Двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия

Изобретение относится к автомобильной технике, в частности к двигателю внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия, содержит верхнюю - цилиндровую, и нижнюю - картерную части, подвижно соединенные между собой и связанные механизмом перемещения, между верхней и нижней частями двигателя установлен уплотнитель, картерная часть впереди и сзади снабжена жестко закрепленными и выступающими вверх консолями с отверстиями и установленными в отверстиях подшипниками, цилиндровая часть спереди и сзади снабжена валами, жестко закрепленными горизонтально и эксцентрично относительно продольной оси цилиндровой части и входящими в отверстия с подшипниками консолей картерной части, причем цилиндровая часть установлена с возможностью отклонения от вертикального положения по круговой траектории с помощью механизма перемещения. Подшипники консолей могут быть выполнены роликовыми. Технический результат - улучшение функционально-эксплуатационных характеристик за счет упрощения конструкции изменения степени сжатия путем изменения кинематики кривошипно-шатунного механизма двигателя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к автомобильной технике, в частности к двигателю внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия.

На современном рынке двигателей внутреннего сгорания существует потребность в устройствах для изменения степени сжатия двигателя, что позволяет контролировать детонацию при сгорании топлива в цилиндрах двигателя.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известно устройство изменения степени сжатия двигателя (Патентный документ Германии №19926133 А1, F02B 75/04, 14.12.2000), в котором за счет установки коренных подшипников коленчатого вала во вращающихся эксцентриковых обоймах обеспечивается смещение коленчатого вала и, как следствие, перемещение шатуна и поршня в вертикальной плоскости цилиндра двигателя с возможностью изменения объема камеры сгорания цилиндра двигателя.

Указанное устройство имеет сложную конструкцию и не позволяет надежно изменять степень сжатия двигателя.

Наиболее близким к предложенному является устройство для регулирования объема камеры сгорания и компрессии в камере сгорания поршневого двигателя (RU 2322597С2, F02B 75/04, 14.12.2000).

В указанном устройстве цилиндровая часть установлена с возможностью смещения по отношению к картерной части вдоль общей плоскости скольжения между цилиндровой частью и картерной частью, с помощью механизма перемещения. Между цилиндровой частью и картерной частью установлено уплотнение.

Однако указанное устройство также имеет сложную конструкцию и не позволяет надежно изменять степень сжатия двигателя.

Задачей изобретения является улучшение функционально-эксплуатационных характеристик двигателя за счет упрощения конструкции устройства изменения степени сжатия путем изменения кинематики кривошипно-шатунного механизма двигателя.

Другой задачей изобретения является повышение надежности изменения степени сжатия двигателя.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Поставленная задача решается тем, что двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия, содержит верхнюю - цилиндровую, и нижнюю - картерную части, подвижно соединенные между собой и связанные механизмом перемещения, между верхней и нижней частями двигателя установлен уплотнитель, картерная часть впереди и сзади снабжена жестко закрепленными и выступающими вверх консолями с отверстиями и установленными в отверстиях подшипниками, цилиндровая часть спереди и сзади снабжена валами, жестко закрепленными горизонтально и эксцентрично относительно продольной оси цилиндровой части и входящими в отверстия с подшипниками консолей картерной части, причем цилиндровая часть установлена с возможностью отклонения от вертикального положения по круговой траектории с помощью механизма перемещения.

Предпочтительно, подшипники консолей могут быть выполнены роликовыми.

Указанное выполнение устройства позволяет улучшить функционально - эксплуатационные характеристики двигателя за счет упрощения конструкции устройства, изменения степени сжатия путем изменения кинематики кривошипно-шатунного механизма двигателя.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 показана принципиальная схема (общий вид) предложенного двигателя внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия;

на фиг. 2 иллюстрируется двигатель в разрезе;

на фиг. 3 иллюстрируется двигатель в разрезе при отклонении цилиндровой части от вертикального положения;

на фиг. 4 иллюстрируется механизм изменения угла наклона цилиндровой части.

ПРИМЕР ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как показано на Фиг. 1, блок двигателя внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия разделен на две части, верхнюю - цилиндровую часть 1, и нижнюю - картерную часть 2. Между верхней и нижней частями установлена манжета или другой уплотнитель 3, препятствующий утечке смазывающих жидкостей из двигателя.

Картерная часть 2 двигателя закреплена на автомобиле и снабжена консолями 4, а цилиндровая часть 1 остается подвижной и отклоняется на подшипниках 5 по круговой траектории вокруг валов 6 вдоль оси поворота 7, находящейся параллельно продольным осям верхней 1 и нижней 2 частей двигателя. Подшипники 5 находятся в выступающих консолях 4, находящихся спереди и сзади картерной части 2.

Как показано на Фиг. 2, в цилиндровой части 1 блока двигателя установлены поршни 8 и головка блока с газораспределительным механизмом (на чертеже не показаны). В картерной части 2 находятся коленчатый вал 9 и шатуны 10.

Продольная ось 11 верхней части 1 двигателя проходит через центр поршневых пальцев 12 в момент нахождения поршней в верхней мертвой точке, а продольная ось 13 нижней части 2 проходит через центр 14 коленчатого вала 9.

Как показано на Фиг. 3, при увеличении нагрузки производится изменение кинематики кривошипно-шатунного механизма и степени сжатия в цилиндрах, что происходит путем отклонения верхней части 1 на подшипниках 5 по круговой траектории, по ходу вращения двигателя.

При повороте происходит угловое смещение вертикальной оси 15 верхней части 1 относительно вертикальной оси 16 нижней части 2, что приводит к смещению траектории хода поршней 8 в сторону от вертикальной траектории и к изменению величины угла наклона 17, а следовательно, меняется передача рабочего усилия от поршня 8 к коленчатому валу 9. Таким образом, происходит изменение кинематики кривошипно-шатунного механизма. Кроме этого, вследствие того, что ось поворота 7 верхней части 1 не совпадает с продольной осью 11 верхней части 1, а находится на заданном расстоянии, образуется воображаемый рычаг «N», с помощью которого при отклонении верхней части 1 двигателя происходит подъем поршневой части 1 и увеличение фактического расстояния между верхней 1 и нижней 2 частями двигателя, а соответственно, увеличивается объем камеры сгорания и уменьшается степень сжатия

Как показано на Фиг. 4, изменение угла поворота верхней части 1 двигателя осуществляется при помощи эксцентрикового вала 18 и передающих рычажков 19. Вал 18 установлен на нижней части 2 двигателя и вращается на подшипниках, а на эксцентриковых шейках 20 вала установлены передающие рычажки 19, которые, в свою очередь, соединены при помощи проушин 21 и пальцев 22 с верхней частью 1 двигателя. На одном конце вала 18 установлен зубчатый сектор 23, который вращается электродвигателем 24.

Устройство работает следующим образом.

В данном двигателе на малых и частичных нагрузках вертикальные оси верхней 1 и нижней 2 частей двигателя совмещены, а поршни 8 движутся по вертикальной траектории, и двигатель имеет кинематику стандартного двигателя внутреннего сгорания. При увеличении нагрузки производится изменение кинематики кривошипно-шатунного механизма и степени сжатия в цилиндрах, что происходит путем отклонения верхней части 1 на подшипниках 5 по круговой траектории, по ходу вращения двигателя.

При повороте происходит угловое смещение вертикальных осей верхней 1 и нижней частей 2 относительно друг друга, что приводит к смещению траектории хода поршней 8 в сторону от вертикальной траектории, а следовательно, к изменению углов передачи рабочего усилия от поршня 8 к коленчатому валу 9. Таким образом, происходит изменение кинематики кривошипно-шатунного механизма. Кроме этого, вследствие того, что ось поворота 7 не совпадает с продольной осью 11 верхней части 1, а находится на заданном расстоянии, образуется рычаг «N», с помощью которого при отклонении верхней части 1 двигателя происходит увеличение фактического расстояния между верхней 1 и нижней 2 частями двигателя, а соответственно, увеличивается объем камеры сгорания и уменьшается степень сжатия. Ось поворота 7 верхней части 1 двигателя задается на стадии проектирования и конструирования, и остается неизменной во время эксплуатации двигателя. Чем больше нагрузка, тем больше угол поворота верхней части 1 и больше изменения кинематики и степени сжатия. При снижении нагрузки происходит возврат к исходному положению. Исходя из этого, прослеживается линейная зависимость изменения кинематики и степени сжатия от величины угла поворота верхней части 1 двигателя, а также от места нахождения оси поворота 7 и величины разнесения между ней и продольной осью верхней части 11 двигателя (величины рычага). Таким образом, расположение оси вращения 7 верхней части 1 двигателя напрямую влияет на параметры изменения кинематики двигателя и степени сжатия в цилиндрах.

Изменение угла поворота верхней части 1 двигателя осуществляется при помощи эксцентрикового вала 18 и передающих рычажков 19. Вал 18 установлен на нижней части 2 двигателя и вращается на подшипниках, а на эксцентриковых шейках 20 вала установлены передающие рычажки 19, которые в свою очередь, соединены при помощи проушин 21 и пальцев 22 с верхней частью 1 двигателя. На одном конце вала 18 установлен зубчатый сектор 23, который вращается электродвигателем 24. Команды на электродвигатель подает блок управления двигателем, исходя из условий и параметров работы двигателя. Таким образом, вал 18 вращается и с помощью рычажков 19 отклоняет в одну или другую сторону верхнюю часть 1 двигателя.

В конструкции данного двигателя, при совмещении оси поворота 7 верхней части 1 двигателя с продольной осью 11 верхней части 1 двигателя, центр поршневых пальцев 12 в момент нахождения поршней 8 в верхней мертвой точке, будет изменяться только кинематика кривошипно-шатунного механизма. В этом случае степень сжатия меняться не будет, так как будет отсутствовать рычаг, увеличивающий расстояние между верхней 1 и нижней 2 частями двигателя.

Предложенная конструкция устройства двигателя позволяет улучшить функционально-эксплуатационные характеристики двигателя за счет упрощения конструкции устройства изменения степени сжатия путем изменения кинематики кривошипно-шатунного механизма двигателя. Кроме того, предложенное устройство позволяет повысить надежность изменения степени сжатия двигателя.

Специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что в настоящем изобретении возможны разнообразные модификации и изменения. Соответственно, предполагается, что настоящее изобретение охватывает указанные модификации и изменения, а также их эквиваленты, без отступления от сущности и объема изобретения, раскрытого в прилагаемой формуле изобретения.

1. Двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия, содержащий верхнюю - цилиндровую, и нижнюю - картерную части, подвижно соединенные между собой и связанные механизмом перемещения, между верхней и нижней частями двигателя установлен уплотнитель, отличающийся тем, что картерная часть впереди и сзади снабжена жестко закрепленными и выступающими вверх консолями с отверстиями и установленными в отверстиях подшипниками, цилиндровая часть спереди и сзади снабжена валами, жестко закрепленными горизонтально и эксцентрично относительно продольной оси цилиндровой части и входящими в отверстия с подшипниками консолей картерной части, причем цилиндровая часть установлена с возможностью отклонения от вертикального положения по круговой траектории с помощью механизма перемещения.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что подшипники консолей выполнены роликовыми.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в поршневых двигателях внутреннего сгорания. Поршень двигателя внутреннего сгорания содержит головку (1) с канавками (2) для установки поршневых колец, цилиндрическую полость (6), юбку (3), бобышки с отверстиями (5) под поршневой палец и днище.

Изобретение относится к управлению степенью сжатия двигателя внутреннего сгорания, имеющего механизм переменной степени сжатия, который изменяет механическую степень сжатия.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС), а также поршневых компрессоров. Двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия эксцентриковым механизмом, содержащий цилиндр, поршень, который посредством шатуна кинематически связан соответственно с коленчатым валом, коренная шейка которого соединена с эксцентриковым диском, приводимым в движение зубчатой передачей, в котором эксцентриковый диск имеет паз, в котором движется коренная шейка, вместе с тем она перемещается по вертикальному пазу неподвижной направляющей стойки, эксцентриковый диск приводится во вращение зубчатой передачей, состоящей из зубчатого венца эксцентрикового диска, связанного с зубчатой рейкой, которая приводится в движение гидравлическим цилиндром, управляемым блоком управления.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, применяемых на автомобильном транспорте. Двигатель внутреннего сгорания содержит блок (1) цилиндров с неподвижными цилиндрическими гильзами (2) и с пустотами (3) для охлаждающей жидкости, головку (4) блока цилиндров с камерами (5) сгорания, размещенную над блоком (1) цилиндров, а также поршни (6), размещенные внутри неподвижных цилиндрических гильз (2).

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.

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 относится к двигателю внутреннего сгорания, включающему в себя многозвенный кривошипно-шатунный механизм и конкретно к несущей конструкции коленчатого вала и к ведущему валу в многозвенном кривошипно-шатунном механизме.

Изобретение может быть использовано в поршневых двигателях внутреннего сгорания. Поршень двигателя внутреннего сгорания содержит головку (1) с канавками (2) для установки поршневых колец, цилиндрическую полость (6), юбку (3), бобышки с отверстиями (5) под поршневой палец и днище.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, конкретно к поршневому устройству с возвратно-поступательным движением. Поршневое устройство (1) с возвратно-поступательным движением содержит картер (15) и коленчатый вал (2), который имеет шатунную шейку (4).

Изобретение относится к кривошипно-шатунному механизму с поршнем с двумя шатунами для двигателя внутреннего сгорания. Отверстие (35a) на стороне одного конца маслопроводного канала бобышки для пальца (35) открывается к внутренней периферийной поверхности части (14) бобышки для пальца верхнего шатуна (3), в то время как отверстие (35b) на его стороне другого конца открывается к внешней периферийной поверхности части (14) бобышки для пальца верхнего шатуна (3).

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС), а также поршневых компрессоров. Двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия эксцентриковым механизмом, содержащий цилиндр, поршень, который посредством шатуна кинематически связан соответственно с коленчатым валом, коренная шейка которого соединена с эксцентриковым диском, приводимым в движение зубчатой передачей, в котором эксцентриковый диск имеет паз, в котором движется коренная шейка, вместе с тем она перемещается по вертикальному пазу неподвижной направляющей стойки, эксцентриковый диск приводится во вращение зубчатой передачей, состоящей из зубчатого венца эксцентрикового диска, связанного с зубчатой рейкой, которая приводится в движение гидравлическим цилиндром, управляемым блоком управления.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, применяемых на автомобильном транспорте. Двигатель внутреннего сгорания содержит блок (1) цилиндров с неподвижными цилиндрическими гильзами (2) и с пустотами (3) для охлаждающей жидкости, головку (4) блока цилиндров с камерами (5) сгорания, размещенную над блоком (1) цилиндров, а также поршни (6), размещенные внутри неподвижных цилиндрических гильз (2).

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.

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 подшипниковой конструкции и, например, к подшипниковой конструкции для коленчатого вала в поршневом кривошипно-шатунном механизме многорычажного типа. Подшипниковая конструкция содержит коленчатый вал (9), поддерживаемый с возможностью вращения подшипниковой частью (12) коленчатого вала, сформированной из блока (10) цилиндров двигателя внутреннего сгорания и первой крышки подшипника через вкладыш (41) подшипника, и второй вал, поддерживаемый с возможностью вращения подшипниковой частью (17) второго вала, сформированной из крышки первого подшипника и крышки второго подшипника. Вкладыш (41) коренного подшипника имеет ровный участок (42) вкладыша коренного подшипника, участок (44) масляной канавки вкладыша коренного подшипника, в котором масляная канавка (43) на стороне вкладыша (41), проходящая в круговом направлении, формируется по всей внутренней окружной поверхности, первое масляное отверстие (48), один конец которого открывается в масляной канавке (43) на стороне вкладыша (41), а другой его конец сообщается с нижним концом масляного канала (27) внутри блока (10), который проходит от масляной магистрали блока (10) к подшипниковой части (12) коленчатого вала, и второе масляное отверстие (49), один его конец открывается в масляной канавке (43) на стороне вкладыша (41), а другой его конец сообщается с верхним концом масляного канала (28) внутри крышки, который проходит от подшипниковой части (12) коленчатого вала (9) к подшипниковой части (17) вала управления. Технический результат: улучшение низкой приспособляемости конструкции. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к автомобильной технике, в частности к двигателю внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия, содержит верхнюю - цилиндровую, и нижнюю - картерную части, подвижно соединенные между собой и связанные механизмом перемещения, между верхней и нижней частями двигателя установлен уплотнитель, картерная часть впереди и сзади снабжена жестко закрепленными и выступающими вверх консолями с отверстиями и установленными в отверстиях подшипниками, цилиндровая часть спереди и сзади снабжена валами, жестко закрепленными горизонтально и эксцентрично относительно продольной оси цилиндровой части и входящими в отверстия с подшипниками консолей картерной части, причем цилиндровая часть установлена с возможностью отклонения от вертикального положения по круговой траектории с помощью механизма перемещения. Подшипники консолей могут быть выполнены роликовыми. Технический результат - улучшение функционально-эксплуатационных характеристик за счет упрощения конструкции изменения степени сжатия путем изменения кинематики кривошипно-шатунного механизма двигателя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх