ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2008 года по МПК F01L7/10 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в газораспределительных механизмах двигателей.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий блок цилиндров, головку блока цилиндров, впускные и выпускные трубы, камеры сгорания, распределительный вал, соединенный с коленчатым валом цепной или ременной передачей, клапаны газораспределительного механизма, причем клапаны имеют шаровую форму с выемками и осуществляют впуск топливной смеси, запирание запоршневого пространства и выпуск отработавших газов (патент США №1719116, МПК F01L 7/10, опубл. 1929, прототип).

Механизм газораспределения известного двигателя имеет сложную конструкцию. Задача изобретения - упрощение конструкции механизма газораспределения.

Поставленная задача решается тем, что в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания, содержащем блок цилиндров, головку блока цилиндров с основанием, распределительным валом и крышками, причем распределительный вал соединен с коленчатым валом цепной или ременной передачей, камеры сгорания, впускные и выпускные трубы, и клапаны газораспределительного механизма, имеющие шаровую форму с выемками, клапаны составляют с распределительным валом единое целое, а выемки выполнены полусферическими в одной из боковых относительно продольной оси вала четвертей каждого шара, при этом камеры сгорания имеют полусферическую форму.

Камеры сгорания выполнены отливкой заодно с основанием головки блока цилиндров, а боковая наружная поверхность камер сгорания снабжена рубашкой охлаждения.

Крышка имеет полусферическую полость, облегающую шаровой клапан, а впускная и выпускная трубы смонтированы в верхней части крышки.

Седла клапанов смонтированы на основаниях впускной и выпускной труб.

Распределительный вал посажен на подшипниках в стойках, смонтированных на основании головки блока цилиндров.

Камеры сгорания имеют в боковой части, по крайней мере, по одному отверстию для свечей зажигания, а в верхней части крышки - отверстия для подачи масла к поверхности шарового клапана.

Головка блока цилиндров с распределительным валом и крышками закрыта кожухом из тонколистового материала, скрепленным с основанием головки блока цилиндров.

Изобретение поясняется чертежом, где

на фиг.1 показан двигатель внутреннего сгорания,

на фиг.2 - поперечный разрез камеры сгорания,

на фиг.3 - вид сверху на одну из камер сгорания,

на фиг.4 - форма распределительного вала,

на фиг.5 - вид сверху на головку блока цилиндров (без распределительного вала, крышек камер сгорания, рубашки охлаждения и кожуха),

на фиг.6 схематично показан рабочий цикл двигателя.

Двигатель содержит блок 1 цилиндров, головку 2 блока цилиндра с основанием 3, распределительным валом 4 и крышками 5, камеры сгорания 6, впускные 7 и выпускные 8 трубы. Распределительный вал 4 соединен с коленчатым валом цепной или ременной передачей (не показано на фиг.1). На фиг.1 поз.9 показан шкив передачи.

Клапаны 10 газораспределительного механизма имеют шаровую форму с выемками 11. Клапаны 10 составляют с валом 4 одно целое, а выемки 11 выполнены полусферическими в одной из бобковых относительно продольной оси вала четвертей каждого шара. Камеры сгорания 6 имеют полусферическую форму.

Стенки головки 2 блока цилиндров образуют камеры сгорания 6, выполняемые отливкой заодно с основанием блока цилиндров. Боковая наружная поверхность камер сгорания снабжена рубашкой охлаждения 12.

Крышка 5 каждой камеры сгорания имеет полость, облегчающую соответствующий шаровой клапан 10, а впускная 7 и выпускная 8 трубы смонтированы в верхней части каждой крышки.

Седла 13 клапанов 10 смонтированы на основаниях впускной 7 и выпускной 8 труб. Распределительный вал 4 посажен на подшипниках в стойках 14, смонтирован на основании 3 головки блока цилиндров. Камеры сгорания 6 в боковой части имеют, по крайней мере, по одному отверстию 15 для свечи зажигания 16. В верхней части каждой крышки имеются отверстия 17 для подачи масла к поверхности шарового клапана.

Головка блока цилиндров с валом и крышками закрыта кожухом 18 из тонколистового материала, скрепленным с основанием 3 головки блока цилиндров. На фиг.3 и 5 поз.19 обозначены крепежные отверстия. Поршень двигателя обозначен поз.20 (фиг.6).

Работает двигатель следующим образом.

К началу такта впуска поршень 20 (фиг.6а) находится в верхней мертвой точке (ВМТ), соответствующей концу предыдущего такта выпуска. При этом впускная и выпускная трубы закрыты. При движении поршня от ВМТ к нижней мертвой точке (НМТ) выемка шарового клапана открывает впускную трубу и соединяет пространство впускной трубы с пространством камеры сгорания. При этом пространство над поршнем заполняется горючей смесью.

Такт сжатия (фиг.6б) начинается с момента движения поршня от НМТ к ВМТ. При этом камера сгорания герметично закрыта от впускной и выпускной труб.

В конце такта сжатия (фиг.6в) свеча зажигания воспламеняет рабочую смесь. Начинается такт рабочего хода. При этом камера сгорания герметично закрыта шаровым клапаном, а под действием давления продуктов сгорания поршень движется к НМТ и совершается механическая работа.

С началом движения поршня к ВМТ выемка шарового клапана открывает выпускную трубу и соединяет камеру сгорания с выпускной трубой. При этом впускная труба закрыта, а продукты сгорания истекают из камеры сгорания через выпускную трубу.

Порядок работы цилиндров (четырехтактного ДВС) представлен в таблице 1.

Таблица 1Порядок работы цилиндров 1-3-4-2 (по данному техническому решению)Полуоборот коленвалаУгол поворота коленвала, град.Цилиндры12341180РХВыпСжВп2360ВыпВпРХСж3540ВпСжВыпРх4720СжРХВпВып

Предлагаемый двигатель имеет простую конструкцию в части камер сгорания и газораспределительного механизма, меньшие габаритно-массовые характеристики, пониженную шумность работы, повышенную надежность и долговечность.

Четырехтактный двигатель содержит блок цилиндров, головку блока цилиндров с основанием, распределительным валом (РВ) и крышками, камеры сгорания (КС), впускные и выпускные трубы и клапаны газораспределительного механизма. РВ соединен и с коленчатым валом цепной или ременной передачей. Клапаны имеют шаровую форму и составляют с РВ единое целое. Каждый клапан имеет полусферическую выемку в одной из боковых относительно продольной оси вала четвертей шара, а КС имеют полусферическую форму. Такое выполнение позволяет упростить конструкцию механизма газораспределения. 6 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

1. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий блок цилиндров, головку блока цилиндров с основанием, распределительным валом и крышками, причем распределительный вал соединен с коленчатым валом цепной или ременной передачей, камеры сгорания, впускные и выпускные трубы и клапаны газораспределительного механизма, имеющие шаровую форму с выемками, отличающийся тем, что клапаны составляют с распределительным валом единое целое, а выемки выполнены полусферическими в одной из боковых относительно продольной оси вала четвертей каждого шара, при этом камеры сгорания имеют полусферическую форму.2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что камеры сгорания выполнены отливкой заодно с основанием головки блока цилиндров, а боковая наружная поверхность камер сгорания снабжена рубашкой охлаждения.3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что крышка имеет полусферическую полость, облегающую шаровой клапан, а впускная и выпускная трубы смонтированы в верхней части крышки.4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что седла клапанов смонтированы на основаниях впускной и выпускной труб.5. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что распределительный вал посажен на подшипниках в стойках, смонтированных на основании головки блока цилиндров.6. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что камеры сгорания имеют в боковой части, по крайней мере, по одному отверстию для свечей зажигания, а в верхней части крышки - отверстия для подачи масла к поверхности шарового клапана.7. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что головка блока цилиндров с распределительным валом и крышками закрыта кожухом из тонколистового материала, скрепленным с основанием головки блока цилиндров.