Двигатель внутреннего сгорания с регулируемой степенью сжатия Советский патент 1988 года по МПК F02B75/04 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестрое- нию.

Цель изобретения - повьшение надежности двигателя.

На фиг. 1 показан предлагаемый двигатель; на фиг. 2 - распределитель; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - сечение С-С на фиг.2; на фиг„ 6 - сечение Д-Д на фиг. 2; на фиг. 7 - механизм регулирования фаз газораспределения; на фиг. 8 - гидроаккумулятор; на фиг.9 - механизм изменения угла опережения впрыска.

Двигатель содержит камеру 1 сгорания, ограниченнукг-снизу поршн ем 2, а сверху головкой 3, зубчатый венец которой входит в зацепление с червяком 4, на конце вала червяка имеется звездочка, которой через цепь 5 передается крутящий момент от вала электродвигателя 6, толкатель 7, поджаТый к верхнему торцу головки пруди ной 8, штангу 9, связанную с толкателем 7 поршнем 10 компенсатора 11 ема масляной магистрали 12, с шестегр ней 13 управления смесителем 14 и с; шестерней 15 топливного насоса 16с; I компенсатором плотности топлива.

Головка 3 содержит крьпику 1 7 полости для охлаждающей жидкости 18 и воздуха 19 и клапан-форсунку 20.

К смесителю 14 через -тоПливопроно :ды 21 и 22, снабженные насосами 23 и 24, и топливопроводы 25 и 26 параллельно подключены основной 27 и дополнительный 28 баки.

Газораспределительный механизм включает гидроаккумулятор 29, резервуар 30 и золотниковый распределитель 31. Шестерне 32, насажденной н вал 33 распределителя 31, передается крутящий момент с коленчатого вала двигателя.

Распределитель 31 содержит корпус 34, золотник 35,-который составлен из ведущей 36 с валом 33 и ведомой 37 частей. При этом в плоскости их соединения вставлены пластинки 38 и 39 и секторы 40 и 41 . Соединение чг.с тей 36 и 37 обеспечивается винтами 42, вставленными в отверстия части 37 и пластинок 38 и 39 и ввинченным в ведущую часть 36.

Ведущая часть 36 содержит несквсз ные соосные отверстия 43 и 44. В от

5

0 5 о

0

5

0

5

верстие 43 вставлен вал 33 с шестерней 32, а в отверстие 44 вставлена втулка 45 с крестообразным отверстием. В средней части имеется поясок 46 прямоугольного сечения. Ведомая часть 37 имеет аналогичный поясок 47.

В золотнике 35 образованы полость 50 высокого давления, включающая поясок 47, который через радиальное отверстие 48 и отверстие 49 связан с полостью, ограниченной корпусом 34, золотником 35, пластинкой 38 и секторами 40 и 4Г и полость 51 низкого давления, включающая поясок 46, который через радиальное отверстие 52 связан с полостью 53, ограниченной корпусом 34, золотником 35, пластинкой 39 и секторами 40 и 4. В корпусе 34 (в плоскостях поясков 47 и 46) и в плоскости соединения частей золотника просверлены отверстия, кото- рые через маслопроводы 54 и 55 и магистраль 12 соединены соответственно с гидроаккумулятором 29, резервуаром 30 и гидроцилиндром клапаНа-фор-, сунки 20.

Маслопровод 56, снабженный насосом 57, связывает резервуар 30 с гидроаккумулятором 29.

Гидроаккумулятор 29 состоит из корпуса 58 и поршня 59 со штоком 60. В корпусе выполнены осевое отверстие с клапаном 61, соединенное через маслопровод 54 с распределителем, и боковое отверстие с клапаном 62 соединен- ное с резервуаром 30. Соосно к корпусу прикреплен механизм зарядки аккумулятора в период .запуска двигателя, состоящий из ходового винта 63, на втулку 64 которого насажен шкив 65 с ручкой, а между торцами винта 63 и штока 60 закреплена пружина.

Механизм регулирования фаз содержит ходовой винт 66 с втулкой 67 и насаженной звездочкой 68, которой чере.з цепь 69 передается крутящий момент с вала электродвигателя 6. В ступицу винта 66 впрессован подшипник 70, к торцу внутреннего кольца которого днищем прикреплена тарелка 71. Оси ходового винта 66, подшипника 70 и тарелки 71 совпадают с осью распределителя 31. В золотник 35 вставлен вал 72, крестообразный наконечник которого входит в крестообразное отверстие втулки 45, причем два диаметрально расположенных и противоположно направленных винтовых зуба вала

72 соединены соответственно с пазами, выполненными в отверстиях секторов 40 и 41. При этом между торцом вала 72 и тарелкой 71 закреплена пружина 73.

Для коррекции фаз газораспределения в зависимости от частоты вращения коленчатого вала на вал 72 насакого давления, а выведение вала 72 вызывает обратные изменения. Таким образом, синхронно с изменением сте- пении сжатия регулируются фазы газораспределения. Масло при совмещении полости 50 с отверстием корпуса под давлением, которое вырабатывается гидроаккут улятором 29, поступает

Изобретение относится к двига- тёлестроению и позволяет повысить надежность двигателя. Механизм регулирования фаз газораспределения в зависимости от степени сжатия содержит вал 72 с крестообразным наконечником и диаметрально расположенными противоположно направленными двумя винтовыми зубьями, золотником с секторами, размещенными в плоскости разъема последнего, втулку 45 с крестообразным отверстием, гидроаккумулятор и масляный насос с резервуаром. Зубья вала связаны с секторами золотника, сообщенного с валом при помощи втулки 45. Механизм регулирования фаз. газораспределения в зависимости от частоты вращения связан с валом через втулку 74 с проущинами, размещенную на валу, и включает двуплечие рычаги 75, имеющие роликовые толкатели и грузики 76, подшипник с кольцами, верхним и нижним, тарелку 71. Проушины шарнир- но связаны с рычагами, установленными с возможностью контакта с тарелкой, размещенной на торце нижнего кольца подшипника. С целью нормализации процесса сгорания двигатель снабжен механизмом угла опережения впрыска, связанным с системой топливоподачи. Осевое перемещение вала и вращение грузиков приводит к изменению положения секторов золотника, в результате чего изменяется длина дуги полости давления. Механизм изменения угла опережения впрыска связан с системой топливо- подачи и содержит вал, установленный с возможностью осевого перемещения и снабженный шлицами, винтовы- ми зубьями и подшипником с кольцами, топливный насос, компенсатор плотности. Вал соединен при помощи шлицев с шестерней компенсатора и с помощью винтовых зубьев - с отверстием фланца насоса. Внешнее кольцо подшипника связано при помощи штанги с шестерней. 2 з.п.ф-лы, 9 ил. 77 40 с SS сл ГлЭ ел оо ГЧ) 74 72 / Фае.7

жена втулка 74 с проушинами, шарнирно ю через магистраль 12 в полость гидросвязанными с двуплечими рычагами 75. Рычаг 75 имеет на концах.грузик 76 и ролик 77. Ролик 77 контактирует с торцом тарелки 71.

Секторы 40 и 41 имеют возможность осевого вращения при перемещении вала 72 в плоскости соединения частей золотника, которая ограничивается торцами пластинок 38 и 39. Секторы 40 и 41 являются основными элементами, регулирующими длину дуги полостей 50 н 51 соответственно высокого и низкого давления.

Механизм установки угла опережения впрыска состоит из вала 78, соединенного с помощью шлицев с шестерней 79, которой передается крутящий момент с коленчатого вала, и с помощью винтовых зубьев - с фланцем 80, жестко связанным с кулачковым валом 81 топливного насоса 16. В середину вала 78 напрессован подшипник 82, соединенный с помощью штанги 83 с шестерней 13 управления смесителем 14. Полюсы электродвигателя 6 соединены с аккумуляторной батареей 84 через трехпозиционный переключатель 85.

Двигатель работает следующим образом.

Механизм изменения степени сжатия, смеситель и компенсатор плотности топлива работают синхронно. При этом звездочке 68 механизма регулирования фазами газораспределения передается крутящий момент с вала электродвигателя 6 через цепь 69. Вра щенйе звездочки 68 с втулкой 67 вызывает осевое перемещение винта 66 с подшипником 70, который, воздействуя через тарелку 71 на пружину 73, перемещает вал 72. Осевое перемещение вала 72 способствует изменению положения секторов 40 и 41, так как. они зацеплены с винтовыми зубьями, вьтолненными на валу 72. Секторы 40 и 41 при вхождении валл 72 в отверстие 43 золотника 35 разцвигаются, увеличивая длину дуги полости 51 низцилиндра клапана-форсунки 20, а при совмещении отверстия корпуса с полостью 51, масло перетекает через отверстия 49, 52, поясок 46, отверстия

в корпусе и через маслопровод 55 в резервуар 30.

Дополнительное регулирование фаз газораспределения в зависимости от частоты вращения коленчатого вала достигается тем, что возникающие при вращении грузиков 76 центробежные силы изменяют положение рычагов 75, ролики 77 которых, контактируя с торцом тарелки 71, вызывают перемещение

вала 72, что приводит к изменению положения секторов 40 и 41. Золотник 35, вал 72, внутреннее кольцо подшипника 70,тарелка 71, пружина 73 и втулка 74 с двуплечими рычагами 75 вращаются с одинаковой частотой, переданной золотнику через вал 33 с шестерней 32 с вала двигателя. Контакт роликов 77 двуплечих рычагов 75 с торцом тарелки 71 предохраняет пружину

73 от закручивания. Дри увеличении частоты вращения пружина 73 работает на растяжение.

При вращении шкива 65, насаженного на втулку 64 ходового винта 63

механизма зарядки гидроаккумулятора, происходит заполнение маслом полости, образованной днищем поршня 59 и корпусом 58, так как создаваемое при увеличении объема полости ,

разрежение способствует закрытию клапана 61 маслопровода 54, соединяющего гидроаккумулятор 29 с полостью 50 высокого давления золотникового распределителя 31, и срабатьтанию клапана 62, открывающего маслопровод 54, соединяющий гидроаккумулятор 29 с резервуаром 30. После заполнения полости маслом обратным вращением шкива 65 создают давление в

гидроаккумуляторе 29. При этомtnpy- жина,закрепленная между торцами ходового винта 63 и штока 60.сжимается и при последующей рлботе двигателя является основным аккумулирующим элементом. Заполнение маслом и поддержание необходимого давления достигается работой насоса, установленного на маслопроводе 54, соединяющем гидроаккумулятор с резервуаром 30.

Синхронность работы механизма установки угла опережения впрыска достигается тем, что вращение шестерни 13 управления смесителем 14 передается через штангу 83 на подшипник 82 вала 78. Осевое перемещение вала

78вызывает изменение положения фланца 80 относительно шестерни 79.При этом соединения вала 78 с шестерней

79- шлицы, а с фланцем 80 - винтовые зубья обеспечивают одинаковую частоту вращения шестерни 79, вала 78 и фланца 80, жестко связанного

с кулачковым валом 81 топливного насоса 16. Таким образом, изменение взаимного положения шестерни 79 и фланца 80 вызьтает изменение угла опережения впрыска.

Реверсирование электродвигателя 6 достигается изменением полярно- сти его контактов с помощью трехпс- зиционного переключателя 85, через который контакты соединены с клеммами аккумуляторной батареи 84.

Формула изо б р е т е н и

секторами золотника, сообщенного с валом при помощи втулки с крестообразным отверстием, гидроаккумулятор и масляный насос резервуаром, сообщенными между собой и с золотником при помощи трубопроводов.

улучшения наполнения.свежим зарядом и очистки от выхлопных газов цилиндра, двигатель снабжен механизмом регулирования фаз газораспределения в зависимости от частоты вращения,

связанным с валом механизма изменения степени сжатия через втулку с проушинами, размещенную на валу последнего, включающим двуплечие рычаги, имеющие роликовые толкатели и грузики, подшипник с верхним и нижним кольцами, тарелку, размещенную на торце нижнего кольца подшипника,причем проушины втулки шарнирно связаны с двуплечими рычагами, установленными с возможностью контакта с тарелкой.

нормализации процесса сгорания, двигатель снабжен механизмом изменения угла опережения впрыска, связанным с системой топливоподачи, содержащим вал, установленньй с возможностью

осевого перемещения и снабженный шлицами, винтовыми зубьями и подшипником с верхним и нижним кольцами, топливный насос с фланцем, имеющим отверстие, размещенным на кулачковом

валу насоса, компенсатор плотности, снабженный шестерней, причем вал со-- единен при помощи шлицев с шестерней, передающей крутящий момент с коленчатого вала двигателя, и при помощи винтовых зубьев - с отверстием фланца Топливного насоса, а внешнее кольцо подшипника связано при помощи штанги с шестерней управления компенсатором плотности.

d j ff

I /Г1/ / ,

A / /

33

-A

7 e c

Фие.2

437531

5ff

9 cptff. -i

37

/f-A

Фие.З

В-3

zW. f

/ /77/ f/7 g

Фие.

с-с

б

Фие.

35

61

Фиг.8

8г

фи$.9