Двигатель внутреннего сгорания

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4892961/06 (22) 29.11.90 .(46).30.10.93 Бюл. Ия 39-40, (76) Лаптев Валентин Дмитриевич (643 ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Сущность изобретения: применение в двигателе вращающегося цилиндрического газораспределительного золотника 5 с приводом, включающим (19) RU (11) 2002074 Cl (51) 5 FOI L7 02 F02867 04 двухзвенный карданный шарнир 4, обеспечивает неравномерное вращение золотника, приводящее к улучшению наполнения цилиндра. Использование цилиндра 9 и поршня 1О прямоугольной формы и связь поршня с шатуном 12 при помощи ползуна и криволинейной направляющей способствуют снижению габаритов двигателя. 3 зл.ф-ль 4 ил.

2002074

Изобретение относится к конструкции двигателей внутреннего сгорания преимущественно для транспортных средств, где габаритно-весовые показатели силовой установки имеют важное значение, Объектом рассмотрения является четырехтактный двигатель с принудительным воспламенением или воспламенением от сжатия, работающий на жидком или газообразном топливе. Ограничительным признаком заявленного двигателя является наличие золотниконога механизма газораспределения с вращающимся золотником цилиндрической формы.

Двигатели такого типа известны.

Однако, несмотря на простоту, золотниконое распределение в четы рехтактных двигателях почти не применяется, Одна из. причин этого состоит в трудности обеспечения хорошего выполнения рабочего объема горючей смесью, Предлагаемые ниже конструктивные решения направлены на создание двигателя с золотников ым распределением, конкурентоспособного по отношению к двигателю с клапанным распределением.

Целью изобретения является улучшение наполнения цилиндров и снижение габаритов двигателя.

Отличия предлагаемого двигателя заключаются н выборе привода для вращения золотника, придании цилиндру и поршню двигателя определенной геометрической формы и определенной ориентации золотника относительно коленчатого вала, осу ществлении особой кинематической связи поршень-шатун, использовании наддува за счет давления в кривошипнай камере с дополнительными конструктивными средствами.

На фиг.1,2 и 3 изображены соответственно вид спереди, вид сверху и вид сбоку (c разрезами) предлагаемого двигателя в двухцилиндроном варианте; на фиг.4, а — ж— схемы, поясняющие работу предлагаемого двигателя.

Коленчатый вал двигателя 1 через ременную передачу 2 и зубчатую передачу 3 с суммарным передаточным числом 1:4 и через двухзвенный карданный шарнир 4 кинематически связан с вращающимся золотником 5. На цилиндрической поверхности золотника выполнено два аксиальносимметричных карманов 6, Впускной канал

7 и выпускной канал 0 расположены flQ разные стороны от оси золотника, Цилиндр 9 двигателя и соответственна поршень 10 имеют в плане прямоугольную форму, а коренные шейки коленчатого вала размещены непосредственно в плоских противоположных стенках цилиндра.

Кинематическая связь поршня с шатуном 12 осуществляется посредством полэуна на шатуне и криволинейной направляющей 13 на поршне.

Кривошипная камера 14, герметичная для каждого цилиндра, снабжена впускным

15 и выпускным 16 клапанами и сообщена с

"0 впускным каналом 7. Это необходимо для обеспечения наддува, К наддуву непосредственное отношение имеют два перепускных канала 17 и 18 в виде канавок в крышке золотника, Один из перепускных каналов

"5 сообщается с впускным, а другой с выпускным каналом, причем обэ перепускных канала сообщаются с карманом золотника, находящимся в положении, оппозитном цилиндру, Двухзвенный карданный шарнир 4 имеет взаимно перпендикулярные аси входного и выходного валов (валы могут не лежать в одной плоскости). Важно отметить, что от конструктивно заданной ориентации осей качания крестовин в промежуточном звене двухэвенного шарнира занисит будет ли золотник вращаться равномерно или с заданным отклонением угловой скорости от среднего значения s пределах каждого полуоборота, Ось золотника перпендикулярна оси коленчатого вала.

30 общены, Благодаря этому обеспечивается

50 полная очистка рабочего обьема от продуктов сгорания и, следовательно, увеличивается наполнение, а также устраняется перетекание горючей смеси, что позволяет расширить фазы газораспределения.

Как уже указывалось, двигатель снабжен системой наддува за счет давления в кривошипной камере, На фиг.4.ж показано действие перепускных каналов. В укээанном положении золотника впускной канал. Работа золотникового распределителя иллюстрируется с помощью фиг.4. Золотник вращается в четыре раза медленнее коленчатого вала, таким образом, на один такт (ход поршня между мертвыми точками) приходится 45 поворота золотника (если пренебречь влиянием карданной передачи).

40 Положение а на фиг.4 соответствует такту впуска, б — такту сжатия, в — рабочему ходу, г — выпуску„

Положение д соответствует моменту воспламенения рабочей смеси, Карман в

45 корпусе золотника выполняет функцию камеры сгорания.

В положении е (окончание выпуска— начало впуска) поршень вплотную подходит к золотнику, каналы впуска и выпуска раэ2002074 через карман сообщается с выпускным каналом. При этом в режиме максимальной мощности и, следовательно. наличия избыточного давления во впускном канале карман очищается от продуктов сгорания, что способствует увеличению наполнения, карман получает дополнительное охлаждение, в выпускной канал поступает воздух для работы нейтрализатора выхлопных газов.

Прямоугольная форма цилиндра обеспечивает оптимальное геометрическое согласование прямоугольного в плане золотника с прямоугольным в плане сечением объема, сметаемого кривошипами коленчатого вала. Длинная сторона этого сечения ориентирована перпендикулярно оси коленчатого вала (практически во всех реаль20 коленчатого вала. а привод золотника снабжен двухзвенным карданным шарни, ром с взаимно перпендикулярными осями входного и выходного валбв, 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, 25 что цилиндр и соответственно поршень имеют прямоугольную в плане форму.

3, Двигатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что связь шатуна с поршнем выполнена в виде ползуна на шатуне и криволи30 нейной направляющей на поршне.

4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что кривошипная камера сообщена с атмосферой и впускным каналом при помо35 щи обратных клапанов, а в крышке выполнены два перепускных канала, один из которых сообщен с впускным, а другой с выпускным каналами, причем оба перепускных канала сообщаются с карманом

40, золотника при его положении, оппозитном по отношению к цилиндру.

Формула изобретения

1. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус с цилиндром, крышкой, впускным и выпускным каналами, поршень, размещенный в цилиндре с образованием камеры сгорания и кривошипной камеры, кинематически связанный с коленчатым валом при помощи шатуна, вращающийся цилиндрический газораспределительный золотник с приводом от коленчатого вала, причем впускной и выпускной каналы расположены по разные стороны от. оси золотника, ось золотника перпендикулярна к оси цилиндра, в золотнике выполнены два кармана, симметричных относительно оси золотника, а передаточное отношение привода золотника равно четырем, отличающийся тем, что, с целью улучшения наполнения цилиндра и снижения габаритов двигателя, золотник размещен перпендикулярно к оси ных двигателях), Такая же ориентация золотника позволяет уменьшить его диаметр.

Введением двухзвенного карданного

5 шарнира обеспечивается поворот на 90 оси вращения привода золотника, выбором угла между направлениями осей качания крестовин в промежуточном звене достигается определенное изменение угловой скорости

10 вращения золотника в пределах полуоборота. Уменьшение скорости вблизи положения, показанного на фиг.4,д, позволяет увеличить азимутальные размеры карманов и соответственно наполнение.

15 (56) Патент США М 1975777, кл. 123-190. опублик. 1933, II 4

ВИУЗИГ4%9МИ69У i Ч 1

Г

Ф в м

2002074

Составитель В.Лаптев

Техред М. Моргентал

Корректор О.Кравцова

Редактор Н.Цалихина

Заказ 3162

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Производственно-издательский комбиыы Латент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101