CZ14566U1 - Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru - Google Patents

Description

Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru, zejména pro.řízenou regulaci kompresního poměru spalovacího motoru, skládajícího se z bloku motoru a nejméně jednoho pístu, ojnice, klikového hřídele, excentrického prstence a řízení excentrického prstence, kde na čepu klikového hřídele je uložen excentrický prstenec a na vnějším obvodu excentrického prstence je uložena ojnice, a používaného zejména pro pohon silničních motorových vozidel. Dosavadní stav techniky

Vzhledem ktomu, že spalovací procesy ve spalovacích motorech jsou velmi komplexní a komplikované, je možné je ovlivnit mnoha způsoby. Na výsledný výkon motoru má velký vliv průběh tlaku během spalování a časový průběh spalování samotného. Běží-li motor pod vysokou zátěží, jsou spalovací tlaky vyšší nežli při volnoběhu. Běží-li motor rychle, je pro spalování k dispozici podstatně méně času nežli při nízkých otáčkách. Velký vliv pro spalování pohonné směsi, a tím i pro koeficient účinnosti motoru, hraje rovněž kompresní poměr, tj. poměr mezi volným spalovacím prostorem při horní úvrati pístu a celkovým objemem válce při spodní úvrati pístu. Vzhledem k tomu, že spalovací motor pracuje v různých pracovních režimech a prostředích, které také ovlivňují jeho výsledné parametry, je zřejmé, že běžný motor s konstantním kompresním poměrem nemůže nikdy běžet ideálně nebo optimálně. Konstantní kompresní poměr tvoří pouze kompromis pro určitou skupinu provozních stavů motoiu.

Z výše uvedených důvodů je proto výhodné použít při konstrukci spalovacích motorů konstrukční řešení, která umožňují optimalizovat spalovací procesy ve spalovacím motoru variabilní změnou kompresního poměru. Variabilní kompresí lze optimalizovat spalovací procesy v celém rozsahu režimu motoru. V současné době existují nejrůznější konstrukční řešení, které variabilně řeší změnu kompresního poměru pístového spalovacího motoru, tj. změnu poměru mezi volným spalovacím prostorem při horní úvrati pístu a celkovým objemem válce pri spodní úvrati pístu.

Část z těchto řešení používá pro změnu kompresního poměru excentricky uložené ojnice, zejména ojnice excentricky uložené na čepu klikového hřídele.

Jedním z těchto konstrukčních řešení je například konstrukční řešení popsané v GB2258271, kde je ojnice uložena na čepu klikového hřídele v děleném excentrickém pouzdru, které má na své jedné části vytvořeno ozubení, které zabírá s ozubeným kolem umístěným na tyči, která je vedena středem klikového hřídele. Nevýhodou tohoto konstrukčního řešení je poměrně komplikované vedení tyče používané k řízení excentrického pouzdra středem klikového hřídele. Toto řešení neumožňuje nezávislé řízení jednotlivých válců u víceválcových motorů. Řešení je také vzhledem k použití ozubených převodů poměrně drahé a výrobně náročné.

Další konstrukční řešení je popsané v PV2693-97, kde je výstředníkový klikový čep tvořen nejméně dvěma pánvemi, které jsou uspořádány okolo hřídele ramena kliky klikového hřídele tak, že jej obepínají, a že každá z těchto pánví je spojena vždy s jedním segmentem ozubeného kola, kteréžto segmenty rovněž obepínají hřídel ramena kliky klikového hřídele, přičemž těmito segmenty tvořené ozubené kolo obíhá jako vnější kolo v dutém kole o větším průměru, které je uloženo soustředně okolo osy klikového hřídele a jehož poloha natočení je přestavitelná, a to tak, že vnější kolo při svém odvalování v dutém kole, když je toto nehybné, vykoná přesně jednu otáčku během jednoho oběhu. Duté kolo je na své ploché vnější straně soustředně spojeno s čelním kolem, které je přestavitelně pomocí dalšího, s tímto čelním kolem zabírajícího řídicího ozubeného kola, nebo v další variantě je duté kolo má na svém vnějším obvodu ozubení aje přestavitelně řídicím ozubeným kolem, které je v přímém záběru s tímto ozubením. Na rozdíl od předchozího řešení umožňuje toto řešení nezávislé řízení jednotlivých válců u víceválcových motorů. Nevýhodou je vzhledem k použití ozubených převodů výrobní náročnost konstrukčního řešení a tím i vyšší cena.

- 1 CZ 14566 Ul

V CZ 290250 je popsáno konstrukční řešení, kde na čepu klikového hřídele je uložen excentrický prstenec. Na vnějším obvodu excentrického prstence je uložena ojnice. Excentrický prstenec je na čepu klikového hřídele uložen stavitelně tak, že po změně nastavení vzájemné polohy excentrického prstence a čepu klikového hřídele je vzájemná poloha excentrického prstence a čepu klikového hřídele v průběhu otáčky klikového hřídele stabilní nebo se v průběhu otáčky klikového hřídele mění v rozsahu podle předchozího nastaveni. Na vnějším obvodu excentrického prstence je stavitelně uložena stabilizační část udržující excentrický prstenec ve stabilní poloze. Stabilizační část udržuje excentrický prstenec ve stabilní poloze tak, že se v průběhu otáčky klikového hřídele nemění vzájemná úhlová poloha excentrického prstence, stabilizační části a bloku motoru, nebo se v průběhu otáčky klikového hřídele nemění vzájemná poloha excentrického prstence a stabilizační části. V tomto případě je stabilizační Část svým druhým koncem kyvně nebo suvně uložena v bloku motoru. Hlavní a podstatnou nevýhodou tohoto konstrukčního řešení je, přestože je poměrně jednoduché a tím i levné, problematická možnost změny nastavení v průběhu chodu motoru.

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru, zejména pro řízenou regulaci kompresního poměru spalovacího motoru, skládajícího se z bloku motoru a nejméně jednoho pístu, ojnice, klikového hřídele, excentrického prstence a řízení excentrického prstence, kde na čepu klikového hřídele je uložen excentrický prstenec a na vnějším obvodu excentrického prstence je uložena ojnice, a kde je nejméně jedno rameno excentrického prstence spojeno s vedením, které je uloženo ve vodicí dráze, jehož podstata spočívá v tom, že rameno excentrického prstence je hybně spojeno s vedením pomocí excentrického spojení.

Pro optimální využití je výhodné, aby rameno excentrického prstence bylo hybně spojeno s vedením uloženým ve vodicí dráze umístěné excentricky v kotouči uloženém stavitelně v bloku motoru.

Kotouč je přestavován pomocí pohonu, který je s výhodou tvořen šnekem uloženým v bloku motoru a zabírajícím do ozubení vytvořeného na vnějším obvodu kotouče.

Vedení je tvořeno vodicím kotoučem, který je nepřerušovaného kruhového tvaru, nebo vodicím segmentem, který je tvořen částí kruhové výseče kotouče, a nebo může být tvořeno ozubeným kolem uloženým v ozubení vytvořeném ve vodicí dráze. V případě, že vedení je tvořeno vodicím kotoučem nebo vodicím segmentem může být vedení ve vodicí dráze uloženo kluzně, nebo pomocí valivého ložiska.

S výhodou je také možné uložit ve vodicím kotouči klikový hřídel.

Výhody tohoto konstrukčního uspořádání spočívají vtom, že je možné jednoduše měnit v závislosti na druhu zatížení a pracovních podmínkách spalovacího motoru zdvih válce a tím i kompresní poměr. Zároveň je tímto konstrukčním uspořádáním možné optimalizovat silové poměry na celém mechanismu, přenášejícího sílu z pístu motoru na klikový hřídel v průběhu otáčky klikového hřídele. Pomocí regulace zdvihu válce je možné dosáhnou podstatných úspor pohonných hmot, zvýšení výkonu motoru a vysokou variabilitu jeho pracovního použití. Celé konstrukční uspořádání se skládá z jednoduchých konstrukčních prvků, a proto je i jednoduché a levné výrobně. Výhodou je také to, že základní konstrukci lze s výhodou použít pro další uložení klikového hřídele, a tím zpevnění celého uložení, nebo popřípadě k nahrazení stávajícího uložení klikového hřídele, a tím k zmenšení a optimalizování konstrukce celého motoru.

Přehled obrázků na výkrese

Technické řešení bude dále objasněno pomocí připojených obrázků, kde obr. 1 znázorňuje pohled na klikový hřídel s uspořádáním jednotlivých součástí zařízení, obr. 2 znázorňuje detailní pohled na uložení vedení tvořeného vodicím, obr. 3 znázorňuje detailní pohled na uložení vedení tvořeného vodicím segmentem, obr. 4 znázorňuje kotouč ve kterém je excentricky uložena vodicí

-2CZ 14566 Ul dráha, a obr. 5 znázorňuje detail stavitelného uložení kotouče v bloku motoru a jeho přestavování pomocí šneku, a uložení vedení ve vodicí dráze pomocí valivého ložiska.

Příklady provedení technického řešení

Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru (obr. 1) je tvořeno z excentrického prstence 2 5 s dvěma rameny 1_. Excentrický prstenec 2 je přes tyto ramena i hybně pomocí excentrického spojení 7 spojen s vedením 3. Vedení 3 je uloženo ve vodicí dráze 4 umístěné excentricky (obr. 4) v kotouči 6. Kotouč 6 je uložen stavitelně v bloku motoru 5 aje přestavován pomocí šneku 10 (obr. 5) uloženého v bloku motoru 5 a zabírajícího do ozubení 11 vytvořeného na vnějším obvodu kotouče 12. Vedení 3 je tvořeno v první variantě vodicím kotoučem 9 (obr. 2). ίο V druhé variantě je pak vedení 3 tvořeno vodicím segmentem 8 (obr. 3). V první variantě je vedení 3 ve vodicí dráze 4 uloženo kluzně. Ve druhé variantě je pak vedení 3 ve vodicí dráze 4 uloženo pomocí valivého ložiska 13 (obr. 5).

Průmyslová využitelnost

Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru se využije pri řízené regulaci kompresního 15 poměru spalovacího motoru používaného zejména pro pohon silničních motorových vozidel.

Claims (10)

1. Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru, zejména pro řízenou regulaci kompresního poměru spalovacího motoru, skládajícího se z bloku motoru a nejméně jednoho pístu, ojnice, klikového hřídele, excentrického prstence a řízení excentrického prstence, kde na čepu

20 klikového hřídele je uložen excentrický prstenec a na vnějším obvodu excentrického prstence je uložena ojnice, a kde je nejméně jedno rameno excentrického prstence spojeno svedením, které je uloženo ve vodicí dráze, vyznačující se tím, že rameno (1) excentrického prstence (2) je hybně spojeno s vedením (3) pomocí excentrického spojení (7).

2. Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru podle nároku 1 vyznačující se

25 t í m , že vedení (3) je uloženo ve vodicí dráze (4) umístěné excentricky v kotouči (6) uloženém stavitelně v bloku motoru (5).

3. Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru, podle nároků la2, vyznačující se t í m, že vedení (3) je tvořeno vodicím segmentem (8).

4. Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru, podle nároků la2, vyznačující se t í m, že vedení (3) je tvořeno vodicím kotoučem (9).

5. Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru, podle nároku 2, vyznačující se t í m , že kotouč (6) je přestavován pomocí pohonu.

6. Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru, podle nároku 5, vyznačující se tím, že pohon je tvořen šnekem (10) uloženým v bloku motoru (5) a zabírajícím do

35 ozubení (11), které je vytvořeno na vnějším obvodu kotouče (12).

7. Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru, podle nároků laž4, vyznačující se t í m , že vedení (3) je ve vodicí dráze (4) uloženo kluzně.

-3 CZ 14566 Ul

8. Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru, podle nároků laž4, vyznačující se tím, že vedení (3) je ve vodicí dráze (4) uloženo pomocí valivého ložiska (13).

9. Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru, podle nároků laž4, vyznačující se tím, že vedení (3) je tvořeno ozubeným kolem uloženým v ozubení vytvořeném ve

5 vodicí dráze (4).

10. Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru, podle nároků 4 až 9, vyznačující se t í m, že ve vodicím kotouči (9) je uložen klikový hřídel (14).