Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

 

1. ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий два одноразмерных цилиндра, общую головку цилиндров, впускные, выпускные и продувочные окна в каждом цилиндре и снабженную свечой зажигания , установленной в головке, камеру сгорания, образованную из двух, не равных по объему полостей, размещенных в одном и другом цилиндрах, ограниченных головкой цилиндров и днищем соответствующего поршня и сообщенных между собой при помощи соединительного канала, отличающийся тем, что, с целью повьшения экономичности путем улучшения процесса сгорания, соединительный канал выпплНен в плане с отклонением его оси от общей оси цилинд- , ров на 5-20 и расширением его в сторону большей по объему полости, при этом минимальная площадь канала составляет 3,5-4% от площади поршня, и максимальная - 7-9%, а свеча зажигания размещена в полости большего объема со стороны, противоположной выпускному окну,и равноудалена от продувочных окон. 2.Двигатель по п. 1, о т л и чающий с.я тем, что свеча зажигания заглублена в головке цилиндра . 3.Двигатель по пп. I, 2, о т лич ающийся тем, что полость меньшего объема дополнительно снабжена С -образным вытеснителем, размещенным на головке напротив соединительного канала. :о Э)

СООЭ СОВЕТСНИХ

С ЮЮ

РЕСПУЬЛИН ие (19

y F 02 В 17/00. 23/08!,) 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ У

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ (21) 3476799/25-06 (22) 06.08.82 (46) 30.09.84. Бюл. М - 36 (72) П.С.Герзон (71) Всесоюзный научно-исследовательский, конструкторский и технологический институт мотоциклов и малолитражных бензиновых двигателей внутреннего сгорания (53) 621.434.056(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11 -95682?, кл. Р 02 В 17/00 1982. .(54)(57) 1. ДВУХТАКТНЫИ ДВИГАТЕЛЬ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий два одноразмерных цилиндра, общую головку цилиндров, впускные, выпускные и продувочные окна в каждом цилиндре и снабженную свечой зажигания, установленной в головке, камеру сгорания, образованную из двух, не равных по объему полостей, размещенных в одном и другом цилиндрах, ограниченных головкой цилиндров и днищем соответствующего поршня и сообщенных между собой при помощи

- соединительного канала, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения экономичности путем улучшения процесса сгорания, соединительный канал выполнен в плане с отклонением его оси от общей оси цилинд-, ров на 5-20 и расширением его в сто0 рону большей по объему полости, при этом минимальная площадь канала составляет 3,5-4Х от площади поршня, и максимапьная — 7-97, а свеча зажигания размещена в полости большего объема со стороны, противоположной выпускному окну, и равноудалена от продувочных окон.

2. Двигатель по и. 1, о т л и — Е ч а ю щ и и с.я тем, что свеча зажигания заглублена в головке цилиндра.

3. Двигатель по пп. I, 2, о т— лич ающийся тем, чтополость меньшего объема дополнительно снабжена С -образным вытеснителем, размещенным на головке напротив соединительного канала.

1116196

Изобреч ение относится к машиностроению, а более конкретно — к двухтактным ДВС с двумя сообщающимися цилиндрами и синхронно движущимися поршнями, и может быть использовано в двигателях для мототранспортных средств.

Известен двухтактный.двигатель внутреннего сгорания, содержащий !ð два одноразмерных цилиндра, общую головку цилиндров, впускные, выпускные и продувочные окна в каждом цилиндре и снабженную свечой зажигания, установленной в головке, камеру сгорания, образованную из двух не равных по объему полостей, размещенных в одном и другом цилиндре, ограниченных головкой цилиндров и днищем соответствующего поршня, и сообщенных между собой при помощи соединительного канала Г12.

Однако в из вест ном устрой стве йе обеспечивается высокая степень турбулизации и соответственно максимальная скорость сгорания в основной фазе сгорания, что не позволяет получать более высокие экономические показатели двигателя.

Цель иэ обретения — повышение экономичности путем улучшения процесса сгорания.

Указанная. цель достигается тем, что в двухтактном двигателе внут реннего сгорания, содержащем два ,одноразмерных цилиндра, общую головку цилиндров, впускные, выпускные и продувочные окна в каждом цилиндре и снабженную свечой зажигания, установленной в головке, камеру сгорания, образованную из двух, не равных по объему полостей, размещенных в одном и другом цилиндрах, ограниченных головкой цилиндров и днищем соответствующего поршня и сообщенных между собой при помощи соединительного канала, соединительный канал выполнен в плане с откпонением его оси от общей оси цилиндров на

5-20 и расширением его B сторону

0 большей по объему полости, при этом минимальная площадь канала состав. ляет 3,5-47 от площади поршня, и мак. симальная — 7-9Х, а свеча зажигания размещена в полости большего M объема со стороны, противоположной выпускному окну, и равноудалена от родувочных окон.

При этом свеча зажигания эаглублена в головке цилиндров.

Кроме того,. полость меньшего объема дополнительно снабжена С-образным вытеснителем, размещенным на головке напротив соединительн о ro канал а.

Такое выполнение двигателя позволит реализовать газодинамические воз можно сти э аряда при перетек анин из одного цилиндра в другой, обеспечить высокую степень турбулизации заряда и максимально сократить время основной фазы сгорания топлива и за счет улучшения процесса сгорания повысить экономические показатели .двигателя.

На фиг. 1 представлен двигатель, разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 2 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3— сечение В-В на фиг. 2; на фиг. 4 сечение Г-Г на фиг. 2.!

Двигатель внутреннего сгорания содержит два одноразмерных цилиндра и 2, общую головку 3 цилиндров, впускные (не показаны), выпускные 4 и продувочные 5 и 6 окна в цилиндре .

1, впускные (не показаны), выпускные 7 и продувочные окна 8 и 9 в цилиндре 2, камеру сгорания, образованную из полостей высокого сжатия 10 и низкого сжатия 11, размещенных соответственно в цилингре l и 2. Полости 10 и 1 1 ограничены головкой 3 и .днищем соответствующего поршня 12 и 13 и сообщены между собой при помощи соединительного канала 14,поперечное сечение которого увеличивается от 3,5-4,5Х площади поршня (фиг. 31 в зоне полости 10 цилиндра 1 высокого сжатия до 7,0-9,07 площади поршня .(фиг.4) в зоне полости 11 цилиндра 2 низкого сжатия. Канал 14 отклонен от нормали к цилиндрам 1 и 2 на угол Р =5-20 (фиг.2) и направлен в сторону, противоположную месту расположения свечи зажигания 15. В камере сгорания в полости 1, выполненной по сфере, установлена свеча 15 зажигания, размещенная в углублении !6 головки 3 цилиндров. Углубление 16 размещено напротив выпускного окна 7 и равноудапено от продувочных окон 8 и 9.

Полость 10 меньшего объема снабжена С-образным вытеснителем 17, порожек 18 которого отстоит от саьых удапенных точек полости 10 на расз lll6 стоянии 2, равном 0,4-0,6 радиуса II цилиндра I. Зазор между головкой 3 цилиндров и днищем поршня 12 является минимальным и устанавливается из соображений технологии 5 производства (0,6-1,0 мм) .

ДВС работает следующим образом.

Во время такта сжатия топливный заряд перетекает иэ полости 10 высокого сжатия в полость 11 низкого lp сжатия через соединительный канал 14.

В узкой части канапа 14 (сечение В-В на фиг.2) заряд имеет высокую скорость перетекания, а затем, в более широкой части канала 14 (сечение

Г-Г на фиг.2) скорость падает настолько, что завихрение заряда в зоне свечи 15 зажигания не происходит. Направление канала 14 таково, что заряд в полости 11 низкого сжатия оттесняется перетекающим зарядом от стенок полости 11 и сосредотачивается в зоне свечи 15 зажигания. Это важно при работе двигателя на режимах, при которых яитание цилиндра 1 высокого сжатия осуществляется обедненной смесью или чистым воздухом. В этих условиях заряд в полости 11 цилиндра 2 низкого сжатия не рассекается на части струей воздуха, а концентрируется в зоне свечи 15 зажигания. На ре. жимах, когда пит ание цилиндр о в 1 и 2 осуществляется смесью примерно одинакового состава, место расположения свечи зажигания и направление соединительного канала также положительно влияет на эффективные показатели двигателя. Снижение скорости перетекания заряда на выходе в свечную полость (углубление 16) уменьшает турбулентную пульсацию в

40 зоне электродов свечи зажигания, что важно в начале процесса горения топлива; за счет уменьшения сепарации топлива обеспечивается большая полнота и своевременность сгорания. Для улучшения условий очист ки и охлаждения электродов свечи зажигания последняя расположена в зоне полюса продувки, т.е. в месте встречи потоков свежей смеси, поступающей в цилиндр 2 из обоих продувочных окон 8 и 9 (фиг.2) . В начале основной фазы сгорания FtpH сравнительно малых скоростях фронта турбулентного пламени происходит боль - Ы ший охват объема заряда, так как пло196

4 щадь поперечного сечения камеры сгорания в плоскости фронта пламени имеет в этот момент наибольшую величину. С развитием процесса горения происходит значительное повышение скорости распространения фронта пламени, и горение перемещается в бессвечную полость 10 через сужающийся сообщающийся канап 14. В результате предотвращается черезмерное увеличение скорости вовлечения в процессе горения новых объемов заряда, что приводит к увеличению жесткости и шумности работы двигателя.

По мере развития процесса сгорания в полости 11 цилиндра 2 низкого сжатия и повышения давления в ней начинается обратноеi перетекание горящих газов в полость цилиндра 1 высокого сжатия. Газы поступают сначала в часть канала 14, имеющую большую площадь поперечного се чения, и затем, переходя в более узкую часть канала 14, разгоняются до высоких скоростей, достаточных для интенсивного выжигания смеси различного состава в этой части камеры.

Процесс сгорания в бессвечной полости 10 протекает с высокими скорос" тями, и при расстоянии от порожка 13 вытеснителя 17 до наиболее удаленных точек полости 10 не превышающем 0,40,6 радиуса цилиндра (установлено . экспериментально) фронт пламени одновременно доходит до наиболее удаленных точек камеры сгорания как в свечной, так и бессвечной полостях !! и 10. При этом выделение тепла происходит в наиболее оптимальное по углу поворота коленчатого вала время, увеличивается полнота сгорания, улучшаются экономические показатеl ли двигателя, снижается токсичность отработавших газов.

Проведенные исследования показали, что применение на двигателе с двумя сообщающимися цилиндрами камеры сгорания предложенной конструкции обеспечивает повышение мощности на идентичных регулировочных режимах до 10-12Х а максимальной мощности на 2-47. При этом снижение удельного эффективного расхода топлива достигает 3-8Х, уменьшается выброс несгоревших углеводородов.! И!4. 1116196

ЗНИИПИ Заказ 6898/27

Тираж 523 Подлисмое

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4