SU987135A1

SU987135A1 - Four-stroke i.c.engine

Info

Publication number: SU987135A1
Application number: SU813299303A
Authority: SU
Inventors: Борис Владимирович Евстифеев; Аркадий Иосифович Хуциев
Original assignee: Коломенский Филиал Всесоюзного Заочного Политехнического Института
Priority date: 1981-06-09
Filing date: 1981-06-09
Publication date: 1983-01-07

Description

(54) ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО(54) FOUR STREET INSIDE ENGINE

СГОРАНИЯCombustion

1one

Изобретение относитс к машиностроению , в частности к многоцилиндровым четырехтактным двигател м внутреннего сгорани с воспламенением от сжати , преимущественно с повышенным противодавлением за цилиндром.This invention relates to mechanical engineering, in particular to multi-cylinder four-stroke internal combustion engines with compression ignition, preferably with increased back pressure behind the cylinder.

Известен четырехтактный двигатель внутреннего сгорани , содержащий по меньщей мере одну пару цилиндров, рабочие процессы в которых смещены на два такта, канал перепуска сжатого воздуха из одного цилиндра Б другой, продувочные клапаны, размещенные в канале у каждого цилиндра, и привод клапанов, состо щий из коромысла, установленного на оси и взаимодействующего своими концами со щтоками продувочных клапанов, и по меньщей мере одной пружины дл фиксации положени привода, причем один конец пружины взаимодействует с поверхностью привода, а другой - прикреплен шарнирно к опоре 1.A four-stroke internal combustion engine is known, containing at least one pair of cylinders, the work processes in which are shifted by two cycles, the compressed air bypass channel from one cylinder B to another, purge valves placed in the channel of each cylinder, and a valve actuator consisting of a rocker mounted on an axis and interacting with its ends with a brush of the purge valves, and at least one spring to fix the position of the actuator, with one end of the spring interacting with the surface of the actuator And the other - is pivotally attached to the support 1.

Недостатком указанного двигател вл етс низка эффективность продувки из-за несогласованности продувки с противодавлением за цилиндром.The disadvantage of this engine is low purge efficiency due to inconsistency of purge with back pressure behind the cylinder.

Цель изобретени - повышение эффективности путе.м согласовани продувки с противодавлением за цилиндром.The purpose of the invention is to increase the efficiency by matching the blowdown with back pressure behind the cylinder.

Указанна цель достигаетс тем, что привод клапанов снабжен гидроцилиндром, состо щим из полой втулки, двух поршней, размещенных во втулке с промежуточным дбъемом между ними, и упоров на концевых участках внутренней поверхности втулки дли ограничени хода поршней, и гидронасосом, а коромысло выполнено составным из двух This goal is achieved by the fact that the valve actuator is provided with a hydraulic cylinder consisting of a hollow bushing, two pistons placed in a bushing with an intermediate opening between them, and stops on the end portions of the internal surface of the bushing to limit the piston stroke, and a hydraulic pump, and the rocker is made of two

10 отдельных частей, кажда из которых установлена на своей оси так, что гидроцилиндр размещен между ними, причем внешние концевые участки поршней св заны с част ми коромысла, поверхность взаимодействи пружины и привода выполнена на наружной по15 верхности гидроцилиндра, а промежуточный объем между поршн ми гидроцилиндра сообщен через запорные вентили при помощи каналов с гидронасосом и атмосферой. В канале между гидронасосом и гидроцилинд20 ром может быть установлен обратный клапан с перепуском рабочей жидкости в сторону гидроцилиндра. При этом рассто ние между поршн ми гидроцилиндра выполнено равным максимальной величине подъема продувочного клапана. Предпочтительно двигатель снабдить второй пружиной дл фиксации положени привода, причем пружины разместить симметрично относительно оси гидроцилиндра, а опоры выполнить подвижными относительно оси, перпендикул рной оси гидроцилиндра.10 separate parts, each of which is mounted on its axis so that the hydraulic cylinder is located between them, the outer end sections of the pistons are connected to the parts of the rocker arms, the interaction surface between the spring and the drive is made on the outer surface of the hydraulic cylinder, and the intermediate volume between the pistons of the hydraulic cylinder communicated through shut-off valves using channels with a hydraulic pump and atmosphere. In the channel between the hydraulic pump and the hydraulic cylinder 20, a check valve can be installed with the working fluid by-pass to the hydraulic cylinder. In this case, the distance between the pistons of the hydraulic cylinder is equal to the maximum amount of lift of the purge valve. It is preferable to provide the engine with a second spring for fixing the position of the drive, the springs being arranged symmetrically about the axis of the hydraulic cylinder, and the supports being movable relative to an axis perpendicular to the axis of the hydraulic cylinder.

На чертеже представлены парные цилиндры двигател с приводом продувочных клапанов, разрез.The drawing shows a pair of engine cylinders with actuated purge valves, the cut.

Двигатель содержит цилиндры 1 и 2, рабочие процессы в которых смещены на два такта. Парные цилиндры 1 и 2 объединены каналом 3 перепуска сжатого воздуха из одного цилиндра в другой. В канале 3 у каждого цилиндра размещен продувочный клапан: у цилиндра 1 - клапан 4, у цилиндра 2 - клапан 5, с пружинами 6 и 7. Продувочные клапаны 4 и 5 взаимодействуют между собой через привод клапанов, состо п|ий из двух частей коромысла 8 и 9, кажда из которых установлена на своей оси 10 и 11 соответственно. Между част ми коромысла 8 и 9 размещен гидроцилиндр 12, состо щий из полой втулки 13, двух порщней 14 и 15, размещенных во втулке 13 с промежуточным объемом 16 между порщн ми . На концевых участках внутренней поверхности втулки 13 дл ограничени хода норшней 14 и 15 выполнены упоры 17 и 18. Внед1ние концевые участки поршней 14 и 15 св заны с част ми 8 и 9 коромысла. Другим своим концом части 8 и 9 коромысла взаимодействуют со щтоками клапанов 4 и 5. Дл фиксации положени нривода служат пружины 19. Один конец каждой пружины 19 взаимодействует с поверхностью 20 привода , выполненной на наружной поверхности гидроцилиндра 12, а другим концом прикреплен с помощью щарнира 21 к опоре 22, подвижной относительно перпендикул рной оси гидроцилиндра 12. Промежуточный объем 16 между порщн ми 14 и 15 гидроцилиндра сообщен при помощи канала 23 с гидронасосом (не показан) и канала 24 - с атмосферой . В каналах 23 и 24 размещены вентили 25 и 26, а в канале 23 установлен обратный клапан 27, обеспечивающий перепуск рабочей жидкости в сторону гидроцилиндра . В качестве рабочей жидкости используетс масло двигател .The engine contains cylinders 1 and 2, the work processes in which are shifted by two cycles. Paired cylinders 1 and 2 are connected by channel 3 bypassing compressed air from one cylinder to another. In channel 3, each cylinder has a purge valve: cylinder 1 has valve 4, cylinder 2 has valve 5, with springs 6 and 7. Purge valves 4 and 5 interact with each other through valve actuators consisting of two parts of the rocker arms 8 and 9, each of which is installed on its axis 10 and 11, respectively. A hydraulic cylinder 12 is arranged between the parts of the rocker arms 8 and 9, which consists of a hollow bush 13, two pistons 14 and 15 placed in the bush 13 with an intermediate volume of 16 between the pulses. On the end sections of the inner surface of the sleeve 13, stops 17 and 18 are made to restrict the progress of the nicks 14 and 15. The insertion ends of the pistons 14 and 15 are connected to parts 8 and 9 of the rocker arms. At its other end, the parts 8 and 9 of the rocker arm interact with valve taps 4 and 5. Springs 19 serve to fix the position of the drive. One end of each spring 19 interacts with the actuator surface 20 formed on the outer surface of the hydraulic cylinder 12, and the other end attached with a bow 21 The support volume 22, which is movable relative to the perpendicular axis of the hydraulic cylinder 12. The intermediate volume 16 between the pistons 14 and 15 of the hydraulic cylinder is communicated via channel 23 with a hydraulic pump (not shown) and channel 24 with the atmosphere. Valves 25 and 26 are placed in channels 23 and 24, and a check valve 27 is installed in channel 23, which provides bypassing the working fluid in the direction of the hydraulic cylinder. Engine oil is used as the working fluid.

При работе двигател с давлением наддува , превыщающим противодавление за цилиндром, когда возможна естественна продувка надпорщневой полости через газораспределительные клапаны (не показаны) запорный вентиль 25 закрыт, а 26 открыт и под действием пружин 6 и 7 продувочные клапаны 4 и 5 закрываютс . При этом порщни 14 и 15 сближаютс , не встреча сопротивлени рабочей жидкости, а канал 3 оказываетс отключенным от рабочих цилиндров. Отбора воздуха из цилиндра и принудительной продувки им не происходит.When the engine operates with a boost pressure that exceeds the back pressure behind the cylinder, when a natural overpressure cavity can be naturally blown through the gas distribution valves (not shown), the shut-off valve 25 is closed and 26 is open and under the action of springs 6 and 7 the blow-off valves 4 and 5 are closed. At this, the formations 14 and 15 approach each other, not meeting the resistance of the working fluid, and the channel 3 is disconnected from the working cylinders. Bleed air from the cylinder and forced blowing it does not occur.

Начина с момента равенства величины противодавлени за цилиндром давлени наддува , когда естественна продувка через газораспределительные клапаны невозможна, открывают запорный вентиль 25 и закрывают вентиль 26. Рабоча жидкость от гидронасоса через обратный клапан 27 по каналу 23 подаетс во внутреннюю полость гидроцилиндра 12, чем заставл ет порщни 14 и 15 разойтись в стороны до упоров 17 иStarting from the moment of equal magnitude of the back pressure behind the cylinder pressure of supercharging, when natural blowing through the gas distribution valves is impossible, open the shut-off valve 25 and close the valve 26. The working fluid from the hydraulic pump through the check valve 27 through the channel 23 is fed into the internal cavity of the hydraulic cylinder 12, which causes the valve 14 and 15 to disperse to the sides until the stops 17 and

18. По условию объединени парных цилиндров в одном из них (например, в цилиндре 1) об зательно происходит такт с высокими текущими давлени ми (сжатие или раб. ход), тогда как в другом протекают такты с низкими текущими давлени ми (впуск18. According to the condition of combining pair cylinders in one of them (for example, in cylinder 1) a stroke with high current pressures (compression or working stroke) necessarily occurs, while in the other flow cycles with low current pressures (inlet

или выпуск). Таким образом, разощедщиес порщни 14 и 15 через соответствующий рычаг открывают тот клапан, в цилиндре которого протекает впуск или выпуск (на чертеже клапан 5).or release). In this way, the weakening parts 14 and 15 open the valve with the corresponding lever, in the cylinder of which the inlet or outlet flows (valve 5 in the drawing).

По наступлении в цилиндре 2 такта сжати , воздух из цилиндра перетекает в канал 3, запаса сь в не.м дл продувки цилипдра 1. К концу такта сжати в цилиндре 2, когда в цилиндре 1 заканчиваетс такт выпуска, силы от давлени сжатого воздухаUpon the occurrence of a compression stroke in cylinder 2, the air from the cylinder flows into channel 3, reserve enough to blow out the cylinder 1. At the end of the compression stroke in cylinder 2, when discharge cylinder ends in cylinder 1, the force from compressed air pressure

5 в цилиндре 2 на нижнюю тарелку клапана 5 и продувочного воздуха в канале 3 сверху на клапан 4 преодолевают действие сил от давлени сжатого воздуха цилиндра 2 сверху на клапан 5 давлени остаточных газов в цилиндре 1 на нижнюю тарелку клапана 4,5 in the cylinder 2 on the bottom plate of the valve 5 and the purge air in the channel 3 on top of the valve 4 overcome the force from the pressure of compressed air of the cylinder 2 on the top of the valve 5 of the residual gas pressure in the cylinder 1 on the bottom plate of the valve 4,

усилие пружин 19 и трение в приводе открывают клапан 4, а под действием пружины 7 закрываетс клапан 5, перемеща через порщень 15 гидроцилиндра влево. При этом концы пружин 19, опирающиес на втулку the force of the springs 19 and the friction in the actuator open the valve 4, and under the action of the spring 7 the valve 5 closes, moving through the cylinder 15 of the hydraulic cylinder to the left. Here, the ends of the springs 19 resting on the sleeve.

5 гидроцилиндра, смещаютс по сферическим поверхност м 20 и, пройд положение равного открыти клапанов 4 и 5, их усилие начинает воздействовать в сторону открыти клапана 4. С началом открыти клапана 4 сжатый воздух из канала 3 устремл етс 5 hydraulic cylinders are displaced along spherical surfaces 20 and, having passed the position of equal opening of valves 4 and 5, their force begins to act in the direction of opening of valve 4. With the beginning of opening of valve 4, compressed air from channel 3 rushes

0 в цилиндр I, очища тем самым надпорщневой объем от продуктов сгорани (осуществл продувку). По мере открыти клапана 4 и закрыти клапана 5 при возрастающем давлении воздуха в цилиндре 2, падение давлени в канале 3 и увеличивающеес сопротивление в щели клапана также способствует повыщению скорости передвижени клапанов .0 into cylinder I, thereby clearing the fist off volume from the combustion products (purged). As valve 4 is opened and valve 5 is closed with increasing air pressure in cylinder 2, the pressure drop in channel 3 and the increasing resistance in the valve slot also help to increase the speed of movement of the valves.

Claims

Upon completion of the purge of cylinder 1, its 0, purge valve 4 remains open until the end of the compression stroke in this cylinder, until channel 3 is filled with compressed air, and at the end of the discharge stroke in cylinder 2, valve 5 begins to open while valve 4 is closed and blown out of the piston 4 cylinder 2 cavity. In this way, alternating air is drawn from one cylinder to purge another. The movable supports 22 serve to change the stiffness of the springs 19 and thereby regulate the moment at which the purge begins. The check valve 27 serves to unload the working fluid and hydraulic pump line from the pressures arising in the hydraulic system during operation and improve thereby the operating conditions of the device. The distance between pistons 14 and 15, equal to 1/2 of the magnitude of the maximum stroke of both valves 4 and 5, ensures the complete opening of one of the purge valves with the other closed. Increasing this distance leads either to the opening of ONE of the valves above the permissible limit, or to the incomplete closing of the second valve, i.e., to the constant open position of both valves. Decreasing this distance results in an incomplete opening of one of the valves with the other closed. The presence of two springs 19 relieves the hydraulic parts of the hydraulic cylinder from lateral force, which increases the reliability and efficiency of the unit. The concave support surface of a hydraulic cylinder vulcan with a radius of curvature equal to the distance from the hinge center of the movable support to the support surface provides for the displacement of the spring axis along the force. A decrease in the radius of curvature less than this value results in a smaller displacement of the spring axis along the force, and an increase in the radius results in a delay in shifting the spring force when passing through evenly positioned valves 4 and 5. Using the engine oil as a working fluid allows it to be used for lubricating the rubbing parts. drive. The proposed construction of a multi-cylinder four-stroke internal combustion engine ensures the automatic operation of the purge valves without a special drive by using the energy of compressed air in the engine cylinder, and also allows the diesel gas exchange to be organized with both natural and forced blowing of the piston cavity and dependence on the back pressure behind the cylinder, what provides high efficiency of a purge. Claim 1. A four-stroke internal combustion engine containing at least one pair of cylinders, whose work processes are mixed into two cycles, a bypass channel compressed from one cylinder to another, purge valves placed in the channel of each cylinder, and a valve actuator of the rocker arm mounted on the axis and interacting with its ends with the stems of the purge valves, and at least one spring to fix the position of the actuator, one end of the spring interacting with the surface The drive and the other is pivotally attached to a support, characterized in that, in order to increase efficiency by matching the blowdown with back pressure behind the cylinder, the valve actuator is equipped with a hydraulic cylinder consisting of a hollow bushing, two pistons located in the bushing with an intermediate volume between them, and stops on the end sections of the inner surface of the bushing to limit the stroke of the pistons, and the hydraulic pump, and the rocker arm is made up of two separate parts, each of which is mounted on its axis so that the hydraulic cylinder is between them, the outer end sections of the pistons are connected to the parts of the rocker, the interaction surface of the spring and the actuator is made on the outer surface of the hydraulic cylinder, and the intermediate volume between the pistons of the hydraulic cylinder is communicated through stop valves using channels with a hydraulic pump and the atmosphere.

2. An engine according to claim 1, characterized in that a check valve is installed in the channel between the hydraulic pump and the hydraulic cylinder with the working fluid by-pass in the direction of the hydraulic cylinder.

3. The engine for PP. 1, 2, characterized in that the maximum distance between the pistons of the hydraulic cylinder is made equal to the maximum amount of lift of the purge valve.

4. The engine of PP. 1-3, characterized in that the spring support is made movable relative to the axis, perpendicular to the axis of the hydraulic cylinder.

5. The engine for PP. 1-4, characterized in that the drive is supplied with a second spring to fix its position, the springs being arranged symmetrically with respect to the axis of the hydraulic cylinder. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate in application No. 2946359 / 26-06, cl. F 02 B 25/20, 1980.