RU1838641C - Способ работы четырехцилиндрового четырехтактного двигател внутреннего сгорани и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Использование: в двигателестроении. Сущность изобретени : в четырехтактном четырехцилиндровом р дном двигателе с коленчатым валом с углом между кривошипами 90° воспламен ют топливо в цилиндрах через 90° поворота коленчатого вала. 2 н.п. ф-лы, 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Изобретение относитс  к двигателест- роению, преимущественно к поршневым че- тьрехцилиндровым четырехтактным двигател м внутреннего сгорани , изготов- л  ощимс  массово. Изобретение относитс  кэ к двигател м с внешним, так и к двига- теп м с внутренним смесеобразованием.

Целью изобретени   вл етс  увеличение мощности-и увеличение скорости вращени  коленчатого вала при равном (с прототипом) потреблении топлива.

j Указанна  цель достигаетс  тем, что в спЬсобе работы четырехцилиндрового четырехтактного двигател  внутреннего сгорани  путем последовательной за рабочий ци кл подачи в цилиндры топлива и воспла- ме|нени  его в них через определенные углы поворота коленчатого вала топливо за рабочий цикл последовательно подают в цилиндры и воспламен ют его в них через 90-90-90-450° поворота коленчатого вала.

| В устройстве дл  осуществлени  спосо- ба1содержащем коленчатый вал, на котором кр|ивошипы выполнены через определенны углы, распределительный вал, на кото- рс|м кулачки выполнены через определенный угол, кривошипы на коленчатом валу выполнены через 90°, при этом кулачки на распределительном валу выполнены через 45-45-45-225°. Кроме того, в устройстве двигател , содержащем, например , дополнительно систему зажигани , в которой кулачки прерывател  и контакты распределител  выполнены через определенные углы, кулачки прерывател  и контакты распределител  выполнены через 45-45-45-225°.

Увеличение мощности в двигателе по изобретению по сравнению с прототипом происходит в результате следующего.

Известно, что восьмицилиндровый двигатель при равных цилиндрах с четырехци- линдровым (прототип) имеет в 2 раза большую мощность. Такое увеличение мощности происходит не потому, что в двигателе имеетс  в 2 раза большее число цилиндров, а потому, что в каждый такт коленчатый вал поворачиваетс  на 180° в результате давлени  газов двух цилиндров, а не от одного цилиндра, как в прототипе. Так как в предлагаемом изобретении работа газов в четырех цилиндрах происходит так же, как она происходит в четырех цилиндрах восьмици- линдрового двигател , т.е. коленчатый вал

ел

С

„™w

iu

00

u

ы

при работе четырех цилиндров поворачиваетс  на 180° в результате давлени  газов двух цилиндров, то и мощность будет при работе четырех цилиндров така  же как и в восьмицилиндровом двигателе. Это значит, что мощность двигател  при работе четырех цилиндров будет больше, чем в прототипе, в 2 раза.

Увеличение скорости вращени  коленчатого вала происходит в результате следующей причины.

Известно, что расширение газов в цилиндре происходит импульсно. После поворота коленчатого вала от верхней мертвой точки после вспышки на 90° давление газов резко уменьшаетс , а следовательно, и ско- - рость вращени  вала уменьшаетс . Чтобы скорость вращени  коленчатого вала в этот . период не уменьшалась, а наоборот увеличивалась , в предлагаемом изобретении по- jCne поворота коленвала на 90° происходит вспышка в следующем цилиндре, в результате чего происходит дополнительное давление газов на поршень в этом цилиндре и коненчатый вал не уменьшает скорости вращени , а наоборот, увеличивает ее. Поэтому скорость вращени  коленчатого вала в двигателе по сравнению с прототипом увеличиваетс  при равном количестве потреблени  топлива.

Итак, предлагаемое изобретение увеличивает мощность .двигател  примерно в 2 раза и увеличивает скорость вращени  коленчатого вала при равном потреблении топлива с прототипом. На фиг. 1 схематически показан четы- рехцилиндровый четырехтактный двигатель; на фиг. 2 - схема расположени  кривошипов на коленчатом валу; на фиг. 3 - в 2-х проекци х показано расположение, например, впускных кулачков на распределительном валу; на фиг. 4 - электрическа  схема системы зажигани , в которой показано расположение кулачков прерывател  и расположение контактов распределител ; на фиг. 5 - график изменени  суммарных крут щих моментов всех цилиндров (МКрц) за 2 рабочих цикла при повороте коленчатого вала на углы 16, каждый равный 440°, и углы 17, каждый равный 280°; на фиг. 6 - изменение положительных(+Мкрц)и отрицательных {-Мкрц) моментов сил (работу) за рабочий цикл двигателей с равновеликими цилиндрами;

в двигателе четырехцилиндровом {прототип , крива  18 с выполнением кривошипов по схеме 19);

восьмицилиндровом двигателе (крива  20с выполнением кривошипов по схеме 21); в двигателе по предлагаемому изобретению

(крива  22 с выполнением кривошипов по схеме 23). На схемах кривошипов условно указаны номера цилиндров; на фиг. 7 - схема последовательной работы цилиндров ч.ерез90° . поворота коленчатого вала по предлагаемому изобретению.

Устройство четырехцилиндрового четырехтактного двигател  1 (фиг. 1) содержит четыре цилиндра 2. Четыре пораш  3 механически св заны с помощью кривошипов 4 с коленчатым валом 5, на котором кривошипы 4 выполнены через 90° (фиг. 2). При этом коленчатый вал 5 с помощью механизма св зан с распределительным валом 6 (фиг.

5 3), на котором выполнены кулачки 7 через углы 10, каждый из которых равен 45°, и через угол 11, равный 225°, т.е. кулачки выполнены через 45-45-45-225°.

Устройство двигател  с принудитель0 ным воспламенением (карбюраторное) дополнительно содержит систему зажигани  (фиг. 4), в которой кулачки 8 прерывател  9 и контакты 12 распределител  импульсов электрического тока 13 выполнены через уг5 лы 14, каждый из которых выполнен и равен 45°, и через угол 15, равный 225°.

Работа двигател  1 происходит за 4-е такта: впуск, сжатие, воспламенение (расширение ), выпуск, так же как она происходит

0 в прототипе с той разницей, что топливо в цилиндры подаетс  и воспламен етс  в них через 90° поворота коленчатого вала. На фиг. 1 и 7 показано, что после впуска топлива и сжати  в цилиндре 2 (№ 1) в нем проис5 ходит расширение газов. Газы дав т на поршень 3 и с помощью кривошипа 4 вращают коленчатый вал 5. После поворота коленвала 5 на 90°, а не на 180°, как в прототипе в цилиндре № 4 завершаетс 

0 сжатие и происходит воспламенение топлива . После поворота коленвала 5 еще на 90° завершаетс  сжатие в цилиндре N; 3 и топливо воспламен етс . После поворота ко- ленвалэ еще на 90° завершаетс  сжатие в

5 цилиндре № 2 и топливо воспламен етс .

Итак, при подаче топлива и воспламенени  его в четырехцилиндр ах через 90° поворота коленчатого вала происходит работа газов в цилиндрах также через 90° поворота

0 коленвала. За врем  работы четырех цилиндров коленчатый вал поворачиваетс  на 440°, а в дальнейшем при повороте вала еще на 280° коленчатый вал вращаетс  под действием маховика в процессе движени , на5 пример, автомобил  и под действием силы инерции массы автомобил . Проведенный расчет показывает, что уменьшение мощности двигател  при повороте коленвала на оставшиес  280° за цикл не велико и составл ет всего 8% от общей мощности, поэтому

мощность двигател  по сравнению с прототипом увеличитс  не в 2, а в 1,9 раза.

На фиг. 6 расчетна  крива  22 двигател  по изобретению показывает, что на участке 16, равном 440° поворота коленвала за цикл, вращение вала происходит только от положительных сил и моментов, при этом отрицательные моменты сил, уменьшающие мощности и скорость вращени  вала, отсутствуют. Поэтому мощность двигател  на этом участке при повороте коленвала на равна и даже несколько больше мощ- цости восьмицилиндрового двигател  с равновеликими цилиндрами (крива  20 с i кривошипами и цилиндрами по схеме 21), На участке 17 кривой 22, равной 280° поворота коленвала, действуют незначительные по величине положительные и отрицательные моменты, которые нагл дно показывают , что они не могут практически уменьшить мощность и уменьшить скорость вращени  вала и мощность от этих моментов уменьшаетс  только на 8%.

Итак, способ работы четырехцилиндро- вого четырехтактного двигател  внутренне- г0 сгорани  путем подачи и воспламенени  .топлива через 90° поворота коненчатого ва- лЈ с кривошипами на валу через 90° увеличивает мощность двигател  примерно в 2 рэза при том же потреблении топлива в прототипе и увеличивает скорость вращени  коленчатого вала при равном потреблении топлива с прототипом. Из

Claims (3)

1. Способ работы четырехтактного четы- рехцилиндрового двигател  внутреннего сгорани , заключающийс  в том, что в зависимости от угла поворота коленчатого вала топливо в цилиндры последовательно подают , а после подачи воспламен ют в них, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности, топливо воспламен ют в цилиндрах через 90-90-90-450° угла поворота коленчатого вала.

2. Двигатель внутреннего сгорани , содержащий коленчатый вал с четырьм  кривошипами , расположенными через 90°, распределительный вал прерывател  с кулачками и контакты распределител , отличающийс  тем, что кулачки на распределительном валу выполнены через 45-45- 45-225° поворота распределительного .вала.

3. Двигатель внутреннего сгорани  по п. 2, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что кулачки на валу прерывател  и контакты распределител  выполнены через 45-45-45-225° поворота вала прерывател .

%«.

фиг.5

Мкрц

Фиг. 6