Поршневой двигатель внутреннего сгорания с регулируемой степенью сжатия
Изобретение относится к области двигателестроения, в частности может использоваться на двигателях с воспламенением от сжатия. Поршневой двигатель с регулируемой степенью сжатия содержит вспомогательный поршень, в котором выполнено отверстие для форсунки, а также вставку, которая совместно с поршнем образует две масляные полости, в нижней установлена пружина, а другая сообщается с системой смазывания двигателя, причем полости сообщаются между собой через прямой и обратный клапаны и образуют в совокупности систему гидравлического управления перемещением вспомогательного поршня. Двигатель содержит механизм поворота вспомогательного поршня совместно с форсункой, состоящий из направляющей проставки с криволинейными шлицами внутреннего зацепления, причем в верхней части вспомогательного поршня выполнены шлицы внешнего зацепления, находящиеся в зацеплении со шлицами направляющей проставки, а форсунка установлена под углом к оси вспомогательного поршня. Изобретение позволяет повысить эффективность рабочего процесса двигателя с регулируемой степенью сжатия вспомогательным поршнем. 1 ил.
Изобретение относится к области двигателестроения, в частности может использоваться на двигателях с воспламенением от сжатия.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является поршневой двигатель внутреннего сгорания с регулируемой степенью сжатия, состоящий из вспомогательного поршня, в котором выполнено отверстие для форсунки, а также вставки, которая совместно с поршнем образует две масляные полости, в нижней установлена пружина, а другая сообщается с системой смазывания двигателя, причем полости сообщаются между собой через прямой и обратный клапаны и образуют в совокупности систему гидравлического управления перемещением вспомогательного поршня (патент РФ №2187672, МПК F 02 В 75/04, F 02 D 15/04, 2002). Данное техническое решение направлено на повышение эффективности рабочего процесса на большинстве режимов работы двигателя, а также облегчение пуска двигателя в холодных климатических условиях за счет автоматического изменения степени сжатия. Вследствие того, что при уменьшении степени сжатия ухудшается смесеобразование, необходимо принятие дополнительных мероприятий по его улучшению. Таких мероприятий не предусмотрено в техническом решении, принятом в качестве прототипа.
Настоящее изобретение направлено на повышение эффективности рабочего процесса двигателя с регулируемой степенью сжатия вспомогательным поршнем.
Решение поставленной задачи достигается тем, что поршневой двигатель внутреннего сгорания с регулируемой степенью сжатия, состоящий из вспомогательного поршня, в котором выполнено отверстие для форсунки, а также вставки, которая совместно с поршнем образует две масляные полости, в нижней установлена пружина, а другая сообщается с системой смазывания двигателя, причем полости сообщаются между собой через прямой и обратный клапаны и образуют в совокупности систему гидравлического управления перемещением вспомогательного поршня, при этом он дополнительно содержит механизм поворота вспомогательного поршня совместно с форсункой, состоящий из направляющей проставки с криволинейными шлицами внутреннего зацепления, причем в верхней части вспомогательного поршня выполнены шлицы внешнего зацепления, находящиеся в зацеплении со шлицами направляющей проставки, при этом форсунка установлена под углом к оси вспомогательного поршня.
Отличительными признаками от прототипа является то, что поршневой двигатель внутреннего сгорания с регулируемой степенью сжатия дополнительно содержит механизм поворота вспомогательного поршня совместно с форсункой, состоящий из направляющей проставки с криволинейными шлицами внутреннего зацепления, причем в верхней части вспомогательного поршня выполнены шлицы внешнего зацепления, находящиеся в зацеплении со шлицами направляющей проставки, при этом форсунка установлена под углом к оси вспомогательного поршня.
Сопоставительный анализ заявляемого технического решения и выбранного в качестве прототипа показывает, что за счет применения вспомогательного поршня, имеющего возможность поворота совместно с форсункой и установки в нем форсунки под углом к оси вспомогательного поршня, удается улучшить качество распределения топлива в объеме камеры сгорания при его впрыскивании и в целом смесеобразование, повышая при этом эффективность рабочего процесса.
На чертеже изображен элемент двигателя внутреннего сгорания с устройством для изменения степени сжатия.
Двигатель внутреннего сгорания с регулируемой степенью сжатия состоит из цилиндра 15, в котором размещен поршень 14, головки блока цилиндров 3, устройства регулирования степени сжатия, состоящего из вставки 12, в которой размещен вспомогательный поршень 7, в верхней части которого выполнены шлицы внешнего зацепления 6, которые находятся в зацеплении с криволинейными шлицами внутреннего зацепления, выполненными в направляющей проставке 5, удерживаемой в неподвижном положении крышкой 8. Вспомогательный поршень 7 имеет отверстие для установки форсунки 13, выполненное под углом к оси. Совместно со вставкой 12 вспомогательный поршень 7 образует две масляные полости 9 и 11, в одной из которых установлена пружина 1, а другая соединена с системой смазывания двигателя и ограничена уплотнительным кольцом 4. Полости сообщаются между собой через прямой 10 и обратный 2 клапаны.
Система работает следующим образом.
Перед пуском двигателя вспомогательный поршень 7 под действием пружины 1 находится в нижнем положении, что соответствует максимальной степени сжатия, полости 9 и 11 заполнены маслом, шлицы 6 вспомогательного поршня находятся в зацеплении с нижней частью шлицев направляющей проставки 5. После пуска двигателя повышается среднее эффективное давление в цилиндре 15 и давление масла в полости 11. При превышении им усилия пружины прямого клапана последний открывается и перепускает часть масла из полости 11 в полость 9, а вспомогательный поршень с форсункой 13 под действием давления газов в камере сгорания перемещается вверх, увеличивая объем камеры сгорания и снижая степень сжатия. При этом шлицы вспомогательного поршня 7 перемещаются по прямолинейной части шлицев направляющей проставки 5. При дальнейшем перемещении вспомогательного поршня 7 его шлицы входят в зону наклонной части шлицев направляющей проставки 5, заставляя вспомогательный поршень совместно с форсункой поворачиваться вокруг своей оси. При этом в силу неравномерности давления газов в цилиндре двигателя вспомогательный поршень 7 совершает совместно с форсункой возвратно-вращательные колебания (осцилляции), что благоприятно сказывается на качестве распределения топлива в объеме камеры сгорания, последующем смесеобразовании и рабочем процессе в целом.
Поршневой двигатель внутреннего сгорания с регулируемой степенью сжатия, состоящий из вспомогательного поршня, в котором выполнено отверстие для форсунки, а также вставки, которая совместно с поршнем образует две масляные полости, в нижней установлена пружина, а другая сообщается с системой смазывания двигателя, причем полости сообщаются между собой через прямой и обратный клапаны и образуют в совокупности систему гидравлического управления перемещением вспомогательного поршня, отличающийся тем, что дополнительно содержит механизм поворота вспомогательного поршня совместно с форсункой, состоящий из направляющей проставки с криволинейными шлицами внутреннего зацепления, причем в верхней части вспомогательного поршня выполнены шлицы внешнего зацепления, находящиеся в зацеплении со шлицами направляющей проставки, при этом форсунка установлена под углом к оси вспомогательного поршня.
