Карбюраторный двигатель внутреннего сгорания

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1281703 (51) 4 F 02 D 1702

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .; „. "/

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ асп4

ЬР

00 3 (Р (,фЭ (2! ) 3738591/25-06 (22) 17.05.84 (46) 07.01.87. Бюл, Ло 1 (72) Л. Н. Округ (53) 621.437 (088.8) (56) Патент Франции М 706391, кл. 46 а 3, опублик. 1930. (54) (57) КАРБ(ОРАТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус с цилиндрами, расположенными вокруг вала отбора мощности попарно-оппозитно, поршни, снабженные штоками с роликами на концах, опирающимися на силовые профилированные кулачки вала отбора мощности, системы клапанного газораспределе. ния и топливопода lli с педалью регулирования подачи топлива, отличающийся тем, что, с целью повышения топливной экономичности и снижения токсичности отработавших газов при раооте на частичных режимах нагрузки двигателя путем отключения

25 оппозитных пар цилиндров, силовые профилированные кулачки вала отбора мощности выполнены по количеству Ilap оппозитно расположенных цилиндров и сдвинуты один относительно другого на 180 по углу поворота вала, а система клапанного газораспределения выполнена в виде профилированных дисков, установленных на валу отбора мощности, и штанг, выполненных в виде гидравлических плунжеров, причем плунжеры штанг попарно-оппозитных цилиндров сообщены между собой и снабжены гидравлической управляемой системой отключения, гидромеханически связанной с педалью регулирования топливоподачи, а система топливоподачи имеет гидравлическое устройство выключения топлива, связанное с педалью регулирования топливоподачи, и снабжена переключающим устройством для дополнительного подключения одной из пар цилиндров.

1281703

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к карбюраторным двигателям.

Цель изобретения — повышение топливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов при работе на частичных режимах нагрузки двигателя путем отключения оппозитных пар цилиндров.

На фиг. 1 представлен двигатель, поперечный разрез; на фиг. 2 — то же, продоль10 ный разрез; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 — система включения и отключения второй пары силовых цилиндров; на фиг. 5 — система включения и отключения третьей пары силовых цилиндров; на фиг. 6 — вид Б на фиг. 2 и схема подачи 15 воздуха и топлива; на фиг. 7 — разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 8 — радиальная компрессионная пластина с упругими пластинками.

Двигатель содержит корпус 1, силовой вал 2 отбора мощности, коробку 3 передач, рота ционный секционный нагнетатель 4 с системой включения второй и третьей секции, карбюратор 5, систему включения второй пары силовых цилиндров с педалью 6 регулирования количества топлива, систему включения третьей пары силовых ци- 25 линдров с трехходовым краном 7, объемный насос 8 для подачи гидравлической жидкости из сборного бака 9 в нагнетательный бак 10 и распределитель 11 зажигания.

Корпус 1 содержит оппозитные силовые пары цилиндров 12, имеющие камеры 13 сгорания, картер !4 с крышкой 15.

В картере и крышке выполнены отверстия 16 для прохода вала 2 и отверстия 17 для подачи и отвода смазывающе-охлаждающей жидкости.

В цилиндрах 12 устанавливаются рабочие поршни 18, к которым посредством пальцев !9 крепятся штоки 20 с роликами 21.

Камера 13 сгорания имеет впускной клапан 22 и выпускной клапан 23 со штока- 40 ми 24, пружинами 25 и коромыслами 26.

Штанги клапанов выполнены из двух частей в виде плунжеров 27 и 28. Плунжер

27 взаимодействует с коромыслом 26, а плунжер 28 — с кулачками 29 и 30 профилированных распределительных дисков 31.

Плунжеры 27 и 28 устанавливаются в направляющей втулке 32 с таким расчетом, чтобы между их торцами образовалась герметичная камера 33, содержащая патрубок 34 подачи-слива. 50

Силовой вал 2 имеет силовые профилированные кулачки 35 — 37, причем центрально расположенный кулачок 35 повернут относительно двух других кулачков 36 и 37 на

180 . С двух боков указанных кулачков на силовом валу закреплены распределительные диски 31, имеющие по два параллельно расположенных кулачка 29 и 30, выполненных по одному профилю, но смещенных друг относительно друга на 180 . На силовом валу 2 с одной стороны закреплены ротационный секционный нагнетатель 4 и распределитель 11 зажигания, а с другой стороны через зубчатую передачу 38 подключен ведомый вал 39 с коробкой 3 передач.

Ротационный секционный нагнетатель 4 имеет корпус 40, внутренняя поверхность которого выполнена в виде цилиндра. Внутри цилиндра строго по оси проходит силовой вал 2, на котором эксцентрично закреплен ротор 41, выполненный в виде полого цилиндра.

Ротор 41 поперечными перегородками 42 с диаметром, позволяющим свободно им вращаться в корпусе, делится на секции.

Количество секций принимается равным количеству пар силовых цилиндров.

Для создания герметичных камер каждая секция нагнетателя имеет компрессионную пластину 43, установленную в пазу 44 корпуса, и радиальную компрессионную пластину 45, установленну ю в пазу 46 ротора.

Компрессионная пластина 43 содержит шток 47 с выточкой 48 для утапливания защелки 49, уплотнительную подпружиненную пластинку 50, прижимное устройство 51 и пружину 52. Прижимное устройство имеет упругую диафрагму 53 со штоком 54. Камера 55 трубопроводом сообщается с нагие. тательным баком 10 и сборным баком 9.

Радиальная компрессионная пластина 45 имеет с двух сторон упругие пластинки 56.

Карбюратор 5 состоит из двух камер: поплавковой камеры 57 и распределительной камеры 58. В поплавковой камере установлен поплавок (не показан), поддерживающий заданный уровень бензина. В распределительной камере 58 ниже уровня бензина выполнены отверстия 59, сообщающиеся посредством трубопроводов со смесителями 60. Количество отверстий принято равным количеству пар силовых цилиндров.

В указанные отверстия введены регулировочные иглы 61 с тягами 62, кинематически связанные с педалью 6, имеющей пружину 63.

Система включения и отключения второй пары силовых цилиндров содержит впускной 22 и выпускной 23 клапаны, управляемые посредством кулачков 29 и 30 распределительных дисков 31, плунжеры 27 и 28 с герметичными камерами 33, педаль 6 регулирования количества топлива, перепускные клапаны 64 и 65, нагнетательный бак 10 и сборный бак 9. В корпусе 66 перепускного клапана 64 выполнены отверстия 67 и 68 для прохода гидравлической жидкости.

Внутри корпуса установлен золотник 69 с отверстиями 70 и 71. Золотник 69 посредством штока 72 связан с педалью 6.

Перепускной клапан 65 имеет золотник 73 с отверстием 74 и шток 75. В корпусе 76 клапана выполнено отверстие 77.

1281703

Управляется золотник 73 упругой диафрагмой 78, установленной в корпусе 79. Камера 80, образуемая корпусом 79 и упругой диафрагмой 78, сообщается трубопроводами с нагнетательным баком 10 и баком 9.

Для предотвращения обратного тока жидкости на напорном трубопроводе устанавливаются обратные клапаны 81.

Плунжеры 27 и 28 имеют уплотнения 82.

Двигатель работает следующим образом.

При включении стартера силовой вал 2 начинает вращаться.

Вместе с силовым валом вращаются силовые кулачки 35 — 37, распределительные диски 31 с кулачками 29 и 30 и ротор 41 ротационного компрессора.

Силовые кулачки 35 — 37 воздействуют на штоки 20 рабочих поршней 18 первой пары силовых цили ндров и последовательно осуществляют четырехтактный цикл — заполнение цилиндра 12 сжатой в первой секции нагнетателя 4 рабочей смесью (участок 1 — 11 кулачка, фиг. 1), сжатие ее до заданного давления (участок 11 — 111), воспламенение и сжигание рабочей смеси при постоянном объеме камеры 13 сгорания (участок 111 — IV), расширение продуктов сгорания топлива — рабочий ход (участок

IV — -V) и выпуск отработавших газов (участок V I) .

Вторая и третья пары силовых цилиндров, а также вторая и третья секции ротационного нагнетателя 4 в режиме холостого хода и малых нагрузок не работают.

Это достигается следующим образом.

Педаль 6 в указанных режимах работы под воздействием пружины 63 находится в крайнем верхнем положении (точка VI), при котором золотник 69 перепускного клапана 64 сообщает посредством отверстий 68 и 71 герметичные камеры 33 и камеру 55 прижимного устройства 51 с баком 9. За счет разности давления в баке 9 и картере

14 плунжеры 28 утапливаются в направляющих втулках 32 и выходят из соприкосновения с кулачками 29 и 30, а защелка 40 прижимного устройства 51, второй секции ротационного нагнетателя 4 утапливается в выточке 48 и выводит компрессионную пластину 43 из контакта с поверхностью ротора 41.

Трехходовой кран 7 системы включения и выключения третьей пары силовых цилиндров находится в положении, при котором герметичные камеры 33 третьей пары силовых цилиндров сообщаются с баком 9. Плунжеры 28 в этом случае утапливаются в направляющих втулках 32 и выходят из соприкосновения с кулачками 29 и 30, а защелка 49 прижимного устройства 51 третьей секции ротационного нагнетателя 4 утапливается в выточке 48 и выводит компрессион5

35 ную пластину 43 из контакта с поверхностью ротора 41.

Золотник 73 перепускного клапана 65 второй и третьей пары силовых цилиндров находится в положении, при котором он перекрывает отверстие 77 корпуса 76, а следовательно, и подачу топлива из распределительной камеры 58 в смесители 60, ьторой и третьей пары силовых цилиндров.

Увеличение мощности двигателя осуществляется нажатием на педаль 6. Педаль за счет свободного хода, не воздействуя на шток 72, перемещается вниз, при этом регулировочная игла 61 выходит из отверстия

59 и увеличивает подачу топлива в смеситель 60 с таким расчетом, чтобы коэффициент избытка воздуха не был ниже 1,15 (на холостом ходу коэффициент избытка воздуха не должен превышать 1,35).

В этом диапазоне коэффициента избытка воздуха происходит полное сгорание топлива с минимальным количеством токсичных веществ.

Ход педали имеет два участка (фиг. 4): первый участок (VI — Vll) — увеличение подачи топлива, при котором коэффициент избытка воздуха снижается с 1,35 до 1,15.

На этом участке педаль 6 перемещается от точки VI к точке VI I, не воздействуя при этом на шток 72; второй участок (VII—

VI I I) — включение второй пары силовых цилиндров. На этом участке педаль 6 перемешается от точки VII к точке VIII и посредством штока 72 воздействует на золотник 69 перепускного клапана 64.

Следует отметить, что при необходимости резкого увеличения мощности педаль 6 выжимают до отказа, мощность при этом возрастает в 2 раза (за счет включения второй пары силовых цилиндров). Однако, если эта мощность больше требуемой, педаль 6.плавно отпускают.

В случае плавного наращивания мощности педаль 6 выжимают до отказа и сразу же ее отпускают до упора в шток 72, а затем плавно выжимают педаль, увеличивая мощность двигателя.

Одновременно с выжиманием педали 6 до отказа осуществляются следующие процессы: золотник 69, перемещаясь вниз, перекрывает отверстие 68 клапана 64 и открывает отверстие 67, сообщая при этом герметичные камеры 33 второй пары силовых цилиндров, камеру 55 прижимного устройства 51 второй секции ротационного нагнетателя 4 и камеру 80 перепускного клапана 65 второй секции распределительной камеры 58, карбюратора 5 с нагнетательным баком 10; гидравлическая жидкость поступает в герметичные камеры 33 и, воздействуя на плунжеры 28, прижимают их к распределительным дискам 31, а так как усилие, действующее на плунжеры 27, в камерах 33

1281703 меньше чем усилие пружин 25, то плунжеры 27 находятся в неподвижном состоянии; вращаясь вместе с валом 2, распределительные диски 31 кулачками 30 нажимают на плунжеры 28, давление жидкости в герметичных камерах 33 возрастает, обратный клапан 81 автоматически закрывается. Усилие, создаваемое плунжером 28 через гидравлическую жидкость, передается на плунжер 27. Плунжер 27 перемешается и открывает впускной клапан 22; гидравлическая жидкость заполняет камеру 55 прижимного устройства 5! и, отжимая диафрагму 53, выводит защелку 49 из выточки 48. Компрессионная пластина 43 под действием пружины 52 прижимается к поверхности ротора 41, образуя герметичные камеры, в которых осуществляется сжатие воздуха и подача его в смеситель 60; камера 80 перепускного клапана 65 заполняется гидравлической жидкостью, упругая диафрагма отжимается и посредством штока 75 перемещает золотник 73 в положение, при котором отверстие 74 золотника 73, совмещаясь с отверстием 77 корпуса 76, сообшает распределительную камеру 58 карбюратора 5 со смесителем 60. В смеситель поступает топливо; в силовые цилиндры !2 второй пары поступает рабочая смесь из нагнетателя 4 и, отжимая поршень 18 на участке 1 — 11 кулачков 35 — 37, заполняет цилиндр 12.

После заполнения цилиндра 12 рабочей смесью впускной клапан 22 закрывается.

Продолжая вращаться, вал 2 участком

11 — 111 кулачков 35, 36 и 37 перемещает поршень 18 из нижней мертвой точки (н. м. т. — всасывания) в верхнюю мертвую точку (в. м. т.), осуществляя этим сжатие рабочей смеси. В камеру 13 сгорания подается искра. Рабочая смесь воспламеняется и сгорает, причем сгорание ее происходит при постоянном объеме камеры сгорания. Это достигается тем, что участок 111 — IV кулачка, равного дуге в 20 — 40 > имеет постоянную высоту.

Когда к роликам 21 подойдут участки

IV — V начнется расширение продуктов сгорания топлива — рабочий ход. Поршень 18 при этом перемещается из в. м. т. и и. м. т. и вращает силовой вал 2.

Продолжая вращаться, силовой вал 2 участком IV — 1 кулачков перемещает поршень 18 из н. м.т. (такт выпуска) в в. м. т., выталкивая из цилиндра отработавшие газы. В начале такта выпуска кулачок 29 распределительного диска 31, нажимая на плунжер 28, открывает плунжером 27 выпускной клапан 23.

При подходе поршня 18 в в. м. т. выпускной клапан 23 закрывается.

Включение третьей пары силовых цилиндров 12 осуществляется поворотом трехходового крана 7 в положение, при котором гидравлическая жидкость поступает в гер5

55 метичные камеры 33 третьей пары силовых цилиндров, в камеру 55 прижимного устройства 51 третьей секции ротационного нагнетателя 4 и в камеру 80 перепускного клапана 65 третьей секции распределительной камеры 58 карбюратора 5.

Вся дальнейшая работа двигателя после поворота трехходового крана 7 осуществляется по аналогии с включением второй пары силовых цилиндров.

Снижение могцности осуществляется последовательным отключением третьей, а затем второй пары силовых цилиндров и снятием усилия с педали 6.

Для отключения третьей пары силовых цилиндров трехходовой кран 7 поворачивают в положение, при котором он сообщает герметичные камеры ЗЗ третьей пары силовых цилиндров, камеру 55 прижимного устройства 51 третьей секции ротационного нагнетателя 4 и камеру 80 перепускного клапана 65 третьей секции карбюратора 5 со сборным баком 9.

Одновременно с этим осу ществляются следующие операции: гидравлическая жидкость из герметичных камер 33 третьей пары силовых цилиндров отсасывается в бак 9.

Плунжеры 28 за счет разности атмосферного давления и давления в баке 9 втягиваются в герметичные камеры 33 и выходят из контакта с кулачками 29 и 30; гидравлическая жидкость из камеры 55 прижимного устройства 51 третьей секции ротационного нагнетателя 4 сливается в бак 9. Упругая диафрагма 53 посредством штока 54 вводит защелку 49 в выточку 48 и выводит компрессионную пластину 43 из контакта с поверхностью ротора 41. Это исключает образование герметичных камер, а следовательно, сжатие воздуха; гидравлическая жидкость сливается из камеры 80 перепускного клапана 65 третьей секции карбюратора 5.

В этом случае упругая диафрагма 78 посредством штока 75 перемещает золотник 73 в положение, при котором отверстие 77 перекрывается, прекращая тем самым подачу топлива в .смеситель 60.

В случае необходимости дальнейшего снижения мощности двигателя отключается вторая пара силовых цилиндров.

Это достигается тем, что педаль 6 полностью отпускают. Пружина 63 при этом возвращается в исходное положение, при котором шток 72 перемешает золотник 69 в положение, при котором он открывает отверстие 68 клапана 64 и сообщает герметичные камеры 33 второй пары силовых цилиндров, камеру 55 прижимного устройства

51 второй секции ротационного нагнетателя 4 и камеру 80 перепускного клапана 65 второй секции карбюратора 5 со сборным баком 9.

Вся дальнейшая работа двигателя после отпуска педали 6 осуществляется по ана1281703 логии с выключением третьей пары силовых цилиндров.

Изобретение позволяет повысить КПД и снизить расход топлива при работе многоцилиндрового двигателя на частичных нагрузках, а также снизить токсичность отработавших газов, причем отключение цилиндров не влияет на уравновешенность двигателя.

128!703

1281703

Вид Е

Риг. б

1 >8!703 (,оставитель М. Крылов

Редактор Г. Волкова Текред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 7168/26 Тира>к 5(>4 Подписное

В1!ИИПИ Государственного комитета (.(К.Р н> дела» изобретений и о>кр>»тий

113035, Москва, )К 35. Ра> инская наб., д. 4l5

Г!роизводствснно-полигр»фиче«кое предприятие, I, » кгород, тл. !!росктная, 4

Карбюраторный двигатель внутреннего сгорания Карбюраторный двигатель внутреннего сгорания Карбюраторный двигатель внутреннего сгорания Карбюраторный двигатель внутреннего сгорания Карбюраторный двигатель внутреннего сгорания Карбюраторный двигатель внутреннего сгорания Карбюраторный двигатель внутреннего сгорания Карбюраторный двигатель внутреннего сгорания 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области двигателестроения

Изобретение относится к области автоматического регулирования двигателей внутреннего сгорания, в частности к двигателям с отключаемыми цилиндрами

Изобретение относится к дизелям с импульсной системой турбонаддува и регулированием путем отключения цилиндров

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с искровым зажиганием, снабженным компрессором для производства сжатого воздуха

Изобретение относится к машиностроению, в частности к дизельным двигателям автомобильных самосвалов

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно, к двигателям внутреннего сгорания, приспособленным для работы на различных видах топлива с возможностью регулирования степени сжатия и рабочего объема путем изменения хода поршня

Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам питания для многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к системам управления и регулирования двигателей внутреннего сгорания с отключенными цилиндрами

Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет осуществить регулирование мощности многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания за счет изменения величины хода поршней и числа работающих цилиндров

Изобретение относится к системам управления и регулирования двигателей внутреннего сгорания с отключаемыми цилиндрами

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания
Наверх