Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_1454
.pdf
Усовершенствования в двигателях внутреннего сгорания. Мы, Уильям Гатри из Гленкрофта, Мазервелл,
Ланаркшир, британское гражданство, и компания WALLACE (GLASGOW) LIMITED, расположенная по адресу:
34, Патон-стрит, Деннистоун, Глазго, британская компания, настоящим заявляем, что данное изобретение
имеет следующий характер: данное изобретение относится к тому типу двигателя внутреннего сгорания, в
котором подача и отвод выхлопных газов из каждого цилиндра регулируются одним золотниковым клапаном,
расположенным между цилиндром и поршнем. Изобретение ограничивается, в своем применении,
горизонтальными двигателями с водяным охлаждением и включает в себя новое расположение впускных и
выпускных отверстий в стенке цилиндра, благодаря которому горючее вещество может испаряться во время
прохождения в камеру сгорания за счет тепла, передаваемого ей от выхлопных газов, и благодаря которому
вся стенка цилиндра может быть снабжена водяной рубашкой. Такая конструкция может включать в себя
расположение трех портов: одного впускного и двух выпускных, таким образом, чтобы разделяющие их
участки стенки цилиндра могли быть снабжены водяной рубашкой; расположение впускного канала таким
образом, чтобы любое топливо, отложившееся на нем в жидком состоянии, стекало обратно к впускному
патрубку, а не в цилиндр; и расположение как впускного, так и выпускного каналов таким образом, чтобы
обеспечить беспрепятственный отвод тепла от одного к другому.
В предпочтительной конструкции выпускные отверстия разделены примерно на шестьдесят градусов, а
впускное отверстие расположено практически напротив той части стенки цилиндра, которая их разделяет, при
этом вокруг впускного канала или впускной трубы предусмотрена испарительная камера, соединенная с
выпускным каналом или трубой. Благодаря такой конструкции могут быть предусмотрены средства для
отключения испарителя от выхлопного канала при необходимости, например, при использовании легкого
топлива или в жарком климате. В В любой конструкции, выполненной в соответствии с изобретением, в
золотниковом клапане могут быть предусмотрены только два порта: один для управления впускным и
выпускным отверстиями, а другой — для управления выпускным отверстием. Изобретение также включает в
себя шаровой шарнирный механизм для управления золотниковым клапаном от зубчатой передачи, а также
способ балансировки золотникового клапана. Шарнирно-соединительный механизм в своей простейшей
форме состоит из шарика, жестко прикрепленного к колесу полуоборота зубчатой передачи и входящего в
зацепление с гнездом в удлинении золотникового клапана.
Эта втулка может быть выполнена в виде цилиндрической втулки, обеспечивающей линейный контакт с
шариком, или может представлять собой аналогичную, но несколько большую втулку, содержащую вторую
втулку из подшипникового металла, которая может быть выполнена из двух или более частей, имеющих
сферическую опорную поверхность для приема шарика, или может быть отлита вокруг шарика на форме. В
несколько модифицированном варианте шарик заменен опорной пластиной в виде срединного сегмента
сферы, которая скользит по штифту, закрепленному на колесе полускорости зубчатой передачи, и входит в
зацепление со сферической опорной поверхностью в вышеупомянутой металлической втулке подшипника,
причем эта втулка имеет диаметрально противоположные пазы, образованные на одной из ее сторон для
установки и извлечения опорной пластины. Шарик или его эквивалент, а также цилиндрическая втулка
предпочтительно изготовлены из закаленной стали. Способ балансировки золотникового клапана
заключается в добавлении противовеса, соответствующего весу указанного удлинителя и любых его частей,
либо к самому клапану, либо к элементу зубчатой передачи, от которой он приводится в движение.
Усовершенствования в двигателях внутреннего сгорания. Мы, Уильям Гатри из Гленкрофта, Мазервелл,
Ланаркшир, британское гражданство, и компания WALLACE (GLASGOW) LIMITED, расположенная по адресу:
Патон-стрит, 34, Деннистоун, Глазго, британская компания, настоящим заявляем о характере данного
изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем
заявлении: Данное изобретение относится к тому типу двигателя внутреннего сгорания, в котором подача и
выпуск регулируются одним золотниковым клапаном, работающим внутри цилиндра или каждого цилиндра с
комбинированным возвратно-поступательным и колебательным движением, а также к типу двигателя, в
котором горючие заряды нагреваются отработавшими газами по мере их прохождения в цилиндр или каждый
цилиндр. Уже предлагалось использовать шаровой шарнирный механизм для привода золотниковых
клапанов двигателей подобного типа, который в некоторых случаях включает шарообразный элемент,
закрепленный на рабочем элементе золотникового клапана и скользяще расположенный в гнезде в
золотниковом клапане.
Настоящее изобретение ограничивается применением к горизонтальным двигателям с водяным охлаждением
указанного типа и характеризуется цилиндром, снабженным двумя выпускными каналами и одним впускным
каналом, причем выпускные каналы разделены друг от друга на одном конце водяным зазором, а затем
соединяются на другом конце в единый канал, и каждый из двух выпускных каналов отделен от впускного
канала водяным зазором. Втулочный клапан, расположенный внутри цилиндра и приводимый в движение
комбинированным возвратно-поступательным и колебательным движением, снабжен отверстиями,
управляющими открытием и закрытием впускного и выпускного каналов цилиндра, а поршень, скользяще
расположенный внутри втулки клапана, вращает коленчатый вал. Также могут быть предусмотрены средства
для испарения топлива, включающие впускную трубу, сообщающуюся с входным каналом цилиндра и
окруженную выпускной трубой, которая сообщается с указанным единственным выпускным каналом в
цилиндре, и могут включать средства для обеспечения обтекания выхлопных газов впускной трубой или для
их непосредственного направления в глушитель или подобное устройство.
Формирование впускного патрубка и ведущего к нему канала от источника подачи топлива гарантирует, что
любое неиспарившееся топливо, осевшее в жидком состоянии, не будет унесено в цилиндр и будет стекать
обратно в впускной патрубок. Последний образуется в непосредственной близости от выхлопной трубы и
отделен от нее лишь одной стенкой, так что значительная часть тепла от выхлопных газов передается
горючим зарядам. При желании впускной и выпускной патрубки могут быть выполнены в виде единой отливки,
предназначенной для крепления к нижней стороне цилиндра, при этом выпускной патрубок, имеющий
коробчатую конструкцию, полностью окружает впускной патрубок. Способ привода золотникового клапана с
комбинированным возвратно-поступательным и колебательным движением, т.е. шаровой шарнирный
механизм, упомянутый ранее, может включать шарообразный элемент, закрепленный на колесе полускорости
зубчатой передачи и подвижно соединенный с шарнирным элементом, который скользящим образом
установлен в выступе, образованном на золотниковом клапане.
Однако в одной из модификаций этой конструкции гнездовой элемент устанавливается для универсального
перемещения в указанном выступе. Втулочный клапан уравновешивается противовесом, который может быть
расположен на втулке клапана и иметь вес, равный весу выступа на ней и частей, взаимодействующих с
выступом, или, согласно модифицированной конструкции, противовес может быть расположен на колесе
половинной скорости, которым приводится в движение указанный втулковый клапан. Масляный насос
приводится в действие эксцентриком, расположенным на коленчатом валу. Для более ясного понимания
изобретения приводятся прилагаемые чертежи, на которых, в качестве примера, показаны различные
варианты компоновки упомянутых ранее двигательных установок, выполненных в соответствии с настоящим
изобретением. На чертежах: на рис. 1 показан двигатель в разрезе и проекции. На рис. 1а представлен
поперечный разрез выпускного и впускного отверстий цилиндра двигателя. На рис. 2 представлен поперечный
разрез по линии YẎ на рис. 1а, на рис. 3 — вид шарового шарнира для привода золотникового клапана, а на
рис. 4 показана модифицированная конструкция, изображенная на рис. 3, на рис. 5 показано колесо
половинной скорости, приводящее в движение золотниковый клапан, снабженное противовесом,
предназначенным для уравновешивания веса выступа, образованного на золотниковом клапане, и его
взаимодействующих частей, а на рис. 6 показано применение противовеса к самому золотниковому клапану.
Более подробно рассмотрим рис.
1
Двигатель включает в себя полую опорную плиту А, которая при желании может служить топливным баком, на
которой закреплен картер В, имеющий на заднем конце большое отверстие, закрытое торцом С над С, и
меньшее отверстие на переднем конце, закрытое цилиндрической отливкой 1a, причем оба указанных
средства закрытия съемно закреплены на картере. Цилиндрическая отливка включает цилиндр 1, закрытый с
одного конца съемно закрепленной головкой цилиндра D, снабженной свечой зажигания E, внутри которой
вращательно и скользяще расположен золотниковый клапан L, снабженный отверстиями L. Капот, или кожух,
F, предназначенный для приема охлаждающей воды двигателя, крепится к верхней части литого цилиндра la.
Поршень G, скользяще расположенный внутри золотникового клапана L, передает свое движение, вызванное
взрывом горючих зарядов внутри цилиндра, на коленчатый вал 50 через шатун H, имеющий подшипник
большого конца J, внутри которого установлен шатунный палец 53 указанного коленчатого вала, на котором
также закреплено маховик K. Для приведения в действие золотникового клапана L к коленчатому валу 50
прикреплена шестерня 49, которая входит в зацепление с полуоборотным колесом 26, имеющим вдвое
больше зубьев, чем на шестерне 49. Золотниковый клапан приводится в движение колесом 26 способом,
который будет более подробно описан ниже. Масляный насос 38, расположенный в нижней части картера B,
приводится в движение эксцентриком 48, который в конкретном примере, показанном на фиг. 1, является
частью шестерни 49.
Испаритель, или комбинированная впускная и выпускная труба 17, закреплена, как показано на фиг. 1 и 1a, на
нижней стороне цилиндрической отливки 1a и предназначена для отвода отработавших газов из цилиндра в
глушитель или подобное устройство (не показано). Цилиндр 1 является частью литой детали цилиндра 1а и
снабжен (см. рис. 1а) выпускным отверстием 2, расположенным приблизительно под углом 60° к второму
выпускному отверстию 3, также предусмотренному в цилиндре, причем указанные отверстия разделены
водяным зазором 4. В стенке цилиндра также образован впускной патрубок 5, занимающий на периферии
положение, существенно противоположное положению выпускного патрубка 2, при этом впускной патрубок и
выпускной патрубок 3 разделены друг от друга стенками, окружающими водяное пространство 6. Выпускные
отверстия 2 и 3 соединены с общим выпускным каналом 7 через каналы 8 и 9, которые расположены на
некотором расстоянии друг от друга стенками, окружающими водное пространство 4. Впускной канал 10
служит для подачи горючих материалов от источника топлива к впускному отверстию 5, при этом нижний
конец указанного впускного канала находится в непосредственной близости от выпускного канала 9 и
изолирован от него стенкой 11, которая является продолжением внешней стенки водного пространства 6.
Выпускной канал 8 и верхняя часть впускного канала 10 заключены в стенки 12 и 13 соответственно, которые
также образуют стенки большого водяного пространства 14 в верхней части цилиндра. Впускной канал 10 на
значительной части своей длины расположен вертикально и, кроме того, имеет плавные изгибы, чтобы не
препятствовать прохождению через него горючих зарядов и чтобы любое неиспарившееся жидкое топливо,
отложившееся в нем, могло стекать обратно и не попадать в цилиндр. Впускной патрубок 5 и выпускные
патрубки 2 и 3 открываются и закрываются посредством отверстий Ll, образованных в золотниковом клапане
L. Впускной патрубок 15 и выпускной патрубок 16 выполнены в виде единой коробчатой отливки 17, которая
крепится к цилиндрической отливке 1a (см. рис. 1 и 1a), при этом ее выпускной канал 18 и впускной канал 19
совпадают с выпускным каналом 7 и впускным каналом 10 соответственно. Как ясно видно на рис. 1а,
выхлопная труба 16 окружает значительную часть общей длины впускной трубы 15 и имеет форму
испарителя, предназначенного для удержания выхлопных газов, которые передают часть своего тепла
горючим зарядам, проходящим через указанную впускную трубу.
В странах с жарким климатом, или когда двигатель используется в жаркой атмосфере, с легким топливом или
под большой нагрузкой, может не потребоваться использование выхлопных газов двигателя для содействия
испарению горючих материалов, и для обеспечения таких условий работы в выхлопном пространстве 21
шарнирно установлен клапан 20, так что при его повороте в положение, указанное пунктирными линиями на
рис. 1а, лишь незначительная часть выхлопных газов может соприкасаться со стенкой впускной трубы, а
практически все указанные газы проходят непосредственно в глушитель через отверстие 21а. Однако, когда
клапан занимает положение, указанное сплошными линиями на рис. 1a, выхлопные газы, поступающие в
пространство 21, обтекают впускную трубу 15 и передают часть своего тепла горючим зарядам, поступающим
в указанную впускную трубу, прежде чем они окончательно пройдут через нее. 21а в нем, «на» пути к
глушителю, или что-то подобное.
На фиг. 3 показано, что приводной механизм золотникового клапана включает в себя цельный подшипник 31
из антифрикционного подшипникового металла, который может быть сформирован путем заливки металла
вокруг шарика 25 в форме. Шариковый элемент 25 затем становится подвижным внутри подшипника 31,
который скользит во втулке 24, расположенной внутри выступа 23 на втулочном клапане. Модификация
приводного механизма золотникового клапана, показанная на фиг. 4, включает замену шарового элемента 25
штифтом 32, который скользит в опорной пластине 33 в виде срединного сегмента сферы, универсально
установленной на сферической опорной поверхности втулки 34, закрепленной в выступе 23 и снабженной
диаметрально противоположными пазами 35 и 36, образованными с одной стороны для обеспечения
возможности установки и извлечения опорной пластины 33. Для быстро вращающихся механизмов, например,
крайне нежелательно наличие несбалансированной движущейся массы, и по этой причине масса выступа 23
на золотниковом клапане L и его взаимодействующих частей уравновешивается способом, указанным на рис.
5 или рис. 6.
На первом рисунке противовес 37 расположен на колесе 26, работающем на половинной скорости, и его вес
приравнивается к весу указанного выступа и его взаимодействующих частей. На рис. 6 и рис. 1 показана
противомасса 37а, по форме похожая на выступ 23, но образованная на противоположной стороне
золотникового клапана. Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его
осуществления, мы заявляем, что то, что мы
Соседние файлы в папке патенты