CZ2000901A3 - Spalovací motor - Google Patents
Spalovací motor Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2000901A3 CZ2000901A3 CZ2000901A CZ2000901A CZ2000901A3 CZ 2000901 A3 CZ2000901 A3 CZ 2000901A3 CZ 2000901 A CZ2000901 A CZ 2000901A CZ 2000901 A CZ2000901 A CZ 2000901A CZ 2000901 A3 CZ2000901 A3 CZ 2000901A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- engine
- axis
- cylinder
- piston
- move
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 21
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 21
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/32—Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B9/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups
- F01B9/02—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with crankshaft
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/04—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
- F02B75/048—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of a variable crank stroke length
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/36—Modified dwell of piston in TDC
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Vending Machines For Individual Products (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Description
SPALOVACÍ MOTOR^
Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká spalovacích motorů s pístem pohyblivým tam a zpět a týká se takových motorů, které zahrnují jeden nebo více pistů, přičemž každý z nich je uspořádán ve svém válci a je otočně napojen na spojující tyč, která je napojena na svou kliku klikové hřídele, přičemž spojující tyč je otočně napojena na konec prodlouženého spojení, které je otočně napojené na příslušnou kliku v bodě uprostřed mezi jejími konci a jehož druhý konec tvoří tyč, která je držena upevněním tak, že se může otáčet kolem čepové osy rovnoběžné s osou klikové hřídele. Vynález se také zejména, ale'nikoliv výlučně, týká motorů takového druhu, jaký je popsán v EP-A-0591153.
Dosavadní stav techniky
Tento dokument z dosavadního stavu techniky zveřejňuje motor, ve kterém se píst, nebo všechny písty, pohybuje po alespoň část cyklu tak, že graf závislosti polohy na čase se liší od sinusoidy, která v podstatě vzniká u běžných motorů, ve kterých je každý píst napojen na příslušnou kliku klikové hřídele příslušnou spojující tyčí. U takovéhoto běžného motoru jsou uskutečňovány pokusy sladit spalování směsi paliva se vzduchem s pohybem pístu, ale filosofie, na které se zakládá předcházející dokument, spočívá v tom, že spalování se nechá probíhat optimálním způsobem a pístem je
79436 (79436a) pohybováno způsobem, který sleduje spalování a je vztažen k přirozenému průběhu spalovacího procesu.
Konkrétněji předcházející dokument popisuje motor, ve kterém je píst zpomalován, a tedy nucen pohybovat se pomaleji, než v běžných motorech, v bodě, nebo v blízkosti bodu, ve kterém dojde ke vznícení směsi paliva se vzduchem, a potom opět zrychlován, než dosáhne horní úvraťové polohy je založeno na píst pohybuje (TDC - top pozorování, dead centre position). To že v běžných motorech se v podstatě maximální rychlostí v bodě, kdy nastává vznícení a kompresní poměr se mění v podstatě maximální rychlostí, a tedy brání v postupu plamene směsí paliva se vzduchem a tak narušuje přirozený průběh a dokonalost spalovacího procesu. Nicméně zpomalení pístu v blízkosti bodu vznícení znamená, že rychlost vzrůstu tlaku směsi paliva se vzduchem v době, kdy dochází k postupu plamene směsí, je podstatně menší, než je to běžné, což má za následek, že plamen postupuje směsí paliva se vzduchem daleko rychleji, než je to běžné.
Předcházející dokument tedy popisuje, že píst dosáhne maximálního zrychlení a maximální rychlosti někde mezi 0° a 40° po dosažení TDC, místo 90° po dosažení TDC jako u běžných motorů, a potom se pohybuje pomaleji než u běžných motorů v poslední fázi pracovního taktu před tím, než dosáhne dolní úvraťové polohy (BDC - bottom dead centre position). To má za následek snížení teploty výfukových plynů a tak snížení emisí N0x a snížení opotřebení výfukového otvoru a ventilů.
Na motorech podle EP-A-0591153 byly prováděny rozsáhlé testy, a tyto testy prokázaly, že takovéto motory skutečně mají podstatně větší výkonnost ve srovnání s běžnými motory,
79436 (79436a) «·· * · 4 • · · · : i · • 4β ·«· ·9
a také velice snižují emise nespálených uhlovodíků, CO a N0x. Opravdu, tyto testy prokázaly, že spalovací proces v motorech podle předcházejícího dokumentu postupuje takovým způsobem, který se zásadně lisí od procesu v běžných motorech, což se prokázalo na základě skutečnosti, že např.
rychlost zvýšení tlaku ve válci během spalování je kolem
6,5.10 Pa (6,5 bar) na stupeň pootočení výstupní hřídele ve 5 srovnání s asi 2,5.10 Pa (2,5 bar) na stupeň v běžných motorech, a že spalování je skončeno během asi 22° pootočení výstupní klikové hřídele po' TDC ve srovnání s asi 60° u > běžných motorů.
Nicméně motor, popsaný v předcházejícím dokumentu zahrnuje profilované vačky spolupracující s písty a nikoliv běžnou klikovou hřídel, a ačkoliv jsou takovéto vačky plně funkční a po technické stránce vyhovující, bylo by pro motor výhodné zahrnout klikovou hřídel obecně běžného druhu, protože jsou již k dispozici hromadná výrobní zařízení pro klikové hřídele, a technologie výroby motorů s klikovou hřídelí je známější, více vyzkoušená a otestovaná, než motorů s vačkami.
Podle toho je předmětem překládaného vynálezu vytvořit spalovací motor s pístem pohyblivým tam a zpět, ve které se graf polohy pístu nebo pístů liší od sinusoidy běžných motorů s klikovou hřídelí, např. způsobem podobným tomu, který je popsán v EP-A-0591153, a který také může být měněn během doby, kdy je motor v provozu, který ale zahrnuje klikovou hřídel obecně běžného typu.
Motor zvláštního druhu, na který se vynález vztahuje, je popsán v US-A-2506088. U motoru, popsaného v tomto dokumentu z dosavadního stavu techniky, je druhý konec
79436 (79436a) • ·· ·· ·»·· ·Φ ·0 • ♦ · φ · φ φ φ φ φ >
• ,· · 9 · Φ · · φ |
Φ-'· Φ · * 4 · · φ Φ φ φ
Φ Φ Φ » Φ Φ · φφφφ
ΦΦΦ Φ'Φ ·· ΦΦ ΦΦ ·,φ prodlouženého spojení, tj. konec nejdále od pístu, otočně napojen na konec krátkého ramene, jehož druhý konec je napojen na pevný čep, kolem kterého se může otáčet. Když se píst pohybuje tam a zpět, a napojená klika se otáčí kolem osy klikové hřídele, je druhý konec spojení krátkým ramenem omezován tak, že se musí kolem pevného čepu otáčet stejnou rychlostí, jako se otáčí kliková hřídel.
Křivka pohybu pístu v tomto motoru se bude lišit od sinusoidy, ale způsobem, který je předem určen a neměnný. Pro optimalizaci spalování směsi paliva se vzduchem za účelem dosažení maximální efektivity a minimalizování emisí je však žádoucí, aby byly vytvořeny prostředky pro pozměňování křivky pohybu pístu v závislosti na rychlosti, zátěži a dalších parametrech.
Proto je dále předmětem vynálezu vytvořit motor, s výhodou takový, který pracuje v souladu s EP-A-0591153, ve kterém je pohybová křivka motoru měnitelná, s výhodou automaticky, v závislosti na provozních parametrech motoru.
Podstata vynálezu
Podle předkládaného vynálezu zahrnuje spalovací motor výše popsaného druhu první pohyblivý člen upevnění napojený na druhý pohyblivý člen upevnění tak, že je vzhledem k němu otočný kolem čepové osy, přičemž první pohyblivý člen upevnění je napojen na tyč spojením, které umožňuje pouze vzájemné posuvné pohyby ve směru tyče, a že k upevnění jsou připojeny ovládací prvky, které jsou uspořádány tak, aby jím pohybovaly buď v prvním směru kolmém k ose klikové hřídele nebo ve druhém směru, k němu kolmém.
79436 (79436a)
Tedy u motoru podle předkládaného vynálezu není spojující tyč otočně napojena přímo na příslušnou kliku, ale nepřímo přes konec spojení, které je otočně upevněno jak na kliku, tak na spojující tyč.
Druhý konec spojení je napojen tak, že je otočný kolem třetí čepové osy, která je rovnoběžná s ostatními dvěma, a je podél ní lineárně posouvatelný. Pohyb pístu proto může být pozměňován podle přání změnou vzájemného umístění těchto tří čepových os spojení, které obecně neleží v jedné rovině. Nicméně je dávána přednost tomu, že jsou tyto tři čepové osy umístěny tak, že pohyb pístu věrně napodobuje pohyb pístu motoru popsaného v EP-A-0591153, zejména se píst pohybuje výrazně pomaleji kolem bodu vznícení, než je tomu u běžných motorů.
Vynález je použitelný jak pro .dvoutaktní, tak i čtyřtaktní motory, jak výbušné, tak dieselové. Je výhodné, když ovládací prvky umožňují, aby se třetí čepová osa, tj. osa, kolem které se otáčí tyč vzhledem k upevnění, na přání pohybovala, a tím měnila pohyb pístu. To může být žádoucí pro umožnění motoru, aby běžel optimálně při měnících se rychlostech a/nebo zátěži, a skutečně tím může být měněn obsah každého válce a kompresní poměr motoru, jak to bude podrobněji pojednáno dále. V případě, že jde o čtyřtaktní motor, může být pro pohyb pístu žádoucí, aby se měnil během taktu stlačení a taktu výfuku, a možná také mezi taktem sání a pracovním taktem (výbuch). Toho může být dosaženo mnohými způsoby, např. pohybováním upevnění tam a zpět synchronizované s připojeným pístem. Ovládací prvky mohou být použity nejen ke změnám způsobu pohybu pístu oproti sinusoidě, ale mohou být také použity, alespoň částečně,
79436 (79436a) *« ·· « i » • * ·· k vytváření změn v průběhu taktu pístu, např. kolem bodu vznícení, aby se v tomto bodě píst žádoucím způsobem zpomalil. Je také výhodné, když jsou prodloužená spojení a upevnění tvarována a umístěna tak, že když je motor v provozu, opisuje čepová osa, kolem které se otáčí spojující tyč vzhledem k prodlouženému spojení, křivku obecně tvaru oválu nebo elipsy, přičemž její delší osa je v podstatě rovnoběžná s osou válce.
První směr, ve kterém se může upevnění pohybovat, je s výhodou v podstatě rovnoběžný s osou válce a druhý směr je s výhodou v podstatě kolmý k ose válce.
Je výhodné, když ovládací prvky zahrnují první ovládací prvek, který je napojen na upevnění a který je uspořádán tak, aby jím pohyboval v jednom z obou směrů, a druhý ovládací prvek, který je napojen na první ovládací prvek a je uspořádán tak, aby jím a upevněním pohyboval v druhém z těchto směrů. Tyto dva ovládací prvky mohou být různých známých druhů, ale je dávána přednost tomu, když jsou hydraulické.
Ovládací prvky jsou s výhodou řízeny řídícími prvky, které jsou uspořádány pro výběrové řízení prvního a druhého ovládacího prvku. Typicky je řídícími prvky systém řízení motoru, neboť je již nyní vytvořen ve většině moderních automobilových motorů.
Možnost pohybovat upevněním v libovolném směru, kolmém k ose hřídele, pomocí dvou ovládacích prvků, umožňuje měnit křivku pohybu pístu podle přání, a zejména v souladu s provozními parametry motoru za účelem optimalizace výkonu motoru v každém okamžiku. Bylo zjištěno, že posunutí
79436 (79436a) upevnění v prvním směru, tj . v podstatě rovnoběžně s osou válce, má za následek v podstatě posunutí polohy horní úvraťové polohy pístu, a tím změnu kompresního poměru motoru. Takovéto pohyby také mají za následek, ačkoliv v menší míře, změnu v taktu pístu a objemu válce pístu. Bylo zjištěno, že pohyb upevnění ve druhém směru, tj . v podstatě kolmo k ose válce, má za následek zejména pohyb dolní úvraťové polohy pístu a tedy primárně změnu v taktu a objemu válce pístu. Předkládaný vynález tedy přináší možnost změny kompresního poměru a objemu válce motoru v rámci omezení daných geometrií komponent motoru podle přání tak, aby odpovídaly momentálním provozním parametrům.
S výhodou motor zahrnuje první senzor, uspořádaný pro vytváření signálu indikujícího že motor klepe, nebo právě dochází ke klepání motoru, přičemž řídící prvky jsou uspořádány pro řízení ovládacích prvků tak, aby se upevnění pohnulo v prvním směru, a aby se tak snížil kompresní poměr motoru a zamezilo se klepání. Takovéto senzory klepání jsou dobře známé, a zahrnují akustický nebo vibrační senzor umístěný ve válcovém bloku, nebo na válcovém bloku, a umožňují dočasně snížit kompresní poměr motoru v případě, že dojde ke klepání, takže se maximalizuje výkon.
Dále je výhodné, když motor zahrnuje druhý senzor, uspořádaný pro vytváření signálu indikujícího zátěž motoru, přičemž ovládací prvky jsou uspořádány tak, aby pohybovaly upevněním v prvním směru, a aby se tak s měnící se zátěží měnil kompresní poměr motoru, např. snížením kompresního poměru v případě nárůstu zátěže. Takovéto senzory zátěže jsou o sobě dobře známé, a mohou být vystaveny například vstupnímu plnícímu tlaku, který se zátěží roste, nebo mohou být mechanicky spojeny se škrtící klapkou motoru.
79436 (79436a) • © © © · © © © · í# ©' © © ’♦ • .© · « · © © ©' © ·' ·' *© »,·
Pohyb upevněním . v prvním směru způsobí změnu kompresního poměru motoru, ale poněkud změní také objem válce a takt pístu. To pozmění okamžik vznícení, což je nežádoucí, a může to být také nepřijatelné, například u závodních motorů, kvůli změně objemu válce pístu, a obě tyto změny mohou být kompenzovány, pokud jsou uspořádány druhé ovládací prostředky pro pohyb ve druhém, směru, čímž se mění dolní úvraťová poloha pístu, čímž se kompenzují změny způsobené pohybem upevnění v prvním směru.
Optimální kompresní poměr motoru se liší se zátěží, které je vystavován, a optimální kompresní poměr roste se snižující se zátěží. Proto je možné pomocí předkládaného vynálezu zajistit, že kompresní poměr má vždy optimální hodnotu, ale přitom nedochází ke klepání motoru.Tedy pokud například motor pracuje s malou rychlostí a zátěží, a zátěž náhle vzroste, dojde k okamžité tendenci motoru ke klepání nebo předčasnému vzněcování. Na to se může reagovat dočasným snížením kompresního poměru motoru posunutím upevnění v prvním směru, a volitelně kompenzací tohoto pohybu posunutím také ve druhém směru. Je žádoucí, aby byly řídící prostředky naprogramovány tak, aby, jakmile stoupne rychlost motoru, způsobily progresivní zvýšení kompresního poměru, tedy na optimální hodnotu právě pod úrovní, kdy by došlo ke klepání.
Alternativně jsou řídící prvky uspořádány tak, aby při náhlém zvýšení zátěže motoru posunuly, upevněním ve druhém směru a způsobily tak zvětšení objemu válce pístu. Tedy, pokud je po motoru požadováno náhlé zvýšení výkonu, může se zvětšit objem motoru například o 10 %, což bude mít za následek okamžité výrazné zvýšení výkonu. Předkládaný
79436 (79436á) ··»· vynález proto může být použit pro vytvoření efektu zvýšení výkonu podobně jako turbo-plněním nebo přeplňováním, a mohou jím být nahrazeny běžné, drahé přeplňovače,. nebo může jednoduše umožňovat změnu motoru s určitou kapacitou na motor s jinou kapacitou.
Ačkoliv mohou být obě části spojení na opačných stranách kliky, ke které jsou otočně připojené, rovnoběžné, bylo zjištěno, že je výhodné, když jsou k sobě navzájem poněkud přikloněné, například s úhlem mezi 5 a 45°.
Zvětšení rychlosti šíření plamene a efektivity spalování ve válci má za následek podstatné Zvýšení efektivity motoru, tj. výkon na objemovou jednotku paliva. Efektivita se dále zvýší tím, že Spojující tyč je přikloněna k ose válce, když je píst ve své horní úvraťové poloze (TDC - top dead centre position). Maximálního tlaku ve válci je dosaženo v TDC nebo v blízkosti TDC, ale přitom v běžných motorech tvoří v TDC spojující tyč a rameno přímou čáru rovnoběžnou s osou válce, což znamená, že na klikovou hřídel není v této poloze přenášena žádná torze, a vysoký tlak ve válci je vyplýtván a má za následek pouze vytváření dalšího tepla. Nicméně u motoru podle předkládaného vynálezu skutečnost, že spojující tyč je přikloněna k ose válce v TDC, má za následek, že torze je přenášena na hřídel i v TDC a tedy vysoký tlak, převažující v TDC, je převeden na užitečný výkon a není vyplýtván.
Přehled obrázků na výkresech
Další vlastnosti a detaily vynálezu budou blíže vysvětleny prostřednictvím následujícího popisu příkladu
79436 (79436a) konkrétního provedení, který je znázorněno na přiloženém výkrese, který představuje velice schematický nákres části víceválcového čtyřtaktního motoru, který je částečně v řezu, přičemž je zobrazen pouze jeden válec s připojeným pístem a mechanismem připojujícím píst.
Příklady provedení vynálezu
V tomto provedení má motor' čtyři válce, ačkoliv jich může mít více, nebo méně, nebo dokonce jen jeden válec, je ovšem zobrazen pouze jediný válec 2. Ve válci je uspořádán píst _4 pro pohyb tam a zpět. Píst je obvyklým způsobem připevněn ke spojující tyči 6, otočně kolem osy 5. Pod válcem (nebo válci) 2 je uspořádána kliková hřídel která je na obr. 1 znázorněna jen schematicky, a je připevněna tak, aby se otáčela kolem osy Kliková hřídel zahrnuje pro každý píst kliku 10 nebo rameno 10 kliky. Spojující tyč 6 nicméně není napojena přímo na připojenou kliku 10, ale místo toho je, také otočně, kolem osy 12, připevněna ke konci 11 příslušného prodlouženého spojení 14. Spojení je také otočně, kolem osy 16, napojeno v bodě uprostřed mezi konci připojené kliky 10, přičemž se mezi spojení a kliku vloží vhodné ložisko 15. Druhý konec 18 spojení 14, který má podobu duté tyče, je upevněn podélně posouvatelně v upevnění.
Upevnění zahrnuje první pohyblivý člen 20 upevnění, který je tvořen koulí nebo válcem a který poskytuje otvor, kterým může procházet tyč .18, která je v něm držena posouvatelně. Pohyblivý člen 20 upevnění je držen v otvoru nebo vybrání ve druhém pohyblivém členu 26 upevnění díky záběru jeho vnějšího povrchu, v řezu kruhového, s protějším
79436 (79436a)
komplementárním povrchem členu 26 upevnění. Člen 20 upevnění se tedy může vzhledem ke členu 26 upevnění otáčet kolem své středové osy 21, ale nemůže se pohybovat souběžně s ní. Tyč 18 se tedy může pohybovat pouze otočně, a podélně přímočaře vzhledem k členu 26 upevnění.
Upevnění 20, 26 je napojeno na dva hydraulické ovládací prvky 30, 32, uspořádané tak, aby jím lineárně posouvaly ve dvou na sebe navzájem kolmých směrech, obou kolmých k ose _8 klikové hřídele. První ovládací prvek 30 nese upevnění a je uspořádán tak, aby jím lineárně pohyboval v podstatě rovnoběžně s osou válce, a ten je potom nesen druhým ovládacím prvkem 32, který je uspořádán tak, aby jím, a tím také upevněním, pohyboval v podstatě kolmo k obou osám, jak klikové hřídele 7, tak válce 2. Druhý ovládací prvek 32 je nepohyblivě připevněn na některou pevnou součást 31 motoru, a je tedy statický.
Na druhý člen 26 upevnění je nepohyblivě připevněn píst 34,. který je umístěn ve válci 36 prvního ovládacího prvku. Na druhý člen 26 upevnění je také připevněn podlouhlý vodící prvek 38, který je posouvat elně umístěn na způsob pístu v průchodné dutině 40 v prvním ovládacím prvku a zajišťuje, aby se upevnění pohybovalo hladce a přímočaře vzhledem k prvnímu ovládacímu prvku. Podobně je na první ovládací prvek 30 nepohyblivě připevněn píst 42, který je umístěn ve válci 44 druhého ovládacího prvku 32. Na druhý ovládací prvek je také připevněn podlouhlý vodící prvek 4 6, který je posouvatelně umístěn na způsob pístu v průchodné dutině 48 ve druhém ovládacím prvku a zajišťuje, aby se první ovládací prvek pohyboval hladce a přímočaře vzhledem ke druhému ovládacímu prvku.
79436 (79436a)
4·9 • · • ♦ 'W· • Ρ· 9 · 4 '
V provozu je hydraulická kapalina pod tlakem selektivně vpouštěna do válců 36 a 44 na jednu nebo druhou stranu pístů 34, 42, z hydraulického rezervoáru pod tlakem, ovládána elektromagnetickým ventilem nebo podobným zařízením, které je potom řízeno elektronickým ovládáním, typicky systémem řízení motoru vozidla, ve kterém je umístěn motor, aby bylo dosaženo požadovaného pohybu upevnění.
V provozu mohou zůstávat upevnění 20, 26, a tedy čepová osa 21, statické, a při rotaci klikové hřídele IQ a pohybech pístu 4 tam a zpět ve válci 2 opisuje osa 16 kliky 10 kruhovou trajektorii 29 a tyč 18 se posouvá dovnitř a ven z prvního členu 20 upevnění, který se vykyvuje tam a zpět kolem své osy 21. Člen 20 upevnění zamezuje pohybům tyče 18
lineárně kolmo ke své | délce. | Čepová osa 12 je | kinematikou |
systému omezena na | pohyb | podél poněkud | nepravidelné |
trajektorie 50, zobrazené na obrázku, která má | tvar poněkud | ||
zdeformovaného oválu | nebo obecně eliptický | tvar. Čtyři | |
určité polohy, které | osa 12 | zaujme během jedné otočky | |
klikové hřídele, jsou. | označeny | 12, 12', 12”, 12 | ''' resp., a |
odpovídající polohy osy 5 jsou označeny 5, 5', 5 ”, 5' ' ' resp. Tento mechanismus má za následek, že graf polohy pístu v závislosti na čase se liší od běžného sinusového tvaru, přičemž ale přesný způsob, jak se bude lišit,' záleží na vzájemné poloze os 12, 16 a 21. Ty jsou předem nastaveny tak, aby vytvářely požadovanou křivku pohybu pístu, např. křivku aproximující pohyb pístu motoru popsaného v EP-A0591153.
Křivka pohybu pístu se může měnit změnami polohy upevnění 20, 26, a tím čepové osy 21. To může být uskutečňováno střídavým aktivováním ovládacího prvku 30 a/nebo ovládacího prvku 32 pro pohyb osy 21 do libovolné
79436 (79436a)
i 9 4 a * >· • 4' ΐ požadované polohy. Změna umístění osy 21 může být uskutečňována na konci jednoho nebo více taktů pístu během každého cyklu, aby se tak mohly vytvářet různé křivky pohybu například při stlačení a výfuku. Alternativně může být změna uskutečňována pro přizpůsobení spalování optimálně pro různé rychlosti a/nebo zátěž. Jako další alternativa se může osa 21 pohybovat během jednoho nebo více taktů pístu, aby se tak vytvořily žádoucí změny křivky pohybu pístu oproti sinusoidě. V každém případě může být pohyb upevnění uskutečňován velmi rychle, např. při ovládání systémem řízení motoru, který je nyní součástí nejmodernějších automobilových motorů.
Pohyb upevnění, prováděný ovládacími prvky, může být uskutečňován na základě manuálního ovládání ovládacích prvků .uživatelem např. na základě rozhodnutí . zvýšit obsah válců motoru. Nicméně je dávána přednost tomu, že ovládací prvky jsou řízeny automaticky na základě instrukce jednoho nebo více senzorů, které jsou uspořádány pro vytváření signálů indikujících provozní parametry motoru. Ve výhodném provedení proto motor zahrnuje senzor klepání, připojený k válci, který pracuje známým způsobem a indikuje, kdy dochází nebo začíná docházet ke klepání nebo předčasnému vzněcování v motoru. Jakmile je senzorem vytvořen takovýto signál, řídící prvky způsobí, že ovládací prvek 30 pohne upevněním ve směru, který zmenší kompresní poměr motoru a tak zabrání výskytu klepání. Motor také zahrnuje senzor zátěže, např. je uspořádán senzor vstupního plnícího tlaku nebo polohy škrtící klapky, aby řídil ovládací prvek 30 aby snížil kompresní poměr při zvýšení zátěže. Jak již bylo uvedeno výše, kompresní poměr motoru se mění změnou horní úvraťové polohy pístu a změny v načasování vznícení a/nebo v objemu válce jsou kompenzovány posunutím dolní úvraťové
79436 (79436a) τ
- 14 ·* •'5 * ·
♦» fc * « · • fc fc' i • · fc fc fc 4» 0.
«· polohy pístu aktivací ovládacího prvku 32 pro posunutí upevnění ve směru kolmém k ose válce.
Motor konkrétního vytvoření vynálezu má čtyři válce, a zatímco každý válec může být napojen na svůj první a druhý pohyblivý člen upevnění a ovládací prvky, není to nutné. Proto v tomto vytvoření je pouze jeden druhý člen 26 upevnění, který je společný pro všechny válce. S výhodou je vytvořen také pouze jeden první člen 20 upevnění ve tvaru podlouhlého válce se čtyřmi otvory v něm vytvořenými tak, aby pojaly čtyři tyče 18.
Claims (8)
1. Spalovací motor zahrnující jeden nebo více pístů (4), přičemž každý z nich je uspořádán ve svém válci (2) pro pohyb tam a zpět a je otočně napojen na spojující tyč (6), která je napojena na svou kliku (10) klikové hřídele (7), přičemž spojující tyč (6) je otočně napojena na konec (11) prodlouženého spojení (14), které je otočně napojené na příslušnou kliku (10) v bodě uprostřed mezi jejími konci a jehož druhý konec tvoří tyč (18), která je držena upevněním (20, 26) tak, že se může otáčet kolem čepové osy (21), rovnoběžné s osou (8) klikové hřídele (7), vyznačující se tím, že upevnění zahrnuje první pohyblivý ' člen (20) upevnění napojený na druhý pohyblivý člen (26) upevnění tak, že je vzhledem k němu otočný kolem čepové osy (21), přičemž první pohyblivý člen (20) upevnění je napojen na tyč (18) spojením, které umožňuje pouze vzájemné posuvné pohyby ve směru tyče (18), a že k upevnění (20, 26) je připojen první ovládací prvek (30), který je uspořádán tak, aby jím pohyboval v jednom směru kolmém na osu (8) klikové hřídele (7), a na první ovládací prvek (30) je napojen druhý ovládací prvek (32), který je uspořádán tak, aby jím a upevněním (20, 26) pohyboval v druhém směru kolmém k prvnímu směru.
2. Motor podle nároku 1, vyznačující se tím, že první směr je v podstatě rovnoběžný s osou válce (2) a druhý směr je v podstatě kolmý k ose válce (2).
3. Motor podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se
16 79436 (79436a)
Upravená strana tím, že ovládací prvky (30, 32) jsou hydraulické.
4. Motor podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že zahrnuje řídící prvky uspořádané pro výběrové řízení prvního ovládacího prvku (30) a druhého ovládacího prvku (32).
i i
5. Motor podle nároku 4, vyznačující se tím, že zahrnuje první senzor, uspořádaný pro vytváření signálu indikujícího že dochází ke klepání motoru, přičemž řídící prvky jsou uspořádány pro řízení ovládacích prvků (30, 32) tak, aby se upevnění (20, 26) pohnulo v prvním směru, a aby se tak snížil kompresní poměr motoru a. tak se zamezilo klepání.
6. Motor podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že zahrnuje druhý senzor, uspořádaný pro vytváření signálu indikujícího zátěž motoru, přičemž ovládací prvky jsou uspořádány tak, aby pohybovaly upevněním (20, 26) v prvním směru, a aby se tak s měnící se zátěží měnil, kompresní poměr motoru.
7. Motor podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že řídící prvky jsou uspořádány pro pohyb upevněním (20, 26) ve druhém směru pro kompenzaci změny v taktu, způsobené pohybem upevnění v prvním směru.
8. Motor podle nároku 4, vyznačující se tím, že zahrnuje druhý senzor, uspořádaný pro vytváření signálu indikujícího zátěž motoru, přičemž ovládací prvky jsou uspořádány tak, aby pohybovaly upevněním (20, 26) ve druhém směru, a aby se tak se vzrůstající zátěží zvětšoval objem válce motoru.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GBGB9719536.6A GB9719536D0 (en) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | Internal combustion engines |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2000901A3 true CZ2000901A3 (cs) | 2000-08-16 |
CZ296604B6 CZ296604B6 (cs) | 2006-04-12 |
Family
ID=10819045
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20000901A CZ296604B6 (cs) | 1997-09-12 | 1998-09-03 | Spalovací motor |
Country Status (21)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6202623B1 (cs) |
EP (1) | EP1012459B1 (cs) |
JP (1) | JP4221690B2 (cs) |
KR (1) | KR100563266B1 (cs) |
CN (1) | CN1085782C (cs) |
AT (1) | ATE228612T1 (cs) |
AU (1) | AU737054B2 (cs) |
BR (1) | BR9812198A (cs) |
CA (1) | CA2303252C (cs) |
CZ (1) | CZ296604B6 (cs) |
DE (1) | DE69809768T2 (cs) |
ES (1) | ES2189223T3 (cs) |
GB (1) | GB9719536D0 (cs) |
HU (1) | HU223129B1 (cs) |
ID (1) | ID27896A (cs) |
MY (1) | MY118920A (cs) |
PL (1) | PL194214B1 (cs) |
PT (1) | PT1012459E (cs) |
RU (1) | RU2211933C2 (cs) |
TW (1) | TW373051B (cs) |
WO (1) | WO1999014472A1 (cs) |
Families Citing this family (41)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001227367A (ja) * | 2000-02-16 | 2001-08-24 | Nissan Motor Co Ltd | レシプロ式内燃機関 |
FR2807105B1 (fr) | 2000-04-04 | 2008-11-14 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Moteur a combustion interne, a rapport volumetrique et a cylindree variables |
JP3968957B2 (ja) * | 2000-06-02 | 2007-08-29 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関 |
US6631708B1 (en) * | 2000-10-12 | 2003-10-14 | Ford Global Technologies, Llc | Control method for engine |
US6595187B1 (en) * | 2000-10-12 | 2003-07-22 | Ford Global Technologies, Llc | Control method for internal combustion engine |
JP3879385B2 (ja) * | 2000-10-31 | 2007-02-14 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の可変圧縮比機構 |
JP3979081B2 (ja) * | 2001-01-16 | 2007-09-19 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の燃焼制御システム |
JP2002285877A (ja) * | 2001-03-28 | 2002-10-03 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関のピストン駆動装置 |
JP4416377B2 (ja) * | 2002-05-16 | 2010-02-17 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
DE10237044A1 (de) * | 2002-08-09 | 2004-02-19 | Helmut Obieglo | Hubkolbenaggregat, insbesondere Verbrennungskraftmaschine |
GB0219708D0 (en) * | 2002-08-23 | 2002-10-02 | Mayflower Engines Ltd | Internal combustion engines |
JP4096700B2 (ja) * | 2002-11-05 | 2008-06-04 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の可変圧縮比装置 |
US6938589B2 (en) * | 2002-11-07 | 2005-09-06 | Powervantage Engines, Inc. | Variable displacement engine |
US7188598B2 (en) * | 2004-04-07 | 2007-03-13 | Si Hacek Over C Tihomir | Rotary mechanical field assembly |
US7210446B2 (en) * | 2003-01-27 | 2007-05-01 | Tihomir Sic | V-twin configuration having rotary mechanical field assembly |
JP4204915B2 (ja) * | 2003-07-08 | 2009-01-07 | 本田技研工業株式会社 | 可変圧縮比エンジン |
US7007640B2 (en) * | 2003-07-25 | 2006-03-07 | Masami Sakita | Engine with a variable compression ratio |
FR2860551B1 (fr) * | 2003-10-02 | 2007-05-11 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Actionneur hydraulique pour moteur a combustion interne et moteur a combustion interne comportant au moins un tel actionneur hydraulique |
US7174865B2 (en) * | 2004-07-19 | 2007-02-13 | Masami Sakita | Engine with a variable compression ratio |
DE102006054677A1 (de) * | 2006-11-17 | 2008-05-21 | Helmut Obieglo | Einrichtung als Kraftmaschine, insbesondere Wärmekraftmaschine |
JP4882912B2 (ja) * | 2007-08-10 | 2012-02-22 | 日産自動車株式会社 | 可変圧縮比内燃機関 |
US7661396B2 (en) * | 2007-12-08 | 2010-02-16 | Masami Sakita | Actuation subsystem of variable compression ratio control system for internal combustion engine |
US7827943B2 (en) * | 2008-02-19 | 2010-11-09 | Tonand Brakes Inc | Variable compression ratio system |
CN101403342B (zh) * | 2008-05-13 | 2012-06-27 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种可变压缩比发动机 |
FI121283B (fi) * | 2009-08-17 | 2010-09-15 | Aulis Pohjalainen | Moottorin sylinteripaineen säädin |
US8720393B2 (en) | 2010-05-11 | 2014-05-13 | National Sun Yat-Sen University | Engine structure having conjugate cam assembly |
CN102242672B (zh) * | 2010-05-14 | 2013-03-06 | 中山大学 | 具共轭凸轮组的内燃机构造 |
RU2489585C1 (ru) * | 2011-12-05 | 2013-08-10 | Лев Федорович Ростовщиков | Двигатель с кулисным механизмом |
US8671895B2 (en) | 2012-05-22 | 2014-03-18 | Michael Inden | Variable compression ratio apparatus with reciprocating piston mechanism with extended piston offset |
RU2585998C1 (ru) * | 2013-02-20 | 2016-06-10 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Двигатель внутреннего сгорания с переменной степенью сжатия |
EP2960471B1 (en) * | 2013-02-22 | 2020-12-23 | Nissan Motor Co., Ltd | Device and method for controlling internal combustion engine |
CA2910872C (en) * | 2013-05-03 | 2017-10-17 | Scott BLACKSTOCK | Variable compression ratio engine |
WO2015029670A1 (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の複リンク式ピストンクランク機構 |
JP5971424B2 (ja) * | 2013-08-27 | 2016-08-17 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の複リンク式ピストンクランク機構 |
JP6057026B2 (ja) * | 2014-06-27 | 2017-01-11 | 日産自動車株式会社 | 可変圧縮比内燃機関の制御装置 |
US9863311B2 (en) * | 2014-09-02 | 2018-01-09 | Nissan Motor Co., Ltd. | Variable compression ratio internal combustion engine |
US9890716B2 (en) * | 2015-01-23 | 2018-02-13 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for pre-ignition control |
MX370043B (es) * | 2015-06-02 | 2019-11-29 | Nissan Motor | Mecanismo de relacion de compresion variable para motor de combustion interna. |
US10428863B2 (en) * | 2017-06-21 | 2019-10-01 | GM Global Technology Operations LLC | Variable compression ratio engine |
CN110284966B (zh) * | 2019-06-28 | 2021-04-20 | 长城汽车股份有限公司 | 下连杆及具有其的发动机 |
WO2024134701A1 (en) * | 2022-12-21 | 2024-06-27 | Mihyar Hashem | Transmission assembly for an engine and method of controlling the engine |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB153813A (en) * | 1920-01-29 | 1920-11-18 | Brev Feriani Soc | Improvements in or relating to internal combustion engines |
US2506088A (en) * | 1945-12-18 | 1950-05-02 | Arthur S King | Mechanical movement for crank-driven engines |
US4131094A (en) * | 1977-02-07 | 1978-12-26 | Crise George W | Variable displacement internal combustion engine having automatic piston stroke control |
JPS6361728A (ja) * | 1986-06-04 | 1988-03-17 | ザ トラスティーズ オブ コロンビアユニヴァーシティ イン ザ シティオブ ニューヨーク | 内燃機関 |
JPS6477701A (en) | 1987-09-18 | 1989-03-23 | Nissan Shatai Co | Variable capacity reciprocating piston unit |
US4870929A (en) * | 1988-07-06 | 1989-10-03 | Outboard Marine Corporation | Multi-cylinder engine with uniform cylinder sensitivity to knocking |
GB8926818D0 (en) | 1989-11-28 | 1990-01-17 | Ehrlich Josef | Drive/driven apparatus |
GB9609931D0 (en) | 1996-05-13 | 1996-07-17 | Broadsuper Ltd | Internal combustion engines |
-
1997
- 1997-09-12 GB GBGB9719536.6A patent/GB9719536D0/en not_active Ceased
-
1998
- 1998-09-03 EP EP98940465A patent/EP1012459B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-03 KR KR1020007002239A patent/KR100563266B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-09-03 ES ES98940465T patent/ES2189223T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-03 CZ CZ20000901A patent/CZ296604B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1998-09-03 AT AT98940465T patent/ATE228612T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-09-03 WO PCT/GB1998/002643 patent/WO1999014472A1/en active IP Right Grant
- 1998-09-03 PT PT98940465T patent/PT1012459E/pt unknown
- 1998-09-03 CN CN98809025A patent/CN1085782C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-03 JP JP2000511990A patent/JP4221690B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-03 PL PL98339210A patent/PL194214B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1998-09-03 AU AU88786/98A patent/AU737054B2/en not_active Ceased
- 1998-09-03 BR BR9812198-7A patent/BR9812198A/pt not_active IP Right Cessation
- 1998-09-03 RU RU2000109322/06A patent/RU2211933C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1998-09-03 ID IDW20000672D patent/ID27896A/id unknown
- 1998-09-03 HU HU0004266A patent/HU223129B1/hu not_active IP Right Cessation
- 1998-09-03 DE DE69809768T patent/DE69809768T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-03 CA CA002303252A patent/CA2303252C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-04 TW TW087114681A patent/TW373051B/zh not_active IP Right Cessation
- 1998-09-11 MY MYPI98004164A patent/MY118920A/en unknown
-
2000
- 2000-03-10 US US09/522,596 patent/US6202623B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL194214B1 (pl) | 2007-05-31 |
HUP0004266A2 (hu) | 2001-04-28 |
BR9812198A (pt) | 2000-07-18 |
WO1999014472A1 (en) | 1999-03-25 |
MY118920A (en) | 2005-02-28 |
EP1012459A1 (en) | 2000-06-28 |
HUP0004266A3 (en) | 2001-05-28 |
KR100563266B1 (ko) | 2006-03-27 |
TW373051B (en) | 1999-11-01 |
KR20010023591A (ko) | 2001-03-26 |
RU2211933C2 (ru) | 2003-09-10 |
PT1012459E (pt) | 2003-04-30 |
CA2303252A1 (en) | 1999-03-25 |
AU8878698A (en) | 1999-04-05 |
EP1012459B1 (en) | 2002-11-27 |
HU223129B1 (hu) | 2004-03-29 |
JP2001516838A (ja) | 2001-10-02 |
AU737054B2 (en) | 2001-08-09 |
DE69809768T2 (de) | 2003-08-14 |
JP4221690B2 (ja) | 2009-02-12 |
PL339210A1 (en) | 2000-12-04 |
US6202623B1 (en) | 2001-03-20 |
ES2189223T3 (es) | 2003-07-01 |
CZ296604B6 (cs) | 2006-04-12 |
GB9719536D0 (en) | 1997-11-19 |
ATE228612T1 (de) | 2002-12-15 |
ID27896A (id) | 2001-05-03 |
DE69809768D1 (de) | 2003-01-09 |
CN1085782C (zh) | 2002-05-29 |
CN1269867A (zh) | 2000-10-11 |
CA2303252C (en) | 2007-01-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CZ2000901A3 (cs) | Spalovací motor | |
US4104995A (en) | Variable compression engine | |
EP0898644B1 (en) | Internal combustion engines | |
AU741127B2 (en) | Method for controlling machine piston movement, implementing device and balancing of said device | |
JP2000073804A (ja) | 内燃機関及びその制御装置 | |
JPH0726981A (ja) | 可変圧縮比内燃機関 | |
JPH0225005B2 (cs) | ||
CN108798892B (zh) | 改变应用点火式内燃发动机的气缸特定压缩比ε的方法以及实现所述类型方法的内燃发动机 | |
GB2443690A (en) | Retractable cam system for an 8-stroke and 4-stroke cycle change engine | |
JP4119151B2 (ja) | 内燃機関 | |
JP3849443B2 (ja) | 内燃機関のピストン駆動装置 | |
EP3073071A1 (en) | Camshaft torque based valve timing adjustment | |
US8584635B2 (en) | Mechanical variable valve actuation system for 2-stroke and 4-stroke engine operations | |
JP4144421B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JPS58167822A (ja) | 4サイクル機関の過給装置 | |
JPH0639064Y2 (ja) | 2ストローク・4ストローク可変内燃機関 | |
KR20000011083A (ko) | 내연기관 | |
MXPA00002460A (en) | Internal combustion engines | |
JP2009228614A (ja) | 2ストローク式内燃機関 | |
MXPA00003625A (en) | Method for controlling machine piston movement, implementing device and balancing of said device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20100903 |