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

САЗ СО

4

Изобретение относзится к машиностроению, а именно к двигателестроению, конкретно к двигателям с изменяемым объемом камеры сжатия, и может найти применение в поршнях двигателей с изменяемой степенью сжатия.

Известен поршень для автоматического регулирования степени сжатия двигателя внутреннего сгорания, содержащий оболочку и всзтавку, между которыми выполнены камеры переменного объема и размещенный во вставке сливной клапан, в корпусе которого установлена игла и подпружинен.ный нажимной элемент ij .

Однако силы инерции, действующие на иглу клапана, главным образом, зависят от частоты вращения и угла поворота коленчатого вала, а сила, с которой двйжущаяся поверхность шатуна через шток и упругий элемент действует на иглу клапана, предотвращая его раннее открытие, имеет постоянную величину, не зависящую от частоты вращения коленчатого вала. Таким образом, при регулировке клапана учитывается лишь один из главных факторов - угол поворота коленчатого вала, что не обеспечивает постоянства давления сгорания . .при изменении числа оборотов, так как при возросшем числе оборотов двигателя давления масла окажется недостаточно, чтобы прижать пружину и предотвратить раннее открытие сливного клапана.

Кроме того, сливающееся масло дробится на мелкие капельйи, которые во взвешенном состоянии заполняют картерное пространство двигателя В результате этого масло насыщается картерными газами, становится более сжимаемым. Слившееся и насыщенное газами масло через масляную магистраль вновь поступает в камеры переменного объема пормня. Поскольку . масло, насыщенное газами, теряет свойство несжимаемости, то происходит более раннее резкое опускание подвижной части поршня на вставку. В результате давление сгорания падает, уменьшается степень сжатия, ухушается полнота сгорания топлива, топливная экономичность и надежност конструкции.

Цель изобретения - повышение экономичности путем обеспечения постояного давления сгорания газов в цилиндре.

Поставленная цель достигается тем, что в поршне для автоматического регулирования степени сжатия для двигателя внутреннего сгорания, содержащем оболочку и вставку, между которыми выполнены камеры переменного объема и размещенный во вставке сливной клапан, в корпусе

которого установлены иглы и подпружиненный нажимной элемент, последний выполнен составным из двух частей верхней и нижней, каждая из которых в плоскости разъема выполнена с наклонными, расходящимися в сторону вертикальной оси радиальными канавками, снабженными шариками, причем верхняя часть закреплена в корпусе клапана при помощи резьбы, а

клапан дополнительно снабжен штоком с опорным элементом и конической частью, связанным при помощи опорного элемента с верхней частью нажимного элемента и через коничес.кую часть - с шариками.

Кроме того, клапан дополнительно снабжен аккумулирующей камерой, размещенной на выходе клапана и выполненной в виде полого цилиндра с упРУГой крышкой.

На фиг.1 изображен поршень для автоматического регулирования степени сжатия на фиг.2 - сливной клапан поршня; на фиг.З - се-чение А-А

на фиг.2; на фиг.4 - сливной клапан поршня с аккумулирующей полостью; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.1.

Поршень содержит корпус 1, стакан 2, между которыми заключены камеры переменного объема верхняя 3

и нижняя 4. Подвод масла к камерам 3 и 4 осуществляется по сверлениям 5 в шатуне через поршневой палец б и обратные клапаны 7 и 8 . В корпусе 1 поршня установлен сливной

клапан 9,(фиг.2), который содержит крышку 10, корпус 11, иглу 12 клапана, примыкающую к седлу 13, и пружину 14. Клапан снабжен также штоком 15, содержащим прорезь 16

и коническую часть 17. В верхней части штока 15 установлен опорный элемент, предотвращающий проваливание штока и выполненный в виде гайки 18. В корпусе 11 клапана имеется также нажимной элемент, состоящий из верхней части 19, установленной на резьбе в крышке 10 корпуса 11, и нижней части 20, установленной на пружине 14. Между верхней 19 и нижней 20 частями нажимного элемента

имеются канавки 21 (или радиальные дорожки), в которых помещены шарики 22. Канавки 21 имеют переменное сечение, увеличивающееся к центру. На выходе клапана на резьбе может

быть установлена аккумуляторная камера 23, выполненная в виде полого цилиндра, которая снизу закрыта упругой крышкой 24, при эт;ом один конец ее прикреплен к камере. Крышка 24 представляет собой пластинчатую пружину.

Первоначсшвно осуществляется предварительный натяг пружины 14 клапана. Для этого в прорезь 16 штока 15

вставляется отвертка и при вращении

штока 15 перемещается по резьбе верхняя часть 19 нажимного элемента обеспечивая предварительный натяг пружины 14, необходимый для срабатывания клапана при определенном, давлении .

При работе двигателя силы инерции стремятся оторвать иглу 12 клапана от седла 13. Но пружина 14 за счет, предварительного натяга прижимает иглу 12.

При увеличении числа оборотов сила инерции, действуя на шток 15, перемещает его вверх. Шток 15 своей конической частью 17 давит на шарики 22, которые заходят в углубления 21, перемещая подвижную нижнюю часть 20 нажимного элемента вниз. Последняя давит на пружину 14, которая прижимает иглу 12 клапана к седлу 13.

В результате предотвращается преждевременный слив масла из верхней Ксмеры 3, не перемещается вниз стакан 2.

Кроме того, в процесс открытия иглы 12 масло через образовавшуюся щель в виде мелких капель сливается в аккумуляторную камеру 23, в которой масло, скапливаясь, коагулирует. По мере накопления масла, крышка 24 отгибается и часть масла сливается в картерное пространство, двигателя в виде крупных капель, которые имеют небольшую поверхность соприкосновения с картерными газами и не насыщаются ими.

Таким образом, масло, не насыщенное газами, не теряет свойства несжимаемости и, поступая вновь из

масляной магистрали в камеру 3, обеспечивает своевременное опускание стакана 2 поршня.

Объем камеры сгорания не изменяется, т.е. поддерживается оптималь0 ная степень сжатия и постоянное давление сгорания газов. При уменьшении числа оборотов силы инерции, действующие на иглу клапана, уменьшаются и предварительного натяга пру5 жины оказывается достаточно, чтобы предотвратить раннее откситие клапана, следовательно,поддерживается постоянное давление сгорания.

Таким образом, предлагаемая конструкция поршня обеспечивает постоянное давление сгорания на всех скоростных режимах двигателя, что улучшает полноту сгорания топлива, повышает топливную экономичность и увеличивает надежность поршня, так как устраняются удары иглы о седло клапана и, кроме того, масло, накапливающееся в аккумуляторной камере, образует масляную ванну, которая обеспечивает смазку посгдаочной по0 верхности иглы клапана. Благодаря этому достигается постоянство коэффициента трения между иглой клапана и седлом, что повышает стабильность рабогы клапана.

10

13

ui.2

22

13

1. ПОРРЕНЬ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СТЕПЕНИ СЖАТИЯ для двигателя внутреннего сгорания, содержащий оболочку и вставку, между которыми выполнены камеры переменного объема и разметенный во вставке сливной клапан, в корпусе которого установлены игла и подпружиненный нажимной элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности двигателя путем обеспечения постоянного давления сгорания газов в цилиндре, нажимной элемент выполнен составным из двух частей верхней и нижней, каждая из которых в плоскости разъема выполнена с наклонными, расходящимися в сторону вертиксшьной оси радиальными канавками, снабженными ша-;риками, причем верхняя часть закреплена в корпусе клапана при помощи резьбы, а клапан дополнительно снабжен штоком с опорным элементом и конической частью, связанным при помощи опорного элемента с верхней частью нажимного элемента и через коническую часть - с шариками. 2. Поршень по п. 1, отличающийся тем, что сливной клапан дополнительно снабжен акку(Л мулирующей камерой, размещенной на выходе клапана и выполненной в виде полого цилиндра с упругой крышкой.

Hv-