Приспособление для регулирования степени сжатия и момента воспламенения в двигателях

 

Класс 46Ь, 10

М 1О523

ПЙТЙНТ НЙ ИЗОБРЙТ1ЦИЙ

ОПИСАНИЕ приспособления для регулирования степени сжатия и момента воспламенения в двигателях.

К патенту А. А. Разоренова, заявленному 26 сентября 1927 ropa (ваяв. свмд. № 19722).

0 выдаче патента опубликовано 31 июля 1929 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 31 июля 1929 года.

Наиболее экономичные своевременные двигатели, так называемые двигатели постепенного сгорания, обладают тем существенным недостатком, что для них предел максимального числа оборотов-в единицу времени довольно низок. . Благодаря этому вес машины на единицу мощности получается значительным и двигатели постепенного сгорания до сих пор не находят себе применения в таких важных отраслях техники, как автомобильное и авиационное дело. Для стационарных установок низкий предел скорости имеет отрицательное значение, так например, при тихоходном двигателе единица мощности обойдется дороже и потребует больше места, чем для быстроходкой машины. С другой стороны современные быстроходные двигатели быстрого сгорания являются сравнительно неэкономичными.

С помощью предлагаемого приспособления имеется в виду регулировать степень сжатия и момента воспламенения в двигателях с целью увеличения их коэффициентом полезного действия.

Указанное касается, главным образом, быстроходных двигателей. Быстроходность достигается тем, что горючее вво-: дится в рабочий цилиндр не вблизи начала рабочего хода поршня, как у двигателей Дизеля, а вначале всасывающего хода. При этом промежуток времени для испарения распыленного жидкого топлива и для смешивания его с воздухом возрастает во много раз; при одинаковом числе оборотов он увеличился бы по сравнению с двигателем постепенного сгорания примерно в тридцать раз. Введение горючего применяется у современных двигателей быстрого сгорания, но они работают неэкономично, так как степени сжатия у них невелики, и сгорание происходит при сравнительно невысоких температурах. В двигателе с предлагаемым приспособлением имеется в виду доводить сжатие до максимального предела и момента воспламенения горючей смеси. Для избежания обратного удара на поршень от преждевременного взрыва процесс должен быть урегулирован так, чтобы максимальное движение внутри цилиндра приблизительно совпадало с положением поршня в верхней мертвой точке. С этой целью двигатель снабжается устройством приспособления для уменьшения степени сжатия, как только взрыв горючей смеси произойдет несколько преждевременно, максимальное же давление в цилиндре будет достигнуто ранее, чем поршень придет в верхнюю мертвую точку (на индикаторной диаграмме это соответствует образованию петли). Если, наоборот, максимальное давление в цилиндре получится с небольшим опазданием (после прохода поршня через верхнюю мертвую точку), то при этом возможно увеличение степени сжатия; то же самое может произойти, если взрыва не последует вовсе.

На схематическом чертеже фиг. 1 изображает приспособление у двигателя в продольном разрезе; фиг. 2 — вид сверху приспособления у двигателя; фиг. 3— то же, в разрезе по 3, б, 7, 0; фиг. 4— вид спереди приспособления у двигателя; фиг. 5 †приспособлен у двигателя в разрезе по 2, 5, 7, 0; фиг. б — диаграмма рабочего процесса двигателя с приспособлением.

Рядом с обыкновенными всасывающими и выхлопными клапанами (если не позволяет место — на противоположной стороне цилиндра, как это изображено на схематическом чертеже) помещаются небольшие плунжеры А и B предлагае1 мого приспособления, имеющие лабиринтную или какую-либо иную набивку.

Плунжер А с ограниченным движением наружу из цилиндра и нагруженный слабой пружиной Ь, снабжен второй пружиной а. Противоположное перемещение плунжера А задерживается помощью конического утолщения его, расположенного со стороны камеры С, а у .плунжера  — на наружном конце.

Плунжер А, кроме ная има его на коническое седло пружиной Ь, прижимается к седлу с силою, равною разности между наружным атмосферным давлением и давлением изнутри сжатой горючей смеси или продуктов сгорания. На шпинделе D (фиг. 1), являющемся продолжением плунжера А, сидит свободно скользящая тарелка Е. Последняя прижимается нижним концом к утолщению на шпинделе 0 при помощи пружины а, верхний конец которой опирается на неподвижно закрепленную на шпинделе D тарелку F.

Таким образом в период времени, когда регулятор не функционирует, действие пружины а ограничивается лишь тем, что она вызывает растягивающие усилия в части шпинделя D, заключенной между опорой втулки Е и тарелкой F.

При прохождении поршня через верхнюю мертвую точку (в конце сжимающего хода) кулак Х сидящий на распределительном валике, надавливает через посредство толкателя G на тарелку Е, которая начинает скользить по шпинделю D, сжимая пружину а. Далее, к двум силам, действовавшим до сих пор на плунжер А сверху вниз, т.-e. к нажатию пружины Ь и сверхдавлению внутри цилиндра прибавится третья сила — нажатие кулака через посредство пружины а, действующее снизу вверх. Слабая пружина b имеет целью воспрепятствовать движению плунжера А во -время всасывающего хода. Пружина а, напротив, имеет значительные размеры и должна быть рассчитана так, чтобы в сжатом состоянии она могла преодолеть „сверхдавление" внутри цилиндра. Следовательно, если во время действия кулака X на толкатель G „сверхдавление" в цилиндре будет ниже нормального, то плунжер А будет приподнят кверху и потянет за собой собачку Н (фиг. 1), действующую на храповик 1. Поворот храповика 1 при посредстве системы рычагов вызовет увеличение открытия клапана р на всасывающей трубе, вследствие чего при следующем всасывающем ходе поршня наполнение цилиндра возрастает, а вместе с тем увеличится степень сжатия и последует более ранняя вспышка.

Плунжер В (фиг. 2 и 5) удерживается на коническом. седле при помощи пружины d, могущей преодолеть „сверхдавление" в цилиндре. Как и в случае плунжера А, на плунжер В действует периодически кулак Z, сидящий на распределительном валике, при посредстве толкателя Q, тарелки R, пружины с, тарелки S, рычага Т и шпинделя И; служащего продолжением плунжера В; тарелка S закреплена на шпинделе V.

Действие кулака Z на толкатель 9 приурочено к периоду времени, предшествующего наиболее раннему допустимому моменту самовоспламенения горючей смеси. Пружина с, действующая в сжатом состоянии на плунжер В в направлении, противоположном нажатию пружины d, разгружает последнюю настолько, что в случае преждевременного взрыва горючей смеси внутреннее

„сверхдавление" пересилит разность между силами обоих пружин; при этом плунжер В сделает движение вниз, сжимая пружину d и надавливая на собачку Г ности сгорания. В точке т †наибол поздний, в точке и †наибол ранний момент воспламенения; максимальное же давление 1 при наиболее поздней и при самой ранней — х, допустимой вспышке.

Предмет патента.

Приспособление для регулирования степени сжатия и момента воспламенения в двигателях с быстрым горением и самовоспламенением смеси, характеризующееся применением двух плунжеров А и В, из коих плунжер А, с ограниченным движением наружу из цилиндра и нагруженный слабой пружиной b, снабжен второй пружиной а, рассчитанной на наименьшее сжатиЕ вспышки, и приводится в движение кулаком Х действующим при посредстве толкателя G на подвижную тарелку Е пружины а, плунжер же В, с ограниченным ходом внутрь цилиндра, нагружен пружиной с и второй пружиной d, рассчитанной на наибольшее давление вспышки и приводится в движение кулаком Z, действующим при посредстве толкателя 9 на подвижную тарелку R пружины с, при чем при движении плунжера А регулирующий впуск горючей смеси клапан р открывается, а при движении плунжера  — прикрывается при помощи хра повн ко в 1 и М. фиГ. Х

, z y

Фиг.й.

Тип. «Печатный Трушв. (фиг. 2), сцепленную с храповиком М, сидящим на общей оси с храповиком I.

Следовательно, при впуске горючей смеси открытие клапана P на всасывающей трубе уменьшится и последующий рабочий цикл произойдет с меньшей степенью сжатия, что вызовет более позднее самовоспламенение горючей смеси.

Кулаки К и L (фиг. 1 и 5) посажены на одном и том же валике, вращающемся одновременно с распределительным валиком. Во время действия ку.лака Х на толкатель Ci, кулаку К предназначается отцеплять собачку N от храповика М. Кулак L отцепляет собачку H от храповика 1 на время действия кулака Z на толкатель Q. В остальное время обе собачки нажимаются к храповикам с помощью пружинок у, у (фиг. 1 и 2).

На схематической индикаторной диаграмме (фиг. 6) дуга h с соответствует углу поворота кривошипа, на протяжении которого действует кулак Х; дуга е, f— действию кулака Е На протяжении дуги h соответственно оба кулака разъединены от толкателей, и регулятор бездействует. Наиболее выгодный момент вспышки — в точке А ; максимальное давление продуктов горения будет. при этом достигнуто в мертвой точке h.

Дуга и h соответствует продолжительФиг. 1. 1 иг. а