ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ ВЫПУСКНЫМ КЛАПАНОМ Российский патент 2017 года по МПК F02B27/04 F01L35/04 

Описание патента на изобретение RU2639928C1

Изобретение относится к машиностроению, к поршневым двигателям внутреннего сгорания (ДВС).

В ДВС стремятся как можно лучше очистить цилиндры от отработавших газов. Для этого экспериментально подбирают продолжительность и моменты открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов - фазы газораспределения. Общая для четырехтактных двигателей диаграмма фаз газораспределения показана на фиг. 1 ([1] Роговцев В.Л. и др. Устройство и эксплуатация автотранспортных средств. М.: Транспорт. 1991. стр. 45). Для конкретных двигателей цифры отличаются, но характер соотношений фаз сохраняется ([2] Михайловский Е.В. И Др. Устройство автомобиля. М.: Машиностроение. 1987, стр. 67, Таблица 6). Подбирают размеры клапанов ([3] Плеханов И.П. Автомобиль. М.: Просвещение. 1979. Стр. 20). Для лучшей очистки цилиндров подбирают фазы выпуска, но полностью очистить не удается. Коэффициент остаточных газов характеризует степень загрязнения свежего заряда отработавшими газами. По данным [1], стр. 18 этот коэффициент находится в пределах 0,06-0,12 от массы свежего заряда. Уменьшение отработавших газов - лучшая очистка - позволит увеличить мощность и КПД двигателя, т.к. отработавшие газы не совершают полезную работу, а только занимают объем цилиндра. На схеме рабочего цикла фиг. 2 видно, какое давление в цилиндре при разных тактах, в какие моменты цикла. Схема составлена совмещением [1], стр. 18 и [1], диаграммы рис. 3.8, стр. 45. На схеме рабочего цикла - фиг. 2- видно, что высокое давление бывает только в верхних 2/3 цилиндра и есть момент, когда выпускной клапан открыт, хотя поршень еще далеко не дошел до НМТ. В начальный момент выхлопа давление газов 300-400 кПа. Эти газы надо выпустить через основной выпускной клапан в выпускной канал и чем скорее и полнее, тем лучше. Если в нижней части гильзы цилиндра прорезать окно там, где не бывает высоких давлений, и установить еще один выпускной клапан и открывать его, когда днище поршня совместиться с границей окна, как в двухтактных двигателях, то очистка цилиндра улучшится. На фиг. 3 показана схема устройства дополнительного клапана. Основание клапана 1 - металлическая квадратная пластина, одна поверхность которой обработана по радиусу, равному наружному радиусу гильзы цилиндра 2, и припаяна среднеплавким припоем 9 к внешней поверхности гильзы цилиндра. В основании клапана и гильзе цилиндра прорезано окно для дополнительного клапана 3. Тарелка клапана опирается на седло клапана 4, расположенного в основании 1. Стержень клапана расположен в направляющей втулке 5, которая закреплена в корпусе 6. Корпус прикреплен болтами 7 к основанию 1, и одновременно внутреннее пространство корпуса служит выпускным каналом. Между втулкой 5 и тарелкой клапана помещена пружина 8. Зона работы дополнительного клапана - это зона выпуска - углы на фиг. 1. Эта зона ограничена совпадением днища поршня с окном при такте выпуска и заканчивается полным закрытием окна поршнем при такте впуска. Клапан работает на выхлоп автоматически - пока в цилиндре давление больше атмосферного и окно не перекрыто поршнем. Пружина клапана служит для закрытия клапана и устраняет вибрацию клапана. В момент открытия основного выпускного клапана днище поршня должно находиться на верхнем уровне окна дополнительного канала и избыточное давление откроет клапан фиг. 3. Закрывается дополнительный клапан автоматически под действием пружины и обратного потока воздуха. При движении поршня вверх попадаем в зону перехода из зоны впуска в зону сжатия, и здесь может быть выброс газовой смеси в разогретый дополнительный канал. Для исключения этого необходимо перекрыть окно до начала такта сжатия, который определяется закрытием впускного клапана. Это условие для выбора размера и места расположения окна. На схеме видно, что в зоне впуска давление в цилиндре меньше атмосферного, и это можно использовать для надежного закрытия дополнительного клапана. Еще один момент, который определяет работу дополнительного клапана - начало сжатия - точка 2, фиг. 1 на круговой диаграмме. В этот момент или несколько раньше днище поршня должно перекрыть окно дополнительного канала. Положение днища поршня должно быть выше входа в дополнительный канал. Расположение окна и дополнительного канала зависит от двух условий: положение днища поршня в момент начала выпуска и начала сжатия. Надо выбрать расположение окна в зависимости от двух положений поршня - начала выпуска и начала сжатия. Раньше открытия основного клапана начать выпуск через дополнительный канал нельзя, т.к. будут нарушены фазы газораспределения, позже - можно; раньше перекрыть окно поршнем до начала такта сжатия - можно, позже - нельзя, Так можно выбрать положение окна дополнительного канала и выпускного клапана и согласовать положение дополнительного канала с положением днища поршня. Для каждого типа двигателя - свой выбор. Дополнительный клапан может заметно изменить фазы газораспределения, выбранные без учета дополнительного канала, т.к. скорость работы дополнительного клапана выше ввиду его малой массы, т.к. на него действуют силы, существенно меньшие, чем на основные клапаны, где давления достигают десятков атмосфер, а размеры окна могут быть больше, чем у основного выпускного клапана, что позволит уменьшить размер основного выпускного клапана и увеличить размер впускного, что улучшит наполнение цилиндра горючей смесью и увеличит мощность и КПД.

Перечень фигур чертежей

Фиг. 1 - Общая для четырехтактного двигателя диаграмма фаз газораспределения.

Фиг. 2 - Схема рабочего цикла четырехтактного двигателя.

Фиг. 3 - Схема дополнительного выпускного клапана.

Похожие патенты RU2639928C1

название год авторы номер документа
Двухцилиндровый оппозитный двигатель с переменной степенью сжатия 2016
  • Гурьянов Александр Сергеевич
RU2639487C2
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (ДВИГАТЕЛЬ БАСКАКОВА) 2005
  • Баскаков Александр Иванович
RU2295048C2
ЧЕТЫРЕХЦИЛИНДРОВЫЙ ОППОЗИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ПЕРЕМЕННОЙ СТЕПЕНЬЮ СЖАТИЯ 2016
  • Гурьянов Александр Сергеевич
RU2638241C1
РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1994
  • Валеев Георгий Галиуллович
RU2072433C1
РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1994
  • Валеев Георгий Галиуллович
RU2091596C1
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2010
  • Волгин Николай Александрович
RU2449147C1
РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1994
  • Валеев Георгий Галиуллович
RU2075615C1
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГАЗООБМЕНА ДВУХТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО, ЕГО РЕАЛИЗУЮЩЕЕ 2003
  • Комаров С.С.
  • Рыль С.А.
RU2228449C1
СПОСОБ РАБОТЫ ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1990
  • Жмудяк Леонид Моисеевич
RU2024773C1
Способ детонационной работы двухрежимного поршневого двигателя 2023
  • Миронов Александр Александрович
RU2802248C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 639 928 C1

Реферат патента 2017 года ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ ВЫПУСКНЫМ КЛАПАНОМ

Изобретение относится к поршневым двигателям внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является улучшение очистки цилиндра от продуктов сгорания. Сущность изобретения заключается в том, что четырехтактный ДВС содержит цилиндр, поршень, клапаны газораспределения и каналы впуска и выпуска. Согласно изобретению в нижней части цилиндра с наружной стороны расположена квадратная металлическая пластина, служащая основанием для размещения корпуса дополнительного клапана, одна поверхность которой обработана по радиусу, равному наружному радиусу гильзы цилиндра, и припаяна к наружной поверхности гильзы цилиндра; а в гильзе цилиндра и пластине прорезано сквозное окно. К пластине прикреплен корпус, а внутри корпуса размещены клапан и пружина. При этом внутреннее пространство корпуса одновременно служит выпускным каналом; пружина в нерабочем состоянии двигателя закрывает клапан, а открывает клапан, противодействуя пружине, избыточное давление в цилиндре. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 639 928 C1

Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, поршень, клапаны газораспределения и каналы впуска и выпуска, отличающийся тем, что в нижней части цилиндра с наружной стороны расположена квадратная металлическая пластина, служащая основанием для размещения корпуса дополнительного клапана, одна поверхность которой обработана по радиусу, равному наружному радиусу гильзы цилиндра, и припаяна к наружной поверхности гильзы цилиндра; в гильзе цилиндра и пластине прорезано сквозное окно; к пластине прикреплен корпус, внутри корпуса размещены клапан и пружина; внутреннее пространство корпуса одновременно служит выпускным каналом; пружина в нерабочем состоянии двигателя закрывает клапан, а открывает клапан, противодействуя пружине, избыточное давление в цилиндре.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2639928C1

СПОСОБ РАБОТЫ ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1990
  • Жмудяк Леонид Моисеевич
RU2024773C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СБОРНОГО МАГНИТОПРОВОДА ТОРЦОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ 2004
  • Загрядцкий Владимир Иванович
  • Савескул Артур Иванович
RU2269857C1
1971
SU412201A1
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (ВАРИАНТЫ) 2002
  • Чоповский Б.П.
  • Козулин В.Б.
RU2243387C2
US 4312313 A, 26.01.1982
Способ исследования веществ методом электронного парамагнитного резонанса 1972
  • Кирсанов Е.М.
  • Черединцев В.Г.
  • Муромцев В.И.
SU450509A1

RU 2 639 928 C1

Авторы

Гурьянов Александр Сергеевич

Даты

2017-12-25Публикация

2016-08-29Подача