Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания
Четырехтактный двигатель содержит блок цилиндров, головку блока цилиндров с основанием, распределительным валом (РВ) и крышками, камеры сгорания (КС), впускные и выпускные трубы и клапаны газораспределительного механизма. РВ соединен и с коленчатым валом цепной или ременной передачей. Клапаны имеют шаровую форму и составляют с РВ единое целое. Каждый клапан имеет полусферическую выемку в одной из боковых относительно продольной оси вала четвертей шара, а КС имеют полусферическую форму. Такое выполнение позволяет упростить конструкцию механизма газораспределения. 6 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в газораспределительных механизмах двигателей.
Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий блок цилиндров, головку блока цилиндров, впускные и выпускные трубы, камеры сгорания, распределительный вал, соединенный с коленчатым валом цепной или ременной передачей, клапаны газораспределительного механизма, причем клапаны имеют шаровую форму с выемками и осуществляют впуск топливной смеси, запирание запоршневого пространства и выпуск отработавших газов (патент США №1719116, МПК F01L 7/10, опубл. 1929, прототип).
Механизм газораспределения известного двигателя имеет сложную конструкцию. Задача изобретения - упрощение конструкции механизма газораспределения.
Поставленная задача решается тем, что в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания, содержащем блок цилиндров, головку блока цилиндров с основанием, распределительным валом и крышками, причем распределительный вал соединен с коленчатым валом цепной или ременной передачей, камеры сгорания, впускные и выпускные трубы, и клапаны газораспределительного механизма, имеющие шаровую форму с выемками, клапаны составляют с распределительным валом единое целое, а выемки выполнены полусферическими в одной из боковых относительно продольной оси вала четвертей каждого шара, при этом камеры сгорания имеют полусферическую форму.
Камеры сгорания выполнены отливкой заодно с основанием головки блока цилиндров, а боковая наружная поверхность камер сгорания снабжена рубашкой охлаждения.
Крышка имеет полусферическую полость, облегающую шаровой клапан, а впускная и выпускная трубы смонтированы в верхней части крышки.
Седла клапанов смонтированы на основаниях впускной и выпускной труб.
Распределительный вал посажен на подшипниках в стойках, смонтированных на основании головки блока цилиндров.
Камеры сгорания имеют в боковой части, по крайней мере, по одному отверстию для свечей зажигания, а в верхней части крышки - отверстия для подачи масла к поверхности шарового клапана.
Головка блока цилиндров с распределительным валом и крышками закрыта кожухом из тонколистового материала, скрепленным с основанием головки блока цилиндров.
Изобретение поясняется чертежом, где
на фиг.1 показан двигатель внутреннего сгорания,
на фиг.2 - поперечный разрез камеры сгорания,
на фиг.3 - вид сверху на одну из камер сгорания,
на фиг.4 - форма распределительного вала,
на фиг.5 - вид сверху на головку блока цилиндров (без распределительного вала, крышек камер сгорания, рубашки охлаждения и кожуха),
на фиг.6 схематично показан рабочий цикл двигателя.
Двигатель содержит блок 1 цилиндров, головку 2 блока цилиндра с основанием 3, распределительным валом 4 и крышками 5, камеры сгорания 6, впускные 7 и выпускные 8 трубы. Распределительный вал 4 соединен с коленчатым валом цепной или ременной передачей (не показано на фиг.1). На фиг.1 поз.9 показан шкив передачи.
Клапаны 10 газораспределительного механизма имеют шаровую форму с выемками 11. Клапаны 10 составляют с валом 4 одно целое, а выемки 11 выполнены полусферическими в одной из бобковых относительно продольной оси вала четвертей каждого шара. Камеры сгорания 6 имеют полусферическую форму.
Стенки головки 2 блока цилиндров образуют камеры сгорания 6, выполняемые отливкой заодно с основанием блока цилиндров. Боковая наружная поверхность камер сгорания снабжена рубашкой охлаждения 12.
Крышка 5 каждой камеры сгорания имеет полость, облегчающую соответствующий шаровой клапан 10, а впускная 7 и выпускная 8 трубы смонтированы в верхней части каждой крышки.
Седла 13 клапанов 10 смонтированы на основаниях впускной 7 и выпускной 8 труб. Распределительный вал 4 посажен на подшипниках в стойках 14, смонтирован на основании 3 головки блока цилиндров. Камеры сгорания 6 в боковой части имеют, по крайней мере, по одному отверстию 15 для свечи зажигания 16. В верхней части каждой крышки имеются отверстия 17 для подачи масла к поверхности шарового клапана.
Головка блока цилиндров с валом и крышками закрыта кожухом 18 из тонколистового материала, скрепленным с основанием 3 головки блока цилиндров. На фиг.3 и 5 поз.19 обозначены крепежные отверстия. Поршень двигателя обозначен поз.20 (фиг.6).
Работает двигатель следующим образом.
К началу такта впуска поршень 20 (фиг.6а) находится в верхней мертвой точке (ВМТ), соответствующей концу предыдущего такта выпуска. При этом впускная и выпускная трубы закрыты. При движении поршня от ВМТ к нижней мертвой точке (НМТ) выемка шарового клапана открывает впускную трубу и соединяет пространство впускной трубы с пространством камеры сгорания. При этом пространство над поршнем заполняется горючей смесью.
Такт сжатия (фиг.6б) начинается с момента движения поршня от НМТ к ВМТ. При этом камера сгорания герметично закрыта от впускной и выпускной труб.
В конце такта сжатия (фиг.6в) свеча зажигания воспламеняет рабочую смесь. Начинается такт рабочего хода. При этом камера сгорания герметично закрыта шаровым клапаном, а под действием давления продуктов сгорания поршень движется к НМТ и совершается механическая работа.
С началом движения поршня к ВМТ выемка шарового клапана открывает выпускную трубу и соединяет камеру сгорания с выпускной трубой. При этом впускная труба закрыта, а продукты сгорания истекают из камеры сгорания через выпускную трубу.
Порядок работы цилиндров (четырехтактного ДВС) представлен в таблице 1.
| Таблица 1 | |||||
| Порядок работы цилиндров 1-3-4-2 (по данному техническому решению) | |||||
| Полуоборот коленвала | Угол поворота коленвала, град. | Цилиндры | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| 1 | 180 | РХ | Вып | Сж | Вп |
| 2 | 360 | Вып | Вп | РХ | Сж |
| 3 | 540 | Вп | Сж | Вып | Рх |
| 4 | 720 | Сж | РХ | Вп | Вып |
Предлагаемый двигатель имеет простую конструкцию в части камер сгорания и газораспределительного механизма, меньшие габаритно-массовые характеристики, пониженную шумность работы, повышенную надежность и долговечность.
1. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий блок цилиндров, головку блока цилиндров с основанием, распределительным валом и крышками, причем распределительный вал соединен с коленчатым валом цепной или ременной передачей, камеры сгорания, впускные и выпускные трубы и клапаны газораспределительного механизма, имеющие шаровую форму с выемками, отличающийся тем, что клапаны составляют с распределительным валом единое целое, а выемки выполнены полусферическими в одной из боковых относительно продольной оси вала четвертей каждого шара, при этом камеры сгорания имеют полусферическую форму.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что камеры сгорания выполнены отливкой заодно с основанием головки блока цилиндров, а боковая наружная поверхность камер сгорания снабжена рубашкой охлаждения.
3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что крышка имеет полусферическую полость, облегающую шаровой клапан, а впускная и выпускная трубы смонтированы в верхней части крышки.
4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что седла клапанов смонтированы на основаниях впускной и выпускной труб.
5. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что распределительный вал посажен на подшипниках в стойках, смонтированных на основании головки блока цилиндров.
6. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что камеры сгорания имеют в боковой части, по крайней мере, по одному отверстию для свечей зажигания, а в верхней части крышки - отверстия для подачи масла к поверхности шарового клапана.
7. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что головка блока цилиндров с распределительным валом и крышками закрыта кожухом из тонколистового материала, скрепленным с основанием головки блока цилиндров.
