Схема применения кольцевых клапанов в механизмах газораспределения в поршневых двигателях внутреннего сгорания

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания содержит в каждом цилиндре по крайней мере один кольцевой клапан (8, 9) газораспределения. Кольцевой клапан (8) расположен непосредственно над втулкой цилиндра (4), содержит рабочую поверхность, взаимодействующую с рабочей поверхностью на втулке цилиндра. Втулка цилиндра содержит рабочую поверхность, взаимодействующую с рабочей поверхностью кольцевого клапана, расположенного непосредственно над втулкой цилиндра. Кольцевые клапаны (8, 9) расположены непосредственно друг над другом, содержат рабочие поверхности, взаимодействующие друг с другом. Технический результат заключается в повышении КПД и мощности двигателя при помощи увеличения проходных сечений впускных и выпускных каналов. 4 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, и может быть использовано в двухтактных и четырехтактных двигателях на транспорте, в промышленности и сельском хозяйстве.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен патент RU №2032815. В этом механизме, содержащем соосно размещенные в головке цилиндра клапаны, впускной внутренний клапан, выпускной пустотелый наружный клапан с впускными овальными тангенциальными по отношению к оси клапанов окнами, сообщающимися с впускным каналом головки цилиндров, причем впускные окна наружного пустотелого клапана размещены в основании его головки, а ось клапанов смещена относительно оси цилиндра [1].

Недостатками этой конструкции являются малая площадь проходных сечений обоих клапанов и сложность привода клапанов, так как они выполняют разные функции.

Известен патент RU №2136902. В этом механизме, содержащем подпружиненный тарельчатый клапан, газораспределительную цилиндрическую втулку, которая установлена соосно с тарельчатым клапаном внутри корпуса головки цилиндра. Газораспределительная цилиндрическая втулка установлена внутри головки цилиндра между всасывающей и выхлопной полостями и имеет два расположенных диаметрально-противоположно подпружиненных толкателя, перемещающих по вертикали газораспределительную цилиндрическую втулку [2].

Недостатками этой конструкции также являются недостаточная площадь проходного сечения тарельчатого клапана и сложность размещения элементов крепления головки цилиндров.

Данные технические решения приняты за прототип, так как обладают максимальной совокупностью общих с изобретением существенных признаков.

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ

Задачей изобретения является повышение КПД и мощности двигателя.

Технический результат - максимальное увеличение проходных сечений впускных и выпускных каналов.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаемое в изобретении решение указанной выше задачи, достижение поставленной цели и требуемого технического результата обеспечивается тем, что каждый цилиндр двигателя внутреннего сгорания, содержит, по крайней мере, один кольцевой клапан газораспределения, согласно изобретения

кольцевой клапан, расположенный непосредственно над втулкой цилиндра, содержит рабочую поверхность, взаимодействующую с рабочей поверхностью на втулке цилиндра,

втулка цилиндра содержит рабочую поверхность, взаимодействующую с рабочей поверхностью кольцевого клапана расположенного непосредственно над втулкой цилиндра,

кольцевые клапана, расположенные непосредственно друг над другом, содержат рабочие поверхности, взаимодействующие друг с другом.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сущность изобретения поясняется чертежами:

На фиг. 1 изображена схема двигателя внутреннего сгорания при такте впуска по изобретению, содержащая:

блок цилиндра 1; головку цилиндра 2; вставную крышку камеры сгорания 3; втулку цилиндра 4; поршень 5; впускные окна 6; выпускные окна 7; впускной кольцевой клапан 8; выпускной кольцевой клапан 9, штоки впускного кольцевого клапана 10, 11; шток выпускного кольцевого клапана 12.

На фиг. 2 изображена схема двигателя внутреннего сгорания при такте сжатие по изобретению, содержащая:

блок цилиндра 1; головку цилиндра 2; вставную крышку камеры сгорания 3; втулку цилиндра 4; поршень 5; впускные окна 6; выпускные окна 7; впускной кольцевой клапан 8; выпускной кольцевой клапан 9; штоки впускного кольцевого клапана 10, 11; шток выпускного кольцевого клапана 12.

На фиг. 3 изображена схема двигателя внутреннего сгорания при такте рабочего хода по изобретению, содержащая:

блок цилиндра 1; головку цилиндра 2; вставную крышку камеры сгорания 3; втулку цилиндра 4; поршень 5; впускные окна 6; выпускные окна 7; впускной кольцевой клапан 8; выпускной кольцевой клапан 9; штоки впускного кольцевого клапана 10, 11; шток выпускного кольцевого клапана 12.

На фиг. 4 изображена схема двигателя внутреннего сгорания при такте выпуска по изобретению, содержащая:

блок цилиндра 1; головку цилиндра 2; вставную крышку камеры сгорания 3; втулку цилиндра 4; поршень 5; впускные окна 6; выпускные окна 7; впускной кольцевой клапан 8; выпускной кольцевой клапан 9; штоки впускного кольцевого клапана 10, 11; шток выпускного кольцевого клапана 12.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылками на прилагаемые к описанию чертежи, на которых в качестве примеров показаны предпочтительные, но необязательные варианты возможного осуществления изобретения, конструктивного выполнения и функционирования предлагаемой в изобретении двигателя внутреннего сгорания.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Отличительными особенностями заявляемых двигателей внутреннего сгорания являются:

наличие кольцевых клапанов газораспределения;

наличие рабочей поверхности на кольцевом клапане, расположенного непосредственно над втулкой цилиндра, взаимодействующей с рабочей поверхностью на втулке цилиндра;

наличие рабочей поверхности на втулке цилиндра, взаимодействующей с рабочей поверхностью кольцевого клапана, расположенного непосредственно над втулкой цилиндра;

наличие рабочих поверхностей на кольцевых клапанах, расположенных непосредственно друг над другом, которые взаимодействуют друг с другом.

Работа двигателя внутреннего сгорания по изобретению осуществляется следующим образом и будет показана на примере двигателя внутреннего сгорания (Фиг. 1, 2, 3 и 4):

Работа двигателя внутреннего сгорания (Фиг. 1, 2, 3 и 4) осуществляется следующим образом. Впускной кольцевой клапан 8 открыт.Поршень 5 движется в сторону НМТ, начинается впуск. Впускной кольцевой клапан 8 начинает закрываться и своей рабочей поверхностью садится на рабочую поверхность втулки цилиндра 4. Герметичность камеры сгорания, в месте скольжения выпускного кольцевого клапана 9 по вставной крышке камеры сгорания 3, обеспечивают компрессионные кольца. Происходит впрыск топлива. Поршень 5 движется в сторону ВМТ и сжимает рабочую смесь, объем уменьшается, происходит сжатие. При сжатии, рабочая смесь не может открыть кольцевые клапаны, так как не имеет плоскости воздействия для открытия клапанов. Сжатая рабочая смесь воспламеняется, происходит сгорание. Образующиеся в процессе сгорания газы, расширяясь, совершают работу, направленную на вращение коленчатого вала. Поршень 5 начинает движение в сторону НМТ, объем увеличивается, начинается рабочий ход. Выпускной кольцевой клапан 9 начинает открываться. Поршень 5 начинает движение в сторону ВМТ, объем уменьшается, осуществляется удаление продуктов сгорания, начинается выпуск. Выпускной кольцевой клапан 9 опускается до определенного положения. Впускной кольцевой клапан 8 начинает открываться и в конце момента перекрытия клапанов встречается с выпускным кольцевым клапаном 9, тем самым выпускной кольцевой клапан 9 закрывается и своей рабочей поверхностью садится на рабочую поверхность впускного кольцевого клапана 8. Впускной кольцевой клапан 8 продолжает открываться, приподнимая выпускной кольцевой клапан 9.

Таким образом, двигатель внутреннего сгорания по изобретению обеспечивает возможность достижения требуемого технического результата, а именно максимального увеличения проходных сечений каналов, за счет применения кольцевых клапанов.

Отдельные детали и узлы заявляемого двигателя внутреннего сгорания могут быть изготовлены с использованием известных в машиностроительной отрасли материалов и технологий.

Конкретные размеры и отдельные особенности конструктивного исполнения отдельных деталей и узлов могут быть выбраны из стандартных типоразмеров и стандартов промышленного машиностроения.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. RU №2032815 F01L 1/28, опубл. 10.04.1995.

2. RU №2136902 F01L 1/28, опубл. 10.09.1999.

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий в каждом цилиндре по крайней мере один кольцевой клапан газораспределения, отличающийся тем, что

кольцевой клапан, расположенный непосредственно над втулкой цилиндра, содержит рабочую поверхность, взаимодействующую с рабочей поверхностью на втулке цилиндра,

втулка цилиндра содержит рабочую поверхность, взаимодействующую с рабочей поверхностью кольцевого клапана, расположенного непосредственно над втулкой цилиндра,

кольцевые клапаны, расположенные непосредственно друг над другом, содержат рабочие поверхности, взаимодействующие друг с другом.