SU1129394A1

SU1129394A1 - Piston for automatic control of compression ratio

Info

Publication number: SU1129394A1
Application number: SU833533884A
Authority: SU
Inventors: Борис Александрович Шароглазов; Павел Михайлович Фарафонтов
Original assignee: Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority date: 1983-01-07
Filing date: 1983-01-07
Publication date: 1984-12-15

Abstract

1. ПОРРЕНЬ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СТЕПЕНИ СЖАТИЯ дл двигател внутреннего сгорани , содержащий оболочку и вставку, между которыми выполнены камеры переменного объема и разметенный во вставке сливной клапан, в корпусе которого установлены игла и подпружиненный нажимной элемент, отличающийс тем, что, с целью повышени экономичности двигател путем обеспечени посто нного давлени сгорани газов в цилиндре, нажимной элемент выполнен составным из двух частей верхней и нижней, кажда из которых в плоскости разъема выполнена с наклонными, расход щимис в сторону вертиксшьной оси радиальными канавками, снабженными ша-;риками , причем верхн часть закреплена в корпусе клапана при помощи резьбы, а клапан дополнительно снабжен штоком с опорным элементом и конической частью, св занным при помощи опорного элемента с верхней частью нажимного элемента и через коническую часть - с шариками. 2. Поршень по п. 1, отличающийс тем, что сливной клапан дополнительно снабжен акку (Л мулирующей камерой, размещенной на выходе клапана и выполненной в виде полого цилиндра с упругой крышкой.1. AUTOMATIC REGULATING COMPRESSION PROTECTION FOR an internal combustion engine, comprising a casing and an insert, between which variable volume chambers and an inlet valve dispersed in the insert are made, in which case a needle and a spring-loaded pressure element are installed, characterized in that, in order to increase efficiency the engine by providing a constant pressure for the combustion of gases in the cylinder, the pressure element is made of two upper and lower parts, each of which is in the plane of the connector There are no radial grooves with inclined radiating towards the vertical axis, provided with balls, the upper part being fixed in the valve body with a thread, and the valve is additionally equipped with a stem with a support element and a conical part connected with the support element with the upper part of the pressure element and through the conical part - with balls. 2. A piston according to claim 1, characterized in that the drain valve is additionally provided with an accumulator (a multiplying chamber placed at the outlet of the valve and made in the form of a hollow cylinder with an elastic cover.

Description

САЗ СОSAZ SO

4four

Изобретение относзитс к машиностроению , а именно к двигателестроению , конкретно к двигател м с измен емым объемом камеры сжати , и может найти применение в поршн х двигателей с измен емой степенью сжати .The invention relates to mechanical engineering, namely engine building, specifically to engines with a variable volume of a compression chamber, and may find application in pistons of engines with a variable compression ratio.

Известен поршень дл автоматического регулировани степени сжати двигател внутреннего сгорани , содержащий оболочку и всзтавку, между которыми выполнены камеры переменного объема и размещенный во вставке сливной клапан, в корпусе которого установлена игла и подпружинен .ный нажимной элемент ij .A piston is known for automatically controlling the degree of compression of an internal combustion engine, comprising a shell and a pressurized chamber, between which chambers of variable volume are made and a drain valve disposed in the insert, in which case a needle is installed and a spring-loaded pressure element ij.

Однако силы инерции, действующие на иглу клапана, главным образом, завис т от частоты вращени и угла поворота коленчатого вала, а сила, с которой двйжуща с поверхность шатуна через шток и упругий элемент действует на иглу клапана, предотвраща его раннее открытие, имеет посто нную величину, не завис щую от частоты вращени коленчатого вала . Таким образом, при регулировке клапана учитываетс лишь один из главных факторов - угол поворота коленчатого вала, что не обеспечивает посто нства давлени сгорани . .при изменении числа оборотов, так как при возросшем числе оборотов двигател давлени масла окажетс недостаточно, чтобы прижать пружину и предотвратить раннее открытие сливного клапана.However, the inertia forces acting on the valve needle mainly depend on the rotational speed and angle of rotation of the crankshaft, and the force with which the connecting rod surface through the rod and the elastic element acts on the valve needle, preventing its early opening, is constant a value independent of the rotational speed of the crankshaft. Thus, when adjusting the valve, only one of the main factors is taken into account - the angle of rotation of the crankshaft, which does not provide a constant combustion pressure. . when changing the number of revolutions, as with an increased number of revolutions of the engine, the oil pressure will not be enough to compress the spring and prevent the early opening of the drain valve.

Кроме того, сливающеес масло дробитс на мелкие капельйи, которые во взвешенном состо нии заполн ют картерное пространство двигател В результате этого масло насыщаетс картерными газами, становитс более сжимаемым. Слившеес и насыщенное газами масло через масл ную магистраль вновь поступает в камеры переменного объема пормн . Поскольку . масло, насыщенное газами, тер ет свойство несжимаемости, то происходит более раннее резкое опускание подвижной части поршн на вставку. В результате давление сгорани падает , уменьшаетс степень сжати , ухушаетс полнота сгорани топлива, топливна экономичность и надежност конструкции.In addition, the oil that is being drained is crushed into small droplets, which in a suspended state fill the crankcase of the engine. As a result, the oil is saturated with crankcase gases, becoming more compressible. The oil, drained and gas-saturated, through the oil main again enters the chambers of variable volume porm. Insofar as . If the oil is saturated with gases, it loses the property of incompressibility, then an earlier abrupt lowering of the movable part of the piston onto the insert occurs. As a result, the pressure of combustion decreases, the degree of compression decreases, the completeness of combustion of the fuel, the fuel economy and reliability of the structure are muffled.

Цель изобретени - повышение экономичности путем обеспечени посто ного давлени сгорани газов в цилиндре .The purpose of the invention is to increase efficiency by providing constant pressure for combustion of gases in the cylinder.

Поставленна цель достигаетс тем, что в поршне дл автоматического регулировани степени сжати дл двигател внутреннего сгорани , содержащем оболочку и вставку, между которыми выполнены камеры переменного объема и размещенный во вставке сливной клапан, в корпусеThe goal is achieved by the fact that in a piston for automatic control of the compression ratio for an internal combustion engine comprising a shell and an insert, between which chambers of variable volume are made and a drain valve placed in the insert, in the housing

которого установлены иглы и подпружиненный нажимной элемент, последний выполнен составным из двух частей верхней и нижней, кажда из которых в плоскости разъема выполнена с наклонными, расход щимис в сторону вертикальной оси радиальными канавками , снабженными шариками, причем верхн часть закреплена в корпусе клапана при помощи резьбы, аthe needles and a spring-loaded pressure element are installed, the latter is made up of two parts of the upper and lower parts, each of which in the plane of the connector is made with inclined radial grooves diverging in the direction of the vertical axis, equipped with balls, the upper part being fixed in the valve body by means of a thread , but

клапан дополнительно снабжен штоком с опорным элементом и конической частью, св занным при помощи опорного элемента с верхней частью нажимного элемента и через коничес .кую часть - с шариками.The valve is additionally equipped with a rod with a support element and a conical part connected by means of a support element with the upper part of the pressure element and through the conical part with balls.

Кроме того, клапан дополнительно снабжен аккумулирующей камерой, размещенной на выходе клапана и выполненной в виде полого цилиндра с упРУГой крышкой.In addition, the valve is additionally equipped with an accumulating chamber placed at the outlet of the valve and made in the form of a hollow cylinder with an elastic cover.

На фиг.1 изображен поршень дл автоматического регулировани степени сжати на фиг.2 - сливной клапан поршн ; на фиг.З - се-чение А-АFig. 1 shows a piston for automatically adjusting the degree of compression in Fig. 2 — a piston drain valve; on fig.Z - section aa

на фиг.2; на фиг.4 - сливной клапан поршн с аккумулирующей полостью; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.1.in figure 2; figure 4 - drain valve piston with accumulating cavity; figure 5 - section bb in figure 1.

Поршень содержит корпус 1, стакан 2, между которыми заключены камеры переменного объема верхн 3The piston includes a housing 1, a tumbler 2, between which are placed the chambers of variable volume top 3

и нижн 4. Подвод масла к камерам 3 и 4 осуществл етс по сверлени м 5 в шатуне через поршневой палец б и обратные клапаны 7 и 8 . В корпусе 1 поршн установлен сливнойand bottom 4. Oil is supplied to chambers 3 and 4 by drilling 5 in the connecting rod through the piston pin b and check valves 7 and 8. In the case 1 piston is installed drain

клапан 9,(фиг.2), который содержит крышку 10, корпус 11, иглу 12 клапана , примыкающую к седлу 13, и пружину 14. Клапан снабжен также штоком 15, содержащим прорезь 16a valve 9, (FIG. 2), which comprises a cover 10, a housing 11, a valve needle 12, adjacent to the seat 13, and a spring 14. The valve is also provided with a rod 15 containing a slot 16

и коническую часть 17. В верхней части штока 15 установлен опорный элемент, предотвращающий проваливание штока и выполненный в виде гайки 18. В корпусе 11 клапана имеетс также нажимной элемент, состо щий из верхней части 19, установленной на резьбе в крышке 10 корпуса 11, и нижней части 20, установленной на пружине 14. Между верхней 19 и нижней 20 част ми нажимного элементаand a conical part 17. A support element is installed in the upper part of the stem 15, which prevents the rod from collapsing and is made in the form of a nut 18. In the valve body 11 there is also a pressure element consisting of the upper part 19 mounted on the thread in the cover 10 of the body 11, and the lower part 20 mounted on the spring 14. Between the upper 19 and lower 20 parts of the pressure element

имеютс канавки 21 (или радиальные дорожки), в которых помещены шарики 22. Канавки 21 имеют переменное сечение, увеличивающеес к центру. На выходе клапана на резьбе можетthere are grooves 21 (or radial tracks) in which the balls 22 are placed. The grooves 21 have a variable cross-section increasing towards the center. At the valve outlet on the thread can

быть установлена аккумул торна камера 23, выполненна в виде полого цилиндра, котора снизу закрыта упругой крышкой 24, при эт;ом один конец ее прикреплен к камере. Крышка 24 представл ет собой пластинчатую пружину.an accumulator chamber 23, made in the form of a hollow cylinder, which is closed from the bottom by an elastic cover 24, is installed at this, and one end of it is attached to the chamber. The cover 24 is a leaf spring.

Первоначсшвно осуществл етс предварительный нат г пружины 14 клапана . Дл этого в прорезь 16 штока 15Initially, the valve spring 14 is preloaded. To do this in slot 16 of stock 15

вставл етс отвертка и при вращенииscrewdriver is inserted and when rotating

штока 15 перемещаетс по резьбе верхн часть 19 нажимного элемента обеспечива предварительный нат г пружины 14, необходимый дл срабатывани клапана при определенном, давлении .the rod 15 moves along the thread the upper part 19 of the pressure element providing a preliminary tension of the spring 14 necessary for the valve to operate at a certain pressure.

При работе двигател силы инерции стрем тс оторвать иглу 12 клапана от седла 13. Но пружина 14 за счет, предварительного нат га прижимает иглу 12.When the engine is operating, the inertia forces tend to tear off the needle 12 of the valve from the seat 13. But the spring 14 at the expense of pre-tension ha presses the needle 12.

При увеличении числа оборотов сила инерции, действу на шток 15, перемещает его вверх. Шток 15 своей конической частью 17 давит на шарики 22, которые заход т в углублени 21, перемеща подвижную нижнюю часть 20 нажимного элемента вниз. Последн давит на пружину 14, котора прижимает иглу 12 клапана к седлу 13.With an increase in the number of revolutions, the force of inertia, acting on the rod 15, moves it upwards. The rod 15 with its conical part 17 presses on the balls 22, which go into the recesses 21, moving the movable lower part 20 of the pressure element downwards. The latter presses on the spring 14, which presses the valve needle 12 against the seat 13.

В результате предотвращаетс преждевременный слив масла из верхней Ксмеры 3, не перемещаетс вниз стакан 2.As a result, the premature discharge of oil from the upper Xsmer 3 is prevented, the glass 2 does not move downwards.

Кроме того, в процесс открыти иглы 12 масло через образовавшуюс щель в виде мелких капель сливаетс в аккумул торную камеру 23, в которой масло, скаплива сь, коагулирует . По мере накоплени масла, крышка 24 отгибаетс и часть масла сливаетс в картерное пространство, двигател в виде крупных капель, которые имеют небольшую поверхность соприкосновени с картерными газами и не насыщаютс ими.In addition, in the process of opening the needle 12, the oil through the gap formed in the form of small droplets is poured into the accumulator chamber 23, in which the oil accumulates and coagulates. As the oil accumulates, the lid 24 bends and part of the oil is drained into the crankcase, the engine in the form of large droplets, which have a small surface of contact with the crankcase gases and are not saturated with them.

Таким образом, масло, не насыщенное газами, не тер ет свойства несжимаемости и, поступа вновь изThus, the oil, not saturated with gases, does not lose the properties of incompressibility and, coming again from

масл ной магистрали в камеру 3, обеспечивает своевременное опускание стакана 2 поршн .the oil line into the chamber 3, ensures timely lowering of the cup 2 pistons.

Объем камеры сгорани не измен етс , т.е. поддерживаетс оптималь0 на степень сжати и посто нное давление сгорани газов. При уменьшении числа оборотов силы инерции, действующие на иглу клапана, уменьшаютс и предварительного нат га пру5 жины оказываетс достаточно, чтобы предотвратить раннее откситие клапана , следовательно,поддерживаетс посто нное давление сгорани .The volume of the combustion chamber does not change, i.e. optimum pressure is maintained for the degree of compression and the constant pressure of combustion gases. As the number of revolutions decreases, the inertia forces acting on the valve needle decrease and the preliminary tension of the spring is sufficient to prevent early valve opening, therefore, a constant combustion pressure is maintained.

Таким образом, предлагаема конструкци поршн обеспечивает посто нное давление сгорани на всех скоростных режимах двигател , что улучшает полноту сгорани топлива, повышает топливную экономичность и увеличивает надежность поршн , так как устран ютс удары иглы о седло клапана и, кроме того, масло, накапливающеес в аккумул торной камере, образует масл ную ванну, котора обеспечивает смазку посгдаочной по0 верхности иглы клапана. Благодар этому достигаетс посто нство коэффициента трени между иглой клапана и седлом, что повышает стабильность рабогы клапана.Thus, the proposed piston design provides a constant combustion pressure at all engine speeds, which improves the completeness of fuel combustion, increases fuel efficiency and increases piston reliability, as it eliminates needle stumps on the valve seat and, in addition, accumulates oil the oil chamber forms an oil bath that provides lubrication of the secondary surface of the valve needle. Due to this, a constant friction coefficient is achieved between the valve needle and the seat, which increases the stability of the valve work.

10ten

1313

ui.2ui.2

2222

1313

Hv-Hv-

Claims

1. PISTON FOR AUTOMATIC CONTROL OF A COMPRESSION DEGREE for an internal combustion engine containing a shell and an insert, between which there are variable volume chambers and a drain valve located in the insert, in the body of which there is a needle and a spring-loaded pressure element, characterized in that, in order to increase efficiency engine by providing a constant pressure of combustion of gases in the cylinder, the pressure element is made of two parts of the upper and lower, each of which is made in the plane of the connector with inclined radial grooves diverging towards the vertical axis, provided with balls, the upper part being fixed in the valve body by means of a thread, and the valve additionally provided with a stem with a supporting element and a conical part connected by means of the supporting element to the upper part of the pressure element and through conical part - with balls.

2. The piston according to claim 1, characterized in that the drain valve is additionally equipped with an accumulating chamber located at the outlet of the valve and made in the form of a hollow cylinder with an elastic cover.