Устройство для впуска горючей смеси и выпуска отработавших газов в 4-тактных д.в.с.

 

Устройство для впуска горючей смеси и выпуска отработавших газов 4-х тактных Д.В.С. относится к области техники моторостроение 4-х тактных Д.В.С. (двигателей внутреннего сгорания) и состоит из двух идентичных роторных газораспределителей, в виде полых трубчатых цилиндров с валом в основание и функциональными окнами для впуска горючей смеси в камеры сгорания и выпуска отработавших газов из камер сгораний, осуществляемое посредством вращения роторных газораспределителей. Вал роторного газораспределителя кинематически связан с коленчатым валом Д.В.С. и обеспечивает вращение роторного газораспределителя. Роторный газораспределитель установлен внутри расположенных в головке блока цилиндров Д.В.С. цилиндрических каналах, с отверстием для вала и впускными и выпускными окнами, имеющих газодинамическую связь с камерами сгорания.

Вращение роторных газораспределителей в цилиндрических каналах обеспечивает газодинамическую связь между полостью роторного газораспределителя и камерами сгорания при полном или частичном совпадении функциональных окон с впускными и выпускными окнами цилиндрических каналов.

На основании вышеизложенного технический результат выражается в увеличении К.П.Д. за счет снижения газодинамического сопротивления в связи с увеличением геометрических объемов впускных и выпускных каналов в элементах: функциональные окна - впускные и выпускные окна. А также экономический эффект достигающийся за счет уменьшения количества элементов, обеспечивающих впуск и выпуск газовых смесей и конструктивно технологической упрощенностью головки блока цилиндров Д.В.С., что приводит к снижению ее себестоимости.

Изобретение относится к области техники моторостроения 4-х тактных Д.В.С. (двигателей внутреннего сгорания)

Традиционное устройство в 4-х тактных Д.В.С. для впуска горючей смеси в камеры сгорания и выпуска отработавших газов из камер сгораний связано с технологической сложностью многочисленных конструктивных элементов, а также с ограниченной возможностью увеличения объемов газодинамической связи между камерами сгорания и подводяще-отводящими каналами. В связи с этим предлагается устройство для впуска горючей смеси и выпуска отработавших газов основанное на конструктивном элементе, названным роторным газораспределителем.

Роторный газораспределитель (фиг.1) представляет собой полый трубчатый цилиндр 1 с валом 2 в основание и функциональными окнами 3 для впуска горючей смеси в камеры сгорания и выпуска отработавших газов из камер сгорания. Вал цилиндра кинематически связан с коленчатым валом Д.В.С. Диаметр цилиндра (Dp) определяется конструкцией головки блока цилиндров Д.В.С. Максимальная толщина (a) цилиндра определяется технической конструкцией цилиндра и параметрами используемого материала. Длина рабочей части цилиндра (l) и количество функциональных окон определяется количеством камер сгораний Д.В.С. в одном ряду. Каждая камера сгорания имеет газодинамическую связь через впускные и выпускные окна головки блока цилиндров Д.В.С. (что описывается ниже) с двумя роторными газораспределителями. Первый обеспечивает впуск горючей смеси в камеры сгорания, второй выпуск отработавших газов из камер сгораний.

Конструкция головки блока цилиндров Д.В.С. Для удобства рассмотрения представим головку блока цилиндров однорядного 2-х цилиндрового Д.В.С. (фиг.2) в форме прямоугольного параллепипеда 4 и рассмотрим следующие разрезы и плоскости в системе координат OXYZ:

1) Разрез А-А (фиг.3) лежащий в плоскости ОХY и проходящий через центры одной из пар впускного (B) и выпускного окон (С).

2) Разрез М-М (фиг.4) лежащий в плоскости OYZ, проходящий через центральную ось цилиндрического канала и выпускные окна (B).

3) Плоскость OXZ (фиг.5) отображает нижнюю часть головки блока цилиндров Д.В.С.

Головка блока цилиндров Д.В.С. имеет два цилиндрических канала 5. Диаметр каналов (Dk) определяется из условия DkDp. Длина каналов (L) равна длинам рабочих частей (l) роторных газораспредилетелей, т.е. L=l. Цилиндрические каналы имеют стационарные впускные (B) и выпускные (С) окна (фиг.2, фиг.3, фиг.4, фиг.5), соизмеримые с геометрической площадью функциональных окон роторных газораспределителей. По продольным осям цилиндрических каналов головка блока цилиндров Д.В.С. должна иметь отверстия 6 диаметром (dk), рассчитанные под вал роторных газораспределителей. Цилиндрические каналы являются местом расположения роторных газораспределителей т.е. местом их вращения.

Вращение роторных газораспределителей и синхронизация геометрического совпадения функциональных окон газораспределителей с впускными и выпускными окнами цилиндрических каналов обеспечивается посредством обычной кинематической связью с коленчатым валом Д.В.С.

Совпадения функциональных окон роторных газораспределителей с впускными и выпускными окнами цилиндрических каналов обеспечивает газодинамическую связь между полостью газораспределителей и камерами сгорания. Угловое смещение газораспределителей (вокруг своей оси) и следовательно и смещение функциональных окон относительно впускных и выпускных окон обеспечивает частичное или полное закрытие газодинамического сообщения. Фиг.6 отображает (угловое) положение функциональных окон газораспределителей в тактовой фазе (ВПУСК). Здесь, при движении поршня 7 вниз, окно (B) открыто, окно (С) закрыто. Фиг.7 отображает угловое положение функциональных

окон газораспределителей в тактовой фазе "ВЫПУСК". Здесь, при движении поршня 7 вверх, окно (B) закрыто, окно (С) открыто.

На основании вышеизложенного технический результат выражается в увеличении К.П.Д. за счет снижения газодинамического сопротивления в связи с увеличением геометрических объемов впускных и выпускных каналов элементах: функциональные окна 3 - впускные (B) и выпускные (С) окна. А также экономический эффект достигающийся за счет уменьшения количества элементов, обеспечивающих впуск и выпуск газовых смесей и конструктивно технологической упрощенностью головки блока цилиндра Д.В.С., что приводит к снижению ее себестоимости.

Осуществление (техническое воплощение) конструктивного исполнения головки блока цилиндров Д.В.С. должно учитывать возможность сочленения с внешними газодинамическими каналами и обеспечения кинематической связью валов роторных газораспределителей с коленчатым валом Д.В.С. Необходимое условие технического воплощения выражается в следующем: вращения роторных газораспределителей в цилиндрических каналах должно быть плотным, обеспечивающее достижения необходимой газодинамической герметичности при минимальной величине коэффициента скольжения.

Устройство для впуска горючей смеси и выпуска отработавших газов в 4-тактных Д.В.С. (двигателях внутреннего сгорания), отличающееся тем, что состоит из двух идентичных роторных газораспределителей в виде полых трубчатых цилиндров с валом в основании и функциональными окнами для впуска горючей смеси в камеры сгорания и выпуска отработавших газов из камер сгораний, осуществляемых посредством вращения роторных газораспределителей, установленных внутри расположенных в головке блока цилиндров Д.В.С. цилиндрических каналов с отверстием для вала и впускными и выпускными окнами, имеющими газодинамическую связь с камерами сгорания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности, к блоку цилиндров двигателя и может быть использовано в конструкции головки блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания
Наверх