Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i1)1002626 (61) Дополнительное к авт. свид-ву N 956827 (22)заявлено 17.12.80 (21) 3244605/25-06 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5l)M. Кл.

F 02 В 17/00

F 02 В 23/00

F 02 В 33/04

Гееудерстееииый комитет

Опубликовано 07.03.83., Бюллетень Ют 9 ив делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621.434 (088. 8) Дата опубликования описания 09 .03 .83

П.С. Герзон, В.И. Панин, А.И. Костин и В.М. Кушуль (72) Авторы изобретения

1.

Ю

Всесоюзный научно-исследовательский, конструкторский и технологический институт мотоциклов A, -„-мвлот11гтражыых бензиновых двигателей внутреннего сгорания и Ленинградский институт авиационного приборостроения. (71) Заявители (54) ДВУХТАКТНЬ1И ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к двухтактным двигателям внутреннего сгорания.

По основному авт.св. И 956827 из5 вестен двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере одну пару цилиндров, сообщенных между собой при помощи соединительного канала, поршни, кинематически свя-„ занные с коленчатым валом и образующие камеру сжатия в первом цилиндре, свечу зажигания, установленную в этой камере, впускные, продувочные и выпускные каналы каждого цилиндра и карбюратор, установленный во впускном канале первого цилиндра и предназначенный для приготовления горючей смеси с коэффициентом избытка воздуха от

0,75 до 1,2, при этом двигатель снаб-го жен изолированными и подключенными к продувочным каналам кривошипными камерами дол каждого цилиндра, во впускнои нам 1. второго цилиндра установлен карбюратор, выполненный с возможностью добавки топлива к впускаемому воздуху для приготовления горючей смеси с g 7 0,75, второй цилиндр выпол нен с камерой сжатия, большей по объему, чем камера сжатия первого цилинД ра, свеча зажигания установлена в зоне, примыкающей к соединительному каналу, площадь сечения последнего вы" полнена равной 4-103 от площади днища поршня и коленчатый вал выполнен с возможностью синхронного движения поршней, причем объем камеры сжатия первого цилиндра выполнен равным

6-20 от объема камеры сжатия второго.öèëèHäðà g 11.

Однако в связи с тем, что в известном двигателе применены одинаковые фазы выпуска в обоих цилиндрах и их акустические системы выпуска настроены на режим максимальной мощности, на частичных нагрузках наблюдается более высокий, прямой выброс свежего заряда,чем на указанном режиме, что

3 10026 увеличивает токсичность отработавши> газов двигателя и снижает его экономичность, Цель изобретения - снижение токсичности отработавших газов двигателя и повышение его экономичности на частичных нагрузках путем изменения фаз выпуска цилиндров.

Поставленная цель достигается тем, что выходные сечения выпускных кана- ð лов в цилиндрах выполнены разной высоты, причем высота выходного сечения выпускного канала второго цилиндра превышает высоту выходного сечения выпускного канала первого цилиндра на !0-20, преимущественно на 12-18 поворота коленчатого вала.

На фиг. 1 схематически представлен предлагаемь1й двигатель, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-A на фиг. 1.

Двигатель содержит по меньшей мере одну пару цилиндров 1 и 2, сообщенных между собой при помощи соединительного канала 3, поршни 4, кинематически связанные с коленчатым валом 5 и обра"g5 зующие камеры 6 и 7 с><атия> поичем объем камеры 6 сжатия первого цилиндра 1 составляет 6-203 от объема камеDbl 7 сжатия втооого иилиндоа 2, свечу 8 зажигания, установленную в камере 6 в зоне, примыкающей к соединительному каналу 3, впускные 9, продувочные 10 и выпускные !1 каналы каждого цилиндра, карбюратор 12, установ ленный во впускном канале 9 цилинд3S ра 1 и предназначенный для приготовления горючей смеси с коэффициентом избытка воздуха от 0,75 до 1,2 и карбюратор 13, установленный во впускном канале 9 цилиндра 2 и выполненный

40 с возможноСтью добавки топлива к впускаемому воздуху для приготовления горючей смеси с g t0,75 К продувочным каналам 10 каждого цилиндра подключены кривоиипные камеры 14 и

15, разделенные уплотнительной манже- 45 той 16. Площадь сечения соединительного канала 3 составляет 4-10 ь от площади днища поршня 4 и коленчатый вал 5 выполнен с возмо>кностью синхронного движения поршней 4. Кроме того, выходные сечения 17 и 18 выпускных каналов 11 в цилиндрах 1 и 2 выполнены разной высоты, причем высота выходного сечения 18 выпускного канала 11 цилиндра 2 превышает высоту вы- ss ходного сечения l выпускного канала 11 цилиндра 1 на 1 0-20, преимущественно на 12-18, поворота колен26 4 чатого вала. Поскольку фазы выпуска цилиндров 1 и 2 различны, то их акустические системы выпуска настраиваются индивидуально, например, путем применения выпускных труб различной длины и унифицированных глушителей шума выпуска.

Двигатель работает следующим образом °

Раздельное питание цилиндров 1 и

2 от карбюраторов 12 и !3, а также наличие .самостоятельных кривоиипных камер 14 и 15, впускных 9, продувоч1

Hblx 10 и выпускных 11 каналов позволяет создать при синхронном движении поршней 4 к верхней мертвой точке независимый состав зарядов в цилиндрах 1 и ?. Поэтому в цилиндре 1 находится смесь с коэффициентом избытка воздуха о от 0,75 до 1,2, это обеспечивает устойчивое зажигание от свечи 8. В цилиндре 2 находится смесь с ь 0,75.

К концу процесса с>катия в цилиндре 1 сохраняются. благоприятные условия для зажигания смеси от искры„ так как состав заряда в нем остается пре>кним, Это связано с тем, что на ходе сжатия имеет место вытеснение заряда только из цилиндра 1 в цилиндр 2 через канал 3 которое обеспечивается синхронным движением поршней 4 и меньшим объемом камеры 6 сжатия в цилиндре 1. .После воспламенения заряда от свечи 8 и начавшегося горения в цилиндре 1 горящие газы в виде факела выбрасываются в камеру 7 сжатия цилиндра 2, Факельное зажигание позволяет осуществить сжигание в цилиндре 2 сме си переменного состава с высокой скоростью. Повышенная эффективность факела в этом случае связана с дополнительным перетеканием заряда из цилиндра 1 из-за его вытеснения поршнем 4. Оптимальный эффект факельного зажигания, как показывает экспериментальная проверка, получается при сечении канала 3 в пределах 4-103 от площади днища поршня 4. Создаваемое вследствие перетекания заряда интенсивное вихревое движение заряда в цилиндре 2 (наряду с факельным зажиганием» устраняет возможность появления детонации при повышенной степени сжатия. Подавление детонации в цилиндре 1 достигается уменьшением объема камеры 6 сжзтия до 6-20",: от объема камеры 7 сжатия цилиндра 2.

5 10026

Таким образом, на режиме максимальной мощности в оба цилиндра подается смесь мощностного состава (например, Q = 0,75-0,85). Ilo мере снижения мощности в цилиндре 1 смесь постепенно объединяется до экономич-, .ного состава (например, о1 = 1,1-1,2), а в цилиндре 2 смесь постепенно обедняется до чистого воздуха. Так, например, при одинаковых диаметрах ци" линдров качественное регулирование мощности возможно до ol — — 2,2-2,4 (при подаче в цилиндр 1 смеси coL=

1,1-1,2, в цилиндр 2 - воздуха).

И только дальнейшее снижение мощности требует перехода к дросселиро.ванию. На предлагаемом двигателе возможно использовать качественное регулирование и во всем диапазоне рабочих режимов, но в этом случае рабочий 2о объем цилиндра 1 должен быть меньше рабочего объема цилиндра 2 (примерно в отношении 1:4)

Важнейшее влияние на токсичность отработавших газов оказывает уровень смешения зарядов цилиндров и 2 в процессе сгорания. Чем полнее смешиваются заряды различного состава, тем ниже токсичность отработавших газов.

Уровень смешения находится в прямой зависимости от уменьшения объема камеры 6 сжатия цилиндра 1. Однако минимальный объем камеры 6 сжатия должен быть сохранен для продолжения процесса сгорания в этом цилиндре. В момент подхода поршня 4 к верхней мертвой точке в цилиндре 1 не должна обрывать ся реакция горения (например, из-за достижения критической толщины горящего слоя), объем камеры 6 сжатия цилиндра 1 должен составлять 6-203 от объема камеры 7 сжатия цилиндра 2.

После развития горения в цилиндре 2 начинается обратное перетекание заряда в цилиндр-1, способствующее вследствие турбулизации улучшению пол-4S ноты сгорания в этом цилиндре.

При этом в цилиндре 2 на частичных нагрузках остается еще достаточно много неучаствовавшего в горении кислорода. При достижении порш- SO нем 4 верхней кромки выходного сечения 18 из цилиндра 2 начинается выпуск отработавших газов, давление в

26 d цилиндре 2 уменьшается; и продукты неполного сгорания из цилиндра. 1 через соединительный канал 3 поступают в цилиндр 2, где они смешиваются с газами цилиндра 2, в котором наличие кислорода обеспечивает протекание реакции дожигания несгоревших углеводородов. При дальнейшем движении поршней 4 к нижней мертвой точке открывается выходное сечение 17 цилиндра 1, затем открываются продувочные каналы 3 и начинается продувка и наполнение обоих цилиндров.

Выполнение выходного сечения 18, превышающим выходное сечение 17 на

10-20, преимущественно на 12-18 е поворота коленчатого вала, позволяет уменьшить выброс свежей смеси иэ цилиндра 1, который питают смесью с oL= 0,75-1,2. Выброс смеси иэ цилиндра 2 на частичных нагрузках не имеет столь существенного значения, так как питание цилиндра 2 .осуцествляют смесью, объединяемой по мере снижения нагрузки на двигатель.

Таким образом, предлагаемое изменение фаз выпуска цилиндров позволяет снизить токсичность отработавших газов двигателя и повысить его экономичность на частичных нагрузках. формула изобретения

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания по авт.св. t 956827, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения токсичности отработавших газов двигателя и повышения его экономичности на частичных нагрузках путем изменения фаэ выпуска цилиндров, выходные сечения выпускных каналов в цилиндрах выполнены разной высоты, причем высота выходного сечения выпускного канала второго цилиндра превышает высоту выходного сечения вы" пускного канала первого цилиндра на

10-20, преимущественно на 12-18, поворота коленчатого вала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 956827, кл. F 02 В 17/00, 1979.

1002626

Составитель В. Морозов

Редактор A. Химчук Техцец M.Êoñòèê Корректор С . Шекма з

Заказ 1492/9 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)ОЯ Москва, Ж-) Раушская наб., ц. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, уп. Проекi i.-< .