RU2220304C2 | 2003-12-27 | |||
SU1765479A1 | 1992-09-30 | |||
US6427643B1 | 2002-08-06 |
Формула изобретения Устройство для регулирования степени сжатия поршневого двигателя внутреннего сгорания, содержащее источник давления, соединенный с регулятором давления, врезанный в стенку камеры сгорания подстроенный цилиндр, внутри которого расположен подстроенный поршень, соединенный со штоком, причем подстроечный цилиндр соединен с рабочим цилиндром, который обеспечен впускным и выпускным клапанами и рабочим поршнем, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит регулирующую камеру с диафрагмой, распределительную камеру и регулирующий ресивер с поршнем, а в качестве источника давления устройство содержит общий ресивер, при этом регулирующая камера соединена с подстроечным цилиндром и распределительной камерой, внутри которой установлены прямой и обратный клапаны, кроме того, распределительная камера соединена с общим ресивером, регулирующим ресивером и регулирующим жиклером, который соединен с регулирующей камерой. |
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для регулирования степени сжатия поршневого двигателя внутреннего сгорания.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство, приведенное в описании к патенту РФ N° 2220304.
Устройство содержит камеру сгорания, ограниченную рабочим поршнем, который перемещается в блоке цилиндров, стенками, впускным и выпускным клапанами, дополнительный подстроенный поршень, соединенный со штоком, который двигается в подстроенном цилиндре, фиксируется в конце такта сжатия и освобождается в начале такта выпуска. Подстроенный цилиндр соединен с рабочим цилиндром. Устройство также содержит источник давления - компрессор с регулятором давления.
Данное устройство выбрано прототипом. Прототип и заявляемое изобретение имеют следующие общие признаки:
- источник давления, соединенный с регулятором давления;
- подстроечный цилиндр, врезанный в стенку камеры сгорания;
- подстроечный поршень, расположенный внутри подстроенного цилиндра и соединенный со штоком;
- подстроечный цилиндр соединен с рабочим цилиндром;
- рабочий цилиндр обеспечен впускным и выпускным клапанами и рабочим поршнем.
Устройство по прототипу имеет низкий коэффициент полезного действия, обусловленный тем, что:
- не дает возможности регулировать жесткость работы двигателя внутреннего сгорания;
- не дает возможности регулировать степень сжатия на разных режимах работы двигателя внутреннего сгорания от холостых оборотов к максимальным нагрузкам.
Кроме того, оно не обеспечивает регулирование степени сжатия при использовании различного топлива. Указанное устройство может быть использовано только в четырехтактных двигателях внутреннего сгорания. 5 РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В основу заявляемого изобретения поставлена задача создать усовершенствованное устройство для регулирования степени сжатия поршневого двигателя внутреннего сгорания, в котором, путем введения дополнительных узлов и элементов, а также схемы соединения новых и ю известных элементов, обеспечить повышение коэффициента полезного действия устройства за счет двойного регулирования степени сжатия, которое дает возможность использовать различные виды топлива и зажигать горючую смесь как свечой, так и сжатием.
Поставленная задача решена в устройстве для регулирования степени
15 сжатия поршневого двигателя внутреннего сгорания, содержащем источник давления, соединенный с регулятором давления, врезанный в стенку камеры сгорания подстроечньш цилиндр, внутри которого расположен подстроечньш поршень, соединенный со штоком, причем подстроечньш цилиндр соединен с рабочим цилиндром, который обеспечен впускным и выпускным клапанами и
20 рабочим поршнем, тем, что, в отличие от прототипа, устройство дополнительно содержит регулирующую камеру с диафрагмой, распределительную камеру и регулирующий ресивер с поршнем, а в качестве источника давления устройство содержит общий ресивер, при этом регулирующая камера соединена с подстроечньш цилиндром и распределительной камерой, внутри
25 которой установлены прямой и обратный клапаны, кроме того, распределительная камера соединена с общим ресивером, регулирующим ресивером и регулирующим жиклером, который соединен с регулирующей камерой.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
зо Устройство для регулирования степени сжатия поршневого двигателя внутреннего сгорания изображено на чертеже.
ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство содержит рабочий цилиндр 2 с рабочим поршнем 1. В рабочем цилиндре 2 выполнены впускной клапан 4 и выпускной клапан 3.
Рабочий цилиндр 2 соединен с подстроенным цилиндром 5, внутри которого расположен подстроечный поршень 6 со штоком 7. Противоположная часть подстроечного цилиндра 5 соединена с регулирующей камерой 8, которая обеспечена диафрагмой 9. Диафрагма 9 соединена со штоком 7 подстроечного поршня 6. Регулирующая камера 8 также соединена с распределительной камерой 12 и регулирующим жиклером 11. Внутри распределительной камеры 12 установлены прямой клапан 18 и обратный клапан 17. С помощью трубопровода 13 распределительная камера 12 соединена с регулирующим жиклером 11, а с помощью трубопровода 10 она соединена с регулирующим ресивером 19, который снабжен поршнем 20.
Распределительная камера 12 также соединена трубопроводом 14 с общим ресивером 16. На трубопроводе 14 установлен регулятор давления 15.
Устройство для регулирования степени сжатия поршневого двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.
Перед запуском двигателя воздух из общего ресивера 16 через регулятор давления 15 и трубопровод 14 подается в распределительную камеру 12 и дальше через прямой клапан 18 и трубопровод 10 поступает в регулирующий ресивер 19, а также через трубопровод 13 поступает в регулирующий жиклер 11 и дальше в регулирующую камеру 8. При этом обратный клапан 17 будет закрыт.
При запуске двигателя давление в рабочем цилиндре 2 будет подниматься, вследствие чего будет подниматься и подстроечный поршень 6, который с помощью штока 7 будет поднимать диафрагму 9. При этом воздух из регулирующей камеры 8 будет выталкиваться через обратный клапан 17 и регулирующий жиклер 11 , а прямой клапан 18 будет закрываться.
При движении рабочего поршня 1 вниз в рабочем цилиндре 2 давление упадет, и подстроечный поршень 6 опустится, при этом закроется обратный клапан 17 и воздух из распределительной камеры 12 будет поступать в регулирующую камеру 8 только через регулирующий жиклер 11.
Диаметр проходного отверстия регулирующего жиклера 11 подбирается таким, чтобы при холостых оборотах двигателя подстроечный поршень 6 успевал полностью опуститься - при этом будет максимальная степень сжатия в рабочем цилиндре 2, а при максимальных оборотах двигателя подстроечный поршень 6 не успевал бы опуститься и зависал в верхнем положении - это будет отвечать минимальной степени сжатия в рабочем цилиндре 2. Такой режим изменения степени сжатия отвечает самым оптимальным условиям работы двигателя, и этот режим обеспечивает максимальный коэффициент полезного действия.
Изменяя объем регулирующего ресивера 19 при движении подстроенного поршня 6 вверх диафрагма 9 выталкивает воздух в распределительную камеру 12 сквозь обратный клапан 17; соответственно прямой клапан 18 закроется.
При минимальном объеме воздуха в регулирующем ресивере 19 и положении рабочего поршня 2 в верхней мертвой точке давление в распределительной камере 12 будет максимальным и при этом подстроечный поршень 6 опустится максимально близко к рабочему поршню 1, что приведет к повышению степени сжатия в рабочем цилиндре 2 и такая работа двигателя будет жесткой. При увеличении объема регулирующего ресивера 19 степень сжатия будет уменьшена и такая работа двигателя будет мягкой.
Такое двойное регулирование степени сжатия дает возможность использовать различное топливо, которое будет сгорать в оптимальном режиме на всех режимах работы двигателя внутреннего сгорания, и зажигать топливную смесь как свечой, так и сжатием. Давление в трубопроводе 14 задается таким, чтобы степень сжатия в камере сгорания отвечала рекомендованному значению для конкретного топлива.
Устройство может использоваться как на четырехтактных, так и на двухтактных двигателях. Вместо регулирующей камеры с диафрагмой можно использовать цилиндр с поршнем.
На малооборотных двигателях вместо воздуха можно использовать жидкость.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Заявляемое устройство для регулирования степени сжатия поршневого двигателя внутреннего сгорания может быть изготовлен на любом заводе, специализирующемся на производстве двигателей внутреннего сгорания для автомобилей, тракторов и другой техники.
Next Patent: SMART-GRID HAVING PLC NETWORKED SENSORS