CZ35429U1 - Dvoudobý spalovací motor s proměnným časováním sání - Google Patents

Description

Dvoudobý spalovací motor s proměnným časováním sání

Oblast techniky

Užitný vzor se týká zlepšení účinnosti a výkonu spalovacího motoru. Změna časování rozvodu za chodu motoru umožňuje lepší využiti paliva, příznivější průběh točivého momentu a stabilnější chod při různých otáčkách motoru.

Dosavadní stav techniky

Podle časování rozvodu: Nejstarším způsobem ovládání sání a výfuku dvoudobého motoru je rozvod pístem, kdy plnění válce a výfuk řídí dno pístu. Konstrukčně je toto řešení nejjednodušší. Tomu také odpovídají méně příznivé hodnoty výkonu a účinnosti. Příčina je v symetrickém časování rozvodu.

Rozvod rotačním šoupátkem: V sání je rotující kotouč s výřezem, který se otáčí stejnými otáčkami jako kliková hřídel. Počátek a konec sání je určen polohou výřezu v kotouči a za chodu motoru nejde měnit. Uspořádání výřezu umožňuje nesymetrické nastavení sání.

Podobně působí i válcové rotační šoupátko. I toto uspořádání umožňuje nesymetrické časování. Navíc je horší účinnost plnění válce.

Rozvod jazýčkovým ventilem. V sání je jazýčkový ventil, který brání zpětnému proudění plynů. Jeho působením se zvětší tlak v klikové skříní a tím se zlepší plnění válce. Tlak ve skříni je závislý na otáčkách motoru.

Podle druhu proudění: Příčné vyplachování: Přepouštěcí kanál a výfukový kanál jsou proti sobě. Proud směsi je usměrňován deflektorem v koruně pístu.

Vratné vyplachování: Proud směsi z přepouštěcího kanálu je několika otvory ve stěně válce směřován k jeho stěně nad výfukovým kanálem. Tam se směs obrací k výfukovému kanálu.

Souproudé vyplachování se vyznačuje tím, že proud směsi nemění svůj směr a je vytlačován k výfuku.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nevýhody řeší dvoudobý spalovací motor podle předkládaného technického řešení. Dvoudobý spalovací motor má v hlavě válce dva výfukové ventily ovládané vačkovým hřídelem přes zdvihátka. Vačkový hřídel je s klikovým hřídelem svázán převodem 1:1. Ve spodní úvrati pístu jsou vstupní otvory spojené s plnicím potrubím. Otevírání a zavírání vstupních otvorů je šoupátkem, které tvoří prstenec, který se posouvá po vnějším povrchu válce. V šoupátku jsou otvory, kterými proudí vzduch, popř. zápalná směs do válce. Šoupátko posouvá lineární motor podle signálu od řídicí jednotky. Změnou polohy šoupátka a tím i horní hrany jeho otvoru se mění počátek plnění válce. Podobně uzavřením vstupního otvoru se ovládá konec plnění válce. Tak se umožní měnit počátek a konec plnění válce. K plnění válce je třeba přetlak, který se vytváří dmychadlem s elektrickým pohonem nebo pohonem od klikového hřídele. U více válcového provedení lze použít kombinaci elektrického pohonu s turbodmychadlem. Vzduch je přetlakem vytvořeným dmychadlem vháněn do plnicího kanálu, ve kterém je měřič průtoku vzduchu. Potřebný přetlak plnění ovládá řídicí jednotka signálem k dmychadlu, popř signálem k turbodmychadlu k nastavení jeho rozváděčích lopatek. Palivová směs se vytvoří buď přímým vstřikem do válce nebo do plnicího potrubí. Její zapálení je svíčkou nebo laserem, popř.

- 1 CZ 35429 UI kompresním teplem u vznětových motorů. Řídicí jednotka vyhodnocuje teplotu, tlak a množství přiváděného vzduchu, hranici klepání motoru a složení výfukových plynů ajejich teplotu. Současně ovládá množství vstřikovaného paliva, jeho zapálení, regulaci přeplňování a pomocí škrticího orgánu i množství plnicího vzduchu, časování rozvodu, a tak výkon a otáčky motoru.

Výhoda je ve využití souproudého proudění a větších průřezů otvorů pro výfuk a plnění, které mohou být na obou stranách válce. Proto se dá předpokládat lepší účinnost plnění válce. Působením souproudého proudění a proměnného časování rozvodu se spaliny dokonaleji odstraní z válce. Současně se dá očekávat zlepšení účinnosti, výkonu a emisi. Vhodnější je použít víceválcové uspořádání motoru.

Objasnění výkresů

Obr. 1 - řešení dvoudobého spalovacího motoru

Příklad uskutečnění technického řešení

Na obr. 1 je schematicky znázorněn jeden válec 3 spalovacího motoru. Píst 2 ve válci svojí hranou v blízkostí dolní úvrati odkrývá plnicí otvory ve válci 3. Na válec je nasazen kroužek s výřezy, který plní funkci šoupátka 1. V průběhu komprese se do válce výtlačným ventilem 6 vstřikuje palivo, které vytvoří mlhu, odpaří se a před horní úvrati je zapalovací svíčkou 5 zapáleno. Po následující expanzi se před dosažením dolní úvrati otevřou výfukové ventily 4 v hlavě válce 7. Následně po poklesu tlaku ve válci horní hrana pistu odkryje plnicí kanál 9. Výška horní hrany vstupního otvoru do plnicího kanálu je řízena šoupátkem L Při vratném pohybu pístu směrem k horní úvrati šoupátko 1 uzavře plnicí kanál 9. Pohyb šoupátka 1 ovládá lineární motor 8 podle informace z řídicí jednotky. Následně se uzavřou oba výfukové ventily 4. Řídicí jednotka vyhodnocuje teplotu, tlak a množství přiváděného vzduchu, hranici klepání motoru, složení výfukových plynů ajejich teplotu. Jednotka současně ovládá množství vstřikovaného paliva, jeho zapálení, regulaci přeplňování a pomocí škrticího orgánu i množství plnicího vzduchu a výkon a otáčky motoru. Snímače a příslušenství motoru nejsou na obrázku zakresleny.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení je vhodné jak pro zážehové, tak i vznětové motory v odvětvích využívajících spalovací motory, jako např. drážní motory, zemědělské stroje, lodní motory a další. Od předkládaného řešení motoru se dá očekávat zlepšená účinnost a výkon proti řešením s dosavadním stavu techniky. Proměnné časování rozvodu za chodu motoru umožňuje lepší využití paliva a stabilnější chod při různých otáčkách motoru a společně se souproudým vyplachování válce má příznivý vliv na snížení emisí.

Claims (3)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Dvoudobý spalovací motor s proměnným časováním sání, obsahující válec (3) a píst (2) 5 pohyblivý uvnitř válce (3) mezi horní úvratí (HU) a dolní úvratí (DU), přičemž v dolní úvrati (DU) pístu (2) je jeho horní hranou odkryt plnicí kanál (9) pro plnění palivové směsi do válce (3), vyznačující se tím, že plnění palivové směsi plnicím kanálem (9) je časovatelné pomocí šoupátka (1) ovladatelného lineárním motorem (8).

ίο

2. Dvoudobý spalovací motor podle nároku 1, vyznačující se tím, že šoupátko (1) je tvořeno prstencem s otvory, který je posuvný po vnějším povrchu válce (3).

3. Dvoudobý spalovací motor podle libovolného z předchozích nároků, vyznačující se tím, že do hlavy (7) válce (3) je zaústěn výfukový kanál opatřený výfukovým ventilem (4).