Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

 

Сущность изобретения: двигатель снабжен поршневым нагнетателем с упругим элементом, работающим под действием отработавших газов. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к двухтактным ДВС с продувкой чистым воздухом.

Известен двухтактный двигатель, содержащий рабочий цилиндр с перепускными и выпускным каналами и свободно поршневой нагнетатель, через надпоршневую полость которого проходит выпускной канал, а подпоршневая насосная полость сообщена с кривошипной камерой двигателя и снабжена упругим элементом между поршнем нагнетателя и днищем.

Недостатки этого двигателя обусловлены продувкой горючей смесью, значительная часть которой теряется через выпускное окно, это снижает экономичность двигателя и увеличивает его токсичность.

Известен также двухтактный двигатель, содержащий рабочий цилиндр с перепускными выпускным каналами и поршневой нагнетатель, насосная камера которого связана с рабочей камерой двигателя (прототип).

Механический привод нагнетателя усложняет конструкцию двигателя, требует затрат мощности, увеличивает вес габариты и шум, снижает надежность работы двигателя.

Целью изобретения является повышение эффективности работы двигателя за счет использования энергии выпуска для привода нагнетателя.

Указанная цель достигается тем, что в двухтактном двигателе, содержащем рабочий цилиндр с перепускными и выпускными каналами, поршневой нагнетатель с насосной камерой, связанной каналом с рабочей камерой двигателя, поршень нагнетателя выполнен свободным и снабжен упругим элементом, установленным в насосной камере, выпускной канал двигателя проходит через надпоршневую камеру, при этом окно выпускного канала в надпоршневой камере нагнетателя выполнено вытянутым в продольном направлении с возможностью его перекрытия поршнем нагнетателя.

Сравнение прототипа с предложенным техническим решением выявило наличие отличительных обладающих новизной признаков: 1. Поршень нагнетателя выполнен свободным и снабжен упругим элементом, установленным в насосной камере.

2. Выпускной канал двигателя проходит через надпоршневую камеру нагнетателя.

3. Выходное окно выпускного канала в надпоршневой камере нагнетателя выполнено вытянутым в осевом направлении с возможностью его перекрытия поршнем нагнетателя.

При исследовании патентной и технической литературы не обнаружено технических решений, имеющих признаки, сходные с отличительными в заявляемом решении.

На чертеже изображен поперечный разрез двигателя.

Двигатель содержит рабочий цилиндр 1 с перепускными 2 и выпускным 3 каналами, поршневой нагнетатель 4, насосная камера 5 которого связана каналом 6 с рабочей камерой 7 двигателя. Поршень 8 нагнетателя 4 выполнен свободным и снабжен пружиной 9, установленной в насосной камере 5, выпускной канал 3 двигателя проходит через надпоршневую камеру 10 нагнетателя 4. Выходное окно 11 в надпоршневой камере 10 имеет вытянутую в осевом направлении форму.

Двигатель работает следующим образом. При приближении рабочего поршня 12 к НМТ в рабочей камере 7 открывается окно 13 выпускного канала 3 и начинается выпуск. Под воздействием волны избыточного давления в выпускном канале 3 и надпоршневой камере 10 нагнетателя 4 поршень 8 устремляется вниз, сжимая пружину 9 и воздух в подпоршневой насосной камере 5.

Наличие вытянутого выходного окна 11 в надпоршневой камере 10, частично перекрываемого при работе поршнем 8 нагнетателя 4, позволяет при выпуске повысить силовое воздействие на поршень 8 и соответственно увеличить давление нагнетания.

При дальнейшем опускании поршня 12 в рабочей камере 7 открывается окно 14 воздушного канала 6 и начинается продувка чистым воздухом.

Последними в рабочей камере 7 открываются окна перепускных каналов 2 и из кривошипной камеры поступает богатая горючая смесь.

В подпоршневой насосной камере 5 при выходе воздуха через воздушный канал 6 и подъеме поршня 8 от воздействия пружины 9 возникает разрежение, открывается пластинчатый клапан 15 и происходит выпуск чистого воздуха.

При выпуске обратная волна давления из глушителя (не показан) способствует самозапиранию выпускного канала 3 на определенном режиме работы двигателя. Поршень 8, возвращаясь обратно под действием пружины 9, вытесняет из надпоршневой камеры 10 находящуюся там часть выхлопных газов, что затормаживает выход газов из рабочей камеры 7. Поднимаясь, поршень 8 нагнетателя 4 перекрывает выходное окно 11 раньше и в большей степени, чем рабочий поршень 12 при подъеме выпускное окно 13. Все это способствует уменьшению выброса рабочей смеси из рабочей камеры 7 на большем диапазоне оборотов двигателя.

Применение свободнопоршневого нагнетателя 4 путем установки с одной стороны поршня 8 пружины 9 и обеспечения с другой его стороны периодического подвода выпускных газов, наличие вытянутого выходного окна 11, перекрываемого поршнем 8 нагнетателя 4, позволяют упростить конструкцию двигателя, уменьшить вес и габариты, в связи с отсутствием потерь на привод нагнетателя, повышается мощность двигателя, а "запирание" выпускного канала в конце выпуска увеличивает экономичность и снижает токсичность в широком диапазоне оборотов двигателя. Все это повышает эффективность и надежность работы двигателя. (56) Патент США N 2331784, кл. 123-69, опублик. 1943.

Формула изобретения

1. ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ преимущественно с кривошипно-камерной продувкой, содержащий рабочую камеру с перепускными и выпускным каналами и поршневой нагнетатель, подпоршневая насосная полость которого связана соединительным каналом с рабочей камерой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, поршень нагнетателя выполнен свободным и снабжен упругим элементом, установленным в насосной подпоршневой полости, а надпоршневая полость связана с выпускным каналом.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что выходное окно выпускного канала в надпоршневой полости выполнено вытянутым в продольном направлении с возможностью его перекрытия поршнем нагнетателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1