Двигатель, содержащий регулятор компрессии двигателя - RU2570299C2

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к двигателю согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, который существенно уменьшает выделение CO₂.

Уровень техники

В известных двигателях шатун установлен на подшипниках на кривошипе коленчатого вала. Когда поршень находится в верхней позиции, объем камеры сгорания является неизменным во всем диапазоне скоростей вращения. При недостаточном заполнении компрессия остается низкой, что приводит к довольно плохому функционированию.

Когда скорость вращения возрастает, объем камеры сгорания увеличивается относительно быстрее, чем при низких скоростях. В результате давление в цилиндре не достигает достаточно высокого уровня, что уменьшает мощность двигателя.

В известных двигателях, когда поршень находится в верхней мертвой точке, кривошип и шатун находятся на одной линии и длина рычага равна нулю. Поэтому крутящий момент в это время также равен нулю.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков и обеспечение двигателя, который имеет гораздо меньшие потери тепловой энергии и увеличенную выходную мощность на литр и который уменьшает выделение CO₂ примерно на 38% по сравнению с известными двигателями.

Эту задачу можно решить в соответствии с изобретением при помощи регулятора компрессии и использования регулировочного колеса для настройки позиции эксцентрикового колеса на кривошипе коленчатого вала.

Размеры шестерен определяются согласно уравнению, приведенному на странице 3. Эксцентриковое колесо установлено на подшипниках на нижнем конце шатуна и в кривошипе. Эксцентриковое колесо содержит закрепленное зубчатое кольцо, центрированное относительно кривошипа коленчатого вала. Зубчатое кольцо приводится в движение регулировочным колесом. Регулировочное колесо при помощи компьютера и регулировочного устройства перемещается в позицию, которая требуется для обеспечения достаточного давления в цилиндре.

Когда регулировочное устройство перемещает регулировочное колесо в направлении против часовой стрелки, объем камеры сгорания уменьшается, а давление увеличивается. И наоборот, давление становится более низким, когда регулировочное колесо поворачивается в направлении часовой стрелки.

Более конкретно двигатель согласно изобретению описан в отличительной части пункта 1 формулы изобретения.

Согласно изобретению двигатель содержит регулятор компрессии двигателя, при этом предусмотрен шатун, выступающий из поршня двигателя в направлении кривошипа и установленный при помощи подшипников на эксцентриковом колесе, которое снабжено зубчатым кольцом, центрированным относительно кривошипа, при этом эксцентриковое колесо приводится в движение регулировочным колесом и отличается тем, что размеры эксцентрикового колеса и регулировочного колеса таковы, что сумма радиуса кривошипа и радиуса делительной окружности зубчатого кольца эксцентрикового колеса равна радиусу делительной окружности регулировочного колеса, при этом предусмотрено регулировочное устройство, выполненное с возможностью установки регулировочного колеса в требуемую позицию при помощи передвигающего рычага и поворотного рычага.

Радиус делительной окружности регулировочного колеса в 2,5 раза больше, чем радиус делительной окружности зубчатого кольца эксцентрикового колеса.

Двигатель содержит поворотный рычаг для регулирования позиции эксцентрикового колеса, при этом поворотный рычаг присоединен к регулировочной оси.

Регулировочная ось выполнена с возможностью поворота регулировочного колеса каждого цилиндра.

Регулировочное колесо каждого цилиндра снабжено поворотным заплечиком и амортизатором для поглощения ударов.

Двигатель содержит регулировочное устройство, выполненное с возможностью измерения степени наполнения цилиндра, скорости вращения и требуемой мощности.

Регулировочное устройство выполнено с возможностью изменения степени сжатия для обеспечения оптимальной компрессии в цилиндре.

Краткое описание чертежа

Ниже приведено более подробное описание изобретения со ссылками на прилагаемый чертеж, на котором показан вид в разрезе конструкции двигателя согласно изобретению.

Осуществление изобретения

Деталь 2 двигателя изготовлена из металла, поэтому на торцевой стороне кривошипа можно установить эксцентриковое колесо 3, при этом зубчатое кольцо, расположенное в центре кривошипа, прикреплено к нему. Зубчатое кольцо эксцентрикового колеса 3 находится в контакте с зубчатым кольцом регулировочного колеса 4.

Регулировочное колесо 4 установлено на корпусе двигателя с возможностью поворота назад и вперед в пределах 0-30°. Для поворота регулировочное колесо 4 снабжено поворотным заплечиком 24, к которому присоединен поворотный рычаг 22.

Поворотный рычаг 22 прикреплен к регулировочной оси 18. Для поворота каждого регулировочного зубчатого кольца к регулировочной оси 18 присоединено поворотное устройство.

Регулировочное устройство 19 учитывает скорость вращения, требуемую мощность и степень наполнения двигателя.

Эксцентриковое колесо 3 поворачивается в направлении, противоположном направлению вращения коленчатого вала двигателя. Радиус rv делительной окружности зубчатого кольца эксцентрикового колеса и радиус Rs делительной окружности регулировочного зубчатого кольца определяются соотношением Rs=R+rv=2.5*rv.

Подвижное регулировочное колесо 4 каждого цилиндра перемещается при помощи регулировочной оси 18 и прикрепленных к ней поворотных рычагов 22. Благодаря этому обеспечивается одновременная настройка во всех цилиндрах.

Система обеспечивает больший угол 9 шатуна в начале такта расширения, увеличивая, таким образом, выигрыш в силе рычажной передачи, при этом в конце такта расширения угол шатуна, соответственно, уменьшается, что снижает трение между поршнем и стенкой цилиндра.

В случае небольшой степени наполнения объем камеры сгорания уменьшается, и расстояние до фронта пламени сокращается, как и время горения. Сокращение времени горения и увеличение степени сжатия обеспечивают достаточно высокое давление в цилиндре.

При увеличении скорости вращения давление в цилиндре увеличивается за счет изменения степени сжатия. Конструкция обеспечивает увеличение скорости поршня и повышение давления в цилиндре во время такта расширения. Объем камеры сгорания быстро увеличивается, при этом давление не возрастает слишком сильно.

Изменяя объем камеры сгорания, давление в цилиндре можно регулировать до границы возникновения детонации, а температуру - до максимально допустимой температуры для конструкции двигателя. Высокая температура повышает сопротивление теплопроводности, что позволяет уменьшить потери тепловой энергии.

Реферат

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Двигатель содержит регулятор компрессии двигателя, шатун (2), выступающий из поршня двигателя в направлении кривошипа и установленный при помощи подшипников на эксцентриковом колесе (3), которое снабжено зубчатым кольцом, центрированным относительно кривошипа. Эксцентриковое колесо (3) приводится в движение регулировочным колесом (4). Размеры эксцентрикового колеса (3) и регулировочного колеса (4) таковы, что сумма радиуса (R) кривошипа и радиуса (rv) делительной окружности зубчатого кольца эксцентрикового колеса (3) равна радиусу (Rs) делительной окружности регулировочного колеса (4). Двигатель имеет регулировочное устройство (19), выполненное с возможностью установки регулировочного колеса (4) в требуемую позицию при помощи передвигающего рычага и поворотного рычага (22). Технический результат заключается в уменьшении выделения СО. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула