УСТРОЙСТВО, АВТОМАТИЧЕСКИ РЕГУЛИРУЮЩЕЕ СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2000 года по МПК F02B75/04 

Изобретение направлено на повышение экономичности работы двигателя на режимах холостого хода и малых нагрузок, улучшение его пусковых качеств, а также упрощение конструкции и повышение надежности устройства.

Известно устройство, автоматически регулирующее степень сжатия двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус, подвижную головку и размещенные между ними упругий и термочувствительный элемент. Упругий элемент выполнен в виде пружин сжатия, а термочувствительный - в виде набора цилиндров, снабженных корпусом и опорной пятой и заполненных активной массой с высоким коэффициентом температурного расширения. В качестве активной массы термочувствительного элемента используется смесь церезина с медным порошком. Устройство снабжено направляющими пазами и выступами, фиксирующими подвижную головку от поворота относительно корпуса.

Однако известное устройство, автоматически регулирующее степень сжатия (ε), сложно в изготовлении вследствие необходимости обеспечения соосности головки и корпуса с высокой степенью точности, обладает чрезмерно высокой массой, вследствие чего на кривошипно-шатунный механизм действуют повышенные инерционные нагрузки. Кроме того, при работе двигателя вследствие износа происходит нарушение соосности головки и корпуса устройства, которое вызывает ускоренный износ цилиндропоршневой группы и как следствие уменьшение долговечности двигателя в целом.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройство дополнительно введен запорный элемент, состоящий из кольца П-образного сечения и вставленного в него кольца прямоугольного сечения, фиксирующего подвижную головку цилиндра от радиальных перемещений и исключающего прорыв газов из камеры сгорания. Пружины упругого элемента расположены на шпильках головки цилиндра, а термочувствительный элемент расположен между головкой цилиндра и гильзой цилиндра и выполнен в виде кольца П-образного сечения и вставленного в него кольца прямоугольного сечения, пространство между которыми заполнено активной массой с высоким коэффициентом температурного расширения. Этим достигается создание высокой степени сжатия в момент запуска холодного двигателя, что обеспечит легкий пуск последнего и автоматическое уменьшение степени сжатия в процессе работы двигателя до оптимального значения вследствие его нагрева.

Регулирование степени сжатия ε осуществляется автоматически в зависимости от температуры головки цилиндра в зоне расположения термочувствительного элемента T_г.

Таким образом осуществляется автоматическое регулирование степени сжатия ε, позволяющее увеличить экономичность работы двигателя на режимах холостого хода и малых нагрузок, повысить пусковые качества двигателя. Упрощение конструкции устройства, автоматически регулирующего степень сжатия, повышает его надежность, снижает затраты на изготовление и ремонт, а кроме того обеспечивает минимальные нагрузки на кривошипно-шатунный механизм и не вызывает дополнительного износа деталей шатунно-поршневой группы.

На фиг. 1 показан общий вид устройства, автоматически регулирующего степень сжатия, на фиг. 2 изображена зависимость степени сжатия ε от температуры Т; на фиг. 3 показана зависимость индикаторного коэффициента полезного действия η от степени сжатия ε .

Устройство автоматически регулирует степень сжатия двигателя внутреннего сгорания и содержит подвижную головку цилиндров 2, в которой установлены форсунка 1 и впускной клапан 3. Подвижная головка 2 через упругий элемент 6 с прокладками 5 и 7 крепится шпильками 4 к блоку цилиндров 15, в котором расположен поршень 17 с поршневыми кольцами 16. Между подвижной головкой блока 2 и блоком цилиндров 15 установлена уплотнительная прокладка 12. Запорный элемент, состоящий из кольца П-образного сечения 8 и вставленного в него кольца прямоугольного сечения 9, и термочувствительный элемент, выполненный в виде кольца П-образного сечения 10 и вставленного в него кольца прямоугольного сечения 13, пространство между которыми заполнено активной массой 11 с высоким коэффициентом температурного расширения. Запорный и термочувствительный элементы расположены между подвижной головкой цилиндра 2 и гильзой цилиндра 14. Упругий элемент состоит из четырех тарельчатых пружин сжатия 6, расположенных на шпильках головки цилиндра. В качестве активной массы термочувствительного элемента используется смесь церезина с медным порошком.

Устройство, автоматически регулирующее степень сжатия, работает следующим образом.

В момент пуска холодного двигателя головка цилиндра 2 находится в нижнем положении под действием пружин 6 упругого элемента, чем обеспечивается максимальное значение степени сжатия ε . После пуска двигателя по мере его прогрева температура в зоне термочувствительного элемента повышается, при этом начинает активно расширяться его активная масса 11, что вызывает перемещение колец П-образного 10 и прямоугольного 13 сечения относительно друг друга. Под действием колец термочувствительного элемента головка цилиндра 2, преодолевая усилие пружин 6 упругого элемента, перемещается вверх, чем обеспечивается некоторое увеличение объема камеры сгорания, а следовательно, уменьшение степени сжатия до эксплуатационного значения при максимальном перемещении. Эксплуатационная степень сжатия наиболее оптимальна по индикаторному коэффициенту полезного действия (η_i ; см. фиг. 3). При снижении температуры в зоне расположения термочувствительного элемента кольца последнего сжимаются и головка цилиндра 2 под действием пружин 6 упругого элемента опускается вниз в крайнее нижнее положение, что обеспечивает максимальную степень сжатия ε для пуска двигателя. Запорный элемент исключает прорыв газов и радиальные перемещения головки цилиндра 2 на всех режимах работы двигателя.

Между подвижной головкой цилиндра и гильзой цилиндра установлены запорный элемент, состоящий из кольца П-образного сечения и вставленного в него кольца прямоугольного сечения, и термочувствительный элемент, состоящий из кольца П-образного сечения и кольца прямоугольного сечения, пространство между которыми заполнено активной массой с высоким коэффициентом температурного расширения (смесь церезина с медным порошком). На шпильках головки цилиндра установлен упругий элемент, выполненный в виде четырех тарельчатых пружин сжатия. Степень сжатия двигателя устанавливается автоматически в зависимости от температуры головки цилиндра в зоне термочувствительного элемента. Изобретение позволяет повысить экономичность работы двигателя на режимах холостого хода и нагрузок. 3 ил.

Устройство, автоматически регулирующее степень сжатия двигателя внутреннего сгорания, содержащее упругий элемент, выполненный в виде пружин сжатия, и термочувствительный элемент, отличающееся тем, что в него дополнительно введен запорный элемент, состоящий из кольца П-образного сечения и вставленного в него кольца прямоугольного сечения, фиксирующего подвижную головку цилиндра от радиальных перемещений, при этом пружины упругого элемента расположены на шпильках головки цилиндра, а термочувствительный элемент расположен между головкой цилиндра и гильзой и выполнен в виде кольца П-образного сечения и вставленного в него кольца прямоугольного сечения, пространство между которыми заполнено активной массой с высоким коэффициентом температурного расширения.