SU1244418A1 - Двухтактный двигатель внутреннего сгорани - Google Patents

Description

1

изобретение относитс  к машиностроению , в частности к двигателестроению, а именно к двухтактным двигател м внутреннего сгорани .

Цель изобретени  - повышение эффективных показателей двигател  путем снижени  инерционности пластины клапана и исключени  резонансных  влений.

На фиг. 1 изображен двигатель внутреннего сгорани  с обратным клапаном на впуске; на фиг. 2 - пластина обратного клапана; на фиг. 3 - выполнение выемки в пластине обратного клапана; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 2 и 3; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 3.

Двигатель внутреннего сгорани  содержит по меньшей мере один цилиндр 1 с поршнем 2 и кривошипной камерой 3, канал 4 впуска свежего зар да в кривошипную камеру, имеющий впускное окно 5, в котором размещен корпус 6 обратного клапана с пластиной 7 и ограничителем 8. На пластине выполнена выемка 9 (фиг. 2) с ребрами 10 жесткости.

Выемка 9 на пластине 7 обратного клапана выполнена в форме треугольника со сторонами, сопр женными радиусами, составл ющими 0,5-0,7 от радиуса скруглени  свободного конца пластины 7, причем один радиус сопр жени  касателен линии заделки пластины 7, а противоположна  ему сторона с прилегающими радиусами идентична окну 5 канала 4 впуска и отстоит от свободного конца пластины 7 на величину 0,1-0,2 рабочей длины. Рабоча  длина и радиус округлени  свободного конца пластины 7 определ ютс  из соотнощений

(10-12) 10 Н1 /П.макспД7р

R (0,25-0,35) ,

где I-рабоча  длина пластины клапана;

h - толщина пластины; Птах -максимальна  частота вращени 

вала двигател ;

Е - модуль упругости материала пластины; р - средн   погонна  плотность рабочего

участка пластины; R -радиус скруглени  свободного конца

пластины;

Р- практическое превышение частоты вращени  максимальной мощности при разгоне, определ емое экспериментально , дл  двухтактного двигател  равное 1,15.

Соотношение выведено с учетом того, что на всех режимах работы двигател  на пластину действуют одновременно изгибающий момент от равнораспределительной нагрузки на пластину, обусловленный перепадом давлений во впускном тракте двигател , ударные нагрузки в зоне контакта пластины с корпусом клапана в момент ее посадки на

1244418

клапан, напр жение изгиба от собственной частоты колебаний.

Собственна  частота колебаний пластины с поперечной нейтральной линией определ етс  из соотношени 

P,

12

Гм

где J - рабоча  длина пластины от линии

заделки;

Е-модуль упругости материала пластины;

1 - момент инерции поперечного сечени  пластины относительно нейтральной

оси сечени , перпендикул рной к плоскости колебаний; ц. - масса единицы длины пластины. Учитыва , что двигатель должен сохран ть надежную работоспособность в диапа- зоне частот вращени  коленчатого вала от О до пмакс, то дл  исключени  резонанса пластины частота собственных колебаний пластины РЗ должна быть больше максимальной частоты возмущающих колебаний

Рмакс.возм., равной

РПмакс. 9

макс. BOJH. -сТГ ОО

Р

Т

где Ьмакс - максимальна  частота вращени  вала двигател , соответствующа  режиму максимальной мощности 1/мин;

практическое превышение частоты вращени  максимальной мощности при разгоне, определ емое экспериментально дл  двухтактного двигател  равное 1,15. Таким образом, исход  из услови  Р2 РВОЗМ рабоча  длина пластины определ етс  из последнего соотношени . Колебани  с продольной узловой линией , так называемые третьей формы, характерные в данном случае тем, что имеют максимальную амплитуду в свободных углах пластины, привод т к повышенным ударным нагрузкам в углах пластины в мо- мент посадки ее на седло 6 клапана и  вл ютс  основной причиной разрушени  материала пластины на ее углах. С целью исключени  указанного дефекта целесообразно увеличение радиуса скруглени  углов пластины , что однако приводит к уменьшению проходного сечени  клапана и повышению его сопротивлени . Исход  из приведенных противоречивых условий и на основании проведенных экспериментальных работ оптималь на  величина радиусов скруглени  углов пластины R должна определ тьс  из услови 

R (0,25-0,35)1,

где (-рабоча  длина пластины (длина от линии заделки).

Ширина В пластины не оказывает существенного вли ни  на ее надежность и выбираетс  конструктивно из услови  достаточного проходного сечени  клапана.

Выемка выполн етс  глубиной до 1/2 толщины пластины. Из услови  обеспечени  равномерного распределени  эпюры изгибающего момента и повышени  чувствительности конца пластины форма выемки определена в виде треугольника со сторонами, сопр женными по радиусам г, один из которых касателен линии заделки пластины, а противоположна  ему сторона с прилегающими радиусами идентична окну канала впуска и отстоит от свободного конца пластины на величину 1 0,1-0,2 рабочей длины.

Исход  из противоречивых условий максимального облегчени  пластины и исключени  возникновени  концентраторов напр жени  и на основании тензометрировани  напр жени  в пластинах в рабочем диапазоне частот двигател  определено, что радиус скруглени  углов треугольной выемки г должен быть равным 0,5-0,7 от радиусов скруглени  углов пластины.

При движении порщн  2 внутри цилиндра 1 вверх в кривощипной камере 3 создаетс  разрежение. Под действием этого разрежени  свободный конец пластины 7 обратного клапана впуска поднимаетс , и свежа 

смесь из канала 4 поступает в кривошипную камеру 3. Подъем пластины ограничиваетс  ограничителем 8.

Когда давление до и после пластины клапана выравниваетс , пластина за счет собст- венной упругости выпр мл етс  и ложитс  на корпус 6, перекрыва  проходное сечение канала 4 впуска, преп тству  тем самым нежелательному обратному выбросу зар да .

Xf -XJ

J

10

фиг.4

Claims (2)

1. ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий по меньшей мере один цилиндр с поршнем и кривошипной камерой и канал впуска свежего заряда в кривошипную камеру с размещенным в нем обратным клапаном, перекрывающим впускное окно и выполненным в виде пластины, снабженной по меньшей мере одной выемкой, обращенной к кривошипной камере, отличающийся тем, что с целью повышения эффективных показателей двигателя путем снижения инерционности пластины клапана и исключения резонансных явлений, выемка выполнена в форме треугольника со сторонами, сопряженными радиусами, причем один из радиусов расположен касательно к линии заделки пластины; а противоположная ему сторона треугольника с прилегающими радиусами повторяет по форме часть канала впуска и, отстоит от свободного конца пластины на величину 0,1—0,2 рабочей длины В пластик ны, которая выражена соотношением

Е^д/(10—12) 10³h^/ Пмакс-7Ё/р, где h — толщина пластины;

Пмакс — максимальная частота вращения вала двигателя;

Е — модуль упругости материала пластины;

р— средняя погонная плотность рабо- в чего участка пластины;

Л —практическое превышение частоты ’ вращения максимальной мощности при разгоне, определяемое экспериментально, для двухтактного двигателя равное 1,15.

2. Двигатель по π. 1, отличающийся тем, что радиус сопряжения сторон треугольника выемки выполнен равным 0,5-0,7 радиуса R скругления свободного конца пластины, который выражен соотношением

R = (0,25—0,35)?.

SU ,,,.1244418