RU2096632C1 - Internal combustion engine valve gear - Google Patents
Internal combustion engine valve gear Download PDFInfo
- Publication number
- RU2096632C1 RU2096632C1 RU9595109985A RU95109985A RU2096632C1 RU 2096632 C1 RU2096632 C1 RU 2096632C1 RU 9595109985 A RU9595109985 A RU 9595109985A RU 95109985 A RU95109985 A RU 95109985A RU 2096632 C1 RU2096632 C1 RU 2096632C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- compressed air
- valve
- cavity
- engine
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области двигательного машиностроения, а более конкретно, к распределительным механизмам двигателей внутреннего сгорания. The invention relates to the field of propulsion engineering, and more particularly, to the distribution mechanisms of internal combustion engines.
Известен механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащий перекрывающий вход в полость цилиндра двигателя клапан, соединенный с поршнем, размещенным в сервоцилиндре, подпоршневая полость которого соединена с системой подачи сжатого воздуха, а надпоршневая с источником избыточного давления, а также распределитель, выполненный в виде золотникового узла, кинематически связанного с валом двигателя (а.с. СССР N 1636559 кл. F 01 L 9/02, 1988 г.). A known gas distribution mechanism of an internal combustion engine, comprising a valve blocking the entrance to the cylinder cavity of the engine, is connected to a piston located in the servocylinder, the piston cavity of which is connected to the compressed air supply system, and the piston cavity is provided with an overpressure source, and also a valve made in the form of a spool unit kinematically connected with the motor shaft (AS USSR N 1636559 class. F 01 L 9/02, 1988).
В известном устройстве система подачи сжатого воздуха снабжена редукционным клапаном и блоком его управления, что дало возможность управляя давлением в зависимости от режима работы двигателя измерять усилие, действующее на поршень клапана при его закрытии. In the known device, the compressed air supply system is equipped with a pressure reducing valve and its control unit, which made it possible to control the pressure acting on the valve piston when it is closed, depending on the engine operating mode.
Однако, в данном устройстве в качестве источника избыточного давления использована гидравлическая магистраль, соединенная надпоршневой полостью через распределитель, что отрицательно влияет на экономичность двигателя внизу традиционных недостатков гидравлических систем и потерей энергии, направленной на преодоление постоянного по величине усилия поджатия поршня клапана. However, in this device, a hydraulic line is used as a source of overpressure, connected by a supra-piston cavity through a distributor, which negatively affects the engine efficiency below the traditional disadvantages of hydraulic systems and the loss of energy aimed at overcoming the constant in magnitude of the pressure of the valve piston.
Указанного недостатка лишен механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащий систему подачи сжатого воздуха, снабженную редукционным клапаном, блоком управления, распределительным устройством и источником сжатого воздуха, впускной клапан, связанный с поршнем, размещенным в сервоцилиндре, штоковая полость которого соединена каналом через распределительное устройство и редукционный клапан с источником сжатого воздуха (см. патент РФ N 2038488 кл. B 01 L 9/02, 1995). The specified drawback is deprived of the gas distribution mechanism of the internal combustion engine, containing a compressed air supply system equipped with a pressure reducing valve, a control unit, a distribution device and a compressed air source, an inlet valve connected to a piston located in the servocylinder, the rod cavity of which is connected by a channel through the distribution device and pressure valve with a source of compressed air (see RF patent N 2038488 class. B 01 L 9/02, 1995).
Вышеназванный механизм газораспределения является наиболее близким по технической сущности к достигаемому результату и предлагаемому, в связи с чем принят в качестве прототипа. The above gas distribution mechanism is the closest in technical essence to the achieved result and proposed, in connection with which it is adopted as a prototype.
Недостатком вышеназванного механизма газораспределения является частичный выброс сжатого воздуха через открытый впускной клапан в момент перепускания воздуха из надпоршневой полости в цилиндр двигателя при такте впуска топливовоздушной смеси (ТВС). Кроме того, известный механизм не позволяет добиться полной корректировки фаз открытия-закрытия впускного клапана в зависимости от режимов работы двигателя и тем самым улучшить наполнение цилиндра двигателя ТВС. The disadvantage of the above gas distribution mechanism is a partial discharge of compressed air through an open intake valve at the moment of bypassing air from the supra-piston cavity into the engine cylinder during a fuel-air mixture (FA) intake stroke. In addition, the known mechanism does not allow to achieve full adjustment of the phases of the opening and closing of the intake valve depending on the operating conditions of the engine and thereby improve the filling of the cylinder of the fuel assembly engine.
Задача, на решение которой направлено предполагаемое изобретение, является улучшение мощностных и экономичных характеристик работы двигателя. The problem to be solved by the alleged invention is aimed at improving the power and economic characteristics of the engine.
Технический результат от использования предлагаемого технического решения заключается в улучшении наполнения двигателя топливовоздушной смесью на всех режимах работы. The technical result from the use of the proposed technical solution is to improve the filling of the engine with a fuel-air mixture in all operating modes.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в механизме газораспределения, содержащем систему подачи сжатого воздуха, снабженную редукционным клапаном, блоком управления, распределительным устройством и источником сжатого воздуха, впускной клапан, связанный с поршнем, размещенным в сервоцилиндре, штоковая полость которого соединена каналом через распределительное устройство и редукционный клапан с источником сжатого воздуха, система подачи сжатого воздуха снабжена дополнительным редукционным клапаном и воздушной форсункой с управляющим клапаном, установленной во впускном канале цилиндра двигателя и связанной с надпоршневой полостью сервоцилиндра посредством управляющего клапана, причем источник сжатого воздуха соединен другим каналом посредством дополнительного редукционного клапана и распределительного устройства с надпоршневой полостью сервоцилиндра. The specified technical result is achieved due to the fact that in the gas distribution mechanism containing a compressed air supply system, equipped with a pressure reducing valve, a control unit, a switchgear and a compressed air source, an inlet valve connected to a piston located in the servocylinder, the rod cavity of which is connected by a channel through switchgear and pressure reducing valve with a source of compressed air, the compressed air supply system is equipped with an additional pressure reducing valve and air injector with a control valve installed in the intake passage of the engine cylinder and connected with the cavity above the piston via a control servo valve, the compressed air source is connected to another channel by further reducing valve and distribution system with a servo cylinder above the piston cavity.
Благодаря тому, что система подачи сжатого воздуха снабжена дополнительным редукционным клапаном, появляется возможность более точной корректировки фаз открытия-закрытия впускного клапана в зависимости от режимов работы двигателя, в то время как наличие одного редукционного клапана на две полости не позволяет выдерживать оптимальные давления в штоковой и надпоршневой полости сервоцилиндра. Due to the fact that the compressed air supply system is equipped with an additional pressure reducing valve, it becomes possible to more accurately adjust the opening and closing phases of the intake valve depending on the engine operating conditions, while the presence of one pressure reducing valve on two cavities does not allow it to withstand the optimal pressure in the rod and supra-piston cavity of the serocylinder.
Установка воздушной форсунки во впускном канале двигателя дает возможность в момент наполнения цилиндра двигателя ТВС осуществлять эжекцию сжатым воздухом, поступающим из надпоршневой полости через управляющий клапан и тем самым улучшить наполнение цилиндра двигателя ТВС. The installation of an air nozzle in the engine inlet makes it possible to eject compressed air coming from the over-piston cavity through the control valve at the moment of filling the fuel assembly cylinder and thereby improve the filling of the fuel assembly cylinder.
Изобретение иллюстрируется чертежом, где изображена схема механизма газораспределения. The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of a gas distribution mechanism.
Механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания содержит впускной клапан 1 для перекрытия входного отверстия в полость цилиндра 3 двигателя. Шток 4 клапана 1 снабжен поршнем 5, размещенным в сервоцилиндре 6 с образованием штоковой полости 7 и надпоршневой полости 8. Поршень 9 двигателя внутреннего сгорания размещен в цилиндре 3, полость 2 которого посредством распределительного устройства в виде кинематически связанной с валом двигателя золотниковой шайбы 10 с отверстиями 11, соединена каналом 12 с подпоршневой штоковой полостью 7 сервоцилиндра 6. The gas distribution mechanism of an internal combustion engine comprises an inlet valve 1 for blocking an inlet into the cavity of the cylinder 3 of the engine. The stem 4 of the valve 1 is equipped with a piston 5 located in the servocylinder 6 with the formation of the rod cavity 7 and the over-piston cavity 8. The piston 9 of the internal combustion engine is placed in the cylinder 3, the cavity 2 of which is provided through a distributor in the form of a spool plate 10 with holes 11, is connected by a channel 12 to the piston rod cavity 7 of the servocylinder 6.
Каналы 13 и 14 связывают соответственно подпоршневую штоковую полость 7 и надпоршневую полость 8 сервоцилиндра 6 через золотниковую шайбу 10 и редукционные клапаны 15 с источником сжатого воздуха 16. Channels 13 and 14 respectively connect the piston rod cavity 7 and the piston cavity 8 of the servocylinder 6 through the spool washer 10 and pressure reducing valves 15 to a source of compressed air 16.
Во впускном канале 17 цилиндра 3 двигателя установлена воздушная форсунка 18, которая связана каналом 19 с установленным в нем управляющим клапаном 20 с надпоршневой полостью 8. В верхней части сервоцилиндра 8 размещен поршень 21, соединенный с исполнительным механизмом 22, связанным с блоком управления 23, запрограммировано на оптимальный режим работы двигателя. На выпускном канале 25 цилиндра 3 двигателя расположен выпускной клапан 26. An air nozzle 18 is installed in the inlet channel 17 of the engine cylinder 3, which is connected by a channel 19 with a control valve 20 installed in it with a supra-piston cavity 8. A piston 21 is placed in the upper part of the servocylinder 8, which is connected to the actuator 22 connected to the control unit 23, is programmed for optimal engine operation. On the exhaust channel 25 of the cylinder 3 of the engine is an exhaust valve 26.
Работа механизма приводится на примере карбюраторного двигателя. Работает механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания следующим образом. The mechanism is illustrated by the example of a carburetor engine. The gas distribution mechanism of the internal combustion engine operates as follows.
В процессе выпуска по выпускному каналу 25 отработанных газов из цилиндра 3 двигателя через открытый выпускной клапан 26, поршень 9 двигателя перемещается от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ), вытесняя отработавшие газы. Впускной клапан 1 в этот момент закрыт, так как на него действуют силы перепада давлений отработавших газов в полости 2 цилиндра 3 двигателя и давления сжатого воздуха во впускном канале 17, а также давление сжатого воздуха в штоковой полости 7, действующее на поршень 5 сервоцилиндра 6, где давление поддерживается от источника сжатого воздуха 16 через один из редукционных клапанов 25, команду на открытие или закрытие которых подает программный блок управления 23 и распределительное устройство в виде золотниковой шайбы 10, кинематически связанной с валом двигателя (на фиг. не показан)). Редукционные клапаны 15, управляемые блоком 23, изменяют давление сжатого воздуха, подаваемого в полости сервоцилиндра 6, при этом один из клапанов 15 связан с подпоршневой штоковой полостью 7, а другой с надпоршневой полостью 8 сервоцилиндра 6. При изменении режима работы двигателя для обеспечения оптимального наполнения двигателя топливновоздушной смесью (ТВС) по команде управляющего блока 23 изменяется давление на выходе редукционных клапанов 15. Это позволяет изменять силу воздействия на поршень 5 и тем самым корректировать фазы открытия и закрытия впускного клапана 1 и соответственно улучшить наполнение цилиндра 3 двигателя ТВС. In the process of discharging exhaust gas 25 from the engine cylinder 3 through the open exhaust valve 26, the engine piston 9 moves from the bottom dead center (BDC) to the top dead center (TDC), displacing the exhaust gases. The inlet valve 1 is closed at this moment, since it is affected by the forces of the differential pressure of the exhaust gases in the cavity 2 of the cylinder 3 of the engine and the pressure of the compressed air in the inlet channel 17, as well as the pressure of the compressed air in the rod cavity 7 acting on the piston 5 of the servocylinder 6, where the pressure is maintained from a source of compressed air 16 through one of the pressure reducing valves 25, the command to open or close which is supplied by the program control unit 23 and the switchgear in the form of a spool washer 10, kinematically connected with the motor shaft (not shown in FIG.)). Pressure reducing valves 15, controlled by block 23, change the pressure of the compressed air supplied to the cavity of the servocylinder 6, while one of the valves 15 is connected to the piston rod cavity 7 and the other to the piston cavity 8 of the servocylinder 6. When changing the operating mode of the engine to ensure optimal filling engine fuel-air mixture (FA) at the command of the control unit 23 changes the pressure at the outlet of the pressure reducing valves 15. This allows you to change the force on the piston 5 and thereby adjust the opening phase and closing the intake valve 1 and, accordingly, improve the filling of the cylinder 3 of the fuel assembly engine.
Во время выпуска отработанных газов через выпускной клапан 26, канал 13 с помощью отверстия 11 в золотниковой шайбе 10 связывает подпоршневую штоковую полость 7 через редукционный клапан 15 с источником сжатого воздуха 16, при этом каналы 12, 14 и 19 перекрыты золотниковой шайбой 10 и управляющим клапаном 20. During the exhaust gas discharge through the exhaust valve 26, the channel 13, using the hole 11 in the spool washer 10, connects the piston rod cavity 7 through the pressure reducing valve 15 with the compressed air source 16, while the channels 12, 14 and 19 are blocked by the spool washer 10 and the control valve 20.
К моменту приближения поршня 9 к ВМТ распределительное устройство в виде золотниковой шайбы 10 разъединяет подпоршневую штоковую полость 7 с источником сжатого воздуха 16 и соединяет ее через канал 12 с полостью 2 цилиндра 3 двигателя. При этом надпоршневая полость 8 через канал 14 и редукционный клапан 15 соединяется с источником сжатого воздуха 16. Воздух из подпоршневой штоковой полости 7 по каналу 12 поступает в полость 2 и вытесняет отработанные газы, уменьшая их количество в ТВС. By the time the piston 9 approaches TDC, the switchgear in the form of a spool washer 10 disconnects the piston rod cavity 7 from the compressed air source 16 and connects it through the channel 12 to the cavity 2 of the cylinder 3 of the engine. In this case, the supra-piston cavity 8 through the channel 14 and the pressure reducing valve 15 is connected to the source of compressed air 16. The air from the sub-piston rod cavity 7 passes through the channel 12 into the cavity 2 and displaces the exhaust gases, reducing their amount in the fuel assembly.
Поршень 5 под действием перепада давлений перемещается вниз, открывая впускной клапан 1. Выпускной клапан 26 при этом закрывается. Поршень 9 перемещается от ВМТ и НМТ, создавая разряжение в полости 2, при этом через открытый впускной клапан 1 и цилиндр 3 двигателя поступает ТВС. The piston 5 moves under the action of a differential pressure, opening the inlet valve 1. The exhaust valve 26 closes. The piston 9 moves from TDC and BDC, creating a vacuum in the cavity 2, while through the open intake valve 1 and the cylinder 3 of the engine enters the fuel assembly.
К моменту приближения поршня 9 к НМТ распределительное устройство в виде золотниковой шайбы 10 разъединяет подпоршневую штоковую полость 7 и полость 2 цилиндра 3 двигателя, открывая окно 11, через которое по каналу 13 через редукционный клапан 15 от источника сжатого воздуха 16 поступает сжатый воздух. По команде программного блока управления 23 открывается управляющий клапан 20, при этом сжатый воздух из надпоршневой полости 8 вытесняемый перемещающимся вверх поршнем 5 поступает через форсунку 18 во впускной канал 17. при этом происходит процесс эжекции, так как воздух из форсунки 18 двигаясь с большей скоростью будет захватывать с собой во впускном канале 17 ТВС, поступающую в цилиндр 3, улучшая тем самым наполнение полости 2 свежей топливовоздушной смесью. Поршень 5 перемещается под действием перепада давлений в полостях 7 и 8 вверх, закрывая впускной клапан 1. Управляющий клапан 20 закрывается. By the time the piston 9 approaches the BDC, the switchgear in the form of a spool washer 10 disconnects the piston rod cavity 7 and the cavity 2 of the engine cylinder 3, opening a window 11 through which compressed air enters the channel 13 through the pressure reducing valve 15 from the compressed air source 16. At the command of the software control unit 23, the control valve 20 is opened, while compressed air from the supra-piston cavity 8 displaced by the upward moving piston 5 enters through the nozzle 18 into the inlet channel 17. In this case, the ejection process takes place, since the air from the nozzle 18 will move faster to capture fuel assemblies entering the cylinder 3 with them in the inlet channel 17, thereby improving the filling of the cavity 2 with a fresh air-fuel mixture. The piston 5 moves upward by the differential pressure in the cavities 7 and 8, closing the inlet valve 1. The control valve 20 closes.
При такте сжатия поршень 9 перемещается от НМТ к ВМТ. В этом момент все клапана закрыты. With the compression stroke, the piston 9 moves from BDC to TDC. At this point, all valves are closed.
Впускной клапан 1 удерживается в закрытом состоянии на протяжении тактов сжатия рабочего хода поршня 9 и такта выпуска отработанных газов в полости 2 цилиндра 3 двигателя и более высоким давлением в подпоршневой штоковой полости 7, действующего на поршень 5. В момент приближения поршня 9 к ВМТ происходит процесс воспламенения ТВС и поршень 9, достигнув ВМТ, начинает перемещаться вниз совершая такт рабочего хода. Такт впуска отработанных газов происходит при открытом выпускном клапане 26, когда достигнув НМТ поршень 9 перемещается вверх. The inlet valve 1 is kept closed during the compression strokes of the working stroke of the piston 9 and the exhaust cycle of the exhaust gases in the cavity 2 of the cylinder 3 of the engine and higher pressure in the piston rod cavity 7 acting on the piston 5. The process occurs when the piston 9 approaches the TDC fuel assembly ignition and piston 9, reaching TDC, begins to move downward making a stroke of the working stroke. The exhaust gas inlet stroke occurs when the exhaust valve 26 is open, when reaching the BDC, the piston 9 moves up.
Таким образом, предлагаемый механизм газораспределения позволяет повысить экономичность работы на разных режимах двигателя. Thus, the proposed gas distribution mechanism allows to increase the efficiency of work in different engine modes.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9595109985A RU2096632C1 (en) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | Internal combustion engine valve gear |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9595109985A RU2096632C1 (en) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | Internal combustion engine valve gear |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95109985A RU95109985A (en) | 1997-04-10 |
| RU2096632C1 true RU2096632C1 (en) | 1997-11-20 |
Family
ID=20168899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU9595109985A RU2096632C1 (en) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | Internal combustion engine valve gear |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2096632C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2792489C1 (en) * | 2022-06-06 | 2023-03-22 | Анатолий Михайлович Криштоп | Conventional engine of variable compression (cevc) and method for its functioning |
-
1995
- 1995-06-14 RU RU9595109985A patent/RU2096632C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| RU, патент, 2038488, кл. F 01 L 9/02, 1995. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2792489C1 (en) * | 2022-06-06 | 2023-03-22 | Анатолий Михайлович Криштоп | Conventional engine of variable compression (cevc) and method for its functioning |
| RU2817075C1 (en) * | 2022-06-11 | 2024-04-09 | Чунцин Вэйчай Энжин Ко., Лтд. | Method of controlling intake and exhaust for four-stroke engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU95109985A (en) | 1997-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5724927A (en) | Direct cylinder injected engine and method of operating same | |
| US5647312A (en) | Four-stroke Otto engine having hybrid control | |
| US6105550A (en) | Method for operation of a four-stroke reciprocating internal combustion engine | |
| CA1182754A (en) | Two-cycle internal combustion engine including means for varying cylinder port timing | |
| US4860716A (en) | Multi-cylinder diesel internal combustion engine with low compression ratio in the cylinders | |
| US5190006A (en) | Injection arrangement for improving fuel consumption | |
| US3774581A (en) | Combination poppet and reed valve | |
| US5709190A (en) | Combustion chamber and induction system for engine | |
| EP0690214B1 (en) | Internal combustion engine | |
| US4624228A (en) | Intake system for diesel cycle engines | |
| KR20080100437A (en) | A two-stroke combustion engine | |
| US4103648A (en) | Internal combustion engine with air reservoir | |
| KR20080092974A (en) | A two stroke combustion engine with liquid injection | |
| US5020486A (en) | Partitioned poppet valve mechanism seprating inlet and exhaust tracts | |
| EP1977094B1 (en) | A two-stroke internal combustion engine with variable compression ratio and an exhaust port shutter | |
| US5090363A (en) | Two-cycle engine with pneumatic fuel injection and flow restriction in at least one transfer passageway | |
| US4393832A (en) | Braking diesel engines | |
| EP0503973B1 (en) | Heat-insulating engine with swirl chambers | |
| RU2096632C1 (en) | Internal combustion engine valve gear | |
| US6352056B1 (en) | Exhaust valve actuator for a two cycle engine | |
| US6539909B2 (en) | Retractable seat valve and method for selective gas flow control in a combustion chamber | |
| EP0450509A1 (en) | Internal combustion engine with at least an exhaust port in the cylinder | |
| US5351660A (en) | Electrically activated dynamic valve for spark ignition engines | |
| US10578009B2 (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
| WO2002050409A1 (en) | Engine convertible from two-stroke to four-stroke |