Двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия

Изобретение относится к машиностроению, а именно к области двигателестроения. Двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия содержит корпус 1, цилиндр 2, поршень 3, направляющие 4, предотвращающие перекос цилиндра при перемещении, гофрированное эластичное уплотнение 5, камеру сгорания 6. Нижняя часть цилиндра 2 связана гофрированным эластичным уплотнением 5 с корпусом 1. Гофрированное эластичное уплотнение 5 выполнено из материала, обладающего эффектом памяти формы. При изменении температуры деталей двигателя в материале гофрированного эластичного уплотнения происходит мартенситное превращение, его гофры меняют свою форму, изменяя высоту гофрированного эластичного уплотнения и перемещая цилиндр 2, что изменяет степень сжатия двигателя. Техническим результатом является повышение надежности работы и упрощение конструкции двигателя. 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к области двигателестроения.

Известны двигатели внутреннего сгорания (ДВС) с переменной степенью сжатия [1], в которых изменение степени сжатия осуществляется путем регулирования объема камеры сгорания за счет перемещения головки цилиндра, днища поршня или цилиндра. В ДВС с переменной степенью сжатия высокая степень сжатия должна иметь место при низких нагрузках и обеспечивать надежный пуск холодного двигателя; при работе двигателя после его прогрева степень сжатия уменьшается.

Известно устройство для работы ДВС по заявке ФРГ [2], обеспечивающее переменную степень сжатия в цилиндрах двигателя за счет перемещения цилиндров относительно картера, в котором установлен коленчатый вал. Перемещение осуществляется с помощью двух подвижных опор. Недостатком этого устройства являются возможные перекосы цилиндров относительно траектории движения поршня и недостаточная герметизация картера.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является устройство для работы двигателя внутреннего сгорания [3], в котором изменение степени сжатия осуществляется путем регулирования объема камеры сгорания за счет перемещения цилиндра. Устройство содержит цилиндр с головкой, коленчатый вал, поршень, шатун. Опорные подшипники коленчатого вала установлены на раме, жестко связанной с блоком цилиндров и оборудованной стойками, на которых с помощью гидроцилиндров подвешен блок цилиндров. На наружной стенке цилиндра и стойках выполнены направляющие, предотвращающие перекос цилиндра при перемещении. При этом рама связана с цилиндром гофрированным эластичным уплотнением.

Недостатком устройства для работы двигателя внутреннего сгорания является его низкая надежность в связи со сложностью конструкции, включающей гидроцилиндры. Недостатком устройства для работы двигателя внутреннего сгорания является также необходимость ручного управления изменением степени сжатия.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение конструкции ДВС с изменяемой степенью сжатия, а также обеспечение автоматического изменения степени сжатия.

Указанная цель достигается двигателем внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия, включающим корпус, цилиндр, поршень, шатун, коленчатый вал, причем опорные подшипники коленчатого вала установлены в корпусе, на наружной стенке цилиндра и корпусе выполнены направляющие, предотвращающие перекос цилиндра при перемещении, и корпус связан с цилиндром гофрированным эластичным уплотнением из материала, обладающего эффектом памяти формы.

Новым в устройстве двигателя внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия является выполнение гофрированного эластичного уплотнения из материала, обладающего эффектом памяти формы.

На фиг. 1 представлен ДВС с изменяемой степенью сжатия при запуске холодного двигателя, а на фиг. 2 представлен ДВС с изменяемой степенью сжатия при работе двигателя.

Двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия содержит корпус 1, цилиндр 2, поршень 3, направляющие 4, предотвращающие перекос цилиндра при перемещении, гофрированное эластичное уплотнение 5, камеру сгорания 6. Нижняя часть цилиндра 2 связана гофрированным эластичным уплотнением 5 с корпусом 1. Гофрированное эластичное уплотнение 5 выполнено из материала, обладающего эффектом памяти формы. При мартенситном превращении эластичное уплотнение 5 изменяет свою высоту, перемещая цилиндр 2.

Работа ДВС с изменяемой степенью сжатия осуществляется следующим образом. При пуске холодного двигателя (фиг. 1) гофры эластичного уплотнения 5 располагаются близко друг к другу, высота гофрированного эластичного уплотнения 5 минимальна. Вследствие этого связанный с гофрированным эластичным уплотнением 5 цилиндр 2 находится в нижнем положении, обеспечивая минимальный объем камеры сгорания 6, что увеличивает степень сжатия и улучшает условия пуска двигателя.

После пуска двигателя его детали, включая гофрированное эластичное уплотнение 5, прогреваются; в материале гофрированного эластичного уплотнения 5 совершается мартенситное превращение [4], гофры уменьшают свою кривизну, удаляясь друг от друга, высота гофрированного эластичного уплотнения 5 увеличивается. В результате этого связанный с гофрированным эластичным уплотнением 5 цилиндр 2 перемещается вверх и увеличивает объем камеры сгорания 6, в результате чего уменьшается степень сжатия (фиг. 2).

После остановки двигателя происходит его охлаждение, в результате чего в материале гофрированного эластичного уплотнения 5 происходит обратное мартенситное превращение, гофры увеличивают свою кривизну, приближаясь друг к другу; высота гофрированного эластичного уплотнения 5 вновь становится минимальной. Цилиндр 2 перемещается вниз, увеличивая степень сжатия в камере сгорания. После запуска двигателя цикл повторяется.

При пуске прогретого двигателя высота гофрированного эластичного уплотнения 5 остается максимальной, цилиндр 2 находится в верхнем положении, степень сжатия соответствует работе двигателя в прогретом состоянии и обеспечивает надежный пуск прогретого двигателя.

Материалы, обладающие эффектом памяти формы, имеют характеристики прочности, превосходящие прочность большинства сталей [4], поэтому гофрированное эластичное уплотнение, применяемое в предложенной конструкции двигателя внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия, будет способно выдержать высокие нагрузки от давления газов, возникающие при сгорании топлива в камере сгорания.

Использование предлагаемого технического решения повышает надежность работы, упрощает конструкцию двигателя с изменяемой степенью сжатия и обеспечивает автоматическое управление степенью сжатия.

Список литературы

1. Демидов, В.П. Двигатели с переменной степенью сжатия. - М.: Машиностроение, 1978. - 136 с.

2. Заявка ФРГ №2404231, кл. F02D 15/04, 1975.

3. Устройство для работы двигателя внутреннего сгорания. Патент РФ №2099561, опубл. 20.12.1997.

4. Применение эффекта памяти формы в современном машиностроении. / А.С. Тихонов, А.П. Герасимов, И.И. Прохорова. - М.: Машиностроение, 1981. - 80 с.

Двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия, включающий корпус, цилиндр, поршень, шатун, коленчатый вал, причем опорные подшипники коленчатого вала установлены в корпусе, на наружной стенке цилиндра и корпусе выполнены направляющие, предотвращающие перекос цилиндра при перемещении, и корпус связан с цилиндром гофрированным эластичным уплотнением, отличающийся тем, что гофрированное эластичное уплотнение выполнено из материала, обладающего эффектом памяти формы.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в поршневых двигателях внутреннего сгорания. Поршень двигателя внутреннего сгорания содержит головку (1) с днищем и канавками (2) для установки поршневых колец, юбку (3) и бобышки (4) с отверстиями (5) под поршневой палец.

Изобретение относится к двигателестроению. Техническим результатом является автоматическое управление величиной объема камеры сжатия двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания с компрессионным или детонационным воспламенением рабочей смеси. Техническим результатом является увеличение ресурса двигателя и повышение экономичности.

Изобретение относится к двигателестроению. Поршневой двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндр с поршнем и ротор в корпусе.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием содержит механизм (A) регулирования степени сжатия, выполненный с возможностью изменения степени механического сжатия, и механизм (B) регулирования фаз газораспределения, выполненный с возможностью регулирования момента закрытия впускного клапана (7), в котором задана запрещенная зона для комбинации степени механического сжатия и момента закрытия впускного клапана (7) для запрета попадания рабочей точки в запрещенную зону.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием содержит механизм изменения степени сжатия, который может изменять механическую степень сжатия, и механизм изменения момента открытия и закрытия клапана, который может регулировать момент закрытия впускного клапана.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием содержит механизм изменения степени сжатия, который может изменять механическую степень сжатия, и механизм изменения момента открытия и закрытия клапана, который может регулировать момент закрытия впускного клапана.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием содержит механизм изменения степени сжатия, способный изменять механическую степень сжатия, и механизм изменения момента открытия или закрытия клапана, способный регулировать момент закрытия впускного клапана.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием содержит механизм изменения степени сжатия, способный изменять механическую степень сжатия, и механизм изменения момента открытия или закрытия клапана, способный регулировать момент закрытия впускного клапана.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания с зажиганием искрового типа снабжен механизмом регулирования фаз газораспределения, выполненным с возможностью изменять момент закрытия впускного клапана после нижней мертвой точки впуска, и EGR-механизмом, заставляющим часть отработавшего газа протекать обратно в камеру сгорания в качестве EGR-газа.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с механизмами изменения степени сжатия. Устройство управления двигателем (1) внутреннего сгорания содержит механизм (2) изменения степени сжатия, средство прекращения подачи топлива, средство обнаружения отказа и средство управления в состоянии отказа.

Предлагаемое устройство относится к машиностроению, в частности к поршневым машинам. Кривошипно-шатунный механизм, содержащий коленчатый вал, состоящий из коренных и шатунных шеек, соединенных щеками кривошипов, отличается тем, что щеки кривошипов имеют направляющие пазы, в которых установлены опорные втулки шатунных шеек, около щек кривошипов на шатунных шейках расположены кольца, контактирующие с дополнительными кольцами, два кольца установлены внутри основного кольца, которое расположено внутри направляющего кольца, между основным и направляющим кольцами установлено вспомогательное кольцо, направляющее кольцо устройства расположено в направляющих пазах корпуса и опирается на узел перемещения и фиксации этого кольца.

Изобретение может быть использовано в поршневых двигателях внутреннего сгорания. Поршень двигателя внутреннего сгорания содержит головку (1) с днищем и канавками (2) для установки поршневых колец, юбку (3) и бобышки (4) с отверстиями (5) под поршневой палец.

Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания. Двигатель (1) внутреннего сгорания включает в себя механизм (2) переменной степени сжатия и устройство впрыска топлива с общей топливной магистралью, использующее топливный насос (46) высокого давления, который имеет механический привод.

Изобретение относится к двигателестроению. Техническим результатом является автоматическое управление величиной объема камеры сжатия двигателя внутреннего сгорания.

Настоящее изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания с переменной степенью сжатия. Механизм (10) переменной степени сжатия, который изменяет степень сжатия двигателя в зависимости от углового положения первого управляющего вала (14), и привод, который изменяет и удерживает угловое положение первого управляющего вала (14).

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с переменной степенью сжатия. Устройство управления для двигателя (1) внутреннего сгорания с переменной степенью сжатия содержит средство (2) изменения степени сжатия, способное изменять степень механического сжатия двигателя внутреннего сгорания, средство получения накопленного объема кислорода, выполненное с возможностью вычислять накопленный объем кислорода в катализаторе (4) очистки выбросов отработавших газов, размещенном в системе выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, и средство для считывания температурного параметра, который коррелирует с температурой катализатора (4) очистки выбросов отработавших газов.

Настоящее изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к двигателям с переменным ходом поршня. Механизм для изменения длины хода поршня двигателя внутреннего сгорания в каждом цикле его работы содержит зубчатую передачу, включающую первое зубчатое колесо, установленное в корпусе двигателя без возможности вращения, и второе зубчатое колесо с зубьями, сформированными на его внутренней поверхности, причем второе зубчатое колесо находится в зацеплении с первым зубчатым колесом для обеспечения постоянной длины кривошипа и переменной длины эксцентрика, чтобы получить переменную длину хода поршня в полном цикле работы двигателя.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания с компрессионным или детонационным воспламенением рабочей смеси. Техническим результатом является увеличение ресурса двигателя и повышение экономичности.

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Двигатель содержит регулятор компрессии двигателя, шатун (2), выступающий из поршня двигателя в направлении кривошипа и установленный при помощи подшипников на эксцентриковом колесе (3), которое снабжено зубчатым кольцом, центрированным относительно кривошипа.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к области двигателестроения. Двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия содержит корпус 1, цилиндр 2, поршень 3, направляющие 4, предотвращающие перекос цилиндра при перемещении, гофрированное эластичное уплотнение 5, камеру сгорания 6. Нижняя часть цилиндра 2 связана гофрированным эластичным уплотнением 5 с корпусом 1. Гофрированное эластичное уплотнение 5 выполнено из материала, обладающего эффектом памяти формы. При изменении температуры деталей двигателя в материале гофрированного эластичного уплотнения происходит мартенситное превращение, его гофры меняют свою форму, изменяя высоту гофрированного эластичного уплотнения и перемещая цилиндр 2, что изменяет степень сжатия двигателя. Техническим результатом является повышение надежности работы и упрощение конструкции двигателя. 2 ил.

Наверх