Поршень для автоматического регулирования степени сжатия двигателя внутреннего сгорания

 

ПОРШЕНЬ ЛЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СТЕПЕНИ СЖАТИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержа щий оболочку с камерой сгорания и ко пус, между которыми вьтолнены верхняя и нижняя камеры переменного объе ма, причем верхняя камера связана с нижней при помощи перепускного канала , а с картером - при помощи канала слива, снабженного регулирующим дросселем с исполнительным элементом, установленным в последнем с возможностью осевого перемещения и жестко закрепленным в оболочке поршня, о тличающийся тем, что, с целью повышения эффективности регулирования , исполнительный элемент выполнен в виде золотника с радиальным и вертикальным каналами, образующими канал слива, а корпус поршня снабжен кольцевой полостью, размещенной вокруг золотника и связанной с дросселем, с перепускным каналом и с радиальным каналом золотника.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

° Q "г/у

Q9 7 10 8

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3708845/25-06 (22) 11.03.84 (46) 15.09.85 Бюл. ¹ 34 (72) В.В.Чекасин, В.А.Коровин и Е.П.Гусев (53) 621.43-242.545.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И - 1068604, кл. F 02 В 75/04, 1982. (54)(5?) ПОРШЕНЬ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СТЕПЕНИ СЖАТИЯ ДВИI ATFJIß ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий оболочку с камерой сгорания и корпус, между которыми выполнены верхняя и нижняя камеры переменного объема, причем верхняя камера связана с нижней при помощи перепускного кана„„SU„„1178918 А (5ц4 Е 02 В 75/04; F 02 Р 15/04 ла, а с картером — при помощи канала слива, снабженного регулирующим дросселем с исполнительным элементом, ус- тановленным в последнем с возможностью осевого перемещения и жестко закрепленным в оболочке поршня, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности регулирования, исполнительный элемент выполнен в виде золотника с радиальным и вертикальным каналами„ образующими канал слива, а корпус поршня снабжен кольцевой полостью, размещенной вокруг золотника и связанной с дросселем, с перепускным каналом и с радиальным каналом золотника.

1178918

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с изменяемой степенью сжатия. 5

Цель изобретения — повышение эффективности регулирования путем задания оптимальной характеристики изменения степени сжатия в функции от нагрузки.

На чертеже схематически представ- 10 лен поршень для автоматического регулирования степени сжатия двигателя внутреннего сгорания.

Поршень содержит корпус 1и вставку

2, образующие верхнюю 3 и нижнюю 4 ll5 камеры переменного объема, которые сообщены с картером двигателя через радиальный 5 и осевой 6 каналы золотника 7. Последний установлен неподвижно в корпусе 1 и размещен в ка- 10 нале регулирующего дросселя 8 и полос-. ти 9 с возможностью перемещения, Образующая 10 боковой поверхности золотника, 7, размещенная в дросселе 8, выполнена по параболе, 25

В период насосных ходов корпус 1 перемещается вверх относительно вставки 2 под действием сил инерции и давления масла, поступающего из системы смазки двигателя через магистральный канал 11 и обратный клапан 12.

В период рабочих ходов величина перемещения корпуса 1 вниз относительно вставки 2 лимитируется количеством масла, вытекающего из верх35 ней камеры 3 через регулирующий дроссель 8, и количеством масла, поступающего на слив из полости 9 через радиальный 5 и осевой 6 каналы золотника 7, а также .количеством

40 масла, поступающего в нижнюю камеру 4 из полости 9 через канал 13.

Поршень работает следующим образом.

При работе двигателя на холостом 4 ходу и малых нагрузках в конце. такта выпуска и в начале такта вйуска равнодействующая от силы давления га."ов в цилиндре двигателя, силы инерции корпуса 1 и силы давления $0 масла в камерах 3 и 4 направлена вверх и стремится s том же направле нии переместить корпус 1 относительно вставки 2. При этом давление в нижней камере 4 повышается и масло через радиальный канал 5 переменного проходного сечения и осевой канал 6 золотника 7 начинает сливатьI ся в картер двигателя. В результате подвижный корпус 1 перемещается вверх, одновременно увеличивая объем верхней камеры 3 и уменьшая проходное сечение регулирующего дросселя 8, Увеличивающийся объем камеры.3 заполняется маслом, поступающим из системы смазки двигателя через маг. гистральный канал 11 и обратный клапан 12.

Движение корпуса 1 вверх относительно вставки 2 длится до тех пор, пока сила инерции и сила давления масла превышает силу давления газов, действующих на днище корпуса 1, и продолжается в течение второй половины такта выпуска и первой половины такта напопнителя.

В начале такта сжатия нагрузка на днище подвижного корпуса 1 со стороны газов растет, вызывая соответствующее увеличение давления масла в верхней камере 3, в результате чего обратный клапан 12 закрывается и корпус 1 прекращает перемещение вверх относительно вставки 2.

В момент воспламенения топлива давление в верхней камере 3 повышается, в результате увеличивается и количество масла, вытекающего из камеры 3 через регулирующий дроссель

8, вследствие чего подвижный корпус 1 опускается вниз относительно вставки 2, Перемещение подвижного корпуса 1 вниз сопровождается уменьшением проходного сечения радиального канала 5 золотника 7, в результате слив масла в картер двигателя уменьшается, а количество масла, поступающего в нижнюю камеру 4 из полости 9, увеличивается.

Настройка органов гидросистемы осуществляется так, что при установившихся режимах в течение цикла на малых нагрузках регулирующий дроссель 8 обеспечивает требуемое перемещение подвижного корпуса 1 в сторону снижения степени сжатия, а проходное сечение радиального канала 5 золотника 7 — в сторону увеличения степени сжатия на такую же. величину, т.е. перемещения корпуса на этих режимах в период рабочего и насосных ходов равны по величине и противоположны по направлению.

С увеличением нагрузки двигателя работа силы давления газов в цилиндре возрастает, следовательно, возрас,тает и количество масла, вытекающего, из верхней камеры 3 через регулирующий дроссель 8. При этом каждый цикл из полости 9 будет сливаться в картер двигателя большее количество масла, чем раньше, тем самым будет нарушено равенство между ве% личинами перемещений подвижного корпуса 1 вверх-и вниз, высота перемещений вниз окажется большей по сравнению с обратным ходом и по этой причине подвижный корпус 1 за каждый цикл будет опускаться вниз на большую величину, понижая степень сжатия до нового оптимального значения, при котором равновесие между действующи.— ми силами снова восстановится.

В период рабочих ходов на установившихся режимах с ростом нагрузки

178918 4 наблюдается изменение величины перемещений подвижного корпуса 1 относительно вставки не по линейной зависимости, а по закону, описываемому параболической функцией. При этом значения максимального давления сгорания в зависимости от нагрузки изменяются по закону, представляющему собой функцию с экстремумом в районе

1ð нагрузок, близких к 40 — 50X от максимальной величины..Дпя обеспечения перемещения подвижного корпуса с увеличением нагрузки по указанному закону необходимо образующую 10 боковой поверхности золотника 7 регулирующего дросселя выполнить по параболической зависимости.