приработка данной направлющей втулки 1 происходит при более интенсивном развитии ПЛОЩЕЩИ контакта и при значительно меньшем, сн тии с нее материала, при более благопри тной против износа форме контактирующей в точке 9 кромки на направл ющей втулке 1 и при наличии . вентил ции воздуха около контактных зон, обеспечиваемой силами сцеплени с воздухом стержн , подкачивающим эффектом тарелки клапана и наличием Между поверхност ми стержн 7 и усеченного конуса 5 клина, раскрытого навстречу перемещению стержн . При наличии (без принудительной ее подачи) смазки в зазоре между направл ющей втулкой 1 и стержнем 7 работа сопр жени существенно из- мен етс . При движении стержн 7 вниз и перекосе его в плоскости качани коромысла от радиальной нагрузки RB между сопр гаемыми поверхност ми втулки 1 и стержн 7 образуютс клиновые зоны инжекции и эжекции смазки. Т.е. при каждом ходе клапана между контактирующими под углом поверхност ми усеченного конуса 5 и стержн 7 (за счет сил сцеплени и скорости перемещении стержн 7 относительно втулкн 1) вгон етс И при обратном ходе выбрасываетс масл ный клин. Так со стороны, диаметрально противоположной контакту в точке 9, имеет место инжектируемый масл ный клин, создающий дополнительную радиальную нагрузку R ,.д в направлении площади контакта; со стороны контакта в точке 9 между поверхностью 4 цилиндра и стержнем 7 образуетс .клинова зона , расшир юща с в направлении движени стержн 7, из которой смазка уноситс , и поэтому возникает раз- . режение, обеспечивающее присасывающее усилие RO в направлении контакта 9. Поскольку величина радиальн возмущающей силы Rа и скоростьперемещени стержн 7 относительно направл ющей втулки 1 измен ютс по величине и направлению во врем хода клапана/ гидродинамические масл ные клинь и сила также измен ютс , вызыва усиление или ослабление действи радиально возмущающей силы.A gum 7 or a lug of a truncated cone 5 forms on the generator, or between them there will be a wedge that opens upwards (towards the striker of the rocker arm). In the first case, the initial contact surface is immediately sufficient for the specific pressure to become permissible; in the other case, an additional burn-in occurs. But the running-in of this guide sleeve 1 occurs with more intensive development of the contact SURFACE and with a significantly smaller material removal from it, with a more favorable against wear form contacting at point 9 edge on the guide sleeve 1 and if present. ventilation of air near the contact zones provided by the forces of adhesion to the air of the rod, the booster effect of the valve plate and the presence of a wedge between the surfaces of the rod 7 and the truncated cone 5, opened against the movement of the rod. When there is (without forcedly supplying) lubricant in the gap between the guide sleeve 1 and the rod 7, the mating operation changes significantly. When the rod 7 moves downward and skews it in the swing plane of the rocker arm from the radial load RB between the mating surfaces of the sleeve 1 and the rod 7, wedge zones of injection and lubricant ejection are formed. Those. at each valve stroke between the angled surfaces of the truncated cone 5 and the rod 7 (due to the adhesion forces and the speed of movement of the rod 7 relative to the sleeve 1), the oil wedge is ejected during the reverse course. So from the side diametrically opposite to the contact at point 9, the injected oil wedge takes place, which creates an additional radial load R, d in the direction of the contact area; on the contact side at point 9, between the surface 4 of the cylinder and the rod 7, a wedge zone expands in the direction of movement of the rod 7, from which the lubricant is carried away, and therefore a separation occurs. The cut provides the suction force RO in the direction of the contact 9. Because the magnitude of the radially disturbing force Ra and the speed of movement of the rod 7 relative to the guide sleeve 1 vary in magnitude and direction during valve stroke / the hydrodynamic oil wedges and force also change, causing an increase or weakening effect of radially disturbing force.

Однако одновременно с про влением сил R, R и R Р в сопр жении JC втулками известных конструкций вHowever, simultaneously with the manifestation of the forces R, R, and R P in conjunction with JC bushings of known structures in

Claims

; (54) 1. GUIDE VALVE OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE VALVE with a through hole, containing an inner cylindrical surface with an expanding section in the form of a truncated cone, characterized in that, in order to increase efficiency, the maximum inclination of the truncated cone of the truncated cone to the axis is directed at an angle oL outside

0,0004 <-bgb (so, 02.

¢ 6

1,021,793 A

2. Sleeve according to π. 1, they differ from me in that the expanding section is located with. side rocker.

3. The sleeve according to paragraphs. 1 and 2, the condition is that the surface of the truncated cone is conjugated to the inner cylindrical surface through the transition cone.

4. The sleeve according to claim 3, which is related to the fact that the surface of the transition cone is conjugated with the surface of the truncated cone in radius.

5. The sleeve according to paragraphs. 3 and 4, provided that the surface of the transition cone is conjugated with the inner cylindrical surface in radius.