Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1986 года по МПК F02D15/04 

to

«-si

о со

ю Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внут реннего сгорания с изменяющимся объе мом цилиндров. Цель изобретения - повьпиение надежности путем непрерывного сообщения камеры сгорания с рабочей полостью цилиндра и обеспечение возможности работы двигателя на различных видах топлива, f На фиг. изображен двигатель внут реннего сгорания; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З разрезы Б-Б и В-В на фиг.2; на фиг.4 - то же но при положении золотника, повернутом на 90° ., Двигатель- внутреннего сгорания (две) содержит цилиндр I, (показан одноцилиндровый двигатехш) , порше ь 2, соединенный с коленчатым валом 3 через кривошипно-шатуиньгй механизм 4, головку 5 цилиндра, снабженную зо лотником 6, с размещенной в ней камерой 7 сгорания, причем ось вращения золотника 6 расположена перпенди кулярно оси цилиндра 1. На цилиндрической поверхности золотника 6 выполнены четыре окна 8 для впуска в рабочую полость 9 цилиндра 1 рабочей смеси и выпуска отработавших газов (ОГ), Между этими окнами выполнено газообменное круговое окно 10 с перемычками 11, причем толщина перемычек меньгае диаметра ,канала (не показан) , соединяющего ра бочую полость цилиндра с камерой сго рания. Круговое окно 10 предназначе. но для непрерьгеного сообщения каме.|ры 7 сгорания с рабочей полостью 9 цилиндра I, свечой: 12 зажигания и форсункой 13. Золотник 6 выполняет функцию механизма газораспределения В корпусе го.ловки 5 цилиндра выполнены восемь каналов: четыре из них: 4 - 17 являются впускными, череэ которые подается в цилиндр, свежий заряд, а четыре других: 18 - 21 выпускными, через которые производит ся впуск из цилиндра ОГ. Головка 5 цилиндра снабжена допол нительным золотником 22, установленным параллельно золотнику 6, причем золотник 22 снабжен рядом емкостей 23 (глухих) различного объема и в головке 5 вьшолнен соединительный ка нал 24 для подключения одной из емкостей 23 к камере 7 сгорания в зо122 лотнике Ь. Поворотом золотника 22 на несколько десятков градусов вокруг своей оси эти емкости могут быть подключены через отверстия в стенках золотника и соединительный канал 24 в корпусе головки 5 - к объему камеры 7 сгорания, увеличивая или наоборот уменьшая таким образом ее об.ъем. С целью уменьшения объема камеры сгорания днище поршня 2 (фиг,1 и 2) выполнено с выступом 25, соответствующим по форме надпоршневой полости 26. При подходе поршня 2 к верхней мертвой точке (ВМТ) выступом 25 сжимаемая рабочая смесь вытесняется из полости 26 в камеру 7 сгорания, повышая в рабочем цилиндре степень сжатия. Золотник 6 приводится в движение от коленчатого вала 3 через цепную передачу: звездочку 27, цепь 28 и звездочку 29 с соотношением 1:4. Двигатель работает в четырехтактном режиме (фиг,):.впуск в цилиндр свежего заряда; сжатие; воспламенение топлива, рабочий ход; выпуск отработанных газов, продувка камеры сгорания. Перед пуском в работу золотник 22 переключается на степень сжатия, соответствующую тому виду топлива, на котором будет работать двигатель, например, если двигатель будет работать на низкокачественном октановом бензине, то х камере 7 сгорания подключается через соединительный канал 24 емкость 23 максимального объема, обеспечивающая степень сжатия в рабочем цилиндре 1, равную 6 - 7. Если двигатель работает на дизельном топливе, то поворотом золотника 22 соединительный канал 24 перекрывается и двигатель переводится на самую высокую степень сжатия, равную 16 - 20. Топливо в камеру 7 сгорания может подаваться двумя способами: через карбюратор и впускные каналы 14 - 17° или с помощью топливного насоса и форсунки 13, как в дизеле. гг После установки дополнительного золотника 22 в соответствующее положение и переключение устройства подачи топлива с помощью пусковых средств приводится во вращетельное движение коленчатый вал 3. От него через цепную передачу вращательное движение передается золотнику 6 с передаточным числом 1:4 т.е. частота вращения газораспределительиого золотника 6 ни же частоты вращения коленчатого вал 3 в четыре раза. Рабочие циклы двигателя построен Ни следующем чередовании тактов и фаз газораспределителя. Первый так - впуск в цилиндр св жего заряда (фаза впуска совпадает движением порщня 2 из ВМТ вниз). В начальный момент золотник 6 плавно отпирает четыре впускных канала 14 17 и свежий заряд из этих каналов устремляется в цилиндр 1 по следующ му тракту: окна 8 в золотнике 6, ка мера 7 сгорания, круговое окно 10, .надпоршневая полость 26. Приблизительно на полпути движения порщня 2 впускные каналы 14 - 17 отпираются на полный проход, затем при подходе поршня 2 к НМТ эти каналы плавно запираются. Второй такт - сжатие (фаза сжатия совпадает с началом движения поршня 2 из НМТ в ВМТ)i В процессе сжатия восемь впускных и выпускных каналов 14-21 перекрыты золотником 6 наглу хо (фиг.4). Процесс заключается в вы теснении свежего заряда из цилиндра 1 в надпоршневую полость 26 и затем зубчатым выступом вытесняется через круговое окно 10 в камеру 7 сгорания Третий такт - воспламенение топли ва. Рабочий ход - сжатый заряд воспламеняется либо свечой 12 зажигания, если двигатель работает на бензиновом топливе, либо посредством впрыскивания в камеру 7 сгорания форсунку 13 топлива, если двигатель работает на дизельном топливе. Под воздействием резко возросшего давления газов в камере 7 сгорания; поршень 2 идет из ВМТ вниз, совершая при этом.рабочий ход и передавая вра щательное движение коленчатому валу 3. Четвертый такт - выпуск отработан ных газов, продувка камеры сгорания (фаза выпуска газов начинается при подходе поршня к НМТ). В этот момент золотник 6 плавно открывает четыре выпускных канала 18 - 21 и отработанные газы устремляются из цилиндра 1 в атмосферу по следующему тракту: надпоршневая полость 26, круговое окно 10, камера 7 сгорания, газообменные окна 8 золотника 6, выпускные каналы 18 - 21. Примерно на полпути движения поршня (ВМТ) выпускные каналы открываются на полный проход, а в верхнем положении каналы плавно перекрываются. Продувка камеры 7 сгорания свежим зарядом производится в момент нахождения порщня 2 в верхнем положении, а также в момент перекрытия фаз впуска свежего заряда и выпуска отработанных газов. В процессе продувки остаются полуоткрытыми два впускных канала 14 и 15, расположенных в левом торцовом переходе камеры 7 сгорания, и два вьтускных канала 20 и 21, расположенные в правом торцовом переходе . В процессе продувки газы перемещаются по двум полуоткрытым левым впускным каналам 14 и 15, вдоль центральной оси камеры 7 сгорания и далее по двум полуоткрытым правым выпускным каналам 20 и 21. Продувочный эффект достигается за счет увеличения поперечного сечения продувочных каналов по ходу вращения золотника 6. В следующем цикле описанньш прбцесс повторяется. . Таким образом, в предлагаемой конструкции золотника 6 отсутствуют боковые усилия за счет определенного расположения газообменных окон 8 и кругового окна 10, вся сила давления рабочих газов направлена в золотнике в основном на торцовые переходы камеры 7 сгорания, расширяя их в стороны вдоль оси, стремясь растянуть перемычки кругового окна 10 (но последние имеют достаточно высокий запас прочности). В результате компенсации боковых сил силы трения метаду корпусом головки 5 и золотником 6 снижаются, что озволяет повысить надежность и срок лужбы золотникового механизма газоаспределения . Кроме того, наличие в головке цииндра дополнительного золотника, набженного рядом емкостей различноо объема, позволяет использовать вигатель в различных режимах работы на различных видах топлива.

2Ц.

. , . j -У . „

X

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий цилиндр, поршневую . группу, соединенную с коленчатым валом через кривошипно-шатунный механизм, головку цилиндров, снабженную цилиндрическим золотником с размещенной в нем камерой сгорания и газообменным окном, причем ось вращения золотника расположена перпендикулярно оси цнпиндра, канал для соединения рабочей полости цилиндра с камерой сгорания, систему топливоподачи и систему зажигания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем непрерьшного сообщения камеры сгорания с рабочей полостью цилиндра, газообменное окно выполнено круговым по цилиндрической поверхности золотника с перемычками, причем ширина перемычки выполнена меньше диаметра канала, соединяющего рабочую полость цилиндра с камерой сгорания, а головка цилиндра снабжена дополнительным золотником,установленным параллельно основному, причем дополнительный золотник снабжен ря дом емкостей различного объема, а сл в головке выполнен соединительный канал для подключения одной из емкосс тей к камере сгорания.