газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания

Формула изобретения

Газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания, предназначенный для впуска воздуха или смеси в камеру сгорания и выпуска из нее продуктов сгорания с необходимым перекрытием фаз газораспределения и содержащий золотниковый механизм для открытия и закрытия указанных впускных и выпускных окон, выполненных в стенке камеры сгорания в соответствии с фазами пуска воздуха в камеру сгорания и выпуска из нее продуктов сгорания, отличающийся тем, что золотниковый механизм состоит из, по крайней мере, двух золотниковых узлов, представляющих собой расположенные перпендикулярно оси перемещения поршня штоки с клапанными тарелками в виде поршней по концам, уплотненными каждая, по крайней мере, одним компрессионным кольцом, установленные с возможностью перемещения от привода для открытия и закрытия вышеуказанных окон в цилиндрических каналах, выполненных напротив друг друга в стенке камеры сгорания перпендикулярно оси перемещения поршня и перекрытия указанных окон в фазе сжатия-горения-расширения при нейтральном положении штока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к поршневым двухтактным и четырехтактным двигателям внутреннего сгорания, и позволяет улучшить их рабочие характеристики. В частности, изобретение рассматривает конструкцию газораспределительного механизма для этих двигателей.

Известен двигатель внутреннего сгорания поршневой четырехтактный, содержащий цилиндр с возвратно-перемещающимся поршнем, впускные и выпускные окна, выполненные в камере сгорания цилиндра, а также золотниковый механизм для открытия и закрытия указанных окон в соответствии с фазами пуска воздуха в камеру сгорания и выпуска из нее продуктов сгорания, при этом золотниковый механизм представляет собой втулку, поворотно перемещающуюся на оси, перпендикулярной направлению перемещения поршня, и обеспечивающую перекрытие и открытие указанных окон в соответствии с фазами газораспределения, при этом втулка расположена в отдельной камере, образованной над камерой сгорания цилиндра (RU, 2244138, F02B 41/06, F01L 5/04, F01L 7/02).

Недостатком данного известного решения является то, что оно использует в качестве подвижного элемента золотникового механизма втулку, выполненную с возможностью возвратного перемещения или поворотного перемещения (вращения). Использование подвижной втулки не является оправданным для серьезных механизмов из-за износа, в результате которого появляются зазоры, вносящие коррективы в картину газораспределения. Износ не может быть выправлен, и такая изношенная втулка, а порой и весь узел газораспределения, требует замены. Кроме того, втулка подвержена воздействию давлений, которые необходимо уравновесить, что обеспечивается применением дополнительных пружин, усложняющих конструкцию механизма газораспределения.

Известное решение RU 2244138 принято в качестве прототипа для заявленного объекта.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по изменению конструкции золотникового газораспределительного механизма.

Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эффективности процессов газораспределения, эксплуатационной экономичности и надежности и уменьшении удельной массы двигателя в целом.

Указанный результат достигается тем, что газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания, предназначенный для впуска воздуха или смеси в камеру сгорания и выпуска из нее продуктов сгорания с необходимым перекрытием фаз газораспределения и содержащий золотниковый механизм для открытия и закрытия указанных впускных и выпускных окон, выполненных в стенке камеры сгорания в соответствии с фазами пуска воздуха в камеру сгорания и выпуска из нее продуктов сгорания, отличается тем, что золотниковый механизм состоит из, по крайней мере, двух золотниковых узлов, представляющих собой расположенные перпендикулярно оси перемещения поршня штоки с клапанными тарелками в виде поршней по концам, уплотненными каждая, по крайней мере, одним компрессионным кольцом, установленные с возможностью перемещения от привода для открытия и закрытия вышеуказанных окон в цилиндрических каналах, выполненных напротив друг друга в стенке камеры сгорания перпендикулярно оси перемещения поршня и перекрытия указанных окон в фазе сжатия-горения-расширения при нейтральном положении штока.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.

На фиг.1 представлена камера сгорания с частичным разрезом и с видом на золотниковый механизм газораспределения;

на фиг.2 - положение штока в крайнем положении.

Согласно настоящему изобретению рассматривается конструкция газораспределительного механизма для двигателя внутреннего сгорания (поршневого четырехтактного), имеющего цилиндр 1 (фиг.1) с перемещающимся поршнем 2. Впускные 3 и выпускные 4 окна выполнены в цилиндрических каналах в камере сгорания напротив друг друга. Газораспределительный механизм выполнен в виде, по крайней мере, двух золотниковых узлов для открытия и закрытия указанных окон в соответствии с фазами пуска воздуха в камеру сгорания и выпуска из нее продуктов сгорания. Золотниковый узел представляет собой для каждой пары расположенные напротив друг друга впускные и выпускные окна и шток 5, выполненный с возможностью возвратного перемещения от привода (не показан). Шток 5 расположен в камере сгорания перпендикулярно оси перемещения поршня и выполнен по концам с клапанными тарелками в виде поршней 6, расположенных в цилиндрическом канале для пуска воздуха через впускное окно в камеру сгорания и выпуска из нее продуктов сгорания через выпускное окно и перекрытия указанных окон в фазе сжатия-горения-расширения при возвратном перемещении штока. Поршни выполнены короткими по толщине и уплотнены каждый, по крайней мере, одним компрессионным кольцом (не показаны), обеспечивающим герметизацию перекрытия окон.

Особенностью заявленного газораспределительного механизма является то, что не требуется существенных усилий запирания и открытия окон из-за уравновешенности давления сжатия и горения на два золотниковых клапана осесимметричной формы.

Данный газораспределительный механизм основан на следующем принципе функционирования: шток с поршнями неподвижен в цикле сжатия-горения-расширения (обеспечивается перекрытие указанных окон в фазе сжатия-горения-расширения при нейтральном положении штока) и приводится в движение при впуске воздуха в одну сторону (в одном направлении). А при выпуске продуктов сгорания в другую сторону (в обратном направлении) с необходимым сдвигом фаз впуска и выпуска между собой для обеспечения необходимого перекрытия фаз газораспределения.

Настоящее изобретение промышленно применимо, так как может быть изготовлено с использованием технологий, применяемых при производстве двигателей внутреннего сгорания.