Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП И САН

ИЗОБРЕТЕН

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.11.77 (21) 2540725/25с присоединением заявки Ае (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.81. Бюллетень (45) Дата опубликования описания 07

В 75/32

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и OTKpblTHll

437-545.

088.8) 3

1 -,-, (j

А. С, Лышевский и В. И. К авченко 1

Новочеркасский ордена Трудового Красного Зйаментт политехнический институт им. Серго Орджоникндзе-"-:=. 1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к,поршневым двигателям внутреннего сгорания.

Известны поршневые двигатели внутреннего сгорания, содержащие размещенный в цилиндре поршень, коленчатый вал, кривошип которого связан с поршнем через основной и дополнительный шатуны, и коромысло, связанное с основным и дополнительным шатунами и установленное в регулируемой опоре, закрепленной на корпусе так, что при положении поршня в «верхней мертвой точке» опора расположена на продолжении общей осевой линии основного шатуна и коромысла, а ось дополнительного шатуна совпадает с осью кривошипа и перпендикулярна к оси основного шатуна (1).

Недостаток этих двигателей состоит в том, что положение и соотношения звеньев кривошипно-шатунного механизма таковы, что при уменьшении хода поршня соответственно уменьшается объем камеры сгорания, а после «верхней мертвой точки» объем камеры интенсивно увеличивается, что ведет к ухудшению протекания процесса сгорания и снижению технико-экономических показателей двигателя.

Целью изобретения является оптимизация рабочего процесса путем регулирования продолжительности остановки поршня в «верхней мертвой точке».

Поставленная цель достигается тем, что основной и дополнительный шатуны сочленены с коромыслом общим шарниром, а размеры радиуса кривошипа, основного и дополнительного шатунов, коромысла и величины регулирования опоры определяются из следующих соотношений:

=- 0,2 —:0,3; " = 0,4 —:0,8; ош 4н.(= 0,55 —:0,65; =7,5 —: 15, 1,.„, 15 где ri,. — радиус кривошипа;

1, длина основного шатуна, l — длина дополнительного шатуна;

1„-„р — длина коромысла;

l„, величина регулирования опоры.

На фпг. 1 показан поперечный разрез предложенного двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 — его кинематическая схема для режима номинальной мощности; на фиг. 3 — то же, для холостого хода.

Двигатель состоит из цилиндра 1, содержащего поршень 2, основной шатун 3 длиной l„, который сочленен общим шарниром 4 одновременно через дополнительный шатун 5 длиной l с кривошипом 6 колен3о чатого вала 7 и коромыслом 8 длиной 4,р, 878990

= 0,4 †: 0,8;

4ш

= 0,2- —:0,3;

E)) о

== 0,55 —:0,65; кор

=7,5 —:15, j)o

3 опирающимся на регулируемую опору 9 с величиной регулирования 1ро. Размеры радиуса r кривошипа 6, шатунов 3 и 5 коромысла 8 и величина регулирования опоры 9 определяются соотношениями:

= 0,2 —:0,3; = 0,4 —:0,8;

1о)„

= 0,55 —: 0,65; = 7,5 —: 15. нор ll)o

Двигатель работает следующим образом.

В блоке цилиндров 1 поршень 2 совершает возвратно-поступательное движение, которое передается основным шатуном 3 одновременно через дополнительный шатун

5 коленчатому валу 7 и коромыслу 8. Так как длина 1ор коромысла 8 больше радиуса

r„- кривошипа 6 коленчатого вала 7, последний совершает равномерное вращательное движение, а коромысло 8 — возвратно-колебательное. При подходе поршня 2 к

«верхней мертвой точке» ось образует с осью основного шатуна 3 почти прямую линию. На последнем участке траектории общего шарнира 4 в пределах примерно 30 угла поворота коромысла 8 поршень 2 остается неподви>кным. В этот момент кривошип 6 коленчатого вала 7 повернется на угол б, и далее при обратном ходе на таком же участке угла поворота коленчатого вала 7 поршень 2 остается неподвижным, т. е. остановка поршня 2 длится в зоне угла поворота 2 б коленчатого вала 7.

При смещении опоры 9 так, чтобы ось коромысла 8 составляла с осью главного шатуна 3 при положении поршня 2 в «верхней мертвой точке» небольшой угол Л, можно либо сократить продолжительность остановки поршня 2, либо увеличить ее. Продолжительность остановки поршня 2 в

«верхней мертвой точке» для номинального режима, когда оси основного шатуна 3 и коромысла 8 лежат на одной прямой линии, а ось дополнительного шатуна 5 совпадает с осью кривошипа 6 коленчатого вала 7 и перпендикулярна к этой линии при выполненных конструктивных соотношениях и диапазоне изменения степени сжатия

8 — 16, составляет 25 — 45 угла поворота коленчатого вала 7. Для холостого хода продолжительность остановки поршня 2 в

«верхней мертвой точке» изменяется в пределах 0 — 10". Значения этих углов могут быть существенно расширены без заметного изменения объема камеры сжатия в период процесса сгорания путем отклонения оси коромысла 8 от оси основного шатуна 3 в пределах 1-4 .

Таким образом, с изменением положения опоры коромысла 8 и одновременным отклонением оси коромысла от оси основного шатуна 3 при положении поршня 2 в

«верхней мертвой точке» процесс сгорания протекает практически при постоянном объеме. Это означает, что доля тепла, подве5

2"

)5)

4 денного при постоянном объеме, и экономичность цикла возрастают, снижается токсичность и канцерогенность отработавших г,азов.

Так как остановка поршня 2 происходит в основном за счет сокращения его обратного хода, процессы очистки цилиндра 1 и подготовки свежего заряда существенно ускоряются, уменьшаются потери тепла при сжатии и улучшаются пусковые качества двигателя. Кроме того, максимальные динамические нагрузки, действующие на поршень 3, воспринимаются основным шатуном 2 и коромыслом 8 при практически неподвижных элементах в шарнирных сопряжениях, что существенно разгружает все подшипниковые узлы коленчатого вала 7 и обеспечивает плавное их нагружение. Поэтому работоспособность, надежность и долговечность этих узлов возрастают. Появляется возможность дальнейшей форсировки двигателя по параметрам рабочего процесса, скоростного и нагрузочного режимов.

Формула изобретения

Двигатель. внутреннего сгорания, содержащий размещенный в цилиндре поршень, коленчатый вал, кривошип которого связан с поршнем через основной и дополнительный шатуны, и коромысло, связанное с основным и дополнительным шатунами и установленное в регулируемой опоре, закрепленной на корпусе так, что при положении поршня в «верхней мертвой точке» опора расположена на продолжении общей осевой линии основного шатуна и коромысла, а ось дополнительного шатуна совпадает с осью кривошипа и перпендикулярна к оси основного шатуна, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью оптимизации рабочего процесса путем регулирования продолжительности остановки поршня в «верхней мертвой точке», основной и дополнительный шатуны сочленены с коромыслом общим шарниром, а размеры радиуса кривошипа, основного и дополнительного шатунов, коромысла и величины регулирования опоры определяются из следующих соотношений: где r„— радиус кривошипа;

lо„, — длина основного шатуна;

l — длина дополнительного шатуна;

1„-,Р— длина коромысла;

ipo — величина регулирования опоры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Designing à variable stroke engine», Automotor. Eng, 1977, 85, № 6, с. 50 — 55.

878990

Редактор Н. Козлова

Корректор 3. Тарасова

Заказ 2326/2 Изд. № 570 Тираж 581 Подписное

НПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 уггг а8леи ию

@из. Г

Составитель E. Пекин

Техред А. Камышникова

М упроблеи,м

Дик 5