Поршень для двигателей внутреннего горения Советский патент 1928 года по МПК F02F3/00 F02D15/02 

В предлагаемом поршне для двигателей внутреннего горения крышка выполнена отдельной и снабжена, как и шатун, прилнвом для изменения объема цилиндра не пропорционально движению поршня, с целью регулирования последнее.

На схематическом чертеже фиг. 1-4 изобраяают вертикальный разрез цилиндра при различных положениях поршня предлагаемого устройства.

Поршень 9 для указанного приспособления изготовляется открытым с обоих концов с обычными приливами для укрепления пальца шатуна и с каналами для пружинящих колец, как обычно. Верхняя внутренняя часть поршня протачивается до приливов. Кроме того, к нему по кромке (верхней) пригоняется кольцо 10, закрепляемое глухими винтами, назначение которого предохранить подвижную крышку 7 поршня от выпадения в случае поломки амортизационной пружины 12. К проточенной части поршня пришлифовывается цилиндрическая пустотелая с приливом 8 крышка 7, несущая на себе снаружи обычные пружинящие кольца (на чертеже не увазацы).

Верхняя головка б шатуна 5 имеет прилив, предназначаемый для совместного с приливом 8 крышки поршня управления движением крышки внутри поршня. Кривизны соприкасающихся поверхностей, обусловливающих самое движение крышки могут быть различны.

Цикл движения крышки при указанных кривизнах соприкасающихся поверхностей приливов 6 и 8 следующий: в начале всасывания (1-й такт) крышка поршня занимает наивысшее положение по отношению к цилиндру двигателя и среднее но отношению к поршню (фиг. 1). До поворота кривошипа вала на 90° крышка опускается в свое низшее по отношению к поршню положение (фиг. 2J II этим, во-первых, увеличивает полость цилиндра не пропорционально онусканию самого поршня, как бывает при поршнях обычного устройства, а на величину большую, зависящую от кривизны соприкасающихся поверхностей приливов крышки и шатуна (величина эта может быть доведена до 15%); во-вторых, ускорение движения крышки, по сравнению с движением самого поршня, в особенности же в середине движения поршня, естественно увеличивает инерцию движения газов, чем способствует лучшему заполнению полости цилиндра, возможно вплоть до насыщения. С поршнями обычной конструкции полость цилиндра не заполняется до насыщения. Во вторую половину первого такта, до новорота кривошипа. на 180° (фиг. 3), крышка постепенно возвращается к своему исходному положению. Замедление движения крышки по сравнению с движением поршня не может ухудшаю ще повлиять на всасывание, потому что к этому моменту всасываемые газы приобретают достаточную инерцию. Следующий такт от 2« (фиг. 3) до За (фиг. 1) для режима двигателя особенного значения не имеет. 3-й такт, начиная с положения За (фиг. 1), на режиме двигателя отзывается следующим образом: подвижная крышка опережает в своем движении движение поршня, и в момент наибольшего усилия кривошипа (90° по отношению к мертвой точке) это опережение является наибольшим, вследствие чего давление взорванных газов па поршепь распределяется более равномерпо. Этому же способствует также и то оостоятельство, что во время второй половины данного хода поршня крышка приподнимается к тем самым увеличивает давление газов, ослабевающее, как известно, к концу хода поршня. С положения 4й (фиг. 3) до положения 45 (фиг. 4) крышка поднимается с оиережением против поднятия поршпя. Благодаря этому, отработавшие газы получают большее ускорение, вследствие чего цилиндр лучше очищается от отработавших газов, чем при поршнях обычного устройства. Амортизационная прулаша 12 предназначается, с одной стороны, для поглощения инерции крышки в момент всасывания, а также для воспрепятствования естественному движению крышки в этот же момент кверху.

Таким образом, резюмируя цикл движений подвижной крышки в режиме двигателя вводятся следующие новые моменты: в течение 1-го такта (всасывание) получается лучшее заполнение полости цилиндра, вследствие чего во

время 2-го такта (компрессия) улучшается (увеличивается) компрессия. В течепие 4-го такта опережение движенил крышки движения поршня способствует лучшему очищению полости цилппдра от отработавших газов. 3-й такт (взрыв)--крышка, опережая движепие поршня до половины его хода и отставая во время второй половины хода, распределяет давление газов на поршень более равномерно и тем содействует более равномерной работе двигателя вообще, чем косвенно влияет на уменьшение веса маховика.

Затрата энергии на работу подвижной крышки незначительна. Прибавление веса двигателя па крышку и приливы, управляющие ее движением, также невелико, так как к общей сумме веса двигателя прибавляется вес только цилиндрических стенок крышки, кольца 10, приливов 6 и 8 и пружинящих колец, лежащих к тому же в соответствующих выточках (каналах) стенок крышки и, наконец, амортизационной пружипы. Все это с избытком компенсируется уменьшением веса маховика двигателя.

Подвижная крышка поршня применяться может к двигателям любой конструкции, независимо от числа цилиндров, а также независимо от рода двигателя двухтактного и четырехтактного. Кроме того, эта крышка может быть приспособлена к любому двигателю и даже, при условии центрального положения пальца шатуна по отношению образующей поршня и к любому поршню, так как сегменты 6 и 8 могут быть не только в виде приливов на шатуне п на крышке, но могут быть изготовлены в виде отдельных деталей и тем или пным способом укреплены на шатуне п на крышке. Вообще они могут быть семнымп и меняться смотря по надобности у одного п того же двигателя.

Кривизна соприкасающихся поверхностей, управляющих движением крышки, может быть различной, как было уже сказано, вплоть до того, что цикл двилсений крышки по отношению общему режиму двигателя, в зависимости от надобностей, быть взят даже обратным оппсапному, т.-е. во время

1-го такта крышка, вместо того, чтобы спускаться, будет приподниматься и т. д. Соответствующим подбором кривизны можно получить равномерно ускоренное движение крышки, оно может быть равномерно замедленным, прерывистым и т. п.

Предмет патента.

Поршень для двигателей внутреннего горения, характеризующийся тем, что он состоит из трубчатой части 9 и свободной крышки 7, соединенной с первой пружиной 12 и снабженной приливом 8, опирающимся на головку 6 шатуна 5.

Фиг 2.

Фиг.,

ФипЗ

Фиг.4.