ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Советский патент 1995 года по МПК F02B75/04 F02D15/04 F02M49/02 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания.

Цель изобретения расширение эксплуатационных возможностей двигателя путем повышения точности дозирования топлива.

На чертеже схематично представлен описываемый двигатель.

Двигатель внутреннего сгорания содержит основной цилиндр 1, расположенный в корпусе 2. В основном цилиндре 1 расположен поршень 3, образующий с корпусом 2 камеру 4сгорания. В корпусе 2 расположен вспомогательный цилиндр 5, сообщенный с камерой 4 сгорания. Во вспомогательном цилиндре 5 расположен дополнительный двухступенчатый поршень 6, образующий с корпусом 2 основную камеру 7 переменного объема и дополнительную камеру 8 переменного объема. Основная камера 7 через обратный клапан 9 и через управляемый клапан 10 и дополнительная камера 8 через управляемый клапан 11 сообщены с циркуляционной системой смазки (источником давления текучей среды, на чертеже не показан) и сообщены между собой при помощи канала 12 с установленным в нем обратным клапаном 13.

Дополнительный поршень 6 состоит из двух ступеней: первой 14 и второй 15, при этом первая ступень 14 выполнена с диаметром, превышающим диаметр второй ступени 15.

В основной камере 7 расположен сильфон (глухая сильфонная камера) 16, свободный конец которого прижат пружиной 17 к дополнительному двухступенчатому поршню 6. Сильфон 16 сообщен через обратный клапан 18 с топливной системой (на чертеже не показана) и через управляемый клапан 19 с форсункой (на чертеже не показана).

Двигатель работает следующим образом.

На такте сжатия в камере 4 сгорания основным поршнем 3 сжимается воздух и давление воздуха воздействует на дополнительный двухступенчатый поршень 6, перемещая его и сжимая пружину 17, масло в основной камере 7 и топливо в сильфоне 16. При этом при повышении давления в основной камере 7 и сильфоне 16 закрываются обратный клапан 9 и обратный клапан 18 и при достижении определенного давления или по определенной команде от командоаппарата (на чертеже не показан) открываются управляемый клапан 19 и управляемый клапан 10. Топливо под высоким давлением через управляемый клапан 19 поступает к форсунке и происходит впрыск топлива, а масло через управляемый клапан 10 поступает в циркуляционную систему смазки. Часть масла из основной камеры 7 через обратный клапан 13 по каналу 12 поступает в дополнительную камеру 8 и при повышении давления в ней до определенного уровня или по команде от командоаппарата открывается управляемый клапан 11, при этом масло из дополнительной камеры 8 поступает в циркуляционную систему смазки.

При закрытом управляемом клапане 19 или закрытых управляемых клапанах 10 и 11 двухступенчатый поршень 6 неподвижен, а его положение определяет величину мертвого простанства камеры 4 сгорания, а следовательно, и степень сжатия.

Закрытие управляемых перепускных клапанов 10, 11 и 19 можно использовать для отключения цилиндра в процессе работы двигателя, например, для повышения его экономичности, в случае аварийной ситуации.

Управляемые перепускные клапаны 10, 11 и 19 закрыты при горении топливовоздушной смеси в камере 4 сгорания. При уменьшении давления в камере сгорания на такте расширения под воздействием пружины 17 дополнительный двухступенчатый поршень 6 перемещается вниз, сжимая масло в дополнительной камере 8, при этом обратный клапан 13 закрывается и масло через управляемый клапан 11 поступает в циркуляционную систему смазки. Одновременно падает давление в основной камере 7 и сильфоне 16, при этом открываются обратный клапан 9 и обратный клапан 18 и масло из циркуляционной системы через обратный клапан 9 поступает в основную камеру 7, а топливо из топливной системы через обратный клапан 18 поступает в сильфон 16.

При закрытом управляемом клапане 11 перемещение вниз дополнительного двухступенчатого поршня 6 отсутствует, что используется для регулирования величин цикловых подач топлива и масла.

Таким образом, управлением перепускными клапанами 10, 11 и 19 обеспечивается гидравлическое регулирование степени сжатия в камере 4 сгорания, величина цикловых подач топлива и масла, начала и конец впрыска топлива через форсунки. Вследствие выполнения соотношения наружного диаметра глухой сильфонной камеры и диаметра второй ступени дополнительного поршня не менее 1: 1,5 подача топлива в форсунки производится под давлением, обеспечивающим в двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием необходимый распыл топлива после истечения форсунок.

Изобретение позволяет расширить эксплуатационные возможности двигателя внутреннего сгорания путем повышения точности дозирования топлива. На такте сжатия в камере 4 сгорания основным поршнем 3 сжимается воздух и давление воздуха воздействует на дополнительный двухступенчатый поршень 6, перемещая его и сжимая пружину 17, масло в основной камере 7 и топливо в сильфоне 16. При этом при повышении давления в основной камере 7 и сильфоне 16 закрываются обратный клапан 9 и обратный клапан 18 и при достижении определенного давления или по определенной команде от командоаппарата открываются управляемый клапан 19 и управляемый клапан 10. Топливо под высоким давлением через управляемый клапан 19 поступает к форсунке и происходит впрыск топлива, а масло через управляемый клапан 10 поступает в циркуляционную систему смазки. Часть масла из основной камеры 7 через обратный клапан 13 по каналу 12 поступает в дополнительную камеру 8 и при повышении давления в ней до определенного уровня или по команде от командоаппарата открывается управляемый клапан 11, при этом масло из дополнительной камеры 8 поступают в циркуляционную систему смазки. При закрытом управляемом клапане 19 или закрытых управляемых клапанах 10 и 11 двухступенчатый поршень 6 неподвижен, а его положение определяет величину мертвого пространства камеры 4 сгорания, а следовательно, и степень сжатия. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий основной цилиндр с размещенным в нем поршнем и камерой сгорания и сообщенный с последней дополнительный двухступенчатый цилиндр с размещенными в нем дополнительным двухступенчатым подпружиненным поршнем и двумя камерами переменного объема: основной и дополнительной, подключенными через управляемые клапаны соответственно к форсунке и источнику давления текучей среды, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей двигателя путем повышения точности дозирования топлива, дополнительный цилиндр снабжен сильфоном, расположенным в основной камере переменного объема со стороны первой ступени дополнительного поршня и жестко связанным с последним, первая ступень выполнена с диаметром, превышающим диаметр второй ступени дополнительного поршня, основная и дополнительная камеры сообщены между собой при помощи канала с размещенным в нем обратным клапаном, выполненного в дополнительном поршне, форсунка подсоединена к сильфону, а основная камера подключена через обратный клапан на входе и управляемый на выходе к источнику давления текучей среды. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника давления текучей среды использована циркуляционная система смазки.