Двигун внутрішнього згоряння з регульованим ступенем стиску

Реферат: Винахід належить до двигунів внутрішнього згорання з змінним ступенем стиску. Двигун внутрішнього згорання містить кривошипно-шатунний механізм, який складається з колінчастого вала, корінні шийки якого встановлені з ексцентриситетом у підшипникових вузлах шестерень, що обертаються на своїх осях і з'єднані синхронізуючим валом, що приводить в дію електродвигун з редуктором. На шатунних шийках встановлені шатуни з поршнями, які рухаються в блок-картері. Корінні шийки колінчастого вала встановлені з ексцентриситетом у підшипникових вузлах коронних шестерень планетарних редукторів, які встановлені у блоккартері двигуна на підшипниках і можуть повертатися на деякий кут під дією сателітів. Сателіти обертаються від сонячних шестерень і мають нерухомі осі, жорстко закріплені у блок-картері двигуна. Сонячні шестерні приводить в дію кроковий двигун, а для контролю і корекції ступеню стиску використовують датчик детонації, датчик подачі дизельного палива, датчик кута повороту коронних шестерень, датчик температури охолоджуючої рідини, які пов’язані з електронним блоком управління кроковим двигуном приводу сонячних шестерень. UA 114781 C2 (12) UA 114781 C2 UA 114781 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі машинобудування, зокрема до двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ). Відомий аналог (Автомобільні двигуни: підручник / Ф.І. Абрамчук, Ю.Ф. Гутаревич, К.Є. Долганов, І.І. Тимченко - К.: Арістей, 2007. - 476 с.), який передбачає в якості палива використання як рідкого палива, так і суміші рідкого і газового палив. Система живлення цих двигунів, що включає агрегати подачі рідкого (дизельного) палива та агрегати подачі газового палива передбачає просте переведення роботи двигуна з газодизельного на дизельний цикл роботи шляхом припинення подачі газового палива. Недоліком аналога є те, що він не може працювати на легких або газових паливах без зменшення ступені стиску. Найближчий аналог кривошипно-шатунний механізм (КШМ) ДВЗ (Патент України № 46602, МПК F01L 9/00. Опубл. 25.12.2009, Бюл. № 24), який складається з колінчастого вала, корінні шийки якого встановлені з ексцентриситетом у підшипникових вузлах шестерень, що обертаються на своїх осях і з'єднані синхронізуючим валом, який приводиться в дію від електродвигуна з редуктором, а на шатунних шийках встановлені шатуни з поршнями, які рухаються в блок-картері. Недоліком такого КШМ є те, що він ускладнений додатковим редуктором, циліндрична передача, яка використовується в КШМ, має значні габарити, а сам ДВЗ не обладнаний пристроєм, який би забезпечував контроль і корекцію ступені стиску в залежності від виду палива. Винаходом ставиться завдання розробки ДВЗ з можливістю регулювання ступені стиску та її контролю і корекції при роботі на різних рідких та газових паливах. Поставлене завдання досягається тим, що у двигуні, кривошипно-шатунний механізм якого складається з колінчастого вала, корінні шийки якого встановлені з ексцентриситетом у підшипникових вузлах шестерень, що обертаються на своїх осях і з'єднані синхронізуючим валом, який приводиться в дію від електродвигуна з редуктором, а на шатунних шийках встановлені шатуни з поршнями, які рухаються в блок-картері, згідно з винаходом корінні шийки колінчастого вала встановлені з ексцентриситетом у підшипникових вузлах коронних шестерень планетарних редукторів, які встановлені у блок-картері двигуна на підшипниках і можуть повертатися на деякий кут під дією сателітів, що обертаються від сонячних шестерень і мають нерухомі вісі жорстко закріплені у блок-картері двигуна, самі сонячні шестерні приводяться в дію кроковим двигуном, а для контролю і корекції ступені стиску використовуються датчик детонації, датчик подачі дизельного палива, датчик кута повороту коронних шестерень, датчик температури охолоджуючої рідини, сигнали від яких надходять в електронний блок управління (ЕБУ), що керує кроковим двигуном приводу сонячних шестерень. Схема двигуна представлена на Фіг. 1. Двигун має блок-картер 1, в якому розміщено підшипники 2 коронних шестерень 3 планетарних редукторів. В ексцентрично розміщених у коронних шестернях 3 підшипникових вузлах 4, обертаються перша 5 і остання 6 корінні шийки колінчастого вала 7 двигуна. Коронні шестерні 3 можуть повертатися на деякий кут під дією сателітів 8, що обертаються від сонячних шестерень 9 і мають нерухомі вісі 10 жорстко закріплені у блок-картері 1 двигуна. Сонячні шестерні 9 встановлені на валу 11 і приводяться в дію кроковим двигуном 12. Проміжні корінні шийки колінчастого вала 7 обертаються в опорах 13, які повертаються синхронно з коронними шестернями 3. На останній корінній шийці 6 встановлено ведучу шестерню 14, яка входить в зачеплення з веденою шестернею 15. До валу 16 веденої шестерні 15 приєднано маховик 17. Для контролю, корекції і управління ступінню стиску використовуються пульт управління 18 (див. Фіг. 2), датчик детонації 19, датчик подачі дизельного палива 20, датчик кута повороту коронних шестерень 21, датчик температури охолоджуючої рідини 22, сигнали від яких надходять в електронний блок управління (ЕБУ) 23. ЕБУ подає сигнал на блок включення 24 крокового двигуна 12, що приводить в дію сонячні шестерні 9. Двигун працює наступним чином. Перед початком роботи водій на пульті керування 18 встановлює тип палива, на якому буде працювати двигун. При холодному двигуні датчик температури охолоджуючої рідини 22 подає сигнал на блок управління 23 і електродвигуном 12 встановлюється оптимальна ступінь стиску, що відповідає використовуваному паливу для надійного запуску двигуна. Якщо це дизельне паливо, то спрацьовує датчик 20 і ЕБУ відключає датчик детонації 19. При переході для роботи на газовому паливі паливний насос високого тиску відключається. Датчик 20 подає сигнал на ЕБУ і включається датчик детонації 19. При цьому ЕБУ подає сигнал на блок 24 електродвигуна 12. Він приводить в дію сонячну шестерню 9, яка обертаючись, 1 UA 114781 C2 5 10 через сателіти 8 повертає на відповідний кут коронну шестерню 2 з підшипниковими вузлами 4 корінних шийок 5 колінчастого вала 7. Це приводить до збільшення надпоршневого простору двигуна і, відповідно, до зменшення ступені стиску до 11…12 одиниць. Така ступінь стиску дозволяє двигуну працювати на газовому паливі. У випадку використання в якості палива бензину, ступінь стиску встановлюється аналогічно відповідно до його октанового числа. При появі детонаційних стуків спрацьовує датчик 19 і ступінь стиску можна зменшити до їх зникнення. Одночасно ЕБУ може коректувати кут випередження запалювання. Для запобігання виникнення аварійних ситуацій, внаслідок надмірного повороту коронних шестерень, їх положення контролюється датчиком 21. Крутний момент двигуна передається до споживачів від корінної шийки 6 колінчастого вала 7 через пару шестерень 14 і 15. На валу 16 веденої шестерні 15 встановлено маховик 17, з яким з'єднуються агрегати трансмісії. Технічне рішення винаходу забезпечує можливість зміни ступені стиску двигуна і використання для його живлення як рідких, так і газових палив. 15 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 Двигун внутрішнього згоряння з регульованим ступенем стиску, кривошипно-шатунний механізм якого складається з колінчастого вала, корінні шийки якого встановлені з ексцентриситетом у підшипникових вузлах шестерень, що обертаються на своїх осях і з'єднані синхронізуючим валом, який приводить в дію електродвигун з редуктором, а на шатунних шийках встановлені шатуни з поршнями, які рухаються в блок-картері, який відрізняється тим, що корінні шийки колінчастого вала встановлені з ексцентриситетом у підшипникових вузлах коронних шестерень планетарних редукторів, які встановлені у блок-картері двигуна на підшипниках з можливістю повертання на деякий кут під дією сателітів, що обертаються від сонячних шестерень і мають нерухомі осі, жорстко закріплені у блок-картері двигуна, приводом сонячних шестерень є кроковий двигун, а для контролю і корекції ступеню стиску містить датчик детонації, датчик подачі дизельного палива, датчик кута повороту коронних шестерень, датчик температури охолоджуючої рідини, які пов'язані з електронним блоком управління кроковим двигуном приводу сонячних шестерень. 2 UA 114781 C2 Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3