МЕХАНИЗМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ГАЗООБМЕНА ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ

Предложение относится к области транспортного двигателестроения, а именно к устройствам для регулирования газообмена в отключаемых цилиндрах поршневых двигателей внутреннего сгорания.
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.
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%.
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)
Общий недостаток известных устройств заключается в сложности их конструкции и низкой надежности.
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.
Основным недостатком указанного устройства является сложность конструкции и значительные массогабаритные характеристики, обусловленные необходимостью применения специальной гидравлической схемы.
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.
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.
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.
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.
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.