ОДНОЦИЛИНДРОВЫЙ ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1999 года по МПК F01L13/08 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к одноцилиндровым четырехтактным двигателям внутреннего сгорания малой мощности с пуском от троса или кик-стартером, которые могут быть использованы в качестве силовых агрегатов малогабаритной сельскохозяйственной техники и транспортных средств.

Известен двигатель внутреннего сгорания, оснащенный декомпрессором, служащим для облегчения проворачивания при пуске ДВС, содержащий валик с эксцентриком на конце. Эксцентрик действует на коромысло выпускного клапана и приоткрывает клапан в момент сжатия. Валик установлен в крышке механизма привода клапанов, имеет приводной рычаг и возвратную пружину (см. заявку Японии N 54-77299 от 19.06.79 г., МКИ³ F 01 L 13/08).

Недостаток данного декомпрессора состоит в том, что эксцентрик воздействует на выпускной клапан. Это приводит к тому, что, во-первых, на такте впуска при открытом выпускном клапане из выпускной системы засасываются в цилиндр отработавшие газы, а, во-вторых, требуется больший момент для прокручивания коленчатого вала, так как декомпрессор отключается в начале такта выпуска и поэтому возрастает гидравлическое сопротивление в конце выпуска и в начале следующего такта впуска из-за малых проходных сечений клапанов, при этом также уменьшается наполнение цилиндра.

Кроме того, использование эксцентрика требует поворота приводного рычага на угол 180^o, что усложняет конструкцию дистанционного управления декомпрессором.

Наиболее близким к заявленному является одноцилиндровый ДВС малой мощности с пуском от троса или кик-стартера, оснащенный полуавтоматическим устройством, содержащим жестко соединенные между собой рычаг, ось, эксцентрик и возвратную пружину. Устройство удерживает выпускной клапан в положении частичного открытия в течение первого оборота в режиме прокручивания.

Перед пуском, когда поршень находится в начале такта сжатия, рычаг и связанный с ним эксцентрик поворачивают на некоторый угол, в результате чего эксцентрик, нажимая на конец коромысла, удерживает выпускной клапан в приоткрытом положении. После того как коленчатый вал ДВС совершит один оборот, в начале такта выпуска штанга через коромысло полностью откроет выпускной клапан и освободит эксцентрик, который под действием возвратной пружины повернется в исходное положение, исключающее контакт с коромыслом (см. заявку Японии N 59-74318, F 01 L 13 /08, F 02 N 3/02, опубл. 26.04.84 г.).

Данное полуавтоматическое устройство, принятое за прототип, имеет те же недостатки : требуется большее усилие для прокручивания коленчатого вала, снижается наполнение цилиндра, применение эксцентрика требует поворота приводного рычага на угол 180^o или эксцентрик должен иметь большой эксцентриситет, что увеличивает габариты двигателя.

Кроме того, данное устройство требует установки поршня перед пуском в начало такта сжатия, что ухудшает пусковые характеристики и усложняет дистанционное управление двигателем. Указанные недостатки существенно ухудшают пусковые характеристики дизелей, имеющих высокую степень сжатия.

Задачами, решаемыми изобретением, являются уменьшение габаритов и упрощение конструкции двигателя и улучшение его пусковых характеристик.

Поставленная задача решается тем, что в известном одноцилиндровом четырехтактном двигателе внутреннего сгорания, содержащем головку цилиндра, клапаны с коромыслами, закрытые крышкой, установленный в боковой стенке крышки валик, на выходящем из крышки конце которого жестко закреплен приводной рычаг с возвратной пружиной, а другой конец валика расположен над концом коромысла, обращенным к впускному клапану с возможностью воздействия на коромысло, и выполнен в виде полуцилиндра.

Кроме того, указанная задача решается также тем, что полуцилиндр выполнен со срезом, параллельным оси полуцилиндра и перпендикулярным его диаметральной плоскости, причем ширина среза составляет (0,15- 0,2)d, где d - диаметр валика.

Такое выполнение ДВС обеспечивает приоткрытие при пуске впускного клапана, которое снижает момент прокручивания двигателя, улучшает наполнение цилиндра и устраняет зависимость пуска от положения коленчатого вала перед пуском.

Выполнение конца валика, воздействующего на коромысло, в виде полуцилиндра позволяет уменьшить диаметр валика, а также уменьшить угол его поворота для открытия клапана до 90^o, что, в свою очередь, упрощает конструкцию дистанционного привода.

Выполнение среза на полуцилиндрическом конце валика обеспечивает его надежную фиксацию при нажатии на коромысло и, следовательно, повышает вероятность запуска двигателя.

На фиг.1 дан вид на головку цилиндра с устройством для облегчения пуска двигателя.

На фиг.2 - вид "А" фиг. 1.

На фиг.3 - сечение Б-Б фиг. 1 при выключенном устройстве для облегчения пуска.

На фиг. 4 - сечение Б-Б фиг.1 при включенном устройстве для облегчения пуска.

На фиг.5 показан полуцилиндр в разрезе.

Одноцилиндровый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания содержит головку 1 цилиндра, впускной клапан 2 с коромыслом 3, закрытым крышкой 4, в боковой стенке которой установлен валик 5. На конце валика, выходящем из крышки, жестко закреплен рычаг 6, возвратная пружина 7 одним концом закреплена в рычаге 6, а другим - в кронштейне 8, привернутом к крышке 4. Рычаг 6 тросом 9 связан с ручкой управления. Другой конец валика 5 расположен над плечом коромысла 3, обращенном к впускному клапану 2, и выполнен в виде полуцилиндра 10, имеющего срез 11, параллельный оси полуцилиндра и перпендикулярный его диаметральной плоскости 12. Двигатель также содержит выпускной клапан 13 с коромыслом 14.

Ширина среза 11 выполнена равной 0,15-0,2 диаметра валика 5 во избежание самопроизвольного поворота последнего.

Работает двигатель следующим образом.

Если полуцилиндрический конец 10 валика 5 сориентирован так, что его диаметральная плоскость 12 параллельна поверхности конца коромысла 3, над которым он расположен, то между ними имеется зазор, и пусковое устройство не воздействует на впускной клапан 2, что исключает разгерметизацию цилиндра. В этом случае двигатель работает в обычном режиме.

Перед пуском двигателя рычаг 6 с помощью троса 9 поворачивают на угол 90^o. При этом валик 5 также поворачивается на угол 90^o и его конец, выполненный в виде полуцилиндра 10, нажимает цилиндрической поверхностью на плечо коромысла 3, которое, в свою очередь, перемещает впускной клапан 2 вниз, открывая его проходное сечение.

Для запуска двигателя коленчатый вал прокручивают с помощью троса вручную или кик-стартером. При этом в начальный период вращения момент сопротивления вращению небольшой из-за отсутствия сжатия в цилиндре и поэтому скорость коленчатого вала возрастает, что приводит к увеличению кинетической энергии всех движущихся элементов двигателя до уровня, достаточного для сжатия и воспламенения топливовоздушной смеси в цилиндре.

В процессе прокручивания в начале такта впуска после того, как штанга толкателя повернет коромысло впускного клапана и освободит конец 10 валика 5, последний под действием возвратной пружины 7 повернется на угол 90^o в противоположном направлении, а диаметральная плоскость 12 полуцилиндра 10 займет положение, параллельное поверхности плеча коромысла, и декомпрессионный механизм выключится из работы.

Для надежной работы пускового устройства необходимо, чтобы полуцилиндрический конец валика занимал одинаковое и устойчивое положение при нажатии на плечо коромысла. Для чего на полуцилиндре 10 выполнен срез 11, параллельный его оси и перпендикулярный диаметральной плоскости 12, которым полуцилиндр опирается на поверхность коромысла.

Проведенные испытания опытного двигателя показали, что для исключения самопроизвольного поворота валика 5 ширина этого среза должна составлять 0,15-0,2 от диаметра валика.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к одноцилиндровым четырехтактным двигателям внутреннего сгорания (ДВС) малой мощности, используемым в качестве силовых агрегатов малогабаритной сельскохозяйственной техники и транспортных средств. Задачей, решаемой изобретением, является уменьшение габаритов, упрощение конструкции и улучшение пусковых характеристик двигателя. Одноцилиндровый четырехтактный ДВС содержит головку 1 цилиндра, впускной клапан 2, с коромыслом 3, закрытые крышкой 4. В боковой стенке крышки 4 установлен валик 5, на конце которого жестко закреплен рычаг 6, связанный с возвратной пружиной 7, другим концом закрепленной в кронштейне 8. Свободный конец валика 5 расположен над плечом коромысла 3, обращенном к впускному клапану 2, и выполнен в виде полуцилиндра 10 со срезом. Срез выполнен параллельно оси полуцилиндра и перпендикулярно его диаметральной плоскости. Ширина среза выбрана равной (0,15 - 0,2)d, где d - диаметр валика. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Одноцилиндровый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий головку цилиндра, клапаны с коромыслами, закрытые крышкой, установленный в боковой стенке крышки валик, на выходящем из крышки конце которого жестко закреплен приводной рычаг с возвратной пружиной, а другой конец валика расположен внутри крышки над плечом коромысла, обращенным к клапану с возможностью воздействия на коромысло, отличающийся тем, что конец валика, расположенный над коромыслом впускного клапана, выполнен в виде поллуцилиндра. 2. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что полуцилиндр валика выполнен со срезом, параллельным его оси и перпендикулярным диаметральной плоскости, причем ширина среза составляет (0,15 - 0,2)d, где d - диаметр валика.