УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВПУСКА ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ И ВЫПУСКА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ В 4-ТАКТНЫХ Д.В.С.

Изобретение относится к области техники моторостроения 4-х тактных Д.В.С. (двигателей внутреннего сгорания)
Традиционное устройство в 4-х тактных Д.В.С. для впуска горючей смеси в камеры сгорания и выпуска отработавших газов из камер сгораний связано с технологической сложностью многочисленных конструктивных элементов, а также с ограниченной возможностью увеличения объемов газодинамической связи между камерами сгорания и подводяще-отводящими каналами. В связи с этим предлагается устройство для впуска горючей смеси и выпуска отработавших газов основанное на конструктивном элементе, названным роторным газораспределителем.
Роторный газораспределитель (фиг.1) представляет собой полый трубчатый цилиндр 1 с валом 2 в основание и функциональными окнами 3 для впуска горючей смеси в камеры сгорания и выпуска отработавших газов из камер сгорания. Вал цилиндра кинематически связан с коленчатым валом Д.В.С. Диаметр цилиндра (Dp) определяется конструкцией головки блока цилиндров Д.В.С. Максимальная толщина (a) цилиндра определяется технической конструкцией цилиндра и параметрами используемого материала. Длина рабочей части цилиндра (l) и количество функциональных окон определяется количеством камер сгораний Д.В.С. в одном ряду. Каждая камера сгорания имеет газодинамическую связь через впускные и выпускные окна головки блока цилиндров Д.В.С. (что описывается ниже) с двумя роторными газораспределителями. Первый обеспечивает впуск горючей смеси в камеры сгорания, второй выпуск отработавших газов из камер сгораний.
Конструкция головки блока цилиндров Д.В.С. Для удобства рассмотрения представим головку блока цилиндров однорядного 2-х цилиндрового Д.В.С. (фиг.2) в форме прямоугольного параллепипеда 4 и рассмотрим следующие разрезы и плоскости в системе координат OXYZ:
1) Разрез А-А (фиг.3) лежащий в плоскости ОХY и проходящий через центры одной из пар впускного (B) и выпускного окон (С).
2) Разрез М-М (фиг.4) лежащий в плоскости OYZ, проходящий через центральную ось цилиндрического канала и выпускные окна (B).
3) Плоскость OXZ (фиг.5) отображает нижнюю часть головки блока цилиндров Д.В.С.
Головка блока цилиндров Д.В.С. имеет два цилиндрических канала 5. Диаметр каналов (Dk) определяется из условия Dk≥Dp. Длина каналов (L) равна длинам рабочих частей (l) роторных газораспредилетелей, т.е. L=l. Цилиндрические каналы имеют стационарные впускные (B) и выпускные (С) окна (фиг.2, фиг.3, фиг.4, фиг.5), соизмеримые с геометрической площадью функциональных окон роторных газораспределителей. По продольным осям цилиндрических каналов головка блока цилиндров Д.В.С. должна иметь отверстия 6 диаметром (dk), рассчитанные под вал роторных газораспределителей. Цилиндрические каналы являются местом расположения роторных газораспределителей т.е. местом их вращения.
Вращение роторных газораспределителей и синхронизация геометрического совпадения функциональных окон газораспределителей с впускными и выпускными окнами цилиндрических каналов обеспечивается посредством обычной кинематической связью с коленчатым валом Д.В.С.
Совпадения функциональных окон роторных газораспределителей с впускными и выпускными окнами цилиндрических каналов обеспечивает газодинамическую связь между полостью газораспределителей и камерами сгорания. Угловое смещение газораспределителей (вокруг своей оси) и следовательно и смещение функциональных окон относительно впускных и выпускных окон обеспечивает частичное или полное закрытие газодинамического сообщения. Фиг.6 отображает (угловое) положение функциональных окон газораспределителей в тактовой фазе (ВПУСК). Здесь, при движении поршня 7 вниз, окно (B) открыто, окно (С) закрыто. Фиг.7 отображает угловое положение функциональных
окон газораспределителей в тактовой фазе "ВЫПУСК". Здесь, при движении поршня 7 вверх, окно (B) закрыто, окно (С) открыто.
На основании вышеизложенного технический результат выражается в увеличении К.П.Д. за счет снижения газодинамического сопротивления в связи с увеличением геометрических объемов впускных и выпускных каналов элементах: функциональные окна 3 - впускные (B) и выпускные (С) окна. А также экономический эффект достигающийся за счет уменьшения количества элементов, обеспечивающих впуск и выпуск газовых смесей и конструктивно технологической упрощенностью головки блока цилиндра Д.В.С., что приводит к снижению ее себестоимости.
Осуществление (техническое воплощение) конструктивного исполнения головки блока цилиндров Д.В.С. должно учитывать возможность сочленения с внешними газодинамическими каналами и обеспечения кинематической связью валов роторных газораспределителей с коленчатым валом Д.В.С. Необходимое условие технического воплощения выражается в следующем: вращения роторных газораспределителей в цилиндрических каналах должно быть плотным, обеспечивающее достижения необходимой газодинамической герметичности при минимальной величине коэффициента скольжения.