Устройство для регулирования объема камеры сгорания и мощности двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение может быть использовано в четырехтактных двигателях внутреннего сгорания. Устройство содержит цилиндр, поршень, головку цилиндра с впускным и выпускным клапанами, подвижный цилиндрический подклапанный стакан, распределительный вал с кулачковым механизмом для привода впускного и выпускного клапанов и приводной механизм подклапанного стакана для регулирования объема камеры сгорания. Устройство снабжено и другим приводным механизмом для очистки камеры сгорания. Подклапанный стакан снабжен седлами для впускного и выпускного клапанов и втулкой, установленной на подклапанном стакане коаксиально седлу впускного клапана. В головке цилиндра, во впускном тракте выполнено углубление для перемещения втулки. На наружных сторонах подклапанного стакана и втулки установлены уплотняющие элементы, на противоположной от поршня стороне подклапанного стакана выполнен, по меньшей мере, один направляющий шток. Камера сгорания образована днищем поршня, днищами подклапанного стакана, впускным и выпускным клапанами и стенками отверстия подклапанного стакана. При минимальных нагрузках двигателя и запуске подклапанный стакан перемещается в сторону поршня, обеспечивая минимальный объем камеры сгорания, максимальную степень сжатия, минимальный ход впускного клапана и минимальное количество рабочего заряда (воздуха или топливно-воздушной смеси). При увеличении нагрузки на двигатель подклапанный стакан перемещается в противоположную от поршня сторону под действием пружины, увеличивая при этом объем камеры сгорания, уменьшая степень сжатия и увеличивая ход впускного клапана и количество впускаемого рабочего заряда, при этом компенсаторы зазора уменьшают величину зазора. При номинальной нагрузке на двигатель подклапанный стакан перемещается в крайнее верхнее относительно поршня положение, обеспечивая при этом увеличение объема камеры сгорания, хода впускного клапана и количество впускаемого рабочего заряда до максимальной величины и уменьшение степени сжатия до минимальной величины. Технический результат заключается в повышении коэффициента полезного действия (КПД) двигателя, снижении расхода топлива, увеличении эффективности работы двигателя и повышении надежности устройства. 22 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к четырехтактным двигателям внутреннего сгорания с устройствами для регулирования объема камеры сгорания и мощности двигателя.

Известно устройство для регулирования объема камеры сгорания и мощности двигателя внутреннего сгорания, содержащее цилиндр, поршень, головку цилиндра, в которой размещены, по меньшей мере, один впускной и один выпускной клапаны, установленный в отверстии подклапанного стакана головки цилиндра подвижный подклапанный стакан, распределительный вал с кулачковым механизмом для привода впускного и выпускного клапанов и приводной механизм подклапанного стакана, причем подклапанный стакан со стороны поршня снабжен седлом выпускного клапана (см. заявку Великобритании 2033960, опубл. 29.05.1980).

Недостатком известного устройства является недостаточно высокий коэффициент полезного действия (КПД) ввиду плохой очистки паразитного (мертвого) объема камеры сгорания, невозможности регулирования объемов цилиндра и камеры сгорания и степени сжатия в зависимости от режима работы двигателя и недостаточно надежная работа устройства.

Задачей изобретения является повышение КПД двигателя, снижение расхода топлива, увеличение эффективности работы двигателя и повышение надежности устройства.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для регулирования объема камеры сгорания и мощности двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндр, поршень, головку цилиндра, в которой размещены, по меньшей мере, один впускной и выпускной клапаны, установленный в отверстии подклапанного стакана головки цилиндра подвижный подклапанный стакан, распределительный вал с кулачковым механизмом для привода впускного и выпускного клапанов и приводной механизм подклапанного стакана, причем подклапанный стакан со стороны поршня снабжен седлом выпускного клапана, согласно изобретению устройство снабжено приводным механизмом для очистки камеры сгорания, включающимся в работу в режиме очистки цилиндра от отработавших газов, подклапанный стакан со стороны поршня снабжен седлом для впускного клапана, с противоположной от поршня стороны подклапанный стакан снабжен изолирующей втулкой, размещенной коаксиально седлу впускного клапана, сообщенной с впускным трактом двигателя и разделяющей впускной и выпускной тракты двигателя, в головке цилиндра, во впускном тракте выполнено углубление для перемещения втулки, на наружных сторонах подклапанного стакана и втулки установлены уплотняющие элементы, с противоположной от поршня стороны подклапанный стакан снабжен, по меньшей мере, одним направляющим стержнем, камера сгорания образована днищем поршня, днищами подклапанного стакана, впускным и выпускным клапанами и стенками отверстия подклапанного стакана, стержень снабжен пружиной, расположенной со стороны распределительного вала, с возможностью обеспечения связи между подклапанным стаканом и рабочим органом приводного механизма подклапанного стакана, между штоком выпускного клапана и кулачком распределительного вала установлен компенсатор зазора, обеспечивающий переменный ход выпускного клапана, причем при минимальных нагрузках двигателя и запуске подклапанный стакан выполнен с возможностью перемещения в сторону поршня под действием приводного механизма подклапанного стакана, обеспечивая минимальный объем камеры сгорания и максимальную степень сжатия, при этом между кулачками распределительного вала и штоками клапанов установлен максимальный зазор, в этом режиме впускной клапан выполнен с возможностью обеспечения минимального хода впускного клапана и минимальной площади проходного сечения открытого впускного клапана на такте впуска, при увеличении нагрузки на двигатель подклапанный стакан выполнен с возможностью перемещения в противоположную от поршня сторону под действием пружины, увеличивая при этом объем камеры сгорания и уменьшая степень сжатия, а также обеспечивая при этом увеличение хода впускного клапана и увеличение площади проходного сечения открытого впускного клапана, при этом между кулачками распределительного вала и штоками клапанов уменьшена величина зазора, причем при номинальной нагрузке на двигатель подклапанный стакан выполнен с возможностью смещения в крайнее верхнее относительно поршня положение, обеспечивая при этом увеличение объема камеры сгорания до максимальной величины и уменьшение степени сжатия до минимальной величины и максимальный ход впускного клапана и максимальную площадь проходного сечения открытого впускного клапана, а между кулачками распределительного вала и штоками клапанов установлен минимальный зазор, причем при завершении процесса выпуска отработавших газов в режиме очистки камеры сгорания от отработавших газов подклапанный стакан выполнен с возможностью перемещения совместно с закрытым впускным клапаном в крайнее нижнее положение в сторону поршня под действием приводного механизма для очистки камеры сгорания, выполненного в виде стержня подклапанного стакана, взаимодействующего с кулачком распределительного вала, обеспечивая при этом удаление отработавших газы из камеры сгорания и отделение последней от полости цилиндра, в начале процесса впуска при начале перемещения поршня от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ) впускной клапан остается неподвижным, а подклапанный стакан вместе с закрытым выпускным клапаном перемещается в противоположную от поршня сторону и опирается на рабочий орган приводного механизма подклапанного стакана, который устанавливает объем камеры сгорания, а в конце процесса впуска впускной клапан перемещается в сторону подклапанного стакана и закрывается, отделяя камеру сгорания от впускного тракта.

При остановке двигателя подклапанный стакан может быть выполнен с возможностью перемещения в сторону поршня, обеспечивая минимальный объем камеры сгорания, максимальную степень сжатия и минимальный ход впускного клапана.

Рабочий орган приводного механизма подклапанного стакана, изменяющего объем камеры сгорания и хода впускного клапана, может быть выполнен в виде приводной втулки, установленной в кольцевое цилиндрическое углубление, выполненное по периметру днища отверстия подклапанного стакана.

Торцевая сторона приводной втулки может образовывать опорную поверхность для подклапанного стакана при работе двигателя на режимах от минимального до номинального.

Опорная поверхность может быть выполнена ребристой для сообщения объема между верхней торцевой поверхностью подклапанного стакана и днищем отверстия подклапанного стакана с впускным трактом.

Приводная втулка может быть дополнительно связана с дополнительным приводным механизмом подклапанного стакана, изменяющим объем камеры сгорания, с возможностью перемещения в сторону, противоположную от поршня от дополнительного приводного механизма.

Приводной механизм подклапанного стакана, изменяющий объем камеры сгорания, может быть выполнен или гидравлическим, или пневматическим, или электрическим, или механическим и может быть снабжен блоком управления.

Приводной механизм подклапанного стакана для очистки камеры сгорания цилиндра может быть выполнен десмодромным.

Днище подклапанного стакана напротив отверстия для свечи зажигания может быть снабжено желобом для искры зажигания при объеме камеры сгорания меньше максимальной величины.

Днище подклапанного стакана может быть снабжено дополнительном желобом для впрыска топлива при объеме камеры сгорания меньше максимальной величины.

Днище поршня напротив отверстия для свечи зажигания может быть снабжено желобом для искры зажигания при объеме камеры сгорания меньше максимальной величины.

Днище поршня может быть снабжено дополнительном желобом для впрыска топлива.

Профиль кулачков распределительного вала может быть выполнен с возможностью более раннего открытия по сравнению с моментом открытия впускного клапана, определяемым заводом-изготовителем для двигателя такого же типа с постоянной величиной хода клапана, и более позднего закрытия по сравнению с моментом закрытия впускного клапана, определяемым заводом-изготовителем для двигателя такого же типа с постоянной величиной хода клапана.

Величина перекрытия клапанов может быть больше величины, определяемой заводом-изготовителем для двигателя такого же типа с постоянной величиной хода клапана.

Распределительный вал может быть выполнен с возможностью перемещения в сторону штоков клапанов.

Длина штока выпускного клапана может быть больше длины штока впускного клапана, а ход выпускного клапана может быть больше хода впускного клапана на всех режимах работы двигателя.

Между штоком впускного клапана и кулачком распределительного вала может быть установлен противоударный гидравлический компенсатор зазора.

Между штоком выпускного клапана и кулачком распределительного вала может быть установлен гидравлический компенсатор зазора.

Компенсатор зазора может быть выполнен в виде подвижного клиновидного элемента, расположенного между штоком выпускного клапана и кулачком распределительного вала.

Приводной механизм подклапанного стакана для очистки камеры сгорания может быть выполнен с возможностью включения в работу при переходе двигателя на нагрузки от средней и выше до номинальной.

При завершении процесса выхлопа впускной клапан может быть выполнен с возможностью опережающего неполного открытия, затем подклапанный стакан перемещается в сторону поршня, закрывает впускной клапан и вместе с ним перемещается к нижней крайней точке, удаляя отработавшие газы из камеры сгорания.

В режиме очистки камеры сгорания от отработавших газов положение подклапанного стакана в крайней нижней в сторону поршня точке может соответствовать положению подклапанного стакана при минимальном объеме камеры сгорания.

При изменении объема камеры сгорания подклапанный стакан имеет возможность перемещаться или при завершении процесса расширения при рабочем ходе, или в процессе выпуска отработавших газов, или на начальной стадии процесса сжатия.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано устройство для изменения рабочего объема камеры сгорания, вид спереди; на фиг.2 - устройство для изменения рабочего объема камеры сгорания, вид сбоку.

Устройство для регулирования объема камеры сгорания и мощности двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндр 1, поршень 2, головку 3 цилиндра, в которой размещены впускной и выпускной клапаны 4 и 5, и впускной и выпускной тракты 6 и 7. Подвижный цилиндрический подклапанный стакан 8 установлен в отверстии 9 подклапанного стакана головки 3 цилиндра. Имеется распределительный вал с кулачковым механизмом для привода впускного и выпускного клапанов 4 и 5 и приводной механизм подклапанного стакана 8, работающий в режиме изменения объема камеры сгорания, также имеется приводной механизм для очистки камеры сгорания, включающийся в работу в режиме очистки цилиндра от отработавших газов (не показаны). Подклапанный стакан 8 со стороны поршня снабжен седлом 11 впускного клапана и седлом 12 для выпускного клапана 5. Изолирующая втулка 13 выполнена на подклапанном стакане 8 коаксиально седлу 11 впускного клапана 4, сообщена с впускным трактом 6 двигателя и разделяет впускной и выпускной тракты 6 и 7. В головке 3 цилиндра, во впускном тракте 6 подклапанного стакана выполнено углубление 14 для перемещения втулки 13. На наружных сторонах подклапанного стакана 8 и втулки 13 установлены уплотняющие элементы 15. На противоположной от поршня 2 стороне подклапанного стакана 8 выполнен, по меньшей мере, один направляющий шток 16. Камера сгорания 17 образована днищем поршня 2, днищами подклапанного стакана 8, впускных и выпускных клапанов 4 и 5 и стенками отверстия 9 подклапанного стакана и может быть снабжена не менее чем одной свечой зажигания 10.

Направляющий стержень 16 совместно с кулачком распределительного вала в режиме очистки камеры сгорания 17 от отработавших газов образует приводной механизмом для очистки камеры сгорания.

При остановке двигателя подклапанный стакан 8 может быть выполнен с возможностью перемещения в сторону поршня 2, обеспечивая минимальный объем камеры сгорания 17, максимальную степень сжатия и минимальный ход впускного клапана 4.

Рабочий орган приводного механизма подклапанного стакана 8, изменяющего объем камеры сгорания и хода впускного клапана 4, может быть выполнен в виде втулки 18, установленной в кольцевое цилиндрическое углубление, выполненное по периметру днища отверстия 9 подклапанного стакана.

Днище отверстия 9 подклапанного стакана совместно с торцевой стороной втулки 18 может образовывать опорную площадку для подклапанного стакана 8 при работе двигателя на номинальной мощности.

Торцевая сторона втулки 18 может образовывать опорную поверхность для подклапанного стакана 8 при работе двигателя на режимах от минимального до номинального.

Опорная поверхность может быть выполнена ребристой для сообщения Втулка 18 дополнительно может быть связана с дополнительным приводным механизмом подклапанного стакана, изменяющим объем камеры сгорания (не показан), с возможностью перемещения в сторону, противоположную от поршня 2, с помощью дополнительного приводного механизма.

Приводной механизм подклапанного стакана 8, изменяющий объем камеры сгорания, может быть выполнен или гидравлическим, или электрическим, или механическим и может быть снабжен блоком управления.

Приводной механизм подклапанного стакана, используемый для очистки камеры сгорания (не показан), может быть выполнен десмодромным, например, таким как в авторском свидетельстве СССР 476366 или в авторском свидетельстве СССР 907280.

Днище подклапанного стакана 8 напротив отверстия для свечи 10 зажигания может быть снабжено желобом для искры зажигания при объеме камеры сгорания 17 меньше максимальной величины.

Днище подклапанного стакана 8 может быть снабжено дополнительном желобом для впрыска топлива при объеме камеры сгорания 21 меньше максимальной величины.

Днище поршня 2 напротив отверстия для свечи 10 зажигания может быть снабжено желобом для искры зажигания при объеме камеры сгорания 17 меньше максимальной величины.

Днище поршня 2 может быть снабжено дополнительном желобом для впрыска топлива.

Профиль кулачков распределительного вала может быть выполнен с возможностью более раннего открытия по сравнению с моментом открытия впускного клапана 4, определяемым заводом-изготовителем для двигателя такого же типа с постоянной величиной хода клапана, и более позднего закрытия по сравнению с моментом закрытия впускного клапана 4, определяемым заводом-изготовителем для двигателя такого же типа с постоянной величиной хода клапана.

Величина перекрытия клапанов 4 и 5 может быть больше величины, определяемой заводом-изготовителем для двигателя такого же типа с постоянной величиной хода клапана.

Распределительный вал может быть выполнен с возможностью перемещения в сторону штоков клапанов.

Длина штока выпускного клапана 5 может быть больше длины штока впускного клапана 4, а ход выпускного клапана 5 больше хода впускного клапана 4 на всех режимах работы двигателя.

Между штоком впускного клапана 4 и кулачком распределительного вала может быть установлен противоударный гидравлический компенсатор зазора (не показан).

Между штоком выпускного клапана 4 и кулачком распределительного вала может быть установлен гидравлический компенсатор зазора (не показан).

Компенсатор зазора может быть выполнен в виде подвижного клиновидного элемента (не показан), расположенного между штоком выпускного клапана 5 и кулачком распределительного вала.

Приводной механизм подклапанного стакана 8 для очистки камеры сгорания может быть выполнен с возможностью включения в работу при переходе двигателя на нагрузки от средней и выше до номинальной.

Устройство работает следующим образом. При минимальных нагрузках двигателя и запуске по сигналу блока управления втулка 18 перемещает подклапанный стакан 8 в сторону поршня 2. Это обеспечивает минимальный объем камеры сгорания 17 и максимальную степень сжатия, при этом между кулачками распределительного вала и штоками клапанов установлен максимальный зазор, а компенсатор зазора обеспечивает перемещение клиновидных элементов, сохраняя требуемую величину 2 зазора. Впускной клапан 4 имеет минимальный ход, обеспечивая минимальную площадь проходного сечения, а следовательно, и минимальное количество рабочего заряда (воздуха или топливно-воздушной смеси), поступающего в цилиндр 1. В результате в процессе впуска в цилиндр 1 двигателя поступает минимальное и необходимое количество рабочего заряда (воздуха или топливно-воздушной смеси) для запуска двигателя или для работы на минимальной нагрузке. После подачи необходимого количества рабочего заряда (воздуха или топливно-воздушной смеси) начинается цикл сжатия, при котором устанавливается максимальная степень сжатия, наиболее эффективная для этого режима нагрузки двигателя.

При увеличении нагрузки на двигатель по сигналу блока управления втулка 18, сохраняющая кинематическую связь с приводным механизмом за счет пружины (не показана), перемещает подклапанный стакан 8 в противоположную от поршня 2 сторону. Это приводит к увеличению объема камеры сгорания 17 и уменьшению степени сжатия, при этом между кулачками распределительного вала и штоками клапанов уменьшается величина зазора и компенсатор зазора смещает клиновидные элементы, сохраняя требуемый зазор. При промежуточных нагрузках подклапанный стакан 8 опирается на торцевую поверхность втулки 17. Впускной клапан 4 увеличивает величину своего хода, обеспечивая увеличение площади проходного сечения и увеличение количества рабочего заряда, поступившего в цилиндр 1 при впуске. В результате в процессе впуска в цилиндр 1 двигателя поступает увеличенное и необходимое количество рабочего заряда (воздуха или топливно-воздушной смеси) для данной промежуточной нагрузки. После подачи необходимого количества рабочего заряда (воздуха или топливно-воздушной смеси) начинается цикл сжатия, при котором устанавливается оптимальная степень сжатия, меньшая максимальной величины и наиболее эффективная для этого режима нагрузки двигателя.

На номинальной нагрузке на двигатель по сигналу блока управления втулка 18 смещает подклапанный стакан 8 в крайнее верхнее положение относительно поршня 2, обеспечивая при этом увеличение объема камеры сгорания 17 до максимальной величины и уменьшение степени сжатия до минимальной величины, при этом между кулачками распределительного вала и штоками клапанов установлен минимальный зазор, а компенсатор обеспечивает перемещение клиновидных элементов для сохранения требуемого зазора. Впускной клапан 4 имеет максимальную величину хода, обеспечивая максимальную площадь проходного сечения и максимальное количество рабочего заряда, поступившего в цилиндр 1. В результате в процессе впуска в цилиндр 1 двигателя поступает максимальное и необходимое количество рабочего заряда (воздуха или топливно-воздушной смеси) для номинальной нагрузки. После подачи необходимого количества рабочего заряда (воздуха или топливно-воздушной смеси) начинается цикл сжатия, при котором устанавливается минимальная степень сжатия, наиболее эффективная для этого режима нагрузки двигателя.

При остановке двигателя по сигналу блока управления втулка 18 перемещает подклапанный стакан 8 в крайнее нижнее положение относительно поршня 2, обеспечивая минимальный объем камеры сгорания 17 и максимальную степень сжатия, подготавливая тем самым устройство для будущего запуска двигателя.

В режиме очистки камеры сгорания 17 от отработавших газов подклапанный стакан 8 перемещается совместно с закрытым впускным клапаном 4 в крайнее нижнее положение в сторону поршня 2 под действием иного механизма, чем применялся при изменении объема камеры сгорания 21. При этом режиме применяется приводной механизм для очистки камеры сгорания, выполненный в виде стержня 16 подклапанного стакана, взаимодействующего с кулачком распределительного вала. Этим перемещением подклапанного стакана 8 обеспечивается удаление отработавших газы из камеры сгорания 17 и отделение последней от полости цилиндра 1. Следует отметить, что в начале процесса впуска при начале перемещения поршня 2 от верхней мертвой точке (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ) впускной клапан 4 остается неподвижным, а подклапанный стакан 8 вместе с закрытым выпускным клапаном 4 перемещается в противоположную от поршня 2 сторону и опирается на втулку 18 (рабочий орган приводного механизма подклапанного стакана, который устанавливает объем камеры сгорания), а в конце процесса впуска впускной клапан 4 перемещается в сторону подклапанного стакана 8 и закрывается, отделяя камеру сгорания 17 от впускного тракта 6.

Кроме того, при завершении процесса выхлопа впускной клапан 4 может быть выполнен с возможностью опережающего неполного открытия, а затем подклапанный стакан 8 может перемещаться в сторону поршня 2, закрывая впускной клапан 4, и вместе с ним может перемещаться к нижней крайней точке, удаляя отработавшие газы из камеры сгорания 17.

В режиме очистки камеры сгорания от отработавших газов положение подклапанного стакана 8 в крайней нижней в сторону поршня точке может соответствовать положению подклапанного стакана 8 при минимальном объеме камеры сгорания 17.

Таким образом обеспечивается регулирование объемов камеры сгорания и цилиндра, а также обеспечивается регулирование мощности двигателя в зависимости от режима работы двигателя.

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования объема камеры сгорания и мощности двигателя внутреннего сгорания, содержащее цилиндр, поршень, головку цилиндра, в которой размещены, по меньшей мере, один впускной и выпускной клапаны, установленный в отверстии подклапанного стакана головки цилиндра подвижный подклапанный стакан, распределительный вал с кулачковым механизмом для привода впускного и выпускного клапанов и приводной механизм подклапанного стакана, причем подклапанный стакан со стороны поршня снабжен седлом выпускного клапана, отличающееся тем, что устройство снабжено приводным механизмом для очистки камеры сгорания, включающимся в работу в режиме очистки цилиндра от отработавших газов, подклапанный стакан со стороны поршня снабжен седлом для впускного клапана, с противоположной от поршня стороны подклапанный стакан снабжен изолирующей втулкой, размещенной коаксиально седлу впускного клапана, сообщенной с впускным трактом двигателя и разделяющей впускной и выпускной тракты двигателя, в головке цилиндра, во впускном тракте выполнено углубление для перемещения втулки, на наружных сторонах подклапанного стакана и втулки установлены уплотняющие элементы, с противоположной от поршня стороны подклапанный стакан снабжен, по меньшей мере, одним направляющим стержнем, камера сгорания образована днищем поршня, днищами подклапанного стакана, впускным и выпускным клапанами и стенками отверстия подклапанного стакана, стержень снабжен пружиной, расположенной со стороны распределительного вала, с возможностью обеспечения связи между подклапанным стаканом и рабочим органом приводного механизма подклапанного стакана, между штоком выпускного клапана и кулачком распределительного вала установлен компенсатор зазора, обеспечивающий переменный ход выпускного клапана, причем при минимальных нагрузках двигателя и запуске подклапанный стакан выполнен с возможностью перемещения в сторону поршня под действием приводного механизма подклапанного стакана, обеспечивая минимальный объем камеры сгорания и максимальную степень сжатия, при этом между кулачками распределительного вала и штоками клапанов установлен максимальный зазор, в этом режиме, впускной клапан выполнен с возможностью обеспечения минимального хода впускного клапана и минимальной площади проходного сечения открытого впускного клапана на такте впуска, при увеличении нагрузки на двигатель подклапанный стакан выполнен с возможностью перемещения в противоположную от поршня сторону под действием пружины, увеличивая при этом объем камеры сгорания и уменьшая степень сжатия, а также обеспечивая при этом увеличение хода впускного клапана и увеличение площади проходного сечения открытого впускного клапана, при этом между кулачками распределительного вала и штоками клапанов уменьшена величина зазора, причем при номинальной нагрузке на двигатель подклапанный стакан выполнен с возможностью смещения в крайнее верхнее относительно поршня положение, обеспечивая при этом увеличение объема камеры сгорания до максимальной величины и уменьшение степени сжатия до минимальной величины и максимальный ход впускного клапана и максимальную площадь проходного сечения открытого впускного клапана, а между кулачками распределительного вала и штоками клапанов установлен минимальный зазор, причем при завершении процесса выпуска отработавших газов, в режиме очистки камеры сгорания от отработавших газов, подклапанный стакан выполнен с возможностью перемещения совместно с закрытым впускным клапаном в крайнее нижнее положение в сторону поршня под действием приводного механизма для очистки камеры сгорания, выполненного в виде стержня подклапанного стакана, взаимодействующего с кулачком распределительного вала, обеспечивая при этом удаление отработавших газов из камеры сгорания и отделение последней от полости цилиндра, в начале процесса впуска при начале перемещения поршня от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ), впускной клапан остается неподвижным, а подклапанный стакан вместе с закрытым выпускным клапаном перемещается в противоположную от поршня сторону и опирается на рабочий орган приводного механизма подклапанного стакана, который устанавливает объем камеры сгорания, а в конце процесса впуска впускной клапан перемещается в сторону подклапанного стакана и закрывается, отделяя камеру сгорания от впускного тракта.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что при остановке двигателя подклапанный стакан выполнен с возможностью перемещения в сторону поршня, обеспечивая минимальный объем камеры сгорания, максимальную степень сжатия и минимальный ход впускного клапана.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что рабочий орган приводного механизма подклапанного стакана, изменяющего объем камеры сгорания и хода впускного клапана, выполнен в виде приводной втулки, установленной в кольцевое цилиндрическое углубление, выполненное по периметру днища отверстия подклапанного стакана.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что торцевая сторона приводной втулки образует опорную поверхность для подклапанного стакана при работе двигателя на режимах от минимального до номинального.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что опорная поверхность выполнена ребристой для сообщения объема между верхней торцевой поверхностью подклапанного стакана и днищем отверстия подклапанного стакана с впускным трактом.

6. Устройство по любому из пп.3-5, отличающееся тем, что приводная втулка дополнительно связана с дополнительным приводным механизмом подклапанного стакана, изменяющим объем камеры сгорания, с возможностью перемещения в сторону, противоположную от поршня, от дополнительного приводного механизма.

7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что приводной механизм подклапанного стакана, изменяющий объем камеры сгорания, выполнен или гидравлическим, или пневматическим, или электрическим, или механическим и снабжен блоком управления.

8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что приводной механизм подклапанного стакана для очистки камеры сгорания цилиндра выполнен десмодромным.

9. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что днище подклапанного стакана напротив отверстия для свечи зажигания снабжено желобом для искры зажигания при объеме камеры сгорания меньше максимальной величины.

10. Устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что днище подклапанного стакана снабжено дополнительным желобом для впрыска топлива при объеме камеры сгорания меньше максимальной величины.

11. Устройство по любому из пп.1-10, отличающееся тем, что днище поршня напротив отверстия для свечи зажигания снабжено желобом для искры зажигания при объеме камеры сгорания меньше максимальной величины.

12. Устройство по любому из пп.1-11, отличающееся тем, что днище поршня снабжено дополнительным желобом для впрыска топлива.

13. Устройство по любому из пп.1-12, отличающееся тем, что профиль кулачков распределительного вала выполнен с возможностью более раннего открытия, по сравнению с моментом открытия впускного клапана, определяемым заводом-изготовителем, для двигателя такого же типа с постоянной величиной хода клапана и более позднего закрытия, по сравнению с моментом закрытия впускного клапана, определяемым заводом-изготовителем, для двигателя такого же типа с постоянной величиной хода клапана.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что величина перекрытия клапанов больше величины, определяемой заводом-изготовителем, для двигателя такого же типа с постоянной величиной хода клапана.

15. Устройство по любому из пп.1-14, отличающееся тем, что распределительный вал выполнен с возможностью перемещения в сторону штоков клапанов.

16. Устройство по любому из пп.1-15, отличающееся тем, что длина штока выпускного клапана больше длины штока впускного клапана, а ход выпускного клапана больше хода впускного клапана на всех режимах работы двигателя.

17. Устройство по любому из пп.1-16, отличающееся тем, что между штоком впускного клапана и кулачком распределительного вала установлен противоударный гидравлический компенсатор зазора.

18. Устройство по любому из пп.1-16, отличающееся тем, что между штоком выпускного клапана и кулачком распределительного вала установлен гидравлический компенсатор зазора.

19. Устройство по любому из пп.1-16, отличающееся тем, что компенсатор зазора выполнен в виде подвижного клиновидного элемента, расположенного между штоком выпускного клапана и кулачком распределительного вала.

20. Устройство по любому из пп.1-19, отличающееся тем, что приводной механизм подклапанного стакана для очистки камеры сгорания выполнен с возможностью включения в работу при переходе двигателя на нагрузки от средней и выше до номинальной.

21. Устройство по любому из пп.1-20, отличающееся тем, что при завершении процесса выхлопа впускной клапан выполнен с возможностью опережающего неполного открытия, затем подклапанный стакан перемещается в сторону поршня, закрывает впускной клапан и вместе с ним перемещается к нижней крайней точке, удаляя отработавшие газы из камеры сгорания.

22. Устройство по любому из пп.1-21, отличающееся тем, что в режиме очистки камеры сгорания от отработавших газов положение подклапанного стакана в крайней нижней в сторону поршня точке соответствует положению подклапанного стакана при минимальном объеме камеры сгорания.

23. Устройство по любому из пп.1-22, отличающееся тем, что при изменении объема камеры сгорания подклапанный стакан имеет возможность перемещаться или при завершении процесса расширения при рабочем ходе, или в процессе выпуска отработавших газов, или на начальной стадии процесса сжатия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2