UA107643C2 - DEVICE FOR REGULATING COMPRESSION OF PISTON ENGINE COMBUSTION - Google Patents

Abstract

Пристрій для регулювання ступеня стиску поршневого двигуна внутрішнього згоряння містить загальний ресивер, сполучений з регулятором тиску, врізаний в стінку камери згоряння підстроювальний циліндр, усередині якого розташований підстроювальний поршень, з'єднаний зі штоком. Підстроювальний циліндр сполучений з робочим циліндром, який забезпечений впускним і випускним клапанами та робочим поршнем. Окрім того, пристрій містить регулюючу камеру з діафрагмою, розподільну камеру і регулюючий ресивер з поршнем. Перелічені елементи сполучені за такою схемою: регулююча камера сполучена з підстроювальним циліндром і розподільною камерою, усередині якої установлені прямий і зворотний клапани. Окрім того, розподільна камера сполучена із загальним ресивером, регулюючим ресивером і регулюючим жиклером, який сполучений з регулюючою камерою.A device for controlling the compression ratio of a piston internal combustion engine comprises a common receiver coupled to a pressure regulator, a tuning cylinder engraved into the combustion chamber wall, within which is a tuning piston connected to the stem. The adjusting cylinder is connected to the working cylinder, which is provided with intake and exhaust valves and a working piston. In addition, the device includes a diaphragm control chamber, a distribution chamber and a piston control receiver. The following elements are connected in the following way: the regulating chamber is connected with the adjusting cylinder and the distributor chamber, inside which the forward and non-return valves are installed. In addition, the distribution chamber is coupled to a common receiver, a regulating receiver, and a regulating nozzle that is coupled to a regulating chamber.

Description

Винахід належить до машинобудування, а саме до пристроїв для регулювання ступеня стиску поршневого двигуна внутрішнього згоряння.The invention belongs to mechanical engineering, namely to devices for adjusting the degree of compression of a piston internal combustion engine.

Найближчим до винаходу, що заявляється, є пристрій, наведений в описі до патенту РФ Мо 2220304.The closest to the claimed invention is the device given in the description of the patent of the Russian Federation No. 2220304.

Пристрій містить камеру згоряння, обмежену робочим поршнем, який рухається в блоці циліндрів, стінками, впускним і випускним клапанами, додатковим підстроювальним поршнем, з'єднаним із штоком, який рухається в підстроювальному циліндрі, який фіксується наприкінці такта стискання і звільняється на початку такта випускання. Підстроювальний циліндр сполучений з робочим циліндром. Пристрій також містить джерело тиску - компресор з регулятором тиску.The device contains a combustion chamber limited by a working piston that moves in the cylinder block, walls, intake and exhaust valves, an additional adjusting piston connected to a rod that moves in the adjusting cylinder, which is fixed at the end of the compression stroke and released at the beginning of the exhaust stroke. The adjusting cylinder is connected to the working cylinder. The device also contains a pressure source - a compressor with a pressure regulator.

Даний пристрій вибрано прототипом. Прототип і винахід, що заявляється, мають наступні спільні ознаки: - джерело тиску, сполучене з регулятором тиску; - підстроювальний циліндр, врізаний в стінку камери згоряння; - підстроювальний поршень, розташований усередині підстроювального циліндра і сполучений із штоком; - підстроювальний циліндр сполучений з робочим циліндром; - робочий циліндр, забезпечений впускним і випускним клапанами та робочим поршнем.This device is selected as a prototype. The prototype and the claimed invention have the following common features: - a pressure source connected to a pressure regulator; - adjusting cylinder cut into the wall of the combustion chamber; - adjusting piston located inside the adjusting cylinder and connected to the rod; - the adjusting cylinder is connected to the working cylinder; - a working cylinder equipped with intake and exhaust valves and a working piston.

Але пристрій за прототипом має невеликий коефіцієнт корисної дії, через те, що: - не дає можливості регулювати жорсткість роботи двигуна внутрішнього згоряння; - не дає можливості регулювати ступінь стиску на різних режимах роботи двигуна внутрішнього згоряння від холостих обертів до максимальних навантажень.But the device according to the prototype has a small coefficient of effectiveness, due to the fact that: - it does not provide an opportunity to adjust the stiffness of the internal combustion engine; - does not provide an opportunity to adjust the degree of compression in different operating modes of the internal combustion engine from idling to maximum loads.

Окрім того, він не забезпечує регулювання ступеня стиску при використанні різного палива.In addition, it does not provide adjustment of the degree of compression when using different fuels.

Вказаний пристрій можна використовувати тільки в чотиритактних двигунах внутрішнього згоряння.This device can be used only in four-stroke internal combustion engines.

В основу винаходу, що заявляється, поставлена задача створити удосконалений пристрій для регулювання ступеня стиску поршневого двигуна внутрішнього згоряння, в якому шляхом введення додаткових вузлів та елементів, а також схеми сполучення нових і відомих елементів, забезпечити підвищення коефіцієнта корисної дії пристрою за рахунок подвійного регулюванняThe basis of the claimed invention is the task of creating an improved device for adjusting the degree of compression of a piston internal combustion engine, in which, by introducing additional nodes and elements, as well as a scheme of connecting new and known elements, to ensure an increase in the efficiency of the device due to double adjustment

Зо ступеня стиску, що дає можливість використовувати різні палива і запалювати горючу суміш як свічкою, так і стисканням.From the degree of compression, which makes it possible to use different fuels and ignite the combustible mixture both with a candle and with compression.

Поставлена задача вирішена в пристрої для регулювання ступеня стиску поршневого двигуна внутрішнього згоряння, що містить джерело тиску, сполучене з регулятором тиску, врізаний в стінку камери згоряння підстроювальний циліндр, усередині якого розташований підстроювальний поршень, з'єднаний зі штоком, причому підстроювальний циліндр сполучений з робочим циліндром, який забезпечений впускним і випускним клапанами та робочим поршнем, на відміну від прототипу, пристрій додатково містить регулюючу камеру з діафрагмою, розподільну камеру і регулюючий ресивер з поршнем, а як джерело тиску пристрій містить загальний ресивер, при цьому регулююча камера сполучена з підстроювальним циліндром і розподільною камерою, усередині якої установлені прямий і зворотний клапани, окрім того, розподільна камера сполучена із загальним ресивером, регулюючим ресивером і регулюючим жиклером, який сполучений з регулюючою камерою.The problem is solved in a device for adjusting the degree of compression of a piston internal combustion engine, which contains a pressure source connected to a pressure regulator, an adjusting cylinder cut into the wall of the combustion chamber, inside which there is an adjusting piston connected to a rod, and the adjusting cylinder is connected to the working cylinder, which is equipped with inlet and outlet valves and a working piston, unlike the prototype, the device additionally contains a regulating chamber with a diaphragm, a distribution chamber and a regulating receiver with a piston, and as a pressure source the device contains a common receiver, while the regulating chamber is connected to an adjusting cylinder and a distribution chamber, inside which direct and return valves are installed, in addition, the distribution chamber is connected to a common receiver, a regulating receiver and a regulating jet, which is connected to the regulating chamber.

Пристрій для регулювання ступеня стиску поршневого двигуна внутрішнього згоряння зображено на кресленні.The device for adjusting the degree of compression of a piston internal combustion engine is shown in the drawing.

Пристрій містить робочий циліндр 2 з робочим поршнем 1. В робочому циліндрі 2 виконані впускний клапан 4 і випускний клапан 3.The device contains a working cylinder 2 with a working piston 1. In working cylinder 2, an inlet valve 4 and an outlet valve 3 are made.

Робочий циліндр 2 сполучений з підстроювальним циліндром 5, усередині якого розташований підстроювальний поршень 6 із штоком 7. Протилежна частина підстроювального циліндра 5 сполучена з регулюючою камерою 8, яка забезпечена діафрагмою 9. Діафрагма 9 сполучена із штоком 7 підстроювального поршня б. Регулююча камера 8 також сполучена з розподільною камерою 12 і регулюючим жиклером 11. Усередині розподільної камери 12 установлені прямий клапан 18 і зворотний клапан 17. За допомогою трубопроводу 13 розподільна камера 12 сполучена із регулюючим жиклером 11, а за допомогою трубопроводу 10 вона сполучена з регулюючим ресивером 19, який забезпечений поршнем 20.The working cylinder 2 is connected to the adjusting cylinder 5, inside which the adjusting piston 6 with the rod 7 is located. The opposite part of the adjusting cylinder 5 is connected to the regulating chamber 8, which is equipped with a diaphragm 9. The diaphragm 9 is connected to the rod 7 of the adjusting piston b. The regulating chamber 8 is also connected to the distribution chamber 12 and the regulating nozzle 11. Inside the distribution chamber 12, a direct valve 18 and a non-return valve 17 are installed. Using the pipeline 13, the distribution chamber 12 is connected to the regulating nozzle 11, and with the help of the pipeline 10 it is connected to the regulating receiver 19, which is equipped with a piston 20.

Розподільна камера 12 також сполучена трубопроводом 14 із загальним ресивером 16. На трубопроводі 14 установлений регулятор тиску 15.The distribution chamber 12 is also connected by the pipeline 14 to the common receiver 16. The pressure regulator 15 is installed on the pipeline 14.

Пристрій для регулювання ступеня стиску поршневого двигуна внутрішнього згоряння працює в наступному порядку.The device for adjusting the degree of compression of a piston internal combustion engine works in the following order.

Перед запуском двигуна повітря із загального ресивера 16 через регулятор тиску 15 та бо трубопровід 14 подається в розподільну камеру 12 і далі через прямий клапан 18 і трубопровідBefore starting the engine, air from the common receiver 16 through the pressure regulator 15 and the pipeline 14 is fed into the distribution chamber 12 and further through the direct valve 18 and the pipeline

10 надходить в регулюючий ресивер 19, а також через трубопровід 13 надходить в регулюючий жиклер 11 і далі в регулюючу камеру 8. При цьому зворотний клапан 17 буде закритий.10 enters the regulating receiver 19, and also enters the regulating jet 11 through the pipeline 13 and then into the regulating chamber 8. At the same time, the non-return valve 17 will be closed.

При запуску двигуна тиск в робочому циліндрі 2 буде підійматись, внаслідок чого буде підійматись і підстроювальний поршень 6, який за допомогою штока 7 буде підіймати діафрагму 9. При цьому повітря з регулюючої камери 8 буде витискатися через зворотний клапан 17 і регулюючий жиклер 11, а прямий клапан 18 буде закриватись.When the engine is started, the pressure in the working cylinder 2 will rise, as a result of which the adjusting piston 6 will also rise, which with the help of the rod 7 will raise the diaphragm 9. At the same time, the air from the regulating chamber 8 will be squeezed out through the non-return valve 17 and the regulating nozzle 11, and the direct valve 18 will close.

При посуванні робочого поршня 1 униз в робочому циліндрі 2 тиск впаде, і підстроювальний поршень б опуститься, при цьому закриється зворотний клапан 17 і повітря з розподільної камери 12 буде надходити в регулюючу камеру 8 тільки крізь регулюючий жиклер 11.When the working piston 1 moves down in the working cylinder 2, the pressure will drop, and the adjusting piston b will go down, while the non-return valve 17 will close and the air from the distribution chamber 12 will enter the regulating chamber 8 only through the regulating nozzle 11.

Діаметр прохідного отвору регулюючого жиклера 11 підбирається таким, щоб при холостих обертах двигуна підстроювальний поршень б встигав повністю опуститись - при цьому буде максимальний ступінь стиску в робочому циліндрі 2, а при максимальних обертах двигуна підстроювальний поршень б не встигав би опуститись і зависав у верхньому положенні - це відповідатиме мінімальному ступеню стиску в робочому циліндрі 2. Такий режим зміни ступеня стиску відповідає самим оптимальним умовам роботи двигуна і цей режим забезпечує максимальний коефіцієнт корисної дії.The diameter of the through hole of the regulating nozzle 11 is selected so that at idle engine speed the adjusting piston would have time to completely lower - at the same time, there will be a maximum degree of compression in the working cylinder 2, and at maximum engine revolutions the adjusting piston would not have time to lower and hang in the upper position - this will correspond to the minimum compression ratio in working cylinder 2. This mode of changing the compression ratio corresponds to the most optimal engine operating conditions and this mode provides the maximum efficiency.

Змінюючи об'єм регулюючого ресивера 19 при посуванні підстроювального поршня 6 уверх діафрагма 9 витискує повітря в розподільну камеру 12 крізь зворотний клапан 17; відповідно прямий клапан закриється.By changing the volume of the regulating receiver 19 when the adjusting piston 6 is moved up, the diaphragm 9 squeezes air into the distribution chamber 12 through the non-return valve 17; accordingly, the direct valve will close.

При мінімальному об'ємі повітря в регулюючому ресивері 19 та положенні робочого поршня 2 у верхній мертвій точці тиск в розподільній камері 12 буде максимальним і при цьому підстроювальний поршень б опуститься максимально близько до робочого поршня 1, що призведе до підвищення ступеня стиску в робочому циліндрі 2 і така робота двигуна буде жорсткою. При збільшенні об'єму регулюючого ресивера 19 ступінь стиску буде зменшено і така робота двигуна буде м'якою.With the minimum volume of air in the regulating receiver 19 and the position of the working piston 2 at the top dead center, the pressure in the distribution chamber 12 will be maximum, and at the same time the adjusting piston will fall as close as possible to the working piston 1, which will lead to an increase in the degree of compression in the working cylinder 2 and such operation of the engine will be tough. When increasing the volume of the regulating receiver 19, the degree of compression will be reduced and such operation of the engine will be soft.

Таке подвійне регулювання ступеня стиску дає можливість використовувати різне паливо, що буде згоряти в оптимальному режимі на всіх режимах роботи двигуна внутрішнього згоряння, і запалювати паливну суміш як свічкою, так і стисканням. Тиск в трубопроводі 14 задається таким, щоб ступінь стискання в камері згоряння відповідав рекомендованому значенню для конкретного палива.This double adjustment of the compression ratio makes it possible to use different fuels that will burn in the optimal mode in all operating modes of the internal combustion engine, and to ignite the fuel mixture with both a spark plug and compression. The pressure in the pipeline 14 is set so that the degree of compression in the combustion chamber corresponds to the recommended value for a specific fuel.

Пристрій може використовуватись як на чотиритактних, так і на двотактних двигунах. Як регулюючу камеру з діафрагмою можна використати і циліндр з поршнем.The device can be used on both four-stroke and two-stroke engines. A cylinder with a piston can also be used as a regulating chamber with a diaphragm.

На малообертових двигунах замість повітря можна використати рідину.On low-speed engines, you can use liquid instead of air.

Claims (1)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Пристрій для регулювання ступеня стиску поршневого двигуна внутрішнього згоряння, що містить джерело тиску, сполучене з регулятором тиску, врізаний в стінку камери згоряння підстроювальний циліндр, усередині якого розташований підстроювальний поршень, з'єднаний зі штоком, причому підстроювальний циліндр сполучений з робочим циліндром, який забезпечений впускним і випускним клапанами та робочим поршнем, який відрізняється тим, що пристрій додатково містить регулюючу камеру з діафрагмою, розподільну камеру і регулюючий ресивер з поршнем, а як джерело тиску пристрій містить загальний ресивер, при цьому регулююча камера сполучена з підстроювальним циліндром і розподільною камерою,FORMULA OF THE INVENTION A device for adjusting the degree of compression of a piston internal combustion engine, containing a pressure source connected to a pressure regulator, an adjusting cylinder cut into the wall of the combustion chamber, inside which there is an adjusting piston connected to a rod, and the adjusting cylinder is connected to the working cylinder, which is equipped with inlet and outlet valves and a working piston, which is characterized by the fact that the device additionally contains a regulating chamber with a diaphragm, a distribution chamber and a regulating receiver with a piston, and as a pressure source the device contains a common receiver, while the regulating chamber is connected to an adjusting cylinder and a distribution camera, усередині якої установлені прямий і зворотний клапани, окрім того, розподільна камера сполучена із загальним ресивером, регулюючим ресивером і регулюючим жиклером, який сполучений з регулюючою камерою.inside which direct and non-return valves are installed, in addition, the distribution chamber is connected to the general receiver, the regulating receiver and the regulating jet, which is connected to the regulating chamber.