Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение позволяет повысить КПД двухтактного двигателя внутреннего сгорания . Двигатель содержит степенчатый цилиндр с впускными и продувочными окнами, рабочий поршень, размещенный в ступени большего диаметра цилиндра и кинематически связанный с коленчатым валом, и поршень-золотник , размешенный в ступени меньшего диаметра цилиндра и снабженный приводом, выполненным в виде вала и шатуна, соединенного посредством ползуна с валом. Двигатель также снабжен гильзой , охватывающей корпус и установленный вазоне продувочных окон с возможностью колебательного движения и приводом перемещения гильзы, выполненным в виде зубчато-реечного зацепления, а ползун привода поршня-золотника жестко связан с шатуном поршня-золотника и содержит две цилиндрические шайбы, соединенные с коленчатым валом поршня-золотника. Движение поршня-золотника, управляющего открытием продувочных окон, осуществляется в соответствии с рабочим процессом в цилиндре двигателя, а перемещение гильзы , управляющей закрытием продувочных окон, осуществляется с задержкой по времени , 9 ил. с ч с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4701073/06 (22) 08,06.89 (46) 07.10.91. Бюл. М 37 (71) Научно-исследовательский институт энергетического машиностроения МГТУ им, Н.Э. Баумана (72) А.И.Гайворонский, Ю,А,Тришин, А.М.Савенков и Б,П.Семенов (53) 621.432 (088,,8) (56) Патент CLUA М 1954564, кл. 123 — 65, опублик. 1934. (54) Д В УХТА КТН Ы Й Д В И ГАТЕЛ Ь В НУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить КПД двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Двигатель содержит степенчатый цилиндр с впускными и продувочными окнами, рабочий поршень, размещенный в ступени большего диаметра цилиндра и кинематически связанный с коленчатым валом, и порИзобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению.

Цель изобретения — повышение КПД..

На фиг. 1 представлен двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез; на фиг. 3 — привод поршня-золотника, продольный разрез; на фиг. 4- схема расположения поршня-золотника в крайнем нижнем положении при соответствующем расположени кривошипа коленчатого вала привода; на фиг. 5 — схема расположения кривошипа перед началом движения поршня-золотника вверх; на фиг.

6 — схема расположения поршня-золотника в крайнем верхнем положении; на фиг. 7— схема расположения кривошипа, при котором поршень-золотник прекращает движе„„Я2,„, 1682612 А1 шень-золотник, размещенный в ступени меньшего диаметра цилиндра и снабженный приводом, выполненным в виде вала и шатуна, соединенного посредством ползуна с валом. Двигатель также снабжен гильзой, охватывающей корпус и установленный в.зоне продувочных окон с воэможностью колебательного движения и приводом перемещения гильзы, выполненным в виде зубчато-реечного зацепления; а полэун привода поршня-золотника жестко связан с шатуном поршня-золотника и содержит две цилиндрические шайбы, соединенные с коленчатым валом поршня-золотника. Движение поршня-золотника, управляющего открытием продувочных окон, осуществляется в соответствии с рабочим процессом в цилиндре двигателя, а перемещение гильзы, управляющей закрытием продувочных окон, осуществляется с задержкой по времени, 9 ил. ние; на фиг. 8 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг.

9 — кинематическая схема привода поршнязолотника.

Двигатель содержит ступенчатый цилиндр 1 с рабочими ступенями 2 и 3 большего и меньшего диаметров соответственно, рабочий поршень 4, размещенный в ступени 2 большего диаметра и кинематически связанный шатуном 5 с коленчатым валом 6 поршень-золотник 7, размещенный в ступени 3 меньшего диаметра цилиндра 1 и снабженный приводом, состоящим иэ шатуна 8, ползуна 9 и коленчатого вала 10. Цилиндр 1 снабжен выпускными 11 и продувочными 12 окнами, соответственно выполненными в ступенях 2 и 3, гильзой 13 и приводом 14 ее перемещения.

1682612

В ползуне 9 размещены две цилиндрические шайбы 15.

Гильза 13 снабжена зубчатым венцом

16, который входит в зацепление с рейкой

17, жестко установленной на валу 18. Вал 19 приводится во вращение от коленчатого вала 6, имеет кулачок 20 и вращается с той же частотой, что и коленчатый вал 6, Кулачком

20 и пружиной 21 обеспечивается возвратно-поступательное движение рейки 17 и соответственно колебательное движение гильзы 13.

Продувка рабочих полостей ступеней 2 и 3 обеспечивается продувочным насосом

22, приводимым от коленчатого вала 6.

Коленчатый вал 10 привода поршня-золотника 7 выполнен разъемным, приводится от коленчатого вала 6 и вращается с той же частотой.

Камера 23 сгорания образована днищем рабочего поршня 4 и днищем поршнязолотника 7.

Для подачи топлива в цилиндре 1 установлена форсунка 24. Для двигателя с внешним смесеобразованием вместо форсунки 24 устанавливается свеча зажигания.

Двигатель работает следующим образом.

При положении рабочего поршня 4 в

ВМТ поршень-золотник 7 находится в крайнем нижнем положении, а гильза 13 перекрывает продувочные окна 12 и неподвижна. В камере 23 сгорания идет процесс горения топлива. При движении рабочего поршня 4 от BMT u КМТ происходит догорание впрыснутой дозы топлива и расширение продуктов сгорания. Поршень-золотник 7 и гильза 13 при этом остаются неподвижными, При прохождении рабочим поршнем 4 примерно половины хода поршень-золотник 7 начинает движение вверх, а гильза 13, повернувшись и оставаясь в э гом положении неподвижно, открывает продувочные окна 12, которые остаются перекрытыми поршнем-золотником 7. Рабочий поршень 4, двигаясь к 4МТ, открывает выпускные окна 11, процесс расширения заканчивается и продукты сгорания устремляются в выпускной коллектор. В момент времени, когда рабочий поршень 4 еще не дошел до своей НМТ, поршень-золотник 7, двигаясь вверх, открывает продувочные окна 12. Начинается процесс продувки и наполнения рабочих полостей ступеней 2 и 3, который заканчивается, когда гильза 13, начав поворачиваться, перекрывает продувочные окна 12 и останавливается.

Поршень-золотник 7 при этом не дошел еще до своего крайнего верхнего положения. Закон соответствующого колебательного движения (поворота) гильзы 13 с остановками после перекрытия продувочных окон 12 и после открытия этих окон обеспечивается подбором соответствующего профиля кулачка 20 вала 19. Поршень-золотник 7, дойдя до своего крайнего верхнего положения, начинает двигаться к крайнему нижнему положению. Рабочий поршень 4 и поршень-золотник 7 движутся навстречу друг другу и сжимают свежий заряд. Поршень-золотник

7, дойдя до своего крайнего нижнего положения, останавливается, и дальнейшее сжатие заряда осуществляется рабочим поршнем 4. При подходе рабочего поршня

4 к ВМТ происходит впрыск топлива через форсунку 24, Рабочий поршень 4 подходит к ВМТ, смесь воспламеняется, и весь описанный выше цикл работы повторяется вновь. Гильза 13 в таком двигателе не подвержена воздействию высоких температур и давлений.

Привод поршня-золотника 7 обеспечивает его движение с остановом на 180, Шайбы 15, установленные в ползуне 9, могут вращаться относительно ползуна 9, Закон движения с оста новом поршня-золотника 7 на 180 в крайнем нижнем положении обеспечивается с помощью механизма, используемого в приводе, На фиг, 4 — 7 для различных положений кривошипа коленчатого вала 10 показаны положения поршня-золотника 7 и его привода, При движении поршня-золотника 7 к крайнему нижнему положению (от положения, показанного на фиг. 6, к положению на фиг. 7) газовые силы, т.е, силы упругости сжимаемого в рабочих полостях ступеней 2 и 3 рабочего тела, действуют навстречу движению. В момент времени, когда кривошип коленчатого вала 10 займет горизонтальное положение, показанное на фиг. 7, поршеньзолотник 7 прекратит движение, а кривошип, поворачиваясь, провернет шайбы 15 в полэуне 9. Поворачиваясь, кривошип через

180 займет другое крайнее положение (фиг.

5). Все это время ползун 9 и соответственно поршень-золотник 7 остаются неподвижными. При дальнейшем повороте кривошипа коленчатого вала 10 газовые силы сдвинут ползун 9 иэ мертвого положения и дальнейший поворот кривошипа вызовет движения вверх ползуна 9 и поршня-золотника?. Положение на фиг. 6 соответствует крайнему верхнему положению привода поршня-золотника 7. При дальнейшем повороте кривошипа ползун 9 и связанный с ним поршень-золотник 7 пойдут вниз и в момент времени, когда кривошип займет горизонтальное положение (фиг. 7), газовые силы, противодействуя движению, остановят эолатник. Таким образом в одном горизонтальном положении кривошипа (фиг. 7) газовые силы останавливают поршень-золотник

7, а в другом (фиг. 5) заставляют его начать движение вверх, B отсутствии газовых сил 5 поршень-золотник 7 и связанный с ним палзун 9 были бы неподвижны и коленчатый вал

10 вращал бы шайбу 15 в ползуне 9.

Таким образом началом и окончанием процесса выпуска управляет рабочий поршень 10

4, началом продувки (открытие продувочных окон 12) управляет поршень-золотник 7, а окончанием продувки и наполнения управляет гильза 13. Продувка рабочих полостей ступеней 2 и 3 получается прямоточнай при несим- 15 метричных фазах газораспределения.

Формула изобретения

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере

an один ступенчатый цилиндр с выпускными и продувочными окнами, рабочий поршень, размещенный в ступени большего диаметра цилиндра и кинематически связанный с коленчатым валом, и поршень-золотник, размещенный в ступени меньшего диаметра цилиндра и снабженный приводом, выполненным в виде вала и шатуна, соединенного посредством ползуна с валам, а т л и ч а юшийся тем, чта, с целью павышения КПД, ан снабжен гильзой, размещенной в зоне прадувачных окон с воэможностью колебательного движения, и механизмам ее управления, выполненным в виде зубчато-реечной передачи, палэун и шатун привода поршня-золотника связаны между собой жестко, а вал привода снабжен двумя цилиндрическими шайбами, воздействующими на палэун.

1682612

Фиг.5

ФИГ. 6

1682612

Составитель К. Дементьев

Техред М.Моргентал Корректор T. Палий

Редактор Е. Савина

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

Заказ 3394 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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