|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] В двигателе внутреннего сгорания, содержащем рабочие цилиндры с поршнями, кинематически связанными с коленчатым валом, головку цилиндров с впускными и выпускными каналами и установленными в них клапанами с приводом и воздухораспределительный золотник подачи свежего воздуха, связанный с коленчатым валом с возможностью согласованного вращения посредством устройства изменения фаз вращения на всех режимах работы двигателя, воздухораспределительный золотник установлен в собственном корпусе, смонтированном на головке цилиндров со стороны впускных клапанов, с возможностью синхронного вращения с коленчатым валом в соотношении 1:2 с помощью устройства изменения фаз вращения. Устройство изменения фаз вращения содержит двухсторонний зубчатый ремень, связывающий шкивы равных диаметров, жестко закрепленных на воздухораспределительном золотнике и распределительном кулачковом валу, кулису с двумя диаметрально расположенными роликами, шарнирно установленную на оси кулачкового вала с возможностью поворота в пределах регулирования фаз вращения при помощи исполнительного механизма органа управления режимом работы двигателя, и натяжной ролик с подпружиненным рычагом, шарнирно установленным на оси, параллельной оси золотника с возможностью регулирования натяжения пружины винтом. Исполнительный механизм органа управления режимом работы двигателя включает односторонний гидроцилиндр и возвратную пружину. 
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
В двигателе внутреннего сгорания, содержащем рабочие цилиндры с поршнями, кинематически связанными с коленчатым валом, головку цилиндров с впускными и выпускными каналами и установленными в них клапанами с приводом и воздухораспределительный золотник подачи свежего воздуха, связанный с коленчатым валом с возможностью согласованного вращения посредством устройства изменения фаз вращения на всех режимах работы двигателя, воздухораспределительный золотник установлен в собственном корпусе, смонтированном на головке цилиндров со стороны впускных клапанов, с возможностью синхронного вращения с коленчатым валом в соотношении 1:2 с помощью устройства изменения фаз вращения. Устройство изменения фаз вращения содержит двухсторонний зубчатый ремень, связывающий шкивы равных диаметров, жестко закрепленных на воздухораспределительном золотнике и распределительном кулачковом валу, кулису с двумя диаметрально расположенными роликами, шарнирно установленную на оси кулачкового вала с возможностью поворота в пределах регулирования фаз вращения при помощи исполнительного механизма органа управления режимом работы двигателя, и натяжной ролик с подпружиненным рычагом, шарнирно установленным на оси, параллельной оси золотника с возможностью регулирования натяжения пружины винтом. Исполнительный механизм органа управления режимом работы двигателя включает односторонний гидроцилиндр и возвратную пружину.
Евразийское (21) 201700257 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2018.10.31
(22) Дата подачи заявки 2017.04.29
(51) Int. Cl.
F02D 9/16 (2006.01) F02D 13/02 (2006.01) F01L 1/348 (2006.01)
(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
(96) 2017/EA/0028 (BY) 2017.04.29
(71) Заявитель: АНТОНЕНКО АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ (BY)
(72) Изобретатель:
Антоненко Александр Николаевич, Антоненко Андрей Александрович
(BY)
(57) В двигателе внутреннего сгорания, содержащем рабочие цилиндры с поршнями, кинематически связанными с коленчатым валом, головку цилиндров с впускными и выпускными каналами и установленными в них клапанами с приводом и воздухораспределительный золотник подачи свежего воздуха, связанный с коленчатым валом с возможностью согласованного вращения посредством устройства изменения фаз вращения на всех режимах работы двигателя, воздухораспределительный золотник установлен в собственном корпусе, смонтированном на головке цилиндров со стороны впускных клапанов, с возможностью синхронного вращения с коленчатым валом в соотношении 1:2 с помощью устройства изменения фаз вра-
щения. Устройство изменения фаз вращения содержит двухсторонний зубчатый ремень, связывающий шкивы равных диаметров, жестко закрепленных на воздухораспределительном золотнике и распределительном кулачковом валу, кулису с двумя диаметрально расположенными роликами, шар-нирно установленную на оси кулачкового вала с возможностью поворота в пределах регулирования фаз вращения при помощи исполнительного механизма органа управления режимом работы двигателя, и натяжной ролик с подпружиненным рычагом, шарнирно установленным на оси, параллельной оси золотника с возможностью регулирования натяжения пружины винтом. Исполнительный механизм органа управления режимом работы двигателя включает односторонний гидроцилиндр и возвратную пружину.
МПК 6 F02D 15/04,23/02 ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Изобретение относится к тепловым двигателям и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, работающих на легком топливе с принудительным воспламенением работающих с переменным режимом работы, например, на автомобилях.
Известен двигатель внутреннего сгорания, у которого количество рабочей среды регулируют путем пропускания на всасывании количества рабочей среды, соответствующего работе на полной мощности и последующего выпуска части этой среды, так что она не претерпевает сжатия. Остальную часть, количество которой соответствует текущей нагрузке двигателя, подвергают сжатию. С целью осуществления такой регулировки для каждой рабочей камеры предусмотрен выпускной клапан, который остается открытым в течение регулируемой большей части начальной фазы сжатия. Распределительные кулачковые валы имеют кулачки с регулируемой геометрией, позволяющей изменять фазы газораспределения [1].
Теоретически в данном двигателе процессы наполнения и очистки рабочих цилиндров при работе с частичной нагрузкой выглядят более совершенными по сравнению с регулированием при помощи дроссельной заслонки. Вместе с тем техническая сложность предложенной конструкции очевидна, да и в головке цилиндра нет места для установки еще одного клапана. Техническая сложность предлагаемого двигателя не позволяет реализовать данное изобретение в производстве двигателей внутреннего сгорания.
Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий рабочие цилиндры с поршнями, головку цилиндров с впускными и выпускными клапанами с приводом, во впускных каналах головки цилиндров в непосредственной близости от впускных клапанов установлен с возможность согласованного вращения с коленчатым валом воздухораспределительный золотник, связанный с коленчатым валом посредством устройства изменения фаз вращения. Устройство изменения фаз вращения содержит блок из двух цилиндрических зубчатых колес
различных диаметров, свободно установленный на оси, закрепленной на рычаге управления режимом работы двигателя, при этом одно зубчатое колесо входит в зацепление с зубчатым колесом, жестко установленным на приводном валу, кинематически связанным с коленчатым валом, а второе - с передаточной шестерней, свободно установленной на приводном валу и кинематически связанной с воздухораспределительным золотником, причем рычаг управления режимом работы закреплен на оси, соосной с осью приводного вала [2].
В данном двигателе конструкция механизма изменения фаз газораспределения имеет практическую пригодность. Однако размещение воздухораспределительного золотника в головке цилиндров вблизи впускных клапанов технически сложная и дорогостоящая задача и требует другого более рационального решения.
Задачей изобретения является упрощение конструкции, повышение экономичности автомобильного двигателя внутреннего сгорания и снижение токсичности отработавших газов при работе автомобильного двигателя внутреннего сгорания на холостом ходу и частичных нагрузках.
Указанная техническая задача решается тем, что в двигателе внутреннего сгорания, содержащем рабочие цилиндры с поршнями, кинематически связанными с коленчатым валом, головку цилиндров с впускными и выпускными каналами и установленными в них клапанами с приводом и воздухораспределительный золотник подачи свежего воздуха, связанный с коленчатым валом с возможностью согласованного вращения посредством устройства изменения фаз вращения на всех режимах работы двигателя, воздухораспределительный золотник установлен в собственном корпусе, смонтированном на головке цилиндров со стороны впускных клапанов, с возможностью синхронного вращения с коленчатым валом в соотношении 1:2 с помощью устройства изменения фаз вращения. Устройство изменения фаз вращения содержит двухсторонний зубчатый ремень, связывающий шкивы равных диаметров, жестко закрепленных на воздухораспределительном золотнике и распределительном кулачковом валу, кулису с двумя диаметрально расположенными роликами, шарнирно уста
новленную на оси кулачкового вала с возможностью поворота в пределах регулирования фаз вращения при помощи исполнительного механизма органа управления режимом работы двигателя, и натяжной ролик с подпружиненным рычагом, шарнирно установленным на оси, параллельной оси золотника с возможностью регулирования натяжения пружины винтом. Исполнительный механизм органа управления режимом работы двигателя включает односторонний гидроцилиндр и возвратную пружину.
На фиг. 1 и фиг. 2 представлена схема предлагаемого двигателя внутреннего сгорания и устройство изменения фаз вращения
Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания содержит рабочие цилиндры 1 с поршнями 2 (на фиг. 1 показан один цилиндр), кинематически связанные с коленчатым валом 3, головку цилиндров с впускными 4 и выпускными 5 клапанами и распределительными кулачковыми валами 6. Воздухораспределительный золотник 7 установлен в собственном корпусе 8, герметично смонтированном на головке цилиндров со стороны впускных клапанов 4, с возможностью синхронного вращения с коленчатым валом 3 в соотношении 1:2 с помощью устройства изменения фаз вращения (фиг 2), включающее двухсторонний зубчатый ремень 9, связывающий шкивы равных диаметров 10 и 11, жестко установленных на воздухораспределительном золотнике 7 и распределительном валу 6, и кулису 12, с двумя диаметрально расположенными роликами 13. Кулиса 12 установлена на оси распределительного кулачкового вала 6 с возможностью поворота в пределах регулирования фаз вращения при помощи одностороннего гидроцилиндра 14, содержащего возвратную пружину 15. Воздухораспределительный золотник 7 содержит заслонки 16, которые при вращении герметично перекрывают впускные окна 17, выполненные в корпусе 8 и закрывают в это время проход воздуха в рабочие цилиндры 1. При этом корпус 8 воздухораспределительного золотника 7 выполнен таким образом, что впускные окна 17 по своему периметру точно совпадают с окнами впускных каналов головки цилиндров. На оси, параллельной оси воздухораспределительного золотника 7 шарнирно закреплен подпружиненный рычаг 18с установленным на
нем натяжным роликом 19. Натяжение двухстороннего зубчатого ремня 9 производится поворотом подпружиненного рычага 18 при помощи винта 20 и пружины 21. На корпус 8 воздухораспределительного золотника 7 монтируется впускной коллектор 22 с воздушным фильтром (не показан).
Двигатель работает следующим образом. При работе с полной нагрузкой фазы газораспределения впускных клапанов 4 соответствуют времени открытия впускных окон 17 заслонками 16 воздухораспределительного золотника 7. Воздухораспределительный золотник 7 не препятствует продувке и наполнению рабочих цилиндров 1 горючей смесью с достаточным количеством кислорода для полного и эффективного сгорания топлива. Подача топлива осуществляется электромагнитными форсунками непосредственно во впускные каналы головки цилиндров после закрытия выпускных клапанов 5 под контролем системы управления подачей топлива в соответствии с нагрузкой двигателя и объемом воздуха, определяемого моментом закрытия впускных окон 17 заслонками 16. Для увеличения удельной мощности предлагаемого двигателя рационально применение турбокомпрессора, так как регулирование мощности предлагаемого двигателя с помощью воздухораспределительного золотника 7 обеспечит эффективную продувку камеры сгорания сжатым в компрессоре воздухом на всех режимах работы двигателя, включая холостой ход.
На частичной нагрузке необходимый режим работы автомобильного современного двигателя задается традиционной дроссельной заслонкой, прикрытием которой затрудняют проход воздуха в рабочие цилиндры, что создает значительное разряжение во впускном коллекторе. Оно (разряжение) препятствует движению поршня 2 к нижней мертвой точке при всасывании свежего заряда и снижает механический КПД двигателя внутреннего сгорания. Оно (разряжение) удерживает в камере сгорания остатки отработавших газов при открытии впускных клапанов, что отрицательно сказывается на воспламенении и сгорании рабочей смеси. Состав рабочего заряда ухудшается, скорость горения снижается, увеличивается токсичность выбросов и снижается КПД двигателя внутреннего сгорания, а неоправданный расход топлива увеличивается.
В предлагаемом двигателе внутреннего сгорания в момент открытия впускного клапана 4 впускные окна 17 на всех режимах работы двигателя и холостом ходу полностью открыты, что позволяет при конструктивно достижимом минимальном сопротивлении впускной системы потоку воздуха из впускного коллектора 22 беспрепятственно проникать в камеру сгорания и вытеснять остатки отработавших газов через еще открытый выпускной клапан 5. В двигателе, оснащенном турбокомпрессором продувочный воздух еще и снизит высокую температуру днища поршней 2 и выпускных клапанов 5. Таким образом обеспечивается хорошая очистка камеры сгорания от отработавших газов, и создаются необходимые условия для своевременного воспламенения и полного сгорания рабочей смеси на частичных режимах и холостом ходу двигателя. Кроме того в результате такой очистке камеры сгорания от отработавших газов возможно снизить обороты холостого хода до 400...600 об/мин, что существенно уменьшит и расход топлива, и вредное воздействие, особенно в городах, автомобилей на окружающую среду. Для снижения мощности и количества воздуха, поступающего в цилиндры 2, фазы газораспределения воздухораспределительного золотника 7 изменяют. Вследствие заслонки 16 начнут закрывать впускные окна 17 намного раньше закрытия впускных клапанов 4, отсекая доступ воздуха в цилиндры 1, и останутся закрытыми до тех пор, пока поступившая туда горючая смесь не будет заперта закрывшимися впускными клапанами 4. Изменения фазы вращения воздухораспределительного золотника 7 относительно фаз газораспределения впускных клапанов 4 осуществляется при помощи гидроцилиндра 14 и возвратной пружины 15 путем поворота кулисы 12, в зависимости от загрузки двигателя. При этом изменяются длины рабочей и холостой ветви ременной передачи между распределительным кулачковым валом 6 и воздухораспределительным золотником 7. В результате этого, ведомый шкив 10, жестко установленный на воздухораспределительном золотнике 7, повернется относительно ведущего шкива 11, закрепленного на распределительном кулачковом валу 6 на заданный угол, что поменяет фазу вращения воздухораспределительного золотника 7 относительно фаз вращения кулачко
вого 6 и коленчатого 3 валов и изменит количество воздуха, проходящее через воздухораспределительный золотник 7 в цилиндры 1 двигателя. Необходимо отметить, что возвратная пружина 15 одностороннего гидроцилиндра 14 всегда стремится перевести двигатель в режим холостого хода, а в случае поломки гидрооборудования сама остановит двигатель.
Предлагаемое простое в изготовлении устройство изменения фаз газораспределения воздухораспределительного золотника 7 надежно и долговечно в работе. Натяжение двухстороннего зубчатого ремня 9 производится натяжным роликом 19, установленном на подпружиненном рычаге 18 при помощи винта 20 и пружины 21. Такое устройство обеспечит равное усилие натяжения двухстороннего зубчатого ремня 9 при любом положении кулисы 12.
Таким образом, использование на современном автомобильном двигателе внутреннего сгорания предлагаемого воздухораспределительного золотника с ременным устройством изменения фаз газораспределения воздухораспределительного золотника позволяет в широком диапазоне изменения нагрузок существенно уменьшить токсичность отработавших газов за счет улучшения очистки цилиндров от отработавших газов, снизить обороты холостого хода и повысить экономичность на 40% по сравнению с двигателем, у которого регулирование воздушного заряда цилиндра производится дроссельной заслонкой.
Источники информации, принятые во внимание: 1. Международная заявка, WO 83/00901 А1, МПК F02D 15/04 . 2. Патент Республики Беларусь BY 8187 С1 МПК F02D 15/04, 23/02 2006г.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий рабочие цилиндры с поршнями, кинематически связанными с коленчатым валом, головку цилиндров с впускными и выпускными каналами и установленными в них клапанами с приводом и воздухораспределительный золотник подачи свежего воздуха, связанный с коленчатым валом с возможностью согласованного вращения посредством устройства изменения фаз вращения на всех режимах работы двигателя, отличающийся тем, что воздухораспределительный золотник установлен в собственном корпусе, смонтированном на головке цилиндров со стороны впускных клапанов, с возможностью синхронного вращения с коленчатым валом в соотношении 1:2 с помощью устройства изменения фаз вращения.
2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что устройство изменения фаз вращения содержит двухсторонний зубчатый ремень, связывающий шкивы равных диаметров, жестко закрепленных на воздухораспределительном золотнике и распределительном кулачковыом валу, кулису с двумя диаметрально расположенными роликами, шарнирно установленную на оси кулачкового вала с возможностью поворота в пределах регулирования фаз вращения при помощи исполнительного механизма органа управления режимом работы двигателя, и натяжной ролик с подпружиненным рычагом, шарнирно установленным на оси, параллельной оси золотника с возможностью регулирования натяжения пружины винтом.
3. Двигатель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что исполнительный механизм органа управления режимом работы двигателя включает односторонний гидроцилиндр и возвратную пружину.
1.
1.
1.
1.
А. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРЕДМЕТА ИЗОБРЕТЕНИЯ:
F02D9/16 (2006.01) F02D13/02 (2006.01) FOIL 1/348 (2006.01)
Согласно Международной патентной классификации (МПК) или национальной классификации и МПК
Б. ОБЛАСТЬ ПОИСКА:
Минимум просмотренной документации (система классификации и индексы МПК)
F02D 9/00-9/16, 13/00-13/08, FOIL 1/00-1/46, 5/00-5/24, 7/00-7/12, 13/00-13/08, F02B 25/00-25/24, 27/00-27/06,
29/00-29/08, 67/00-67/10
Другая проверенная документация в той мере, в какой она включена в область поиска:
В. ДОКУМЕНТЫ, СЧИТАЮЩИЕСЯ РЕЛЕВАНТНЫМИ
Категория*
Ссылки на документы с указанием, где это возможно, релевантных частей
Относится к пункту №
Y.D
BY 8187 С1 (АНТОНЕНКО АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ) 30.06.2006, фиг. 1-3, с. 3, 4
US 5105784 A (GENERAL MOTORS CORPORATION) 21.04.1992, фиг. 1-4, кол. 2, строка 59-кол. 4, строка 58
JPS 61255213 A (TOYOTA MOTOR CORP) 12.11.1986
2,3 1
1-3
данные о патентах-аналогах указаны в приложении
более поздний документ, опубликованный после даты приоритета и приведенный для понимания изобретения "X" документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмету поиска, порочащий новизну или изобретательский уровень, взятый в отдельности
"Y" документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмету поиска, порочащий изобретательский уровень в сочетании с другими документами той же категории " &" документ, являющийся патентом-аналогом
документ, приведенный в других целях
Дата действительного завершения патентного поиска:
11 сентября 2017 (11.09.2017)
Наименование и адрес Международного поискового органа: Федеральный институт промышленной собственности
РФ, 125993,Москва, Г-59, ГСП-3, Бережковская наб., д. 30-1.Факс: (499) 243-3337, телетайп: 114818 ПОДАЧА
Уполномоченное лицо:
(19)
(19)
(19)
|
