книги из ГПНТБ / Махалдиани, В. В. Двигатели внутреннего сгорания с автоматическим регулированием степени сжатия

торое ограничивается мертвой точікюй больших плеч г2 ко­ ромысел.

Описанный механизм сраинительно пріост по кон­ струкціи,и, однако обладает пониженной жесткостью.

§ 3. Механизмы для автоматического изменения степени сжатия с гидравлическим приводом

Как было отмечено выше, использование гидравличес­ кого привода дли автоматического изменения степени сжа­ тия было предложено проф. В. Петровым в 1947 году.

Рис. 22. Схема изменения степени сжатия с

гидравлическим приводом.

Схема этого механизма показана на рис. 22. Масло из главной магистрали системы смазки двигателя под давле­ нием рм, через калиброванное отверстие 12 поступает ъ

40

полость 4 гидравлического механизма, что вызывает пере­

вающем коллекторе двигателя, а верхняя цилиндрическая полость 9 соединяется с атмосферой и находится под дав­

лением рй.

На прикрытых дросселях высокое разрежение во вса­ сывающей трубе заставляет .плунжер 7 преодолеть давле­

сливную полость 5 и поэтому, поступление масла через от­

дроссельной заслонки) снижение разрежения во всасываю­ щей трубе, а потому и в вакуумной камере вызывает пере­ мещение плунжера 7 ©верх открывая, проход для масла в сливную полость 5; увеличение же при этом давления га­ зов в рабочем цилиндре двигателя, с другой стороны, уско­ ряет перемещение поршенька 3 вверх с одновременным вы­ талкиванием соответствующего количества масла из гид­ равлической камеры 4 через центральное, а потом боковые сверления 13 в штоке 14, в сливную полость 5 и оттуда, через сливную трубу, в картер двигателя.

Этст процесс продолжается до тех пор, пока внутрен­ няя полость регулирующего поршенька 3 своей выемкой :в днище не упрется в нижнюю торцевую кромку штока 14.

41

Как .видно іиз описания, этот механизм /изменения сте­ пени сжатия /имеет гидравлический привод е питанием от масляной системы двигателя и пневматическое управление, связанное с /нагрузкой двигателя.

Недостатком этой системы автоматического регулиро­ вания /степени сжатия является наличие ограниченных про­ ходных сечений маслопроводов, что снижает чувствитель­ ность /механизма и /увеличивает время, необходимое для срабатывания системы.

Этот недостаток частично устранен в /конструкции гид­ равлического автоматического механизма изменения /степе­ ни сжатия, изобретенного А. Хемфри и осуществленного и испытанного профессором В. Полем и А. Хемфри.

Схема этого механизма показана на рис. 23. Из нее видно, что этот двигатель в головке /блока цилиндров имеет /вертикально расположенные регулирующие /цилиндры, в которых /размещены свободно перемещающиеся поршень­ ки. Регулирующие цилиндры соединены с рабочими цилин­ драми. Поршеньки в /верхней части имеют увеличенный диаметр, что предназначено для образования ограничите­ ля в виде масляной подушки.. Для указания в любое время положения регулирующего поршенька, /в его днище в/вериѵт легкий стержень, выходящий через верхнюю часть головки ■цилиндров. Сверху регулирующие цилиндры закрыты под­ пружиненными /предохранительными клапанами /соответ­ ствующих размеров. Натяжение пружины, /в случае надоб­ ности, изменяется поворачиванием натяжной гайки. Про­ странство над предохранительным клапаном находится под атмосферным давлением. Это /пространство соединяется с картером двигателя сливной трубой большого диаметра. Полость между нижним днищем /регулирующего поршень­ ка и седлом предохранительного клапана всегда заполнена маслом, /которое подается из картера двигателя. Отверстие для подачи масла расположено с правой стороны схемы (рис. 23). Масло под давлением масляной системы двига­ теля, нагнетается в масляную полость цилиндра через кольцевую канавку в стенке цилиндра и сверления /в теле поршенька. Проходя через суженные каналы, масло сни­

42

жает давление; это обстоятельство способствует удержа­ нию масла в полости з условиях колеблющегося давления. Сточный трубопровод, изображенный :на схеме 'Слева, слу­ жит для собирания утекающего масла из кольцевого кана­ ла подводящей трубы. По этой же трубе выходят отрабо­ тавшие газы, прорывающиеся через неплотности ’регули­ рующего поршенька.

щий поршенек будет занимать нижнее положение, внутрѳн-

43

•няя полость системы будет заполнена маслом и реализует­ ся высокая степень сжатия. При увеличении нагрузки, по­ вышенное давление на регулирующий поршенек заставит регулирующий клапан открыться и пропустить определен­ ное количество масла, при этом поршенек переместится вверх и степень сжатия снизится. Очевидно, величина на­ чальной степени сжатия и закон изменения степени сжатия по нагрузке будут зависеть от принятой характеристики пружины регулирующего клапана.

На основании анализа материалов, полученных в ре­ зультате испытания карбюраторных двигателей с автома­ тическим изменением степени 'Сжатия, а также автомоби­ лей, имеющих такие двигатели, В. Поль и А. Хемфри [32] пришли к следующим выводам:

1. Ввиду того, что нормальный автомобильный двига.- тель большей частью работает на частичных нагрузках, применение для них двигателей с автоматическим измене­ нием степени сжатия является наиболее целесообразным.

2.Двигатели Хемфри, установленные и испытанные на трех равных двигателях показали заметное улучшение топ­ ливной экономичности на частичных нагрузках.

3.Двигатель Хемфри способен работать на бедных смесях, что еще больше повышает топливную экономич­ ность двигателя.

4. Повышение топливной экономичности достигается без применения топлива с большой сопротивляемостью де­ тонации.

5. Все испытанные двигатели показали высокую на­ дежность работы. Автомобиль «Ольдсмобиль», пробежав 25000 миль, не имел ни одного повреждения.

По аналогичной схеме на кафедре тракторов и автомо­ билей Грузинского .сельскохозяйственного института была осуществлена система изменения степени сжатия для дви­

двигателя М-20 по оси регулирующего цилиндра, в которой изменение степени сжатия осуществляется гидравлическим

44

’способом. Масло в механизм .изменения степени сжатия подается из партера двигателя .специальным насосом.

Диаметр рабочей части регулирующего цилиндра сос­ тавляет 54 мм. Степень сжатия изменяется от 6 до 12; ход

регулирующего поршенька составляет 26 мм.

Рис. 24. Общий вид головки блока цилиндров двигателя М-20 с

автоматически изменяющейся степенью сжатия.

В верхней части регулирующий цилиндр имеет увели­ ченный диаметр, что необходимо для создания ограничи­ тельных упоров для поршенька. Регулирующий цилиндр заканчивается фланцем, служащим местом крепления ме­ ханизма изменения степени сжатия.

45

В регулирующем цилиндре помещен свободно переме­ щающийся поршенек 3, имеющий в верхней части увели­ ченный диаметр в целях создания ограничителя с масля­ ной подушкой. В нижней своей части поршенек несет уп­ лотняющие кольца 2.

Рис. 25. Разрез головки блока цилиндров двигателя М-20 по оси регулирующего цилиндра.

Цилиндр сверху закрыт регулирующим .клапаном 6. Натяжение пружины 7 регулирующего клапана изменяется гайкой 8. Пространство над регулирующим клапаном на­ ходится под атмосферным давлением. Зто пространство

46

I

соединяется с картером двигателя сливной трубой 14 боль­ шого диаметра.

Полость в регулирующем цилиндре, находящаяся меж­ ду днищем поршенька и регулирующим клапаном, запол­

масло в полости цилиндра при колебании давления. Масло подается к каждому регулирующему цилиндру .самостоя­ тельно. Сточный трубопровод 14 служит для собирания утечки из зазора поршенек-цилиндр. По этой же трубке (выходят газы, прорывающиеся через уплотнения регули-

*рующего поршенька.

При изменении нагрузки двигателя регулирующий поршенек изменяет свое положение и поддерживает пос­ тоянное давление в конце такта сжатия.

При холостом .ходе и малых нагрузках регулирующий поршенек занимает свое крайнее нижнее положение, т. е.

в конце сжатия в рабочем цилиндре двигателя нарастает. Создавшееся в масляной .полости регулирующего цилиндра повышенное давление заставляет регулирующий клапан от­ крыться, часть масла вытекает, поршенек перемещается івверх, и степень сжатия уменьшается. Большое сечение ре­ гулирующего клапана содействует быстрому вытеканию излишнего масла и, следовательно, быстрому изменению степени сжатия.

При достижении поршеньком верхнего крайнего поло­ жения, последний упирается в .масляную подушку, образо­ ванную между нижней полостью седла регулирующего клапана и верхним торцем поршня. Регулирующий порше­ нек .будет .оставаться в верхнем положении до тах пор, по-

47

ка нагрузка 'будет полной, т. е. пока давление в цилиндре двигателя передает на регулирующий «лапан усилие, пре­ восходящее затяжку пружины. В продолжение той части ,цикла, когда давление газов будет ,н,иаким, давление, раз­ виваемое маслонасооом, будет 'стремиться двигать регули­ рующий поршенек вниз, уменьшая объем камеры сгорания. •Однако силы, возникающие от повышенного давления сго­ рании, передвинут поршенек обратно вверх. Таким обра­ зом, при полной нагрузке двигателя регулирующий пор­ шенек, находясь в своем верхнем положении, за цикл со­ вершает 'колебания, сопровождающиеся подводом и выте­ канием масла.

При средних нагрузках двигателя регулирующий пор­ шенек занимает соответствующее промежуточное положе­ ние.

Регулирующий клапан зажат пружиной до определен­ ного значения; эта затяжка регулируется гайкой 8. Следо­ вательно, изменением затяжки пружины можно изменить момент срабатывания механизма, а потому и величину ми­

ПАРСС для двигателя с искровым зажиганием дать в сле­ дующей главе, вместе с описанием ПАРСС для дизеля.

§ 4. Буферные устройства для смягчения работы двигателя

Простейшая схема буферного устройства для контро­ лирования давления, находящихся в цилиндре газов, пока­ зана на рис. 26. Камера сжатия развита в цилиндр, куда вставлен буферный поршенек, испытывающий с наружной

48

стороны определенное давление, создаваемое три помощи пружины, жидкости или .воздуха.

В начальном .состоянии, когда двигатель не работает, поршенек буфера занимает свое крайнее нижнее положе­ ние, объем камеры сжатия минимален.

При повышении давления газов в рабочем цилиндре двигателя возникает сила, стремящаяся преодолеть давле­ ние над поршеньком и переместить его .вверх. Такое пере­