Двухтактный двигатель внутреннего сгорания
Владельцы патента RU 2398117:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет им. академика С.П. Королева (RU)
Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано на транспортных средствах: мотоциклах, автомобилях, речных судах, летательных аппаратах, а также в качестве привода стационарных энергетических установок. Техническим результатом является повышение экономичности. Сущность изобретения заключается в том, что двухтактный двигатель содержит, по меньшей мере, один цилиндр с поршнем, перекрывающим выпускные окна и впускные окна, часть которых связана с продувочным каналом, сообщенным с воздушной полостью, а часть - с заправочным каналом, сообщенным с полостью топливовоздушной смеси. Поршень снабжен перегородкой, перемещающейся вместе с поршнем и разделяющей компрессорную полость на полость подачи воздуха и полость для подачи топливовоздушной смеси. Перегородка поршня выполнена подпружиненной с двух сторон. Впускное окно канала топливовоздушной смеси находится ниже впускного окна канала воздуха. Каналы топливовоздушной смеси направлены навстречу друг к другу. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано на транспортных средствах: мотоциклах, автомобилях, речных судах, летательных аппаратах, а также в качестве привода стационарных энергетических установок.
Известен двухтактный двигатель внутреннего сгорания (А.С. SU 1463943 A1, МПК F02B 33/04, опубл. 07.03.89, бюл. №9), содержащий по меньшей мере один цилиндр и кривошипную камеру с расположенным в ней шатуном кривошипно-шатунного механизма, одно окно подачи воздуха в кривошипную камеру, подключенное к воздушному каналу, и одно окно подачи богатой топливовоздушной смеси в кривошипную камеру, подключенное к смесевому каналу, два отверстия, первое из которых сообщено с камерой сгорания цилиндра через первый перепускной канал для подачи бедной топливовоздушной смеси из кривошипной камеры, а второе через второй перепускной канал для подачи богатой топливовоздушной смеси.
Недостатком данного двигателя является невысокая экономичность.
Прототипом является двигатель внутреннего сгорания (а.с. SU 1280155, МПК F02B 33/04, опубл. 30.12.86. бюл. №48). Двигатель имеет цилиндр с окнами и каналами для выпуска отработанных газов, продувки и заправки топливовоздушной смесью. Поршень с перегородкой, связанный кинематически с прямолинейно-преобразующим механизмом посредством штока, разделяет полость цилиндра на рабочую и компрессорную. Поршень имеет внутреннюю полость, которая заполняется топливовоздушной смесью во время рабочего хода через автоматический обратный клапан из компрессорной полости цилиндра. В конце рабочего хода поршень открывает окно выпуска отработанных газов, окно продувки и рабочая полость цилиндра продуваются топливовоздушной смесью из компрессорной полости. При движении поршня к верхней мертвой точке закрываются окна продувки и выпуска отработанных газов, а через совмещающееся окно в поршне и цилиндре, через перепускной канал горючая смесь поступает в рабочую полость цилиндра, где после сжатия сгорает.
Недостатком этого двигателя является невысокая экономичность, так как рабочая полость цилиндра продувается топливовоздушной смесью и ее часть неизбежно выбрасывается в атмосферу вместе с отработанными газами через выхлопные окна.
В основу изобретения поставлена задача повышения экономичности двигателя за счет снижения потерь топливовоздушной смеси.
Эта задача достигается за счет того, что в двухтактном двигателе внутреннего сгорания, содержащем по меньшей мере один цилиндр с выпускными, продувочными, заправочными окнами, перекрывающими эти окна поршнем с перегородкой, связанным кинематически с механизмом преобразования движения и разделяющим объем цилиндра на рабочую и компрессорную полости, согласно изобретению перегородка поршня выполнена подвижной, подпружиненной с двух сторон и разделяющей компрессорную полость на две, одну для подачи воздуха, другую для подачи топливовоздушной смеси, впускное окно заправочного канала топливовоздушной смеси находится ниже впускного окна продувочного канала воздуха.
Кроме того, заправочные каналы топливовоздушной смеси направлены
навстречу друг к другу.
Таким образом, при продувке с выхлопными газами выбрасывается в атмосферу часть продувочного воздуха, а топливовоздушная смесь сохраняется.
На фиг.1 представлена схема двухтактного двигателя внутреннего сгорания, на фиг.2 - разрез по А-А.
Двигатель содержит картер 1, на котором крепится цилиндр 2 с головкой 3, клапаном 4 для воздуха и клапаном 5 для топливовоздушной смеси. Внутри цилиндра расположен поршень 6 с поршневыми кольцами 7. Поршень закреплен на штоке 8 поршневым пальцем 9. Между поршнем 6 и картером 1 установлена подвижная перегородка 10, с двух сторон поджатая пружинами 11, разделяющая компрессорную полость цилиндра 2 на две полости: воздушную 13 и топливовоздушной смеси 14. Пружины 11 надеты на шток 8 и с одной стороны упираются в перегородку 10, а с другой стороны - в поршень 6 и картер 1.
В цилиндре выполнены: выхлопное окно 15; впускное окно 16 продувочного канала 17, соединенного с воздушной полостью 13; впускное окно 18 заправочного канал 19, соединенного с полостью топливовоздушной смеси 14. На головке 3 установлена свеча зажигания 20.
Двигатель работает следующим образом.
При движении поршня 6 к верхней мертвой точке (Фиг.1) между поршнем 6 и головкой цилиндра 2 происходит сжатие топливовоздушной смеси, а в полостях 13 и 14 происходит разрежение. Клапан 4 открывается, и воздух из атмосферы заполняет полость 13. Открывается клапан 5, и топливовоздушная смесь, подготовленная, например, карбюратором, заполняет полость 14. При подходе поршня к верхней мертвой точке происходит зажигание, топливовоздушная смесь загорается и начинается рабочий ход поршня. Поршень движется вниз к нижней мертвой точке, воздух и топливовоздушная смесь в полостях 13 и 14 сжимаются. Поршень 6 открывает выхлопное окно 15, происходит выхлоп отработавших газов. Затем поршень открывает окно 16, происходит продувка - вытеснение оставшихся отработавших газов воздухом. Затем поршень открывает окно 18, происходит наполнение рабочей полости цилиндра топливовоздушной смесью. Затем поршень 6 начинает двигаться вверх к верхней мертвой точке и процесс повторяется. Перегородка 10 повторяет движение поршня со скоростью, в два раза меньшей скорости движения поршня, т.к. пружины имеют одинаковые параметры (длину, количество витков, жесткость), вследствие чего величина разряжения или сжатия одинаковы в обеих компрессорных полостях.
Для того чтобы вся топливовоздушная смесь задерживалась в рабочей полости цилиндра, можно заправочных каналов выполнить несколько, направить их навстречу друг к другу и вверх в камеру сгорания (Фиг.2). Топливовоздушные потоки затормозят друг друга и останутся в районе камеры сгорания.
1. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр с выпускными, продувочными, заправочными окнами, перекрывающим эти окна поршнем с перегородкой, связанным кинематически с механизмом преобразования движения и разделяющим объем цилиндра на рабочую и компрессорную полости, отличающийся тем, что перегородка поршня выполнена подвижной, подпружиненной с двух сторон и разделяющей компрессорную полость на две, одну для подачи воздуха, другую для подачи топливовоздушной смеси, впускное окно заправочного канала топливовоздушной смеси находится ниже впускного окна продувочного канала воздуха.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что заправочные каналы топливовоздушной смеси направлены навстречу друг к другу.
