Поршень для автоматического регулирования степени сжатия двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1984 года по МПК F02B75/04 F02D15/04 

О5 00 Oi Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания для автоматического регулирования степени сжатия. Известен поршень для автоматического регулирования степени сжатия двигателя внутреннего сгорания, содержащий оболочку с ограничительным элементом и корпус, между которьми выполнены камеры переменного объема связанные между собой и с картером при помощи системы перепуска масла, с перепускным каналом между камерами, выпускным каналом нижней камеры связанным с картером, и дросселем с иглой переменного сечения Cl3Однако данный поршень сложен в конструктивном выполнении из-за наличия в системе перепуска масла регулировочных элементов в виде клапа нов, которые вследствие своей сложности ненадежны в работе, что в конечном итоге сказывается на работоспособности поршня. Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности. Поставленная цель достигается те что в поршне для автоматического ре гулирования степени сжатия двигател внутреннего сгорания, содержащем оболочку с.ограничительным элементо и корпус, между которыми выполнены верхняя и нижняя камеры переменного объема, связанные между собой и с картером при помощи системы перепус ка масла с перепускным каналом межд камерами, выпускным какалом ниЯсней. камеры, связанным с картером, и-дро селем с иглой переменного сечения, последний установлен в перепускном канале со стороны верхней камегял, а выпускной канал нижней камеры снабжен жиклером, причем верхняя Кс1мера связана с картером через нижнюю камеру, и проходное сечение дросселя в 1,5-5 раз больше проходного сечения жиклера. Кроме того, верхние торцы корпус и ограничительного элемента снабжены р 1диальными и кольцевыми каналами. Между корпусом и оболочкой разме щены распорные элементы, выполненны в виде пружин. На фиг. 1 показан посялень, в раз резе; на фиг. 2 - радиальные и коль цевые каналы на верхнем торце корпу са; на фиг. 3 - кольцевые и радиаль ные каналы на верхнем торце ограничительного элемента. Поршень содержит оболочку 1 с ог раничительным элементом 2 и корпус между которьв и выполнены верхняя 4 нижняя 5 камеры переменного объема. Верхняя камера переменного объема сообщена с картером через нижнюю камеру. В перепускном канале 6 в зоне верхней камеры установлен дроссель 7 с иглой 8 переменного речения, а выпускной канал 9 нижней камеры снабжен жиклером 10. Верхние торцы корпуса 3 и ограничительного элемента 2 выполнены с радиальными и кольцевыми канавками 11 и 12 соответственно. Камеры переменного объема связаны с системой смазки подводящим каналом 13 в шатуне через ползун 14 и наполнительный клапан 15. Между корпусом 3 и ограничительным элементом 2 установлены пружины 16 на направляющих штоках 17. Поршень работает следующим образом. В конце выпуска в начале впуска, когда давление газов на оболочку 1 погниня мало, наполняющий клапан 15 открывается, и масло из системы смазки двигателя под давлением поступает через ползун 14 в верхнюю камеру 4. Сечение дросселя 7 и жиклера 10 и профиль иглы 8 подобраны таким образом, что на установившемся режиме количество слитого через них масла во время рабочего хода поршня равно количеству поступившего масла в камеру 4 во время газообмена. Этим обеспечивается поддержание заданной степени сжатия для данного нагрузочного режима.-При изменении нагрузки наругаается баланс поступившего и сброшенного из камеры 4 масла, что приводит через несколько циклов к установлению нового значения степени сжатия. Момент и продолжительность открытия наполняющего клапана 15 определяется величиной и направлением сил, действующих на него. С повышением (понижением) давления газов в цилиндре во время газообмена при увеличении (уменьшении) нагрузки на дизель продолжительность открытия наполняющего клапана в период насосных ходов уменьшается (увеличивается), а также уменьшается (увеличивается) перепад давлений масла в масляном канале ползуна и верхней камере 4 при ее наполнении, что. приводит к резксяиу снижению (увеличению) степени сжатия. Для обеспечения плавного снижения (увеличения) степени сжатия служит дроссель 7. Слив масла, из верхней камеры 4 через регулируемый дроссель 7 в нижнюю камеру 5, а из нижней камеры через нерегулируемый жиклер 10 в картер позволяет увеличить плавность регулирования степени сжатия. Это обусловлено тем, что степень сжатия значительно меньше зависит от изменения поперечного сечения дросселя 7 f чем от изменения поперечного сечения жиклера 10, поэтому возникает возможность изготовить дроссель 7 с большим в 25-30 раз поперечным сечением, что снижает требования к точности изготовления сопрягаемых деталей и повышает качество регулирования степени сжатия. Проходное сечение дросселя 7 верхней камеры при изменении положения оболочки с помощью иглы 8 изменяется так, что его величина в 1,5-5 раз больше проходного сечения жиклера 10 нижней камеры.

Наличие кольцевых и радиальных каналов на верхнем торце корпуса 3 и винтовых пружин 16 позволяет предлагаемому поршню обеспечивать плавно изменение степени сжатия при ее увеличении от минимальной величины в результате снижения внешней, нагрузки на двигатель. Данный эффект достига-г ется тем, что наличие масла под давлением в кольцевых каналах и наличие сжатых пружин устраняет вредное влияние присасывания оболочки к корпусу на увеличение степени сжатия при уменьшении нагрузки двигателя после полного осаживания оболочки 1.

Наличие кольцевых и ргшиальных каналов на верхнем торце ограничительного элемента 2 и профиля конца иглы 8 позволяет предлагаемому поршню обеспечивать плавное изменение степени сжатия при ее уменьшении от максимальной величины в результате увеличения внешней нагрузки на двигатель .

1. ПОРШЕНЬ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СТЕПЕНИ СЖАТИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий оболочку с ограничительньвд элементом и корпус, между которыми выполнены верхняя и нижняя камеры переменного объема, связанные между собой и с картером при помощи системы перепуска масла с перепускнЫМ каналом между камерами, выпускным каналом нижней камеры, связанным с картером, и дросселем с иглой переменного сечения, отличаюиийс я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения нащежности, дроссель с иглой установлен в перепускном канале со стороны верхней камеры, а выпускной канал нижней камеры снабжен жиклером, причем верхняя камера связана с картером через нижнюю камеру, и проходное сечение дросселя в 1,5-5 раз больше проходного сечения жиклера. 2.Поршень по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что верхние торцы корпуса и ограничительного элемента снабжены радиальными и кольцевыми (Л канавками. 3.Поршень по пп. 1 и 2, о т л ичающийся тем, что между корпу сом и оболочкой размещены распорные элементы, вьшолненные в виде пружин.д

J fO 15

7 8 1

Фиг.7

11

фиг 3