Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4907373/06 (22) 37.12.90 (46) 30.10.93 Бюл. Йа 39-40 (76} Лаптев Валентин Дмитриевич (54) ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Сущность изобретения: двигатель работает по двухтактному циклу и содержит вращающийся ци(в) RU (») 2002075 С1 (Я) 5 F01 L7 02 РОХВб7 00 линдрический золотник, снабженный двумя карманами, выполняющими функции камеры сгорания, поршень двустороннего действия с днищем, который служит для нагнетания воздуха в камеры сгорания, и охладитель воздуха. Благодаря этому удается улучшить продувку-наполнение цилиндров и повысить удельную мощность двигателя. 6 зл.флы,3 ил.

2002075

Изобретение относится к конструкции двигателей внутреннего сгорания преимущественно для транспортных средств, где показатели удельной мощности силовой установки имеют важное значение.

Объектом рассмотрения является двухтактный двигатель с принудительным воспламенением, работающей на жидком или газообразном топливе. Ограничительным . признаком заявленного двигателя являетсл наличие золотникового механизма газораспределения с вращающимся золотником цилиндрической формы, расположенным в головке. Ось золотника перпендикулярна оси цилиндра.

Двигатели такого типа не получили распространения, поскольку усложнение от введения золотника не оправдывается незначительным приростом мощности в сопоставлении с двигателем беэ движущихся частей в головке. В то же время теоретически двухтактный двигатель может иметь вдвое большую литровую мощность, чем четы рехтактн ый.

Цель изобретенил — повышение литровой мощности двухтактного двигателя, Отличие предлагаемого двигателя состоит в конструктивном обеспечении высокой степени сжатия в кривошинной камере, транспортировке сжатого заряда через промежуточный охладитель в замкнутый объем, образованный карманом золотника и стенкой головки, а затем в процессе вращения золотника передаче заряда в камеру сгорания, Для реализации высокой степени сжатия поршень. снабжен вторым днищем по другую сторону оси коленчатого вала, жестко связанным с поршнем, например, посредством стоек, а кривошипная камера образована продолжением стенок цилиндра за ось коленчатого вала. Эти технические решения обусловили выбор прямоугольной в плане формы цилиндра (и соответственно поршня) с размещением коренных шеек коленчатого вала в противоположных стенках цилиндра и ориентацию оси золотника перпендикулярно оси коленчатого вала. Кинематическал связь золотника с передачей осуществляется через двойной карданный шарнир. Двигатель характеризуют также особая кинематическая свлзь шатуна с поршнем и наличие средств промежуточной продувки карманов золотника.

На фиг.1-3 изсбражены соответственно вид спереди, сверху и сбоку (с разрезами) предлагаемого двигателя в двухцилиндровом варианте.

Коленчатый вал 1 двигателя через понижающую ременную передачу 2 и зубчатую передачу 3 с суммарным передаточным числом 2 и через двухзвенный карданный шарнир 4 кинематически связан с вращающимся золотником 5, На цилиндрической поверхности золотника выполнены два аксиально-симметричных кармана б. Ось золотника перпендикулярна оси цилиндра и оси коленчатого вала. Впускной канал 7 расположен оппозитно по отношению к цилиндру, выпускной канал 8,9 выполнен смежно по отношению к цилиндру, огибает.золотник, а затем проходит через тело головки между золотниками, Цилиндр двигателя и соответственно поршень 10 в плане имеют прямоугольную

15 форму, а коренные шейки коленчатого вала размещены непосредственно в противоположных стенках цилиндра. Поршень имеет второе днище 11, располо>кенное по другую сторону от оси коленчатого вала и соединенное с поршнем через стойки 12. Кинематическал связь шатуна 13 с поршнем осуществляется посредством ползуна на шатуне и криволинейной направляющей 14 на поршне, центр кривизны которой расположен на стороне шатунной шейки. Серметичная кривошипная камера 15 снабжена выпускным 16 и выпускным 17 клапанами.

Канал от выпускного клапана через проме>куточный охладитель (на фигурах не пока30 эан) соединяется с впускным каналом в головке. B головке имеются два перепускных канала 18. Один из них соединяется с впускным, другой — с выпускным каналом, а оба перепускных канала обеспечивают прохождение газа через карман золотника, когда он находится между впускным и выпускным каналами. В месте 19 может быть расположена топливная форсунка.

Работа двигателя. Как указывалось, эо40 лотник вращается в два раза медленнее коленчатого вала. На фиг.3 в левом цилиндре поршень находится в нижней мертвой точке — начало такта выпуска. Карман "а" золотника соединяет полость цилиндра с выпуск45 ным каналом, а в карман "б" поступила свежая сжатая охлажденная горючая смесь и начинается ее подогрев. В пространстве под вторым днищем левого поршня закончено сжатие и воздух вытеснен в промежу50 точный охладитель. В правом цилиндре— начало рабочего хода. Подогретая и подожженная смесь из кармана "в" поступает в цилиндр. В кармане "г" осталось некоторое количество отработавших газов, которые благодаря наличию перепускных каналов замещаются свежим воздухом. Под второе днище правого поршня поступил заряд свежего воздуха для последующего сжатия.

Принятая прямоугольная в плане форма цилиндра улучшает протекание процессов

2002075

20 газораспределения и обеспечивает оптимальное геометрическое согласование прямоугольной формы в плане золотника с прямоугольным в плане сечением объема, огибаемого кривошипами коленчатого вала.

Длинная сторона этого сечения ориентирована перпендикулярно оси коленчатого вала, такая же ориентация золотника позволяет уменьшить его диаметр при óâåличении поверхности кармана и прилегающих поверхностей головки, что выгодно во всех отношениях.

Введение двухзвенного карданного шарнира решает две задачи: обеспечивается поворот на 90 оси вращения для привода золотника, выбором угла между направлениями осей качания крестовин в промежуточном звене шарнира достигается определенный закон изменения угловой скорости вращения золотника в пределах полуоборота. 8 частности„можно ускорить процесс перезаряда при подходе поршня к верхней мертвой точке.

Формула изобретения

1. ДБУХТАКТН61Й ДВИГАТЕЛЪ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий цилиндр с поршнем, кинематически связанным с шатуном, и вращающийся З0 цилиндрический золотник с приводом от. коленчатого вала, размещенный перпендикулярно к оси цилиндра в головке цилиндра, снабженной впускным и выпускным каналами, отличающийся тем, что, с целью повышения литровой мощности, привод золотника включает понижающую передачу с передаточным числам, равным двум, а в корпусе золотника выполнены два аксиально симметричных кармана, 2. Двигатель по п,1, отличающийся тем, . что поршень имеет второе днище по другую сторону от оси коленчатого вала, жестко связанное с поршнем, à цилиндр имее 45 продолжение за ось коленчатого вала с образованием герметичной полости под вторым днищем, снабженной впускным и выпускным клапанами.

3. Двигатель по пп, 1 и 2, отличающий- 50 ся тем, что кинематическая связь поршня с шатуном выполнена в виде ползуна на ша-. туне и криволинейной направляющей на

Предлагаемая кинематическая связь шатуна с поршнем решает следующую задачу. При широко известной связи шатуна с поршнем через поршневой палец остаточный объем над поршнем на момент воспламенения составил бы значительную величину из-за необходимости опережения зажигания. Это привело бы к непроизводительной потере давления свежего заряда.

Предлагаемое сочленение позволяет увеличить относительное время пребывания поршня вблизи верхней мертвой точки и тем самым уменьшить остаточный объем, Попутно достигается лучшее приближение процесса горения к теоретическому циклу подвода тепла при постоянном объеме, что повышает КПД двигателя, (56) Орлин А,С., Круглов M.Ã. Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и оабота поршневых и комбинированных двигателей, М.: Машиностроение, 1990, рис.37д. поршне, центр кривизны которой находится на стороне шатуна.

4, Двигатель по п.1, отличающийся тем, что цилиндр, и соответственно поршен; имеют в плане прямоугольную форму, а ось золотника ориентирована перпенди улярно оси коленчатого вала, 5. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что кинематическая связь золотника с передачей осуществляется через двухзвенный карданный шарнир с взаимно перпендикулярными осями входного и выходного валов.

6, Двигатель по п.1. отличающийся тем, что в головке имеются перепускные каналы, выполненные с обеспечением продувки кармана золотника в положении кармана между впускным и выпускным каналами.

7, Двигатель no nn.1 и 2, отличающийся тем, что между выпускным клапаном полости под вторым днищем поршня и впускным каналом в головке включен промежуточный охладитель, à в головке . имеется дополнительные каналы, соединенные с выпускным каналом, 2002075

2002075

Составитель В.Лаптев

Техред M. Моргентал

Редактор

Корректор M.Màêñèìèøèíåö

Заказ 3162

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва. Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат. "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101