Двигатель

Двигатель

Реферат

 

Использование: в машиностроении, в частности в двигателестроении на автомашинах и стационарных силовых установках. Сущность изобретения: двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндр, головку, в которой выполнена выемка, взаимодействующая с насадкой, установленной на днище поршня системы подачи энергоносителя, выхлопа отработавших газов и воспламенения, выполненную в виде сопрягаемых выемки и насадки при положении поршня в верхней мертвой точке, и коленчатый вал, соединенный шатуном с поршнем, в нем выемка снабжена пробкой и штоком, при этом расстояние между торцевыми поверхностями насадки и пробки выполнено регулируемым, кроме того, шток выполнен с резьбой и снабжен пружиной. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам двигателей внутреннего сгорания (далее ДВС), которые используются на автотранспорте и передвижных или стационарных установках энергоснабжения.

Известен ДВС с воспламенением от сжатия, содержащий основную камеру сгорания, ограниченную поверхностями цилиндра с поршнем и головкой цилиндра, и снабженную размещенными на днище поршня выступом и соосную с выступом предкамеру в корпусе, закрепленном на головке цилиндра и снабженным наклонным пазом, образующим с пазом выступа основной камеры сечение для истечения газа (авт. свидетельство 885579, кл. F 02 B 19/00 1981). Основным недостатком описанного технического решения следует считать неконтролируемое расстояние между торцами выступа и предкамеры. Это расстояние определяет степень сжатия для самовоспламенения смеси, а оно будет зависеть от допусков изготовления множества деталей ДВС, причем часть деталей будут изготовлены из расчета образования подвижных сопряжений. Кроме этого, будет наблюдаться и радиальный зазор в сопряжении или выступа и предкамеры головки, причем зазор будет неравномерным и переменным, т.к. он будет определяться цепочкой зависимых допусков и подвижным соединением самого поршня с цилиндром, а также установкой колец уплотнения указанного сопряжения. Известен ДВС, содержащий цилиндр, головку цилиндра, в которой выполнена выемка, при этом поршень снабжен насадкой в форме стакана (выступ с полой частью), систему подачи энергоносителя, при этом система воспламенения горючей смеси выполнена в виде сопрягаемых насадки и выемки (а.с. 7523, кл. F 02 B 19/04, 1929).

Основными недостатками известного ДВС следует считать неконтролируемое расстояние между торцами выема и насадки, которое определяет степень сжатия и момент воспламенения смеси. Причем следует иметь ввиду, что это расстояние не только неконтролируемо, но будет зависеть от результирующего допуска от деталей, образующих цепочку связанных и зависимых допусков как по оси цилиндра, так и в радиальном направлении, а эти сопряжения включают подвижные соединения деталей.

Целью предложенного является устранение указанных недостатков, а именно устранение влияния переменного размера между торцевыми поверхностями выема и выступа и обеспечение воспламенения смеси при оптимальном расположении коленчатого вала в угловом направлении.

Поставленная цель достигается тем, что выемка снабжена пробкой и штоком, при этом расстояние между торцевыми поверхностями насадки и пробки выполнено регулируемым, причем шток выполнен с резьбой и снабжен пружиной.

На чертеже упрощенно в виде конструктивной схемы представлен осевой разрез из одного из цилиндров ДВС в поперечном сечении.

Каждый ДВС содержит блок цилиндров 1 и его головку 2 с системой подачи энергоносителя 3 и системой выхлопа отработанного газа 4. В блоке цилиндров 1 размещен коленчатый вал 5, соединенный шатуном 6 с поршнем 7. На днище поршня 7 размещена насадка 8, а в головке цилиндров выем 9, в котором расположена пробка 10 со штоком 11, пружиной 12 и гайками 13. Шток 11 выполнен с резьбой и соединен резьбовым соединением с головкой цилиндра 2. Насадка 8 имеет полую часть 14 для размещения конца штока 11 с пробкой 10.

Действует ДВС следующим образом.

После поступления горючей смеси из системы подачи энергоносителя 3 при движении поршня 7 вниз происходит заполнение полости надпоршневого и горючей смесью, а при движении поршня 7 вверх происходит сжатие смеси с повышением давления в надпоршневой полости Затем насадка 8 входит в выем 9 и давление между поверхностью пробки 10 и торцевой поверхностью насадки 8 продолжает повышаться, причем в большей степени, т.к. линейный размер хода регулируют до образования вспышки. Пружина 12 оказывает противодействие, если произошло смыкание выема 9 с пробкой 10 и поверхности насадки 8 в своем направлении. После воспламенения горючей смеси в полости между выемом 9 с пробкой 10 и насадкой 8 поршень 7 начинает перемещаться вниз, открывается вся надпоршневая полость и происходит воспламенение смеси в ней, после чего осуществляется рабочий ход поршня 7 с передачей усилия на коленчатый вал 5 через шатун 6.

Таким образом, происходит воспламенение в два этапа: первоначальное в выеме 9 между пробкой 10 и насадкой 8 со сравнительно незначительным усилием воздействия на поршень 7 т.к. площадь сопряжения выема 9 и насадки 8 мала, воспламенение смеси в надпоршневой полости с воздействием полного усилия рабочего хода. После выхлопа отработанных газов через систему выхлопа отработанных газов 4 процесс повторяется.

Можно указать на следующие обстоятельства.

1. К уплотнению между сопрягаемой поверхностью насадки 8 и выемом 9 не предъявляется повышенных требований, т. к. малый зазор сопряжения может привести к пригоранию, а полая часть насадки 8 образует лабиринтное уплотнение.

2. Регулировка момента воспламенения может быть обеспечена с любым опережением за счет смещения пробки 10 от винта 11.

3. Дополнительные элементы могут быть установлены на действующих ДВС при незначительной доработке.

4. Возможна установка насадки 8 и выема 9 с переменой их мест, но это может привести к усложнению регулировки. Это эквивалентное техническое решение.

5. Скорость БВС может быть существенно снижена путем уменьшения полости 14 и уменьшения диаметров насадки 8 и выема 9.

6. Пружины 12 лучше использовать тарельчатые. Их жесткость также будет влиять на скорость протекания рабочего цикла.

7. Резко снизится динамическая нагрузка на все элементы ДВС, а это позволяет снизить металлоемкость двигателя.

8. ДВС приспособлен для использования любого типа горючего и даже его изменения при движении в городе и вне его.

9. Дополнительное охлаждение головки цилиндров не потребуется, т.к. объем воспламенения может быть очень незначительным.

10. Оптимальный момент воспламенения позволяет снизить противодавление, что позволяет получить повышение КПД.

11. Техническое решение позволяет снизить временной момент опережения вспышки с сопутствующим снижение противодействия рабочему ходу поршня 7, что также повысит КПД ДВС.

Таким образом, достигаются все поставленные цели путем устранения недостатков известных технических решений.

Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, головку, в которой выполнена выемка, взаимодействующая с насадкой, установленной на днище поршня, системы подачи энергоносителя, выхлопа отработавших газов и воспламенения, выполненную в виде сопрягаемых выемки и насадки при положении поршня в верхней мертвой точке, и коленчатый вал, соединенный шатуном с поршнем, отличающийся тем, что выемка снабжена пробкой и штоком, при этом расстояние между торцевыми поверхностями насадки и пробки выполнено регулируемым.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что шток выполнен с резьбой и снабжен пружиной.

РИСУНКИ

Рисунок 1