Цилиндро-поршневая группа двигателя внутреннего сгорания, содержащая цилиндр и размещенный в ней поршень, отличающаяся тем, что цилиндр и поршень выполнены в виде овального цилиндра.
Проведенный анализ существующего уровня техники аналогичного класса показал, что при всем многообразии конструктивных решений ДВС его основной узел – цилиндро-поршневая группа – по форме рабочего объема остается неизменной, т.е. в основу положен круговой цилиндр.
Такая форма рабочего объема приводит к существенным габаритным размерам по длине многоцилиндровых рядных (да и не только рядных) двигателей, что и является ее основным недостатком, т.е. напрямую длина двигателя связана с диаметром цилиндра. С другой стороны, ширина двигателя зависит в основном от размеров кривошипа и траектории движения точек шатуна и мало зависит от диаметра цилиндра. Как следствие вышесказанного, к основному недостатку добавляются: высокие конструктивные размеры кривошипно-шатунного механизма, высокие динамические нагрузки от его инерционных масс. Кроме того, при большой площади днища поршня становится мало предсказуемым процесс горения, а значит, его управляемость. Для улучшения процесса горения создаются сложные формы камер сгорания, предкамер и т.п. в зависимости от типа двигателя, а также устанавливаются две или более свечей зажигания.
Техническое решение, направленное на существенное сокращение влияния этих недостатков на основные показатели двигателя внутреннего сгорания, заключается в том, что цилиндро-поршневая группа имеет в своей основе овальный цилиндр, малая ось которого параллельна оси коленчатого вала [1-3].
Такое решение позволяет при одинаковом рабочем объеме значительно сократить длину многоцилиндрового двигателя. В то же время увеличение большей оси такого цилиндра на ширину двигателя практически не влияет, т.к. максимальная ширина двигателя в основном зависит от параметров кривошипно-шатунного механизма. Уменьшение длины двигателя приводит к уменьшению некоторых размеров кривошипно-шатунного механизма, а значит и к уменьшению динамических нагрузок от сил инерции в этом механизме. Кроме того, площадь поверхности, соприкасающейся с охлаждающей средой овального цилиндра, больше, чем у кругового, при одинаковом объеме, тем самым улучшается температурный режим ДВС и уменьшается износ трущихся поверхностей и цилиндра, и поршня.
ФИГ. 1. ЦПГ. Вид сбоку.
При этом, по мнению некоторых экспертов, такая конструкция увеличит стоимость изготовления и сборки блока цилиндров и поршней. Кроме того возможно увеличение нагрузки на стенку цилиндра (по сравнению с обычным ДВС того же объема). Как следствие – ускоренный износ стенки цилиндра и поршня.
Учитывая вышеизложенное, такая конструкция может найти применение в спорте, особенно мотоспорте, где за ценой не постоят, а соотношение мощности и веса решает все.
ФИГ. 2. Принцип работы ЦПГ.
3D-модели выполнены конструкторами МКБ-МАМИ при содействии НП «ЦРП ВАО г. Москвы».
Автор реферата: Вольнова Е.М.
Координаты для связи: vin_nik@mail.ru
Источники:
1. Решение о выдаче патента на полезную модель по заявке № 2208145862; МПК F02F 1/18, 3/28; Винник А.Ф., Винник М.М.; заявитель – ЗАО «СЕЛЬМАШПРОЕКТ»; 21.11.2008.
2. Патент Великобритании № 2058913, кл. F02B 23/08, 1981.
3. Патент США № 4256068, кл. F02F 3/28, 1981.
4. Левин И.В. Двигатель внутреннего сгорания: Презентация. МКБ-МАМИ, 14.11.2008. [неопубл.].
CYLINDER-PISTON GROUP OF COMBUSTION ENGINE
Volnova E.M.
Просмотров: 3408