Двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия эксцентриковым механизмом Российский патент 2017 года по МПК F02B75/04 F02D15/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС), а также поршневых компрессоров.

Известен способ изменения степени сжатия, включающий изменение объема камеры сгорания, обеспечиваемое посредством перемещения шатуна и поршня в сторону верхней мертвой точки смещением коленчатого вала двигателя в сторону верхней мертвой точки за счет поворота эксцентриковой обоймы коренных подшипников коленчатого вала управляющим элементом (патент RU 2250379, F02N 17/08, F02D 15/04, F02B 75/04 опубл. 20.04.2005 г.).

Недостатком изобретения является смещение оси коленчатого вала относительно оси поршня. Это приводит к изменению характеристик нагрузки на кривошипно-шатунный механизм, отсюда возникает неравномерный износ поршня, который может привести к снижению компрессии в двигателе.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство изменения степени сжатия, выбранное в качестве прототипа, которое обеспечивает регулирование объема камеры сгорания в зависимости от вида топлива и режима работы. Коренные наружные и внутренние эксцентриковые вкладыши с зубчатыми венцами имеют возможность поворачиваться на коренных шейках коленчатого вала, поднимая или опуская коленчатый вал вместе с поршнями и обеспечивая регулировку объема камер сгорания в зависимости от вида топлива. Шатунные внутренние и наружные эксцентриковые вкладыши с зубчатыми венцами имеют возможность поворачиваться на шатунных шейках коленчатого вала, поднимая или опуская поршни и обеспечивая оптимальный объем камеры сгорания в зависимости от величины нагрузки на двигатель для конкретного вида топлива (RU 2144992, F02B 75/04, F02D 15/04 от 27.01.2000 г.).

Недостаток заключается в смещении оси коленчатого вала относительно оси поршня и сложности конструкции.

Предлагаемое изобретение на упрощение конструкции и устранение смещения оси кривошипа от оси поршня, повышение ресурса двигателя.

Это достигается тем, что коренная шейка коленчатого вала перемещается по эксцентриковому пазу при вращении эксцентрика, а вертикальное ее положение обеспечивается неподвижным диском с вертикальным пазом. Введение парного элемента подвижного эксцентрикового паза и вертикального паза неподвижного диска, в которых перемещается коренная шейка коленчатого вала, обеспечивает ее перемещение строго по вертикали, сохраняя совпадение оси поршня и оси коленчатого вала.

На фиг. 1 схематически изображен общий вид двигателя внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия эксцентриковым механизмом, вид по оси коленчатого вала, на фиг. 2 - вид сбоку.

Двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия эксцентриковым механизмом содержит цилиндр 4, поршень 5, который посредством шатуна 6 кинематически связан соответственно с коленчатым валом 12, коренная шейка 7 которого соединена с эксцентриковым диском 2, приводимым в движение зубчатой передачей, в котором эксцентриковый диск 2 имеет паз 1, в котором движется коренная шейка, вместе с тем она перемещается по вертикальному пазу 8 неподвижной направляющей стойки 13, эксцентриковый диск приводится во вращение зубчатой передачей, состоящей из зубчатого венца 3 эксцентрикового диска 2, связанного с зубчатой рейкой 9, которая приводится в движение гидравлическим цилиндром 10, управляемым блоком управления 11.

Работает устройство следующим образом. В зависимости от задаваемого сигнала в блоке управления 11 гидравлический цилиндр 10 срабатывает, двигая шток с зубчатой передачей влево или вправо. При этом зубчатая рейка, перемещаясь, вращает зубчатый венец 3 эксцентрикового диска 2. При этом коренная шейка 7 коленчатого вала 12 движется по пазу 1, перемещаясь вверх или вниз соответственно. В то же время коренная шейка 7 движется по вертикальному пазу 8 неподвижной направляющей стойки 13, ограничивая боковые перемещения. В этом случае ось коленчатого вала 12 перемещается строго по вертикали вверх или вниз, обеспечивая совпадение оси поршня 5 и оси коленчатого вала 12.

Предлагаемая конструкция позволяет предотвратить смещение оси коленчатого вала относительно оси поршня. Это обеспечит равномерный износ поршня и повышение ресурса двигателя. Конструкция двигателя проста и надежна.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС), а также поршневых компрессоров. Двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия эксцентриковым механизмом, содержащий цилиндр, поршень, который посредством шатуна кинематически связан соответственно с коленчатым валом, коренная шейка которого соединена с эксцентриковым диском, приводимым в движение зубчатой передачей, в котором эксцентриковый диск имеет паз, в котором движется коренная шейка, вместе с тем она перемещается по вертикальному пазу неподвижной направляющей стойки, эксцентриковый диск приводится во вращение зубчатой передачей, состоящей из зубчатого венца эксцентрикового диска, связанного с зубчатой рейкой, которая приводится в движение гидравлическим цилиндром, управляемым блоком управления. Предлагаемая конструкция позволяет предотвратить смещение оси коленчатого вала относительно оси поршня. Это обеспечит равномерный износ поршня и повышение ресурса двигателя. 2 ил.

Двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия эксцентриковым механизмом, содержащий цилиндр, поршень, который посредством шатуна кинематически связан соответственно с коленчатым валом, коренная шейка которого соединена с эксцентриковым диском, приводимым в движение зубчатой передачей, отличающийся тем, что эксцентриковый диск имеет паз, в котором движется коренная шейка, вместе с тем она перемещается по вертикальному пазу неподвижной направляющей стойки, эксцентриковый диск приводится во вращение зубчатой передачей, состоящей из зубчатого венца эксцентрикового диска, связанного с зубчатой рейкой, которая приводится в движение гидравлическим цилиндром, управляемым блоком управления.