Двухтактный двигатель внутреннего сгорания
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
ÄÄSUÄÄ 1244418 А1
gg 4 F 16 К 15/16, F 02 В 33/30
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3844772/25-06 (22) 17.01.85 (46) 15.07.86. Бюл. № 26 (71) Тульский ордена Трудового Красного
Знамени и ордена Октябрьской Революции машиностроительный завод им. В. М. Рябикова Ъ (72) А. А. Плешанов, В. В. Панов, А. И. Балахтар, М. Г. Акимов, Е. И. Гололобов и М: В. Чибисова (53) 621.432.4 (088.8) (56) Патент США № 4290455, кл. 137—
855, опублик. 1981. (54) (57) 1. ДВУХТАКТНЪ|1 1 ДВИГАТЕЛЬ
ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий по меньшей мере один цилиндр с порп нем и кривошипной камерой н канал впуска свежего заряда в кривошипную камеру с размещенным в нем обратным клапаном, перекрывающим впускное окно и выполненным в виде пластины, снабженной по меньшей мере одной выемкой, обращенной к кривошипной камере, отличающийся тем, что с целью повышения эффективных показателей двигателя путем снижения инерционности пластины клапана и исключения резонансных явлений, выемка выполнена в форме треугольника со сторонами, сопряженными радиусами, причем один из радиусов расположен касательно к линии заделки пластины; а противоположная ему сторона треугольника с прилегающими радиусами повторяет по форме часть канала впуска и отстоит от свободного конца пластины на величину О,1 â€,2 рабочей длины г. пласти ны, которая выражена соотношением где h — толщина пластины; и -. — максимальная частота вращения вала двигателя;
Š— модуль упругости материала пластины; р — средняя погонная плотность рабочего участка пластины;
\ — практическое превышение частоты вращения максимальной мощности %ф Ф при разгоне, опредыяемое экспериментально, для двухтактного двигагеля равное 1,15.
2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что радиус сопряжения сторон треугольнн- М ка выемки выполнен равным 0,5 — 0,7 радиуса )
R скругления свободного конца пластины, р который выражен соотношением
R. (0,25 — 0,35) F.
1244418
Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к двухтактным двигателям внутреннего сгорания.
Цель изобретения — повышение эффективных показателей двигателя путем снижения инерционности пластины клапана и исключения резонансных явлений.
На фиг. 1 изображен двигатель внутреннего сгорания с обратным клапаном на впуске; на фиг. 2 — пластина обратного клапана; на фиг. 3 — выполнение выемки в пластине обратного клапана; на фиг. 4— разрез А — А на фиг. 2 и 3; на фиг. 5— разрез Б — Б на фиг. 2; на фиг. 6 — разрез  — В на фиг. 3.
Двигатель внутреннего сгорания содержит по меньшей мере один цилиндр 1 с поршнем 2 и кривошипной камерой 3, канал 4 впуска свежего заряда в кривошипную камеру, имеющий впускное окно 5, в котором размещен корпус 6 обратного клапана с пластиной 7 и ограничителем 8. На пластине выполнена выемка 9 (фиг. 2) с ребрами 10 жесткости.
Выемка 9 на пластине 7 обратного клапана выполнена в форме треугольника со сторонами, сопряженными радиусами, составляющими 0,5 — 0,7 от радиуса скругления свободного конца пластины 7, причем один радиус сопряжения касателен линии заделки пластины 7, а противоположная ему сторона с прилегающими радиусами идентична окну 5 канала 4 впуска и отстоит от свободного конца пластины 7 на величину 0,1 — 0,2 рабочей длины. Рабочая длина и радиус округления свободного конца пластины 7 определяются из соотношений
R = (0,25 — 0,35)I, где 1 — рабочая длина пластины клапана;
h — толщина пластины; и,„— максимальная частота вращения вала двигателя;
Š— модуль упругости материала пластины; р — средняя погонная плотность рабочего участка пластины;
R — радиус скругления свободного конца пластины;
P — практическое превышение частоты вращения максимальной мощности при разгоне, определяемое экспериментально, для двухтактного двигателя равное 1,15.
Соотношение выведено с учетом того, что на всех режимах работы двигателя на пластину действуют одновременно изгибающий момент от равнораспределительной нагрузки на пластину, обусловленный перепадом давлений во впускном тракте двигателя, ударные нагрузки в зоне контакта пластины с корпусом клапана в момент ее посадки на клапан, напряжение изгиба от собственной частоты колебаний.
Собственная частота колебаний пластины с поперечной нейтральной линией определяется из соотношения
Р2 = 2
1Р где 3 — рабочая длина пластины от линии заделки;
Š— модуль упругости материала пластины; .1 — момент инерции поперечного сечения
15 пластины относительно нейтральной оси сечения, перпендикулярной к плоскости колебаний; ц — масса единицы длины пластины.
Учитывая, что двигатель должен сохранять надежную работоспособность в диапазоне частот вращения коленчатого вала от 0 до пмакс, то для исключения резонанса пластины частота собственных колебаний пластины Р2 должна быть больше максимальной частоты возмущающих колебаний
Рмакс» M., РаВНОЙ
ПМакс 9
Рмвкс. вози60
35 где Ь - — максимальная частота вращения вала двигателя, соответствующая режиму максимальной мощности
1/мин; — практическое превышение частоты вращения максимальной мощности при разгоне, определяемое экспериментально для двухтактного дви га тел я ра вное 1,15.
Таким образом, исходя из условия
P2) Р 0- рабочая длина пластины определяется из последнего соотношения.
4р Колебания с продольной узловой линией, так называемые третьей формы, характерные в данном случае тем, что имеют максимальную амплитуду в свободных углах пластины, приводят к повышенным ударным нагрузкам в углах пластины в мо45 мент посадки ее на седло 6 клапана и являются основной причиной разрушения материала пластины на ее углах. С целью исключения указанного дефекта целесообразно увеличение радиуса скругления углов пластины, что однако приводит к уменьшению проходного сечения клапана и повышению его сопротивления. Исходя из приведенных противоречивых условий и на основании проведенных экспериментальных работ оптимальная величина радиусов скругления углов пластины R должна определяться из условия
R = (0,25 — 0,35)Х, где f — рабочая длина пластины (длина от линии заделки).
1244418
®ue.2
b-6
Qua 6
Составитель К. Дементьев
Техред И. Верес Корректор В. Бутяга
Тираж 880 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Реда кто р Е. Ко пч а
Заказ 3798/39
Ширина В пластины не оказывает существенного влияния на ее надежность и выбирается конструктивно из условия достаточного проходного сечения клапана.
Выемка выполняется глубиной до 1/2 толщины пластины. Из условия обеспечения равномерного распределения эпюры изгибающего момента и повышения чувствительности конца пластины форма выемки определена в виде треугольника со сторонами, сопряженными по радиусам г, один из которых касателен линии заделки пластины, а противоположная ему сторона с прилегающими радиусами идентична окну канала впуска и отстоит от свободного конца пластины на величину 11 = 0 1 — 0 2 рабочей длины.
Исходя из противоречивых условий максимального облегчения пластины и исключения возникновения концентраторов напряжения и на основании тензометрирования напряжения в пластинах в рабочем диапазоне частот двигателя определено, что радиус скругления углов треугольной выемки r должен быть равным 0,5 — 0,7 от радиусов скругления углов пластины.
При движении поршня 2 внутри цилинд.. ра 1 вверх в кривошипной камере 3 создается разрежение. Под действием этого разрежения свободный конец пластины 7 обратного клапана впуска поднимается, и свежая
1ð смесь из канала 4 поступает в кривошипную камеру 3. Подъем пластины ограничивается ограничителем 8.
Когда давление до и после пластины клапана выравнивается, пластина за счет собственной упругости выпрямляется и ложится на корпус 6, перекрывая проходное сечение канала 4 впуска, препятствуя тем самым нежелательному обратному выбросу заряда.
