Способ работы четырехцилиндрового четырехтактного двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

(91 02 В 5 00 ТЕНТНОЕ СУДАРСТВЕННОЕОМСТВО СССР ПАТЕНТ СССР) ИЗОБ 343 Ц 5 ТЕНИ ПИСАН К ПАТ(7 еские расчеты двирания. Л.: Машинол, 15, схема 4, ЕТЫРЕХЦИЛИНДТНОГО ДВИГАТЕга ст (5) СПОСОБ РАБОТЫ ЧВОГО ЧЕТЫРЕХТАК Изобретение относится к двигателестроению, преимущественно к поршневым чег рехцилиндровым четы рехтактным дв гателям внутреннего сгорания, изготовля щимся массово, Изобретение относится ка к двигателям с внешним, так и к двигате ям с внутренним смесеобразованием.Целью изобретения является увеличение мощности-и увеличение скорости враояння коленчатого вала прн равном Го прототипом) потреблении топлива.Указанная цель достигается тем, что в способе работы четы рехцилиндрового четыретактного двигателя внутреннего сгорания путем последовательной за рабочий цикл подачи в цилиндры топлива и воспламенения его в них через определенные углы поворота коленчатого вала топливо за рабочий цикл последовательно подают в цилинд ы и воспламеняют его в них через 90;-90-90-450 поворота коленчатого вала,В устройстве для осуществления способасодержащем коленчатый вал, на котором кривошипы выполнены через определеннье углы, распределительный вал, на которм кулачки выполнены через огределеный угол, кривошипы на коленча 2ЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: в двигателестроении, Сущность изобретения; в четырехтактном четырехцилиндровом рядном двигателе с коленчатым валом с углом между кривошипами 90 воспламеняют топливо в цилиндрах через 90 поворота коленчатого вала, 2 н.п. ф-лы, 1 з,п, ф-лы, 7 ил. том валу выполнены через 90", при этом кулачки на распределительном валу выполнены через 45-45-45-225, Кроме того, в устройстве двигателя, содержащем, например, дополнительно систему зажигания, в которой кулачки прерывателя и контакты распределителя выполнены через определенные углы, кулачки прерывателя и контакты распределителя выполнены через 45-45-45-225 О,Увеличение мощности в двигателе пп изобретению по сравнению с прототипом происходит в результате следующего,Известно, что восьмицилиндровый двигатель при равных цилиндрах с четырехцилиндровым (прототип) имеет в 2 раза большую мощность. Такое увеличение мощности происходит не потому, что в двигателе имеется в 2 раза большее число цилиндров, а потому, что в каждый такт коленчатый вал поворачивается на 180" в результате давления газов двух цилиндров, а не от одного цилиндра, как в прототипе. Так как в предлагаемом изобретении работа газов в четырех цилиндрах происходит так же, как она происходит в четырех цилиндрах восьмицилиндрового двигателя, т,е. коленчатый валпри работе четырех цилиндров поворачивается на 180 в результате давления газовдвух цилиндров, то и мощность будет приработе четырех цилиндров такая же как и ввосьмицилиндровом двигателе. Это значит,что мощность двигателя при работе четырехцилиндров будет больше, чем в прототипе,в 2 раза.Увеличение скорости вращения коленчатого вала происходит в результате следующей причины,Известно, что расширение газов в цилиндре происходит импульсно. После поворота коленчатого вала от верхней мертвойточки после вспышки на 90 давление газоврезко уменьшается, а следовательно, и ско-.рость вращения вала уменьшается, Чтобыскорость вращения коленчатого вала в этотпериод не уменьшалась, а наоборот увеличивалась, в предлагаемом изобретении по,сле поворота коленвала на 90 происходитвспышка в следующем цилиндре, в результате чего происходит дополнительное давление газов на поршень в этом цилиндре иконенчатый вал не уменьшает скорости вращения, а наоборот, увеличивает ее. Поэтомускорость вращения коленчатого вала в двигателе по сравнению с прототипом увеличивается при равном количестве потреблениятоплива,Итак, предлагаемое изобретениеувеличивает мощность, двигателя примерно в 2раза и увеличивает скорость вращения коленчатого вала при равном потреблениитоплива с прототипом.На фиг. 1 схематически показан четырехцилиндровый четырехтактный двигатель; на фиг. 2 - схема расположениякривошипов на коленчатом валу; на фиг. 3 -в 2-х проекциях показано расположение,например, впускных кулачков на распределительном валу; на фиг, 4 - электрическаясхЕма системы зажигания, в которой показайо расположение кулачков прерывателя ирасположение .контактов распределителя;на.фиг. 5 - график изменения суммарныхкрутящих моментов всех цилиндров (Мрц)за 2 рабочих цикла при повороте коленчатого вала на углы 16, каждый равный 440 О; иуглы 17, каждый равный 280 О; на фиг. 6 -изменение положительных (+Мкрц) и отрицательных ( - Мрц) моментов сил (работу) зарабочий цикл двигателей с равновеликимицилиндрами;в двигателе четырехцилиндровом (прототип, кривая 18 с выполнением кривошипов по схеме 19);восьмицилиндровом двигателе (кривая20 с выполнением кривошипов по схеме 21);в двигателе по предлагаемому изобретению50 55 коленвала. За время работы четырех цилиндров коленчатый вал поворачивается на 440 О, а в дальнейшем при повороте вала еще на 280 коленчатый вал вращается под действием маховика в процессе движения, например, автомобиля и под действием силы инерции массы автомобиля, Проведенный расчет показывает, что уменьшение мощности двигателя при повороте коленвала на оставшиеся 280 за цикл не велико и составляет всего 8 О от общей мощности, поэтому(кривая 22 с выполнением кривошипов посхеме 23). На схемах кривошипов условно. указаны номера цилиндров; на фиг. 7- схема последовательной работы цилиндров через 90". поворота коленчатого вала попредлагаемому изобретению.Устройство четырехцилиндрового четырехтактного двигателя 1 (фиг, 1) содержитчетыре цилиндра 2, Четыре поршня 3 меха"0 нически связаны с помощью кривошипов 4с коленчатым валом 5, на котором кривошипы 4 выполнены через 90" (фиг, 2). При этомколенчатый вал 5 с помощью механизмасвязан с распределительным валом 6 (фиг,15 3), на котором выполнены кулачки 7 через.углы 10, каждый из которых равен 45, ичерез угол 11, равный 225 О, т.е, кулачки выполнены через 45-45 - 45 - 225.Устройство двигателя с принудитель 20 ным воспламенением (карбюраторное) дополнительно содержит систему зажигания(фиг, 4), в которой кулачки 8 прерывателя 9и контакть 1 12 распределителя импульсовэлектрического тока 13 выполнены через уг 25 лы 14, каждый из которых выполнен и равен45 О, и через угол 15, равный 225 О,Работа двигателя 1 происходит за 4-етакта: впчск, сжатие. воспламенение (рас-,ширение), выпуск, так же как она происходит30 в прототипе с той лийь разницей, что топливо в цилиндры подается и воспламеняется вних через 90 поворота коленчатого вала. Нафиг. 1 и 7 показано, что после впуска топлива и сжатия в цилиндре 2 (М. 1) в нем проис 35 ходит расширение газов, Газы давят напоршень 3 и с помощью кривошипа 4 вращают коленчатый вал 5. После поворота коленвала 5 на 90 О, а не на 180 О, как впрототипе в цилиндре М 4 завершается40 сжатие и происходит воспламенение топлива. После поворота коленвала 5 еще на 90завершается сжатие в цилиндре М 3 и топливо воспламеняется. После поворота коленвала еще на 90 завершается сжатие вцилиндре 1 Ф 2 и топливо воспламеняется.Итак, при подаче топлива и воспламенения его в четырехцилиндгах через 90 поворота коленчатого вала происходит работа газов в цилиндрах также через 90 поворотамощность двигателя по сравнению с прототипом увеличится не в 2, а в 1,9 раза,На фиг. 6 расчетная кривая 22 двигателя по изобретению показывает, что на участке 16, равном 440 поворота коленвала за цикл, вращение вала происходит только от положительных сил и моментов, при этом отрицательные моменты сил, уменьшающие мощности и скорость вращения вала, отсутствуют,. Поэтому мощность двигателя на этом участке при повороте коленвала на 440 О равна и даже несколько больше мощности восьмицилиндрового двигателя с равновеликими цилиндрами (кривая 20 скривошипами и цилиндрами по схеме 21), На участке 17 кривой 22, равной 280 поворота коленвала, действуют незначительные по величине положительные и отрицательные моменты, которые наглядно поквзыван)т, что они не могут практически уменьшить мощность и умЕньшить скорость вращения вала и мощность от этих моментов уменьшается только на 8%.Итак, способ работы четырехцилиндрового четырехтактного двигателя внутреннегр сгорания путем подачи и воспламенения . топлива через 90 поворота коненчатого вала с кривошипами на валу через 90 увеличивает мощность двигателя примерно в 2 раза при том же потреблении топлива в прртотипе и увеличивает скорость вращения коленчатого вала при равном потреблении топлива с прототипом. Из предлагаемого изобретения следует, чтоэкономически целесообразнее восьмицилиндровые двигатели изготовлять в четырехцилиндровом исполнении согласно5 данному изобретению, При этом могцностьувеличится на 10 - 15 ОО за счет уменьшениямеханических потерь, так как в двигателебудет в 2 раза меньше цилиндров,Формула изобретения10 1. Способ работы четырехтактного че 1 ырехцилиндрового двигателя внутреннегосгорания, заключающийся в том, чго в зависимости от.угла поворота коленчатого валатопливо в цилиндры последовательно под 15 ают, а после подачи воспламеняют в них,о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения эффективности, топливо воспламеняют в цилиндрах через 90-90-90-450угла поворота коленчатого вала.20 2, Двигатель внутреннего сгорания, содержащий коленчатый вал с четырьмя коивошипами, расположенными чеоез 90,распределительный вал прерывателя с кулачками и контакты распределителя, о т л и 25 ч а ю щ и й с я тем, что кулачки на распределительном валу выполнены через 45-4545 в 2 поворота распределительного.вала,3. Двигатель внутреннего сгорания по30 и. 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что кулачкина валу прерывателя и контакты распределителя выполнены через 45 - 45 - 45-225 поворота вала прерывателя,1838641 РагЮ Составитель Н. ЧайковТехред М, Моргентал Корректо КулакоРедак трова Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 33 2917 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5