CS263933B1 - Spalovací motor - Google Patents

Abstract

Řešení se týká spalovacího motoru, zejména zážehového se šroubovými nebo spirálními sacími kanály. Řeší problém nedostatečné rychlosti a turbulence směsi při malých otáčkách motoru, kdy tvarované stěny sacích kanálů jsou neúčinné. Podstatou zařízení je to, že okolo dříku sacího ventilu je uspořádané šoupátko sestávající z ovládací a regulační části a uspořádané suvně, kde největší vnější průřezová plocha regulační části šoupátka je stejná nebo menší než výstupní plocha vybrání hlavy vytvořeného pro regulační část šoupátka. Vnitřní průměr regulační části šoupátka tvoří pomocné vedení dříku ventilu. Ovládací část šoupátka je spojena s tlakovým prostředím tvořeným tlakovým olejem, nebo· podtlakem ze sacího kanálu. Regulace tlakového oleje je provedena přepouštěcím ventilem na základě snímaných provozních parametrů motoru. V alternativním provedení může být šoupátko uspořádáno rovnoběžně s ventilem, vnitřní průměr šoupátka je však vždy s ventilem souosý.

Description

Vynález se týká spalovacího motoru zejména zážehového s nasáváním směsi do válce přes nejméně jeden šroubový či spirální sací kanál se sacím ventilem, kde v každém sacím kanálu je uspořádáno zařízení, které nezávisle na ovládání sacího ventilu a v závislosti na pracovních podmínkách motoru reguluje proudění směsi v sacím kanálu a je uspořádáno suvně souose nebo rovnoběžně se sacím ventilem.

U spalovacích motorů vozidel se v současnosti řeší zejména jejich ekonomický úsporný provoz vyhovující současně ekologickým předpisům, který je dosahován spalováním chudých směsí. Nevýhodou chudých směsí je jejich špatná zápalnost a nedostatečná rychlost hoření daná nedokonalým smísením paliva a vzduchu. Tento· nedostatek lze do značné míry odstranit zajištěním dostatečné rychlosti proudění směsi do spalovacích prostorů válců výhodně ve formě rotace směsi a současně zajištěním její dostatečné turbulence.

Dosud známá zařízení pro regulaci proudění směsi v sacích kanálech jsou uspořádána obvykle mezi karburátorem a sacím ventilem v sacím kanálu. Jedná se o různé vícepolohové nebo kontinuálně řízené přepážky a klapky omezující podle potřeby průřez sacího kanálu a zvyšující tím rychlost proudění směsi v předem stanovených pracovních režimech motoru. Nevýhodou těchto zařízení je zejména vzdálenost místa regulace proudění směsi od vyústění sacího kanálu do válce motoru, která způsobuje nežádanou ztrátu části kinetické energie směsi a tedy nedostatečnou a nepřesnou funkci zařízení.

Jiná známá zařízení spočívají v uspořádání vícekanálového sání s více sacími ventily, v uspořádání obtokových kanálků malého průřezu hlavního sacího kanálu a podobně. Nevýhodou těchto zařízení je jejich funkčnost pouze v nedostatečně širokém rozsahu pracovních otáček motoru.

U šroubových či spirálních sacích kanálů, které při dostatečné rychlosti proudění směsi zajišťují její rotaci i turbulenci, dochází při nízkých otáčkách motoru k podstatnému snížení těchto účinků. Tyto kanály jsou proto kombinovány s vpředu uvedenými zařízeními, která zmenšují průřez sacího kanálu. I zde však zůstává nevýhodou ztráty kinetické energie směsi před vstupem do pracovního prostoru válce.

Podle SU 435 366 je známé uspořádání šroubového kanálu, kde zlepšení rozvíření směsi je řešeno vytvořením rozvětveného kanálu nad jeho vyústěním do válce pomocí přepážek sledujících šroubovici vnitřního povrchu sacího kanálu. Toto řešení je však optimální opět pouze pro určitý pracovní režim motoru.

Z řešení, která problém zvýšení rychlosti proudění a turbulence směsi řeší zařízeními uspořádanými souose s dříkem sacího ventilu je známý například z DE—PS

006 391, kde na dříku ventilu je axiálně suvně uspořádané šoupátko s rozšířeným koncem, jímž může být uzavřeno nebo téměř uzavřeno vyústění sacího kanálu do válce. Konstrukčně toto zařízení vychází z obdobných elementů například GB—PS 578 468, nebo pozdějšího SU 1 068 607, které slouží k uzavření vstupu do válce za účelem ovládání dvoudobého motoru, vyřazování jednotlivých válců motoru z provozu při potřebě malého výkonu a podobně.

Podle DE—OS 27 46 717 je známé zařízení zdokonalující a upravující zařízení typu DE—PS 2 006 391 tím, že souosá axiálně suvná objímka dříku ventilu se pohybuje současně s ventilem, a pouze v předem stanoveném pracovním režimu motoru se vysune vůči ventilu v otevřené poloze maximálně o vzdálenost, která je menší nebo rovna dráze ventilu mezi oběma krajními polohami. Nevýhodou vlastní pouze tomuto řešení je ovšem zvýšení setrvačných hmot ventilu. Společnou nevýhodou popsaných řešení je jejich praktická nepoužitelnost pro šroubové či spirální kanály, protože rychlost proudění ovlivňují až v místě sedla ventilu, přičemž tvar těchto kanálů je neúčinný s ohledem na potřebu rozvíření a usměrnění směsi v nízkých otáčkách motoru.

Cílem vynálezu je zajištění účinného rozvíření směsi ve šroubových nebo spirálních sacích kanálech ve všech pracovních režimech motoru za účelem dosažení potřebné rotace a turbulence směsi při vstupu do spalovacího prostoru válce. Dalším cílem vynálezu je zajištění spolehlivé provozní funkce motoru při poruše nebo špatné funkci regulačního zařízení. Regulační zařízení vytvořené ke splnění uvedených cílů musí dále splňovat podmínku použitelnosti u všech zážehových motorů s tvarovanými kanály.

Cílů vynálezu je dosaženo ve spalovacím motoru s regulačním zařízením podle vynálezu, jehož podstatou je to, že zařízení pro regulaci proudění směsi v kanálu je šoupátko uspořádané okolo dříku ventilu, kde největší průřez regulační části šoupátka je stejný nebo menší než výstupní plocha vybrání pro regulační část šoupátka vytvořeného v hlavě válců. Šoupátko je tedy možné bezezbytku zasunout do hlavy válce. Vnitřní průměr šoupátka je stupňovitý, přičemž nejmenší vnitřní průměr šoupátka tvoří pomocné vedení sacího ventilu. Šoupátko má ovládací část, jejíž vnitřní průměr je stojný nebo větší než vnější průměr vedení ventilu uspořádaného v hlavě válců. Toto uspořádání nevyžaduje oproti běžnému uspořádání ventilu v hlavě válce větší zástavbový prostor. Uspořádání šoupátka vůči ventilu je souosé nebo rovnoběžné. Vnitřní průměr šoupátka je vůči ventilu vždy souosý.

Ovládací část šoupátka je spojena s vnějším tlakovým prostředím a opírá se o pružinu zakotvenou svým spodilím koncem ve vybrání hlavy válce a hořní konec je ve styku s ovládací části šoupátka.

Výhodou zařízení podle vynálezu je kromě splnění vytčených cílů konstrukční jednoduchost celého zařízení a jednoduchý princip funkce. Rychlost proudění směsi je regulována postupně vysunovanou regulační částí šoupátka kontinuálně, čímž dochází k intenzivnímu rozvíření směsi i v nízkých otáčkách motoru.

Příklad konrétního provedení spalovacího motoru se zařízením podle vynálezu v základním provedení a aplikaci ovládacího systému s tlakovým olejem je znázorněn na připojených obrázcích, kde na obr. 1 je řez hlavou válců se šoupátkem v základní poloze a na obr. 2 je řez částí hlavy válců se šoupátkem v maximálně vysunuté poloze otočený proti obr. 1 o 90°.

Na obr. 1 je v řezu znázorněna hlava 1 válců s vedením 2 ventilu 3, který je ve vedení 2 uložen svým dříkem 31. Ve vybrání 11 hlavy 1 válců je uspořádáno šoupátko

4. Regulační část 41 šoupátka 4 svým vnitřním průměrem tvoří pomocné vedení dříku 31 ventilu 3. Ovládací část 42 šoupátka 4 se spodní pracovní plochou opírá o pružinu 5, zakotvenou spodním koučem v rozšířeném vybrání 12 hlavy 1. Prostor 7 nad šoupátkem 4 je kanálkem 6 spojen s vnějším tlakovým prostředím. Rozšířené vybrání 12, kde je uspořádána pružina 5 je spojeno s vnějším prostředím odpadním kanálkem 8. V šoupátku 4 jsou uspořádány výřezy 43. Sací kanál 9 hlavy 1 má šroubový vnitřní povrch.

Na obr. 2 je řez částí hlavy 1 válců z obr. 1 otočený o 90°. Šoupátko 4 je ve vysunuté poloze, pružina 5 je stlačena tlakem oleje v prostoru 7 nad ovládací částí 42 šoupátka 4. Olej protínající do meziprostoru 10 vzniklého relativním posuvem šoupátka 4 a vedení 2 ventilu 3 může být odveden odpadním kanálkem 8 z obr. 1.

Funkce zařízení podle vynálezu v konkrétním provedení znázorněném na přiložených obrázcích spočívá v tom, že tlak oleje regulovaný pracovními podmínkami motoru prostřednictvím bloku Snímacích čidel á prostřednictvím přetlakového ventilu působí v prostoru 7 na ovládací část 42 šoupátka 4, čímž dochází k vysunutí jeho regulační části 41 do sacího kanálu 9 a tím zmenšení průřezu tohoto šroubového či spirálního sacího kanálu 9. Dodávaný tlak oleje je při volnoběžných otáčkách motoru bez použití regulace nevyznačeným přepouštěcím ventilem dostatečný k překonání odporu pružiny 5 a vysunutí šoupátka. Tím je zajištěna jeho funkce právě v nižších a nízkých otáčkách motoru, kdy je regulace proudění směsi nejnutnější. Olej, který se netěsností ovládací části 42 šoupátka 4 ve vybrání 11 hlavy 1 dostane do rozvířeného vybrání 12, kde je uspořádána pružina 5 a zároveň při vzájemném pohybu šoupátka 4 a vedení 2 ventilu 3 do meziprostoru 10 je odváděn prostřednictvím výřezů 43 šoupátka 4 a odpadního kanálku 8 mimo hlavu 1 válců.

Blok snímacích čidel vysílá signály do vyhodnocovací jednotky, která jednotlivé údaje jako úhlová rychlost klikového hřídele, poloha pedálu, plynu, velikost podtlaku v sacím potrubí a podobně zpracovává a řídí přepouštěcí ventil.

Tlakové prostředí může být tvořeno při stejné konstrukci regulačního zařízení podtlakem ze sacího kanálu, který je v tom případě přiváděn do vybrání 12 hlavy 1 válců a působí na spodní pracovní plochu ovládací části 42 šoupátka 4.

Při nesprávné funkci ovládacího systému ovládací části 42 šoupátka 4 je šoupátko 4 opřené o- pružinu 5 zasunuté v základní poloze ve vybrání 11, 12. Tímto způsobem splňuje celé zařízení požadavek vytčený cílem vynálezu.

Claims (8)

1. PŘEDMĚT

   1. Spalovací motor zejména zážehový s nasáváním směsi do válce přes nejméně jeden šroubový či spirální sací kanál se sacím ventilem, kde v každém sacím kanálu je uspořádáno zařízení, které nezávisle na ovládání ventilu a v závislosti na pracovních podmínkách motoru reguluje proudění směsi v sacím kanálu a je uspořádáno suvně souose nebo rovnoběžně se sacím ventilem, vyznačený tím, že zařízením pro regulaci proudění v sacím kanálu (9) je šoupátko (4) uspořádané okolo dříku (31) ventilu (3), kde největší průřez regulační části (41) šoupátka (4) je stejný nebo menší než výstupní plocha vybrání (11) hlavy (1) vytvořeného pro regulační část (41) šoupátka (4).
2. 2. Spalovací motor podle bodu 1, vyznačený tím, že vnitřní průměr šoupátka (4) je stupňovitý, přičemž vnitřní průměr regulační části (41) šoupátka (4) tvoří pomocné vedení dříku (31) ventilu (3).
3. 3. Spalovací motor podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že regulační část (41) šoupátka (4) je pevně spojena s ovládací částí (42) jejíž vnitřní průměr je stejný nebo větší než vnější průměr vedení (2) ventilu (3).
4. 4. Spalovací motor podle bodů 1 až 3, vyznačený tím, že šoupátko (4j je uspořádáno souose s ventilem (3).
5. 5. Spalovací motor podle bodů 1 až 3, vyznačený tím, že osa šoupátka je rovnoběžná s osou ventilu (3), přičemž osa stupňovitého vnitřního průměru šoupátka (4) je totožná s osou ventilu (3).
6. 6. Spalovací motor podle bodů 1 až 3 a 4 nebo 5, vyznačený tím, že mezi ovládací částí (42) šoupátka (4) a hlavou (1) je uspořádána pružina (5), přičemž prostor (7) nad ovládací částí (42) nebo prostor vybrání (12) pod ovládací částí (42) šoupátka (4) je spojen se zdrojem tlaku.
7. 7. Spalovací motor podle bodu 6, vyznačený tím, že pod ovládací část (42) šoupátka (4) do prostoru vybrání (12) je přes odpadní kanál (8) propojeno sací potrubí.
8. 8. Spalovací motor podle bodu 6, vyznačený tím, že nad ovládací část (42) šoupátka (4) do prostoru (7) je kanálkem (6) propojen zdroj tlakového oleje.