ДВИГАТЕЛЬ, СОДЕРЖАЩИЙ РЕГУЛЯТОР КОМПРЕССИИ ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2015 года по МПК F02D15/02 F02B75/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к двигателю согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, который существенно уменьшает выделение CO₂.

Уровень техники

В известных двигателях шатун установлен на подшипниках на кривошипе коленчатого вала. Когда поршень находится в верхней позиции, объем камеры сгорания является неизменным во всем диапазоне скоростей вращения. При недостаточном заполнении компрессия остается низкой, что приводит к довольно плохому функционированию.

Когда скорость вращения возрастает, объем камеры сгорания увеличивается относительно быстрее, чем при низких скоростях. В результате давление в цилиндре не достигает достаточно высокого уровня, что уменьшает мощность двигателя.

В известных двигателях, когда поршень находится в верхней мертвой точке, кривошип и шатун находятся на одной линии и длина рычага равна нулю. Поэтому крутящий момент в это время также равен нулю.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков и обеспечение двигателя, который имеет гораздо меньшие потери тепловой энергии и увеличенную выходную мощность на литр и который уменьшает выделение CO₂ примерно на 38% по сравнению с известными двигателями.

Эту задачу можно решить в соответствии с изобретением при помощи регулятора компрессии и использования регулировочного колеса для настройки позиции эксцентрикового колеса на кривошипе коленчатого вала.

Размеры шестерен определяются согласно уравнению, приведенному на странице 3. Эксцентриковое колесо установлено на подшипниках на нижнем конце шатуна и в кривошипе. Эксцентриковое колесо содержит закрепленное зубчатое кольцо, центрированное относительно кривошипа коленчатого вала. Зубчатое кольцо приводится в движение регулировочным колесом. Регулировочное колесо при помощи компьютера и регулировочного устройства перемещается в позицию, которая требуется для обеспечения достаточного давления в цилиндре.

Когда регулировочное устройство перемещает регулировочное колесо в направлении против часовой стрелки, объем камеры сгорания уменьшается, а давление увеличивается. И наоборот, давление становится более низким, когда регулировочное колесо поворачивается в направлении часовой стрелки.

Более конкретно двигатель согласно изобретению описан в отличительной части пункта 1 формулы изобретения.

Согласно изобретению двигатель содержит регулятор компрессии двигателя, при этом предусмотрен шатун, выступающий из поршня двигателя в направлении кривошипа и установленный при помощи подшипников на эксцентриковом колесе, которое снабжено зубчатым кольцом, центрированным относительно кривошипа, при этом эксцентриковое колесо приводится в движение регулировочным колесом и отличается тем, что размеры эксцентрикового колеса и регулировочного колеса таковы, что сумма радиуса кривошипа и радиуса делительной окружности зубчатого кольца эксцентрикового колеса равна радиусу делительной окружности регулировочного колеса, при этом предусмотрено регулировочное устройство, выполненное с возможностью установки регулировочного колеса в требуемую позицию при помощи передвигающего рычага и поворотного рычага.

Радиус делительной окружности регулировочного колеса в 2,5 раза больше, чем радиус делительной окружности зубчатого кольца эксцентрикового колеса.

Двигатель содержит поворотный рычаг для регулирования позиции эксцентрикового колеса, при этом поворотный рычаг присоединен к регулировочной оси.

Регулировочная ось выполнена с возможностью поворота регулировочного колеса каждого цилиндра.

Регулировочное колесо каждого цилиндра снабжено поворотным заплечиком и амортизатором для поглощения ударов.

Двигатель содержит регулировочное устройство, выполненное с возможностью измерения степени наполнения цилиндра, скорости вращения и требуемой мощности.

Регулировочное устройство выполнено с возможностью изменения степени сжатия для обеспечения оптимальной компрессии в цилиндре.

Краткое описание чертежа

Ниже приведено более подробное описание изобретения со ссылками на прилагаемый чертеж, на котором показан вид в разрезе конструкции двигателя согласно изобретению.

Осуществление изобретения

Деталь 2 двигателя изготовлена из металла, поэтому на торцевой стороне кривошипа можно установить эксцентриковое колесо 3, при этом зубчатое кольцо, расположенное в центре кривошипа, прикреплено к нему. Зубчатое кольцо эксцентрикового колеса 3 находится в контакте с зубчатым кольцом регулировочного колеса 4.

Регулировочное колесо 4 установлено на корпусе двигателя с возможностью поворота назад и вперед в пределах 0-30°. Для поворота регулировочное колесо 4 снабжено поворотным заплечиком 24, к которому присоединен поворотный рычаг 22.

Поворотный рычаг 22 прикреплен к регулировочной оси 18. Для поворота каждого регулировочного зубчатого кольца к регулировочной оси 18 присоединено поворотное устройство.

Регулировочное устройство 19 учитывает скорость вращения, требуемую мощность и степень наполнения двигателя.

Эксцентриковое колесо 3 поворачивается в направлении, противоположном направлению вращения коленчатого вала двигателя. Радиус rv делительной окружности зубчатого кольца эксцентрикового колеса и радиус Rs делительной окружности регулировочного зубчатого кольца определяются соотношением Rs=R+rv=2.5*rv.

Подвижное регулировочное колесо 4 каждого цилиндра перемещается при помощи регулировочной оси 18 и прикрепленных к ней поворотных рычагов 22. Благодаря этому обеспечивается одновременная настройка во всех цилиндрах.

Система обеспечивает больший угол 9 шатуна в начале такта расширения, увеличивая, таким образом, выигрыш в силе рычажной передачи, при этом в конце такта расширения угол шатуна, соответственно, уменьшается, что снижает трение между поршнем и стенкой цилиндра.

В случае небольшой степени наполнения объем камеры сгорания уменьшается, и расстояние до фронта пламени сокращается, как и время горения. Сокращение времени горения и увеличение степени сжатия обеспечивают достаточно высокое давление в цилиндре.

При увеличении скорости вращения давление в цилиндре увеличивается за счет изменения степени сжатия. Конструкция обеспечивает увеличение скорости поршня и повышение давления в цилиндре во время такта расширения. Объем камеры сгорания быстро увеличивается, при этом давление не возрастает слишком сильно.

Изменяя объем камеры сгорания, давление в цилиндре можно регулировать до границы возникновения детонации, а температуру - до максимально допустимой температуры для конструкции двигателя. Высокая температура повышает сопротивление теплопроводности, что позволяет уменьшить потери тепловой энергии.

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Двигатель содержит регулятор компрессии двигателя, шатун (2), выступающий из поршня двигателя в направлении кривошипа и установленный при помощи подшипников на эксцентриковом колесе (3), которое снабжено зубчатым кольцом, центрированным относительно кривошипа. Эксцентриковое колесо (3) приводится в движение регулировочным колесом (4). Размеры эксцентрикового колеса (3) и регулировочного колеса (4) таковы, что сумма радиуса (R) кривошипа и радиуса (rv) делительной окружности зубчатого кольца эксцентрикового колеса (3) равна радиусу (Rs) делительной окружности регулировочного колеса (4). Двигатель имеет регулировочное устройство (19), выполненное с возможностью установки регулировочного колеса (4) в требуемую позицию при помощи передвигающего рычага и поворотного рычага (22). Технический результат заключается в уменьшении выделения СО₂. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Двигатель, содержащий регулятор компрессии двигателя, при этом предусмотрен шатун (2), выступающий из поршня двигателя в направлении кривошипа и установленный при помощи подшипников на эксцентриковом колесе (3), которое снабжено зубчатым кольцом, центрированным относительно кривошипа, при этом эксцентриковое колесо (3) приводится в движение регулировочным колесом (4), отличающийся тем, что размеры эксцентрикового колеса (3) и регулировочного колеса (4) таковы, что сумма радиуса (R) кривошипа и радиуса (rv) делительной окружности зубчатого кольца эксцентрикового колеса (3) равна радиусу (Rs) делительной окружности регулировочного колеса (4), при этом предусмотрено регулировочное устройство (19), выполненное с возможностью установки регулировочного колеса (4) в требуемую позицию при помощи передвигающего рычага и поворотного рычага (22).

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что радиус (Rs) делительной окружности регулировочного колеса (4) в 2,5 раза больше, чем радиус (rv) делительной окружности зубчатого кольца эксцентрикового колеса (3).

3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что он содержит поворотный рычаг (22) для регулирования позиции эксцентрикового колеса (3), при этом поворотный рычаг присоединен к регулировочной оси (18).

4. Двигатель по п. 3, отличающийся тем, что регулировочная ось (18) выполнена с возможностью поворота регулировочного колеса (4) каждого цилиндра.

5. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что регулировочное колесо (4) каждого цилиндра снабжено поворотным заплечиком (24) и амортизатором для поглощения ударов.

6. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что он содержит регулировочное устройство (19), выполненное с возможностью измерения степени наполнения цилиндра, скорости вращения и требуемой мощности.

7. Двигатель по п. 6, отличающийся тем, что регулировочное устройство (19) выполнено с возможностью изменения степени сжатия для обеспечения оптимальной компрессии в цилиндре.