Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в двигателестроении. Двигатель внутреннего сгорания содержит ступенчатый цилиндр с размещенным в нем ступенчатым поршнем, делящим цилиндр на нагнетательную и рабочую полости, впускной и выпускной каналы, систему впрыска топлива, раздаточный вал, при этом в нем выполнен перепускной канал, вход в который расположен в нагнетательной полости, а выход - в рабочей полости, при этом нагнетательная полость выполнена предпоршневой и имеет больший объем, чем рабочая полость. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в двигателестроении.

Известен двухтактный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) (патент ФРГ 3841033, МПК F 02 В 75/26, 1991 г.), содержащий корпус, в котором выполнена цилиндрическая полость, закрытая крышкой с одного конца. В полости установлен поршень с возможностью перемещения вдоль оси полости. Поршень делит полость на предпоршневую и запоршневую части. В предпоршневой части выполнена камера сгорания, связанная с источником горючего и окислителя. В стенке корпуса, ограничивающей камеру сгорания, выполнено выхлопное отверстие. Поршень кинематически связан с выходным звеном. Продувка камеры сгорания осуществляется с помощью турбонагнетателя. Для впрыска горючего в камеру сгорания предусмотрено специальное устройство для впрыска. Турбонагнетатель значительно усложняет конструкцию, что обуславливает поиск решения задачи более простыми средствами.

На достижение указанного технического результата направлено изобретение "Двигатель внутреннего сгорания" по патенту РФ 2072435, 6 F 02 В 75/06, от 18.12.92. Известный ДВС содержит корпус, в котором выполнена цилиндрическая полость, закрытая крышкой с одного конца. В полости установлен поршень с возможностью перемещения вдоль оси полости. Поршень делит полость на предпоршневую и запоршневую части. В предпоршневой части полости выполнена камера сгорания, связанная с источниками горючего и окислителя. В стенке корпуса, ограничивающей камеру сгорания, выполнено выхлопное отверстие.

Поршень состоит из рабочей и насосной частей, разнесенных одна относительно другой вдоль оси полости и разделенных герметичной перегородкой, установленной поперек полости. В перегородке выполнено сквозное отверстие, через которое проходит шток, связывающий рабочую и насосную части поршня. Между перегородкой и рабочей частью поршня образована промежуточная камера. Между перегородкой и насосной частью поршня образована насосная камера. Одним каналом насосная камера связана с источником окислителя, другим каналом она связана с промежуточной камерой, которая, в свою очередь, каналом связана с камерой сгорания. В канале между источником окислителя и насосной камерой установлен впускной клапан, в канале между насосной и промежуточной камерами установлен перепускной клапан. ДВС содержит устройство для впрыска топлива.

Однако конструкция известного ДВС также достаточно сложна в связи с наличием разделенного поршня, штока, разделительной герметичной перегородки, промежуточной камеры и двух клапанов, что вызывает необходимость решения задачи более простыми и дешевыми средствами.

На достижение указанного технического результата было направлено изобретение "Двухтактный двигатель внутреннего горения с открытой кривошипной коробкой и с продувкой ступенчатым поршнем" (CCCР, а.с. 24613, F 02 В 33/14. 1929 г. ), содержащий ступенчатый цилиндр, в котором установлен с возможностью перемещения вдоль оси цилиндра ступенчатый поршень, делящий цилиндр на нагнетательную полость большего объема и рабочую предпоршневую полость меньшего объема, впускной канал, расположенный в стенке нагнетательной полости, выхлопной канал, выполненный в стенке рабочей полости, систему впрыска топлива, раздаточный вал, связанный с поршнем механизмом для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное раздаточного вала и систему клапанов и камер, обеспечивающих продувку рабочей полости. Данное изобретение является наиболее близким аналогом к заявляемому и принято за прототип.

Для обеспечения продувки рабочей полости конструкция содержит систему клапанов и камер, что делает ее также сложной и не позволяет реализовать требуемый результат.

Задача решается тем, что заявляемый двухтактный ДВС содержит ступенчатый цилиндр, в котором установлен с возможностью перемещения вдоль оси цилиндра ступенчатый поршень, делящий цилиндр на нагнетательную полость и рабочую полость, впускной канал, расположенный в стенке нагнетательной полости, выхлопной канал, выполненный в стенке рабочей полости, систему впрыска топлива, раздаточный вал, связанный с поршнем механизмом для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное раздаточного вала. Особенностью в предлагаемом устройстве является то, что в нем выполнен перепускной канал, вход в который расположен в нагнетательной полости, а выход - в рабочей полости, при этом нагнетательная полость выполнена предпоршневой и имеет объем больший, чем рабочая полость.

Изложенная выше совокупность признаков обеспечивает достижение указанного технического результата, чем обуславливается причинно-следственная связь между признаками и техническим результатом и существенность признаков формулы изобретения.

Анализ уровня техники в России и за рубежом позволил установить. что не обнаружен аналог, идентичный заявленному изобретению, а сравнение с прототипом, как наиболее близким по совокупности признаков аналогом, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "новизна".

Анализ известных решений с целью выявления совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения показал, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из него не выявляется влияние предписываемых изобретением преобразований, характеризуемых отличительными от прототипа существенными признаками, на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

На чертежах изображено предложенное устройство. На фиг. 1 - такт "всасывание и сжатие". На фиг.2 - такт "выхлоп-продувка".

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.

ДВС содержит цилиндр 1, поршень 2, кривошипно-шатунный механизм 3, раздаточный вал 4, систему впрыска топлива 5, корпус с масляным картером 6, каналы: впускной 7, выхлопной 8, перепускной (продувочный) 9. Цилиндр 1 и поршень 2 выполнены ступенчатыми и образуют предпоршневую нагнетательную полость 10 и рабочую полость 11. Нагнетательная полость 10 имеет объем больший, чем рабочая 11. Впускной канал 7 расположен в стенке нагнетательной полости 10. Вход перепускного канала 9 находится в нагнетательной предпоршневой полости 10, а его выход - в рабочей полости 11. Выхлопной канал 8 расположен в стенке рабочей полости 11.

ДВС работает следующим образом.

При движении поршня 2 вниз в нагнетательной полости 10 образуется разрежение и по достижении поршнем 2 нижней мертвой точки открывается впускной канал 7, нагнетательная полость 10 заполняется воздухом (окислителем). При движении поршня 2 вверх воздух в нагнетательной полости 10 сжимается и по достижении поршня 2 верхней мертвой точки открываются перепускной канал 9, соединяя нагнетательную 10 и рабочую 11 полости, и выхлопной канал 8, при этом, благодаря большему объему нагнетательной предпоршневой полости 10 и меньшему объему рабочей полости 11, последняя заполняется воздухом с избыточным давлением, происходит продувка через перепускной канал 9 аналогично тому, как это происходит при наличии системы турбонаддува, а через выхлопной канал 8 производится выпуск отработавших газов. При дальнейшем движении поршня 2 вниз воздух в рабочей полости 11 сжимается, после чего происходит воспламенение образовавшейся горючей смеси. Рабочий ход осуществляется при движении поршня 2 вверх.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий: - объект, в котором воплощено изобретение, предназначен для использования на транспорте и в энергетических установках; - подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств, - при осуществлении предлагаемого изобретения достигается усматриваемый заявителем технический результат.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Формула изобретения

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий ступенчатый цилиндр, в котором установлен с возможностью перемещения вдоль оси цилиндра ступенчатый поршень, делящий цилиндр на нагнетательную полость и рабочую полость, впускной канал, расположенный в стенке нагнетательной полости, выхлопной канал, выполненный в стенке рабочей полости, систему впрыска топлива, раздаточный вал, связанный с поршнем механизмом для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное раздаточного вала, отличающийся тем, что в нем выполнен перепускной канал, вход в который расположен в нагнетательной полости, а выход- в рабочей полости, при этом нагнетательная полость выполнена предпоршневой и имеет объем больший, чем рабочая полость.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2