| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Ринок технологій / Актуальні винаходи і моделі / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2114315
АДАПТИВНИЙ Баки двигуни внутрішнього згоряння
Ім'я заявника: Конюхов Віталій Олексійович; Конюхов Олексій Віталійович; Конюхова Олена Віталіївна
Ім'я винахідника: Конюхов Віталій Олексійович; Конюхов Олексій Віталійович; Конюхова Олена Віталіївна
Ім'я патентовласника: Конюхов Віталій Олексійович; Конюхов Олексій Віталійович; Конюхова Олена Віталіївна
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1997.12.02
Двигун внутрішнього згоряння здатний адаптуватися до роботи на різних видах палива і змінюється в процесі його експлуатації навантаженні. Двигун складається з декількох автономно працюючих модулів, число яких може змінюватися в залежності від величини навантаження, і забезпечений головним мікропроцесором, входи якого пов'язані з контролером органу управління і датчиком частоти обертання валу двигуна, а виходи -з механізмами включення - відключення модулів. Кожен модуль забезпечений допоміжним мікропроцесором, входи якого пов'язані з виходами головного мікропроцесора, детонаційними датчиками, датчиками визначення верхніх і нижніх мертвих точок поршнів, а виходи - з приводним механізмом зміни ступеня стиснення і робочого об'єму, що мають реверсивний елемент, і з топліводозірующімі пристроями системи подачі палива, причому реверсивні елементи з'єднані з осями гойдання важелів, кожен з яких з'єднаний з шарніром зчленованого шатуна, і виконані з можливістю зворотно-поступального переміщення. Технічний результат полягає в підвищенні ефективності роботи двигуна за рахунок автоматичного регулювання ступеня стиснення робочого об'єму циліндрів і числа працюючих циліндрів.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до машинобудування, зокрема до двигунобудування, а саме, до двигунів внутрішнього згоряння, пристосованим для роботи на різних видах палива з можливістю регулювання ступеня стиснення і робочого об'єму шляхом зміни ходу поршня.
Відомий адаптивний багатопаливний двигун внутрішнього згоряння, що містить корпус, циліндри з кришками, поршні, розміщені в циліндрах, колінчастий вал, шатуни, що складаються з двох шарнірно з'єднаних між собою частин, одна з яких пов'язана з поршнем, а інша - з кривошипом колінчастого вала, важелі , кожен з яких з'єднаний з шарніром шатуна, приводні механізми зміни ступеня стиснення і робочого об'єму в кожному циліндрі, пов'язані з осями гойдання важелів з можливістю переміщення їх осей гойдання, системи подачі палива, мастила і охолодження двигуна і орган управління двигуном (заявка ФРН N 3107244, кл. F 01 D 15/02, 1982).
Однак відомий двигун характеризується недостатньо ефективною роботою механізму управління ступенем стиснення і робочого об'єму, який не забезпечує можливість автоматичного регулювання навантаження. Крім того, в цьому двигуні не передбачена можливість регулювання потужності шляхом включення - відключення з роботи груп циліндрів двигуна.
Завданням винаходу є підвищення ефективності роботи двигуна за рахунок автоматичного регулювання ступеня стиснення і робочого об'єму шляхом зміни ходу поршня, а й автоматичного регулювання кількості працюючих циліндрів при зміні навантаження.
Поставлена задача вирішується тим, що адаптивний багатопаливний двигун внутрішнього згоряння, що містить корпус, циліндри з кришками, поршні, розміщені в циліндрах, колінчастий вал, шатуни, що складаються з двох шарнірно з'єднаних між собою частин, одна з яких пов'язана з поршнем, а інша - з кривошипом колінчастого вала, важелі, кожен з яких з'єднаний з шарніром шатуна, приводні механізми зміни ступеня стиснення і робочого об'єму в кожному циліндрі, пов'язані з осями гойдання важелів з можливістю переміщення їх осей гойдання, системи подачі палива, мастила і охолодження двигуна і орган управління двигуном, відповідно до винаходу виконаний щонайменше з двох модулів і забезпечений головним мікропроцесором, входи якого пов'язані з контролером органу управління і датчиком частоти обертання валу двигуна, а виходи - з механізмами включення-відключення модулів, кожен модуль забезпечений допоміжним мікропроцесором, входи якого пов'язані з виходами головного мікропроцесора, детонаційними датчиками, датчиками визначення верхніх і нижніх мертвих точок поршнів, а виходи - з приводним механізмом зміни ступеня стиснення і робочого об'єму, що мають реверсивний елемент, і з топліводозірующімі пристроями системи подачі палива, причому реверсивні елементи з'єднані з осями гойдання важелів і виконані з можливістю зворотно-поступального переміщення в напрямку, перпендикулярному поздовжніх осях циліндрів.
Поставлена задача вирішується і тим, що кожен модуль може містити два циліндра і два кривошипа з автономно працюючими ділянками систем подачі палива, мастила і охолодження, причому механізми включення-відключення модулів можуть бути виконані у вигляді гідромуфт з електроприводами управління, які пов'язані з виходами головного мікропроцесора.
Поставлена задача вирішується і тим, що кожен модуль може бути забезпечений індивідуальним картером з маслом, а автономні ділянки системи мастила модулів повідомлені один з іншим циркуляційними контурами, що включають в себе масляні насоси.
і завдання вирішується тим, що автономні ділянки системи охолодження модулів забезпечені датчиками температури охолоджуючої рідини і об'єднані в циркуляційний контур, що включає в себе радіатор, термостат і вентилятор, причому датчики температури пов'язані з входом головного мікропроцесора, а електроприводи термостата і вентилятора приєднані до виходів останнього.
Фіг. 1 представлений поперечний розріз двоциліндрового модуля пропонованого двигуна
 Фіг. 2 - кінематична схема двигуна при положенні поршня у верхній мертвій точці і збігу осьових ліній поршня, зчленованого шатуна і кривошипа колінчастого вала |
 Фіг. 3 - кінематична схема двигуна при положенні поршня в нижній мертвій точці і крайньому правому положенні реверсивного елемента |
 Фіг. 4 - схема розташування ланок кінематичного ланцюга двигуна при положенні поршня у верхній мертвій точці і збігу осьових ліній поршня, зчленованого шатуна і кривошипа колінчастого вала |
 Фіг. 5 - схема розташування ланок кінематичного ланцюга двигуна при положенні поршня у верхній мертвій точці і крайньому правому положенні реверсивного елемента |
 Фіг. 6 - схема розташування ланок кінематичного ланцюга двигуна при положенні поршня | |
 Фіг. 7 - кінематична схема з'єднання модулів двигуна | |
 Фіг. 8 - гідравлічна схема системи змащення двигуна | |
 Фіг. 9 - гідравлічна схема системи охолодження двигуна | |
Адаптивний багатопаливний двигун внутрішнього згоряння містить корпус 1, циліндри 2 з кришками 3, поршні 4, розміщені в циліндрах 2, і шатуни 5, що складаються з двох шарнірно з'єднаних між собою частин, одна з яких пов'язана з поршнем 4, а інша - з кривошипом 6 колінчастого вала. Є важелі 7, кожен з яких з'єднаний з шарніром шатуна 5, і приводні механізми зміни ступеня стиснення і робочого об'єму, пов'язані з осями гойдання важелів 7 з можливістю переміщення їх осей гойдання. При цьому двигун виконаний щонайменше з двох модулів і забезпечений головним мікропроцесором 9, входи якого пов'язані з контролером 10 органу управління (наприклад, педалі акселератора) і датчиком частоти обертання валу двигуна, а виходи - з механізмами включення-відключення модулів. Кожен модуль забезпечений допоміжним мікропроцесором 11, входи якого пов'язані з виходами головного мікропроцесора 9, детонаційними датчиками 12, датчиками 13,14 визначення верхніх мертвих точок (ВМТ) і нижніх мертвих точок (НМТ) поршнів 4, а виходи - з приводним механізмом 8 зміни ступеня стиснення і робочого об'єму, що мають реверсивний елемент 15, і з топліводозірующімі пристроями, наприклад, з електроприводом насос-форсунок 16 системи подачі палива. Реверсивні елементи 15 з'єднані з осями гойдання важелів 7 і виконані з можливістю зворотно-поступального переміщення в напрямку, перпендикулярному поздовжніх осях циліндрів 2. Датчики 13 визначення ВМТ одночасно можуть бути використані і в якості датчиків числа обертів. Крім того, двигун містить системи змащення й охолодження.
Кожен модуль містить два циліндра 2 і два кривошипа 6 з автономно працюючими ділянками систем подачі палива, мастила і охолодження. Механізми включення-відключення модулів виконані у вигляді гідромуфт 17 з електроприводами 18 управління, які пов'язані з виходами головного мікропроцесора 9. Крім того, кожен модуль забезпечений індивідуальним картером 19 з маслом, а автономні ділянки системи мастила модулів повідомлені один з іншим циркуляційними контурами, що включають в себе масляні насоси 20.
Автономні ділянки 21 системи охолодження модулів забезпечені датчиками 22 температури охолоджуючої рідини і об'єднані в циркуляційний контур, що включає в себе радіатор 23, термостат 24 і вентилятор 25. Датчики 22 температури пов'язані з входом головного мікропроцесора 9, а електроприводи термостата 24 і вентилятора 25 під'єднані до виходів останнього.
Адаптивний багатопаливний модульний двигун внутрішнього згоряння працює таким чином.
Для адаптації (пристосування) двигуна до потребляемому виду палива детонаційний датчик 12 подає сигнал про початок горіння палива в допоміжний мікропроцесор 11 працюючого модуля. Мікропроцесор 11 заміряє, на скільки градусів повороту вала раніше ВМТ сталося горіння, потім проводить розрахунок оптимального ступеня стиснення для цього виду палива. У мікропроцесорі 11 закладена інформація про еталонних значеннях ступенів стиснення для основних видів палива - дизельного, гасу, основних марок бензину та їх сумішей. Мікропроцесор 11, порівнюючи кут випередження запалення використовуваного виду палива з еталонним, визначає величину необхідного ступеня стиснення. Далі мікропроцесор 11 по величині знайденої ступеня ступеня стиснення визначає різницю між положеннями ВМТ 1 і ВМТ 2 (тобто різницю між фактичним і оптимальним положеннями поршня в ВМТ), оптимальну цикловую подачу для цього виду палива, а й відповідний кут випередження впорскування палива. Визначивши різницю між положеннями ВМТ 1 і ВМТ 2, мікропроцесор 11 під час такту стиснення в циліндрі 2 подає сигнал приводного механізму 8 пересунути реверсивний елемент 15 з крайнього лівого положення (точка а) в крайнє праве положення (точка в), забезпечуючи оптимальну ступінь стиснення для даного виду палива (фіг.4,5). Зміна положення ВМТ 1 поршня 4 на ВМТ 2 відбувається наступним чином. Коли реверсивний елемент 15 знаходиться в точці а (фіг.4), осьова лінія зчленованого шатуна 5 збігається з поздовжньою віссю циліндра 2, і кривошипно-шатунний механізм модуля працює так само, як і звичайний тронкових кривошипно-шатунний механізм. При цьому важіль 7 робить рух, що гойдає щодо своєї осі гойдання, а хід поршня 4 і його положення ВМТ і НМТ залишаються незмінними. При перекладі реверсивного елемента 15, а, отже, і осі гойдання важеля 7 в точку в по сигналу мікропроцесора 11 важіль 7 змістить шарнір шатуна 5 вправо від повздовжньої осі циліндра 2, в результаті чого положення ВМТ поршня 4 зміститься з ВМТ 1 в ВМТ 2 ( фіг. 5). Причому приводний механізм 8 по команді мікропроцесора 11 на інших тактах роботи двигуна (випуск і впуск) може відновити колишнє положення ВМТ поршня 4.
Адаптація (пристосування) описуваного двигуна до мінливої в процесі його експлуатації навантаженні відбувається наступним чином. При збільшенні навантаження на двигун переміщують орган управління двигуном, наприклад, педаль акселератора. При цьому сигнал з контролера 10 надходить в головний мікропроцесор 9, а потім у допоміжний мікропроцесор 11 працюючого модуля, який визначає оптимальну величину збільшення циклової подачі палива. Таким чином, відбувається збільшення числа обертів вала двигуна до максимуму. Якщо при цьому вихідної потужності двигуна буде недостатньо для подолання дедалі більшого навантаження, подальше збільшення потужності буде здійснюватися за рахунок збільшення робочого об'єму циліндрів (літражу модуля). Допоміжний мікропроцесор 11, вибравши потужність за рахунок збільшення числа обертів вала від збільшення циклової подачі палива, наприклад насос-форсункою 16, подає сигнал на приводний механізм 8, який на такті впуску робочого заряду і такті робочого ходу переміщує реверсивний елемент 15 з точки а в точку з (фіг.3,6). При цьому важіль 7 змістить положення НМТ поршня 4 в положення НМТ 2, збільшуючи тим самим робочий об'єм модуля і вихідну потужність двигуна, і навпаки, при переміщенні реверсивного елемента 15 з точки з в точку а станеться зсув положення НМТ в положення НМТ 1. Для поліпшення очищення циліндрів модуля від продуктів згоряння на такті випуску реверсивний елемент 15 повертається в точку а, зміщуючи положення ВМТ поршня 4 в положення ВМТ 1. При подальшому зростанні навантаження головний мікропроцесор 9 включає в роботу другий модуль, подавши сигнал на електропривод 18 управління гідромуфт 17, а при необхідності і наступний модуль. При цьому в головний мікропроцесор 9 може бути закладена інформація про черговість включення модулів в роботу для забезпечення плавної роботи двигуна. Для підвищення надійності включення модулів в роботу в головний мікропроцесор 9 закладені програми управління автономними ділянками системи охолодження, що забезпечують прогрів непрацюючих модулів за рахунок тепла, що відходить працюючого модуля. Радіатор 23 включається в роботу тільки тоді, коли працюють всі модулі на повну потужність. У цьому випадку за сигналом датчиків 22 температури охолоджуючої рідини термостат 24 включає в роботу радіатор 23. Прогрівання непрацюючих модулів і може здійснюватися шляхом перекачування масла насосами 20 з працюючого модуля в непрацюючі.
Таким чином, забезпечується адаптація двигуна до будь-якого використовуваному виду палива і навантаженню, що змінюється.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Адаптивний багатопаливний двигун внутрішнього згоряння, що містить корпус, циліндри з кришками, поршні, розміщені в циліндрах, колінчастий вал, шатуни, що складаються з двох шарнірно з'єднаних між собою частин, одна з яких пов'язана з поршнем, а інша - з кривошипом колінчастого вала, важелі, кожен з яких з'єднаний з шарніром шатуна, приводні механізми зміни ступеня стиснення і робочого об'єму в кожному циліндрі, пов'язані з осями гойдання важелів з можливістю переміщення їх осей гойдання, системи подачі палива, мастила і охолодження двигуна і орган управління двигуном, який відрізняється тим, що двигун виконаний щонайменше з двох модулів і забезпечений головним мікропроцесором, входи якого пов'язані з контролером органу управління і датчиком частоти обертання валу двигуна, а виходи - з механізмами включення-відключення модулів, кожен модуль забезпечений допоміжним мікропроцесором, входи якого пов'язані з виходами головного мікропроцесора, детонаційними датчиками, датчиками визначення верхніх і нижніх мертвих точок поршнів, а виходи - з приводним механізмом зміни ступеня стиснення і робочого об'єму, що мають реверсивний елемент, і з топліводозірующімі пристроями системи подачі палива, причому реверсивні елементи з'єднані з осями гойдання важелів і виконані з можливістю зворотно-поступального переміщення.
Двигун по п.1, що відрізняється тим, що кожен модуль містить два циліндра і два кривошипа з автономно працюючими ділянками систем подачі палива, мастила і охолодження, причому механізми включення-відключення модулів виконані у вигляді гідромуфт з електроприводами управління, які пов'язані з виходами головного мікропроцесора.
Двигун по п.2, що відрізняється тим, що кожен модуль забезпечений індивідуальним картером з маслом, а автономні ділянки системи мастила модулів повідомлені один з іншим циркуляційними контурами, що включають в себе масляні насоси.
Двигун по п.2 або 3, який відрізняється тим, що автономні ділянки системи охолодження модулів забезпечені датчиками температури охолоджуючої рідини і об'єднані в циркуляційний контур, що включає в себе радіатор, термостат і вентилятор, причому датчики температури пов'язані з входом головного мікропроцесора, а електроприводи термостата і вентилятора приєднані до виходів останнього.
Версія для друку
Дата публікації 24.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.