CZ297764B6

CZ297764B6 - Zarízení pro rízenou regulaci kompresního pomeru

Info

Publication number: CZ297764B6
Application number: CZ20022039A
Authority: CZ
Inventors: Bures@Josef
Priority date: 2002-06-12
Filing date: 2002-06-12
Publication date: 2007-03-21
Also published as: CZ20022039A3

Abstract

Zarízení pro rízenou regulaci kompresního pomeru,zejména pro rízenou regulaci kompresního pomeru spalovacího motoru se skládá z bloku (5) motoru a dále pak z nejméne jednoho pístu, ojnice (15), klikového hrídele (14) a excentrického prstence (2). Na cepu (7) klikového hrídele (14) je ulozen excentrický prstenec (2) a na vnejsím obvodu excentrického prstence (2) je ulozena ojnice (15). Nejméne jedno rameno (1) excentrického prstence (2) je spojeno s vedením (3), které je ulozeno ve vodicí dráze(4) umístené excentricky v kotouci (6), ulozeném stavitelne v bloku (5) motoru.

Description

Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru

Oblast techniky

Vynález 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 k tomu, 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 podstatné 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 motoru.

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 při 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. Nevýhodu 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 ve zveřejněné PV 2693-97, 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, přičemž tyto 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 kolem, 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 přestavitelné pomocí dalšího, s tímto čelním kolem zabírajícího řídicího ozubeného kola, nebo v další variantě duté kolo má na svém vnějším obvodu ozubení a je přestavitelné řídicím ozubeným kolem, které je v přímém záběru s tímto ozubením. Na rozdíl od před

-1 CZ 297764 B6 chozího 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.

V CZ290250 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 nastavení. 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 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 vynálezu

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, jehož podstata spočívá v tom, že nejméně jedno rameno excentrického prstence je spojeno s vedením, které je uloženo ve vodicí dráze.

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. Rameno excentrického prstence je pak nej výhodněji hybně spojeno s vedením pomocí čepu. Kotouč je přestavován pomocí šneku uloženého v bloku motoru a zabírajícího 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 v tom, 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 dosáhnout 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.

-2CZ 297764 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále objasněn 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 kotoučem, obr. 3 znázorňuje detailní pohled na uložení vedení tvořeného vodicím segmentem, obr. 4 znázorňuje kotouč ve kterém je excentricky uložena vodicí 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 vynálezu

Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměřuje součástí spalovacího motoru, který se skládá z bloku motoru a z nejméně jednoho pístu, ojnice 15, klikové hřídele 14, excentrického prstence 2 a řízení excentrického prstence, přičemž píst je uložen na ojnici 15. Ojnice 15 je uložena na vnějším obvodu excentrického prstence 2, který je uložen na čepu klikové hřídele 14.

Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru (obr. 1) je tvořeno z excentrického prstence 2 s dvěma rameny Excentrický prstenec 2 je přes tyto ramena 1 hybně pomocí čepu 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 5 motoru a je přestavován pomocí šneku 10 (obr. 5) uloženého v bloku 5 motoru a zabírajícího do ozubení 11 vytvořeného na vnějším obvodu kotouče ]_2. Vedení 3 je tvořeno v první variantě vodicím kotoučem 9 (obr. 2). 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 při řízené regulaci kompresního poměru spalovacího motoru používaného zejména pro pohon silničních motorových vozidel.

Claims

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 (15), klikového hřídele (14), excentrického prstence (2) a řízení excentrického prstence (2), kde na čepu klikového hřídele (14) je uložen excentrický prstenec (2) a na vnějším obvodu excentrického prstence (2) je uložena ojnice (14), vyznačující se t í m , že nejméně jedno rameno (1) excentrického prstence (2) je spojeno s vedením (3), které je uloženo ve vodicí dráze (4).

2. Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru podle nároku 1, vyznačující se t í m , že rameno (1) excentrického prstence (2) je hybně spojeno s vedením (3), které je uloženo ve vodicí dráze (4) umístěné excentricky v kotouči (6) uloženém stavitelně v bloku (5) motoru.

3. Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru podle nároků la2, vyznačující se t í m , že rameno (1) excentrického prstence (2) je hybně spojeno s vedením (3) pomocí čepu (7)·

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

5. Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru, podle nároků 1 a 2, vyznačující se t í m , že vedení (3) je tvořeno vodicím kotoučem (9).

6. Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru, podle nároku 2, vyznačující se t í m , že kotouč (6) je přestavován pomocí šneku (10) uloženého v bloku (5) motoru a zabírajícího do ozubení (11) vytvořeného na vnějším obvodu kotouče (12).

7. Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru, podle nároků 1 a2, vyznačující se t í m , že vedení (3) je ve vodicí dráze (4) uloženo kluzně.

8. Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru, podle nároků 1 a 2, vyznačující se t í m , že vedení (3) je ve vodicí dráze (4) uloženo pomocí valivého ložiska (13).

9. Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru, podle nároků la2, vyznačující se t í m , že vedení (3) je tvořeno ozubeným kolem uloženým v ozubení vytvořeném ve vodicí dráze (4).

10. Zařízení pro řízenou regulaci kompresního poměru, podle nároku 5, vyznačující se t í m , že ve vodicím kotouči (9) je uložen klikový hřídel (14).