RU194671U1

RU194671U1 - GAS EXCHANGE REGULATION MECHANISM OF PISTON ENGINE

Info

Publication number: RU194671U1
Application number: RU2019114390U
Authority: RU
Inventors: Денис Викторович Шабалин; Артём Юрьевич Сергеев; Денис Юрьевич Орлов; Владимир Адольфович Кунцман; Виталий Владимирович Эйсмунт; Анатолий Викторович Стародубов; Владимир Григорьевич Горовой; Дмитрий Георгиевич Зеркин; Александр Николаевич Бабакин; Дмитрий Борисович Зубатыкин; Иван Юрьевич Килунин
Priority date: 2019-05-13
Filing date: 2019-05-13
Publication date: 2019-12-18

Abstract

Предложение относится к области транспортного двигателестроения, а в частности к устройствам для регулирования газообмена в отключаемых цилиндрах поршневых двигателей внутреннего сгорания.Техническим результатом заявляемого механизма является обеспечение простоты конструкции устройства и снижение его массогабаритных характеристик.Технический результат достигается тем, что механизм регулирования газообмена снабжен электромагнитной катушкой, расположенной в поршне, в котором выполнены каналы, сообщающие подпоршневую и надпоршневую полости, заполненные магнитореологической жидкостью, при этом между корпусом толкателя и поршнем установлена пружина.The proposal relates to the field of transport engine building, and in particular to devices for regulating gas exchange in disconnected cylinders of reciprocating internal combustion engines. The technical result of the claimed mechanism is to ensure the simplicity of the device design and reduce its overall dimensions. The technical result is achieved by the fact that the gas exchange control mechanism is equipped with an electromagnetic coil located in the piston in which the channels communicating the sub-piston and over-piston are made -hand cavities filled with magnetorheological liquid, wherein between the housing and the pusher piston spring mounted.

Description

Предложение относится к области транспортного двигателестроения, а именно к устройствам для регулирования газообмена в отключаемых цилиндрах поршневых двигателей внутреннего сгорания.The proposal relates to the field of transport engine manufacturing, and in particular to devices for regulating gas exchange in disconnected cylinders of reciprocating internal combustion engines.

Известны конструкции поршневых двигателей с возможностью регулирования мощности за счет отключения одного или нескольких цилиндров (Регулирование транспортных двигателей отключением части цилиндров: Монография - М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2007. - 143 с). Данные конструкции позволяют обеспечить значительное улучшение топливной экономичности двигателей.Known designs of piston engines with the ability to control power by turning off one or more cylinders (Regulation of transport engines by turning off part of the cylinders: Monograph - M .: GOU "Training and Education Center for Education in Railway Transport", 2007. - 143 s). These designs can provide a significant improvement in fuel efficiency of engines.

Общий недостаток известных конструкций заключается в отсутствии возможности исключения газообмена в отключаемых цилиндрах. Теоретически и экспериментально многими исследователями доказано, что отключение части цилиндров двигателя только по топливоподаче уменьшает часовой расход топлива на 2-5%, а отключение одновременно по топливоподаче и газообмену снижает часовой расход топлива на 25-30%.A common disadvantage of the known structures is the lack of the possibility of eliminating gas exchange in disconnected cylinders. Theoretically and experimentally, many researchers have proved that turning off part of the engine cylinders only by fuel supply reduces fuel consumption by 2-5%, and shutting off simultaneously by fuel supply and gas exchange reduces fuel consumption by 25-30%.

Известны различные способы остановки клапанов для исключения газообмена в отключаемых цилиндрах. Например, применение телескопической гидроштанги, питание которой осуществляется жидкостью от жидкостного насоса (авторское свидетельство СССР №1493801) или телескопической штанги, у которой регулировка длинны, производится сервомотором (авторское свидетельство СССР №1343065)There are various methods of stopping valves to prevent gas exchange in switchable cylinders. For example, the use of a telescopic hydraulic rod powered by liquid from a liquid pump (USSR author's certificate No. 1493801) or a telescopic rod with long adjustment is carried out by a servomotor (USSR author's certificate No. 1343065)

Общий недостаток известных устройств заключается в сложности их конструкции и низкой надежности.A common disadvantage of the known devices is the complexity of their design and low reliability.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявленному, является устройство для отключения и регулирования газообмена в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания (Патент на изобретение РФ №2116482 / Э.А. Швец, С.Ю. Новосадов, М.В. Ужов. Опубл. 27.07.1998), содержащее масляный насос, датчик числа оборотов коленчатого вала, датчик нагрузки, датчик температуры охлаждающей жидкости, датчик состава горючей смеси, маслоподводящее отверстие, сообщающееся с напорной масляной магистралью, золотник, корпус толкателя с маслоподводящей кольцевой проточкой, маслоподводящие и маслоотводящие каналы, поршень упор штанги толкателя.The closest in technical essence and the achieved technical result to the claimed one is a device for disabling and regulating gas exchange in the cylinders of internal combustion engines (Patent for the invention of the Russian Federation No. 21116482 / E.A. Shvets, S.Yu. Novosadov, M.V. Uzhov. Publish. 07.27.1998), containing an oil pump, a crankshaft speed sensor, a load sensor, a coolant temperature sensor, a fuel composition sensor, an oil supply port in communication with a pressure oil line, a spool, a follower housing with oil-supplying ring groove, oil-supplying and oil-releasing channels, piston stop rod of the pusher.

Основным недостатком указанного устройства является сложность конструкции и значительные массогабаритные характеристики, обусловленные необходимостью применения специальной гидравлической схемы.The main disadvantage of this device is the design complexity and significant weight and size characteristics due to the need to use a special hydraulic circuit.

Техническим результатом заявляемого механизма является обеспечение простоты конструкции устройства и снижение его массогабаритных характеристик.The technical result of the claimed mechanism is to ensure the simplicity of the design of the device and the reduction of its overall dimensions.

Технический результат достигается тем, что механизм регулирования газообмена снабжен электромагнитной катушкой, расположенной в поршне, в котором выполнены каналы, сообщающие подпоршневую и надпоршневую полости, заполненные магнитореологической жидкостью, при этом между корпусом толкателя и поршнем установлена пружина.The technical result is achieved by the fact that the gas exchange control mechanism is equipped with an electromagnetic coil located in the piston, in which channels are made communicating the sub-piston and supra-piston cavities filled with magnetorheological fluid, and a spring is installed between the pusher body and the piston.

Предложение поясняется рисунком, на котором изображена схема механизма регулирования газообмена поршневого двигателя, состоящего из кулачка 1, при вращении набегающего на нижнюю поверхность толкателя корпуса толкателя 2, в полости которого размещен поршень 3 с электромагнитной катушкой 4, в котором выполнены каналы 5, сообщающие подпоршневую и надпоршневую полости, заполненные магнитореологической жидкостью 6, при этом между корпусом толкателя 2 и поршнем 3 установлена пружина 7. Верхней поверхностью поршень 3 взаимодействует со штангой толкателя 8, а электромагнитная катушка 4 электрически связана с блоком управления 9, состоящим из датчика числа оборотов коленчатого вала 10, датчика нагрузки 11, датчика температуры охлаждающей жидкости 12, датчика состава горючей смеси 13.The proposal is illustrated in the figure, which shows a diagram of the mechanism for regulating the gas exchange of a piston engine, consisting of a cam 1, during rotation of a pusher body 2 running on the pusher body, in the cavity of which a piston 3 with an electromagnetic coil 4 is located, in which channels 5 are made, communicating with a piston and a supra-piston cavity filled with magnetorheological fluid 6, and a spring 7 is installed between the pusher body 2 and the piston 3. The piston 3 interacts with the rod t on the upper surface pusher 8, and the electromagnetic coil 4 is electrically connected to the control unit 9, consisting of a speed sensor of the crankshaft 10, a load sensor 11, a temperature sensor for coolant 12, a sensor for the composition of the combustible mixture 13.

Предлагаемый механизм регулирования газообмена поршневого двигателя работает следующим образом: из блока управления 9 поступает управляющий сигнал на электромагнитную катушку 4, изменяя ее магнитное поле (увеличивая или уменьшая). При увеличении магнитного поля электромагнитной катушкой 4, увеличивается вязкость магнитореологической жидкости 6. Повышенная вязкость магнитореологической жидкости 6 препятствует ее свободному перемещению из подпоршневой полости в надпоршневую по каналам 5, при взаимодействии кулачка 1 на нижнюю поверхность корпуса толкателя 2. Тем самым осуществляя передачу усилия от кулачка 1 к штанге толкателя 8.The proposed mechanism for regulating the gas exchange of a piston engine works as follows: from the control unit 9, a control signal is supplied to the electromagnetic coil 4, changing its magnetic field (increasing or decreasing). When the magnetic field is increased by the electromagnetic coil 4, the viscosity of the magnetorheological fluid 6 increases. The increased viscosity of the magnetorheological fluid 6 prevents it from moving freely from the under-piston cavity into the above-piston cavity through channels 5, when the cam 1 interacts on the lower surface of the pusher body 2. Thus, the force is transmitted from the cam 1 to the push rod 8.

В случае, когда управляющий сигнал с блока управления 9 формирует минимальное магнитное поле, магнитореологическая жидкость 6 обладает низкой вязкостью и свободно перемещается из подпоршневой полости в надпоршневую по каналам 5, при воздействии кулачка 1 на нижнюю поверхность корпуса толкателя 2. Свободный переток магнитореологической жидкости 6 не позволяет передавать усилие от кулачка 1 к штанге толкателя, тем самым отключая газораспределение в цилиндрах двигателя.In the case when the control signal from the control unit 9 generates a minimum magnetic field, the magnetorheological fluid 6 has a low viscosity and freely moves from the subpiston cavity to the suprapiston cavity through channels 5, when the cam 1 acts on the lower surface of the pusher body 2. Free flow of the magnetorheological fluid 6 does not allows you to transfer force from the cam 1 to the rod of the pusher, thereby disabling the gas distribution in the engine cylinders.

По сравнению с прототипом предлагаемый механизм регулирования газообмена поршневого двигателя позволяет обеспечить упрощение конструкции устройства, снижение его массогабаритных характеристик, а также увеличение скорости регулирования процесса газораспределения.Compared with the prototype, the proposed mechanism for regulating the gas exchange of a piston engine allows to simplify the design of the device, reduce its weight and size characteristics, as well as increase the speed of regulation of the gas distribution process.

Claims

A piston engine gas exchange control mechanism comprising a control unit, a pusher body, a pusher rod, characterized in that the gas exchange control mechanism is equipped with an electromagnetic coil located in the piston, in which channels are made communicating the sub-piston and supra-piston cavities filled with magnetorheological fluid, while between the housing pusher and piston mounted spring.