Устройство для повышения и регулирования мощности двигателя внутреннего сгорания

(51) 02 31/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ повышения и регулирования мощности двигателя внутреннего сгорания автомобиля на колесах,включающем редуктор с входным и выходным звеньями, кинематически связанный с коленчатым валом двигателя, и блок управления, соединенный с источником питания, согласно изобретению,входное звено редуктора содержит ось, один конец которой связан через ступицу с колесом автомобиля,к другому концу прикреплена коническая шестерня,а выходное звено редуктора включает коническую шестерню, насаженную на коленчатый вал и установленную с возможностью зацепления с шестерней входного звена, при этом блок управления состоит из электромагнита,подключенного к аккумулятору автомобиля, и упорных пластин, между которыми закреплена пружина и расположены валы, имеющие шлицевое соединение.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение относится к двигателестроению, а именно к повышению и регулированию мощности двигателей внутреннего сгорания. Технический результат - повышение мощности двигателя внутреннего сгорания и обеспечение возможности ее регулирования за счет инерционного движения автомобиля и снижение энергозатрат - достигается тем, что в устройстве для 21231 Изобретение относится к двигателестроению, а именно к повышению и регулированию мощности двигателей внутреннего сгорания. Известен регулятор числа оборотов, содержащий два электрических генератора и дифференциальное устройство, причем ротор одного из генераторов кинематически связан через дифференциальное устройство с валом двигателя. Регулятор снабжен блоком управления с двумя анализаторами частоты и двумя формирователями напряжения, причем обмотки возбуждения генераторов связаны с формирователями напряжения, силовые обмотки генераторов - с анализаторами частоты, один генератор связан через дифференциальное устройство с топливодозирующей рейкой с возможностью передачи усилия в сторону уменьшения подачи топлива, а второй генератор связан через дифференциальное устройство с топливодозирующей рейкой с возможностью передачи усилия в сторону увеличения подачи топлива. Блок управления содержит логическое устройство,входы которого связаны с анализаторами частоты,а выходы с формирователями напряжения. Дифференциальное устройство выполнено в виде поворотных статоров генераторов, связанных с топливодозирующей рейкой (патент РФ 2108474, кл. 02 31/00,1998). Недостатком данного устройства является его сложная конструкция. Известно устройство для регулирования выходной мощности двигателя внутреннего сгорания, содержащее, по меньшей мере, один впускной клапан механизма газораспределения с толкателем, распределительный вал с двумя кулачками, контактирующими с толкателем, и механизм привода впускного клапана, причем в вале выполнено сквозное осевое отверстие, а в толкателе- осевое глухое, а механизм привода впускного клапана выполнен в виде расположенной в отверстии вала втулки и установленного с зазором на валу между кулачками хомута с трубчатым выступом, входящим в отверстие толкателя, при этом под хомутом по дуге наружной поверхности втулки и по дуге внутренней поверхности хомута выполнены канавки,причем последняя симметрично его выступу, а канавка втулки посредством радиального канала сообщена с ее внутренней полостью, в этом же сечении в вале выполнен сквозной радиальный канал и смещенное от него по окружности отверстие на наружной поверхности,подключенное к внутреннему продольному каналу, проходящему по периферии вала и сообщенному с входным каналом масляной системы, расположенным в корпусе двигателя,втулка выступает относительно торца вала и снабжена рычагом управления, а ее внутренняя полость имеет выходной канал, в котором установлен регулируемый клапан давления. Угол дуги канавки хомута и угол дуги между отверстием и радиальным каналом вала выполняют 2 одинаковыми в пределах от 120 до 130 градусов. Толкатель выполнен в виде поршня,контактирующего с впускным клапаном, или в виде штанги с коромыслом (патент РФ 2254489, кл. 0213/02, 2005). Данное устройство имеет сложную конструкцию. Известно устройство для повышения и регулирования числа оборотов двигателя внутреннего сгорания,содержащее дифференциальный редуктор, входное звено которого кинематически связано с валом двигателя,электрический генератор,ротор которого кинематически связан с первым выходным звеном редуктора,блок управления,электрически связанный с электрогенератором, причем второе выходное звено редуктора кинематически связано с дозирующей рейкой топливных насосов. Регулятор снабжен пружиной,установленной между дозирующей рейкой и корпусом двигателя с возможностью передачи усилия дозирующей рейке в сторону уменьшения подачи топлива, блок управления выполнен с анализатором частоты и формирователем напряжения, причем силовая обмотка генератора через питания блока управления связана с анализатором частоты, а обмотка возбуждения генератора с формирователем напряжения (патент РФ 2095602, кл.0231/00,1997). Указанное устройство не позволяет использовать энергию инерционного движения и требует для реализации работы значительных энергозатрат. Задачей изобретения является усовершенствование конструкции устройства для повышения и регулирования мощности двигателя внутреннего сгорания. Технический результат - повышение мощности двигателя внутреннего сгорания и обеспечение возможности ее регулирования за счет инерционного движения автомобиля и снижение энергозатрат - достигается тем, что в устройстве для повышения и регулирования мощности двигателя внутреннего сгорания автомобиля на колесах,включающем редуктор с входным и выходным звеньями, кинематически связанный с коленчатым валом двигателя, и блок управления, соединенный с источником питания, согласно изобретению, входное звено редуктора содержит ось, один конец которой связан через ступицу с колесом автомобиля, к другому концу прикреплена коническая шестерня, а выходное звено редуктора включает коническую шестерню, насаженную на коленчатый вал и установленную с возможностью зацепления с шестерней входного звена, при этом блок управления состоит из электромагнита, подключенного к аккумулятору автомобиля, и упорных пластин,между которыми закреплена пружина и расположены валы, имеющие шлицевое соединение. Подключение коленчатого вала двигателя к колесу автомобиля через редуктор позволяет использовать энергию инерционного движения автомобиля и снизить энергозатраты. 21231 Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена кинематическая схема устройства регулирования, на фиг. 2 - блок управления на фиг. 3 - фрагмент приборной доски с выключателями. Устройство регулирования мощности двигателя внутреннего сгорания автомобиля на колесах 1 включает редуктор с входным 2 и выходным 14 звеньями, кинематически связанный с коленчатым валом 10 двигателя, и блок управления 15,соединенный с источником питания 16. Входное звено 2 редуктора содержит ось 4, один конец которой связан через ступицу 3 с колесом 1 автомобиля, к другому концу оси 4 прикреплена коническая шестерня 8. На оси 4 установлен подшипник 5 с вкладышем 6 и корпусом 7. Выходное звено 14 редуктора включает коническую шестерню 9, насаженную на коленчатый вал 10 и установленную с возможностью зацепления с шестерней 8 входного звена 2. Коленчатый вал 10 с маховиком 13 соединен с шатуном 11 поршня 12. Блок управления 15 состоит из электромагнита 17,подключенного к аккумулятору 16 автомобиля, и упорных пластин 18, 19, между которыми закреплена пружина 20 и расположены валы 21, 22, имеющие шлицевое соединение. Электромагнит 17 содержит стержни 23, 24, контактирующие с упорными пластинами 18, 19 соответственно. Для соединения контактов стержней 23, 24 служат переключатели 25,26. Электромагнит 17 соединен с аккумулятором 16 проводами 27. Тумблера 28, 29 переключателей 25,26 расположены на приборной доске 30. Кроме того, в состав устройства может входить карбюратор (не показан) с системой холостого хода,главной дозирующей системой с воздушным жиклером и распылителем. Работа устройства осуществляется следующим образом. В камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания подают топливную смесь, при сгорании которой образуются газы, которые воздействуют на поршень 12, перемещая его к нижней мертвой точке. При перемещении поршня 12 шатун 11 приводит во вращение коленчатый вал 10 и маховик 13. Крутящий момент от коленчатого вала 10 с помощью трансмиссии (не показана) передается колесам 1 автомобиля. Электромагнит 17 в это время включен. Стержни 23, 24 при включенном электромагните перемещаются в противоположные стороны и толкают пластины 18, 19. Валы 21, 22,имеющие шлицевое соединение, разъединяются и редуктор остается в нерабочем состоянии. При наборе скорости автомобилем энергию инерционного движения автомобиля можно использовать для обратной передачи крутящего момента к коленчатому валу. Для этого с помощью тумблеров 28, 29 отключают электромагнит 17. Под действием пружины 20 происходит соединение валов 21 и 22,образующих ось 4. Когда шлицевое соединение валов 21 и 22 замыкается, крутящий момент от ступицы 3 передается шестерне 8, которая приводит во вращение шестерню 9. Коническая шестерня 9,насаженная на коленчатый вал 10, передает ему крутящий момент, который преобразуется в возвратно - поступательное движение поршня 12. Таким образом, достигается обратная связь между движением колес и вращением коленчатого вала. Для того, чтобы получить устойчивое горение следует обеспечить подачу в цилиндр богатой смеси с соотношением топлива и воздуха 18-110. На режимах малых и средних нагрузок от двигателя, как правило, не требуется большой мощности, поэтому на средних нагрузках двигатель работает более экономично и карбюратор должен приготовить и подать в камеру сгорания обедненную смесь. При увеличении нагрузки на двигатель количество подаваемой в цилиндр смеси увеличивается. Для увеличения мощности двигателя можно дополнительно, помимо подачи топлива, увеличить крутящий момент коленчатого вала до максимального значения за счет механической связи колеса движущегося автомобиля с коленчатым валом. Момент инерции, накопленный колесом и не используемый в обычных условиях, в предлагаемом устройстве позволяет повысить мощность двигателя внутреннего сгорания. Таким образом, при совмещении подаваемой на двигатель инерционной энергии от колес движущего автомобиля и энергии от впрыскиваемого топлива можно регулировать мощностные характеристики двигателя и при этом снизить расход топлива,что уменьшает загазованность окружающей среды. Увеличение мощности двигателя внутреннего сгорания в предлагаемом устройстве обеспечивается без дополнительной подачи топлива,что значительно снижает энергозатраты. Преимуществом данного устройства является простота конструкции и возможность быстрого изменения режимов работы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство для повышения и регулирования мощности двигателя внутреннего сгорания автомобиля на колесах, включающее редуктор с входным и выходным звеньями, кинематически связанный с коленчатым валом двигателя, и блок управления, соединенный с источником питания,отличающееся тем, что входное звено редуктора содержит ось, один конец которой связан через ступицу с колесом автомобиля, к другому концу прикреплена коническая шестерня, а выходное звено редуктора включает коническую шестерню,насаженную на коленчатый вал и установленную с возможностью зацепления с шестерней входного звена, при этом блок управления состоит из электромагнита, подключенного к аккумулятору автомобиля, и упорных пластин, между которыми закреплена пружина и расположены валы, имеющие шлицевое соединение.