Приспособление для регулирования степени сжатия и момента воспламенения в двигателях Советский патент 1929 года по МПК F02D15/04 F02B75/04 

Наиболее экономичные своевременные двигатели, так называемые двигатели постепенного сгорания, обладают тем существенным недостатком, что для них предел максимального числа оборотов в единицу времени довольно низок. Благодаря этому вес машины на единицу мощности получается значительным и двигатели постепенного сгорания до сих пор не находят себе применения в таких важных отраслях техники, как автомобильное и авиационное дело. Для стационарных установок низкий предел скорости имеет отрицательное значение, так например, при тихоходном двигателе единица мощности обойдется дороже и потребует больще места, чем для быстроходной машины. С другой стороны современные быстроходные двигатели быстрого сгорания являются сравнительно неэкономичными.

С помощью предлагаемого приспособления имеется в виду регулировать степень сжатия и момента воспламенения в двигателях с целью увеличения их коэффициентом полезного действия. Указанное касается, главным образом, быстроходных двигателей. Быстроходность достигается тем, что горючее вво- дится в рабочий цилиндр не вблизи начала рабочего хода поршня, как у двигателей Дизеля, а вначале всасывающего

хода. При этом промежуток времени для испарения распыленного жидкого топлива и для смешивания его с воздухом возрастает во много раз; при одинаковом числе оборотов он увеличился бы по сравнению с двигателем постепенного сгорания примерно в тридцать раз. Введение горючего применяется у современных двигателей быстрого сгорания, но они работают неэкономично, степени сжатия у них невелики, и сгорание происходит при сравнительно невысоких температурах. В двигателе с предлагаемым приспособлением имеется в виду доводить сжатие до максимального предела и момента воспламенения горючей смеси. Для избежания обратного удара на поршень от преждевременного взрыва процесс должен быть урегулирован так, чтобы максимальное движение внутри цилиндра приблизительно совпадало с положением поршня в верхней мертвой точке. С этой целью двигатель снабжается устройством приспособления для уменьшения степени сжатия, как только взрыв горючей смеси произойдет несколько преждевременно, максимальное же давление в цилиндре будет достигнуто ранее, чем порщень придет в верхнюю мертвую точку (на индикаторной диаграмме это соответствует образованию петли). Если, наоборот, максимальное давление в цилиндре получится с небольшим опазданием (после прохода поршня через верхнюю мертвукэ точку), то при этом возможно увеличение степени сжатия; то же самое может произойти, если взрыва не последует вовсе.

На схематическом чертеже фиг. 1 изображает приспособление у двигателя в продольном разрезе; фиг. 2-вид сверху приспособления у двигателя; фиг. 3- то же, в разрезе по 3, б, 7, 0; фиг. 4- вид спереди приспособления у двигателя; фиг. 5-приспособление у двигателя в разрезе по 2, 5, 7, 0; фиг. б - диаграмма рабочего процесса двигателя с приспособлением.

Рядом с обыкновенными всасывающими и выхлопными клапанами (если не позволяет место - на противоположной стороне цилиндра, как это изображено на схематическом ) помещаются небольшие плунжеры А и В предлагаемого приспособления, имеющие лабиринтную или какую-либо иную набивку. Плунжер А с ограниченным движением наружу из цилиндра и нагруженный слабой пружиной 6, снабжен второй пружиной а. Противоположное перемещение плунжера А задерживается помощью конического утолщения его, расположенного со стороны камеры С , а у ллунжера В - на аружном конце. Плунжер А, кроме наМима его на коническое седло пружиной 6, прижимается к седлу с силою, равною разности между наружным атмосферным давлением и давлением изнутри сжатой горючей смеси или продуктов сгорания. На щпинделе D (фиг. 1), являющемся продолжением плунжера А, сидит свободно скользящая тарелка Е. Последняя прижимается нижним концом к утолщению на шпинделе D при помощи пружины а, верхний конец которой опирается на неподвижно закрепленную на шпинделе D тарелку F. Таким образом в период времени, когда регулятор не функционирует, действие пружины с ограничивается лишь тем, что она вызывает растягивающие усилия в части шпинделя D, заключенной между опорой втулки Е и тарелкой F. При прохождении поршня через верхнюю мертвую точку (в конце сжимающего хода) кулак X, сидящий на распределительном валике, надавливает через посредство толкателя G на тарелку Е, которая начинает скользить по шпинделю D, сжимая пружину а. Далее, к двум силам, действовавшим до сих пор на плунжер А сверху вниз, т.-е. к нажатию пружины Ь и сверхдавлению внутри цилиндра прибавится третья сила-нажатие кулака через посредство пружины а, действующее снизу вверх. Слабая пружина Ь имеет целью воспрепятствовать движению плунжера А во -время всасывающего хода. Пружина а, напротив, имеет значительные размеры и должна быть рассчитана так, чтобы в сжатом состоянии она могла преодолеть „сверхдавление внутри цилиндра. Следовательно, если во время действия кулака X на толкатель G „сверхдавление в цилиндре будет ниже нормального, то плунжер А будет приподнят кверху и потянет за собой собачку Н (фиг. 1), действующую на храповик /. Поворот храповика / при посредстве системы рычагов вызовет увеличение открытия клапана р на всасывающей трубе, вследствие чего при следующем всасывающем ходе поршня наполнение цилиндра возрастает, а вместе с тем увеличится степень сжатия и последует более ранняя вспышка.

Плунжер В (фиг. 2 и 5) удерживается на коническом - седле при помощи пружины d, могущей преодолеть „сверхдавление в цилиндре. Как и в случае плунжера А, на плунжер В действует периодически кулак Z, сидящий на распределительном валике, при посредстве толкателя Q, тарелки R, пружины с, тарелки 5, рычага Т и шпинделя И, служащего продолжением плунжера В; тарелка S закреплена на шпинделе F.

Действие кулака Z на толкатель Q приурочено к периоду времени, предшествующего наиболее раннему допустимому моменту самовоспламенения горючей смеси. Пружина с, действующая в сжатом состоянии на плунжер В в направлении, противоположном нажатию пружины d, разгружает последнюю настолько, что в случде преждевременного взрыва горючей смеси внутреннее „сверхдавление пересилит разность между силами обоих пружин; при этом плунжер В сделает вижение вниз, сжимая пружину rf и надавливая на собачку/V