Способ стабилизации и регулировки компрессии поршневого двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания. В стенке камеры сгорания, уменьшенной до получения нужной компрессии при минимальной подаче топливно-воздушной смеси (холостой ход), ограниченной рабочим поршнем, стенками, клапанами, прорезан подстроечный цилиндр. В нем находится подвижный подстроечный поршень, с одной стороны которого во время такта сжатия создается компрессия, а с другой - постоянное давление, равное оптимальной компрессии с учетом инерции подстроечного поршня. Под действием этих сил подстроечный поршень перемещается внутри подстроечного цилиндра и занимает равновесное положение, в котором и фиксируется фиксаторами за шток в конце такта сжатия. В начале такта выпуска подстроечный поршень освобождается и под действием давления занимает исходное положение. Изобретение обеспечивает уменьшение удельного потребления топлива на режимах частичных нагрузок, снижение количества вредных веществ в выхлопных газах. 1 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания.

Заявителю известен прототип - патент Российской Федерации 2042846, F 02 В 75/04, 1995, 6 с., в котором описан способ стабилизации и регулировки компрессии поршневого двигателя внутреннего сгорания на режиме с полным или частичным открытием дроссельных заслонок, при этом в стенке камеры сгорания, ограниченной рабочим поршнем, стенками, клапанами, прорезан цилиндр и установлен подвижный поршень.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение КПД на режимах частичной нагрузки и получение возможности быстрой регулировки степени сжатия при переходе с бензина с одним октановым числом на бензин с другим октановым числом.

Задача решается за счет того, что способ стабилизации и регулировки компрессии в поршневых двигателях внутреннего сгорания на режимах работы с частичным или полным открытием дроссельных заслонок камера сгорания уменьшена до получения нужной компрессии при минимальной подаче топливно-воздушной смеси, а в ее стенке прорезан дополнительный подстроечный цилиндр и в нем установлен подвижный подстроечный поршень, на который компрессором со стороны штока подается давление, равное компрессии с учетом инерции подстроечного поршня, который в ходе такта сжатия перемещается, уравнивая внешнее давление и компрессию и изменяя объем камеры сгорания в соответствии с количеством топливно-воздушной смеси в рабочем цилиндре, фиксируется в конце такта сжатия и освобождается в начале такта выпуска.

Получение технического результата возможно только за счет: 1) уменьшения объема камеры сгорания до получения нужной компрессии при минимальной подаче топливно-воздушной смеси (холостой ход), 2) введения дополнительного подстроечного цилиндра с поршнем, фиксируемым в конце такта сжатия и освобождаемым в начале такта выпуска, на штоке которого есть нарезка для фиксации, причем сумма объемов камеры сгорания и подстроечного цилиндра дает степень сжатия примерно 5. Это необходимо для получения возможности регулировки "под бензин", 3) установки фиксаторов с нарезкой, соответствующей нарезке на штоке подстроечного поршня, 4) подачи со стороны штока на подстроечный поршень газа под давлением, равным с учетом инерции подстроечного поршня компрессии.

На чертеже представлена камера сгорания с переменной степенью сжатия.

Камера сгорания ограничена рабочим поршнем 2, движущимся в блоке цилиндров 1; стенками 14; впускным 3 и выпускным 4 клапанами; дополнительным подстроечным поршнем 5, движущимся в подстроечном цилиндре 6, фиксируемым в конце такта сжатия и освобождаемым в начале такта выпуска.

Камера сгорания работает следующим образом.

Источник давления (компрессор 11 с регулятором давления 12) подает со стороны штока воздух под давлением, равным с учетом инерции подстроечного поршня 5 компрессии, в цилиндр 6. В результате подстроечный поршень 5 перемещается в крайнее нижнее (исходное) положение.

Такт впуска: Впускной клапан 3 открыт, поршень 2 идет вниз, давление в рабочем цилиндре низкое, подстроечный поршень 5 находится в исходном положении.

Такт сжатия: Клапаны 3 и 4 закрыты, поршень 2 идет вверх, сжимая топливно-воздушную смесь. После того как давление 13 и давление в подстроечном цилиндре 6 сравняются, и если давление 13 продолжит расти, подстроечный поршень 5 в результате разности давлений будет перемещаться вверх и продолжит свое движение до конца такта сжатия. В результате при любом наполнении цилиндров компрессия будет одинакова и равна давлению в подстроечном цилиндре 6.

Верхняя мертвая точка поршня 2: фиксаторы 8 фиксируют шток 7 подстроечного поршня 5. Смесь зажигается.

Такт рабочий ход: Поршень 2 под давлением газов сгоревшей смеси двигается вниз.

Такт выпуска: Выпускной клапан 4 открыт, давление 13 упало, поршень 2 идет вверх, выталкивая выхлопные газы, фиксаторы 8 разжимаются и освобождают подстроечный поршень 5, который под давлением в подстроечном цилиндре 6 возвращается в исходное положение.

Регулировка "под бензин" производится изменением давления 6.

Формула изобретения

Способ стабилизации и регулировки компрессии в поршневых двигателях внутреннего сгорания на режимах работы с частичным или полным открытием дроссельных заслонок, при этом камера сгорания уменьшена до получения нужной компрессии при минимальной подаче топливно-воздушной смеси, а в ее стенке прорезан дополнительный подстроечный цилиндр и в нем установлен подвижный подстроечный поршень, на который компрессором со стороны штока подается давление, равное компрессии с учетом инерции подстроечного поршня, который в ходе такта сжатия перемещается, уравнивая внешнее давление и компрессию и изменяя объем камеры сгорания в соответствии с количеством топливно-воздушной смеси в рабочем цилиндре, фиксируется в конце такта сжатия и освобождается в начале такта выпуска.

РИСУНКИ

Рисунок 1