Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

Реферат

 

Двигатель предназначен для использования в энергомашиностроении в качестве поршневого ДВС. Двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндры, которые расположены кольцом вокруг общего среднего приводного вала и оси которых проходят параллельно этому валу. Каждый цилиндр содержит два поршня, установленных с возможностью перемещения навстречу друг другу и друг от друга и работающих в общей промежуточной рабочей камере. Каждый поршень посредством шатуна вместе с взаимодействующим с ним опорным роликом образует опору, а его управление осуществляется посредством "синусоидальной" поверхности ("синусоидальной" кривой) в кулачковом управляющем устройстве. Поршни в каждом цилиндре имеют взаимно отличающиеся фазы хода, управляемые взаимно отличающимися кулачковыми направляющими устройствами. Кулачковые направляющие устройства выполнены с эквивалентными, взаимно отличающимися "синусоидальными" поверхностями ("синусоидальными" кривыми). Изобретение обеспечивает увеличение мощности двигателя. 4 з. п. ф-лы, 18 ил. , 2 табл.

Настоящее изобретение относится к конструкции двухтактного двигателя внутреннего сгорания, содержащего цилиндры, которые расположены кольцом вокруг общего среднего приводного вала, оси которых проходят параллельно приводному валу и каждый из которых содержит два поршня, установленных с возможностью перемещения навстречу друг другу и друг от друга, и общую промежуточную рабочую камеру для каждой пары поршней, при этом каждый поршень снабжен своим шатуном, который установлен с возможностью продольного перемещения и свободный внешний конец которого выполнен с опорой посредством опорного ролика на свое кулачковое направляющее устройство, имеющее криволинейную форму или точнее "синусоидальную" криволинейную форму, расположенное на каждом из противоположных концов цилиндра и управляющее перемещениями поршня по отношению к взаимодействующему с ним цилиндру.

Геометрия рассматриваемой конструкции двигателя При перемещении приводного вала двигателя по круговой траектории колебательные перемещения поршней двигателя в виде функций времени могут быть в соответствии с указанной выше конструкцией двигателя представлены графически в виде синусоидальной кривой, описываемой формулой (1) y= sinx (1) Из патентного документа Германии DE N 4335515 известны двухтактные двигатели описанного выше типа, имеющие один цилиндр, снабженный двумя противоположными поршнями, обычными коленчатыми валами и обычными кривошипами коленчатого вала. Формула (1) также верна для каждого коленчатого вала такого двигателя. Для оптимизации сгорания в таком двигателе предложено взаимное смещение фаз перемещения двух противоположных поршней цилиндра.

Благодаря применению кулачкового направляющего устройства синусоидальной формы и соответственно благодаря применению обычных коленчатых валов управление возвратно-поступательными перемещениями отдельных поршней цилиндров фактически может осуществляться таким образом, что колебательные перемещения поршней синхронно при этом совпадают с вращательным движением приводного вала. По мере прохождения приводным валом своего полного оборота происходит возвратно-поступательное, с принудительным управлением перемещение поршней в ходе по меньшей мере одного рабочего цикла, точно синхронизированного с вращательным движением приводного вала. Иными словами, вращательное движение кулачкового направляющего устройства и приводного вала непосредственно связано с колебательным движением поршней, и наоборот.

Возвратно-поступательные перемещения поршней соответственно вызывают некоторое количество оборотов приводного вала на 360^o. Иными словами за каждый полный оборот приводного вала на 360^o каждый поршень совершает целое число возвратно-поступательных перемещений во взаимодействующем с ним цилиндре, а именно от одного до, к примеру, четырех.

Благодаря кулачковому направляющему устройству, управляющему колебательными перемещениями поршней во взаимодействующем с ними цилиндре и вращающемуся синхронно с приводным валом двигателя, управление колебательными перемещениями поршней может осуществляться путем выполнения кулачкового направляющего устройства с приданием его контуру синусоидальной формы, с тем чтобы они соответствовали вращательному перемещению приводного вала.

Принцип "синусоидальной поверхности" Под термином "синусоидальный", применяемом в данном описании в составе таких выражений, как "принцип синусоидальной поверхности", "синусоидальная кривая", "синусоидальная поверхность" и т. д. , понимается криволинейный контур, который выражается не контуром математической функции синуса, описываемой приведенной выше формулой (1), а изменяющимся криволинейным контуром, который только в общих чертах напоминает график математической функции синуса. Под термином "синусоидальный контур" в данном описании в целом понимается контур, который подобен синусоиде, но отличается от нее.

Цель предложенного изобретения в отношении конструктивных деталей относится к выполнению кулачкового направляющего устройства со специфическим криволинейным контуром, отличающимся по некоторым параметрам от контура математической функции синуса.

В целом это также означает, что благодаря выполнению кулачкового направляющего устройства со специально выполненным "синусоидальным" контуром, отличающимся от обычной синусоиды, перемещения поршня могут быть соответствующим образом приспособлены к дополнительным функциям двигателя, относящимся к вращательному движению приводного вала и к ранее предложенным решениям.

Основной целью предложенного изобретения является создание такого кулачкового направляющего устройства, которое обуславливает возможность достижения оптимальных рабочих параметров поршней двигателя на основе простого и надежного в работе рабочего цикла.

Под термином "синусоидальная поверхность" в данном описании понимается локальная часть кулачкового направляющего устройства, имеющая "синусоидальный" контур. Фактически отдельное кулачковое направляющее устройство имеет контур замкнутой дуги, составляющей 360^o и соответствующей нескольким "синусоидальным" поверхностям.

Двигатели внутреннего сгорания, в которых управление осевым перемещением каждого поршня осуществляется кулачковым направляющим устройством через соответствующие "синусоидальные" поверхности, работают в целом в соответствии с так называемым принципом "синусоидальной поверхности", известным на протяжении ряда лет.

Первоначально "синусоидальная" поверхность имела контур, в значительной степени напоминающий математическую синусоиду, а именно с взаимно симметричными и одинаково искривленными криволинейными частями.

Как описано в патентной литературе, были предложены криволинейные контуры, различным образом отклоняющиеся от математической синусоиды. Криволинейный контур кулачковых направляющих устройств в соответствии с настоящим изобретением также не совпадает с синусоидой.

В соответствии с принципом "синусоидальной поверхности" происходит передача механической энергии от одного поршня общему приводному валу цилиндра двигателя, а точнее через опорный ролик взаимодействующего с ним шатуна "синусоидальной" поверхности кулачкового направляющего устройства. "Синусоидальные" поверхности, отдельно управляющие колебательными перемещениями поршней, во время этих перемещений передают: - часть получаемой в ходе расширения поршней кинетической энергии через "синусоидальные" поверхности приводному валу с обеспечением передачи вращательного движения приводному валу с сопутствующим крутящим моментом, и - часть крутящих моментов от приводного вала через "синусоидальную" поверхность назад поршням с обеспечением передачи поршням необходимой кинетической энергии во время хода сжатия.

В двигателях внутреннего сгорания указанного во вступлении типа происходит возвратно-поступательное перемещение поршней во взаимодействующих с ними цилиндрах, осуществляемое почти исключительно прямолинейно вдоль оси приводного вала, при этом происходит соответствующее прямолинейное перемещение шатунов и взаимодействующим с ними опорных роликов, и в результате этого передача движущих сил в осевом направлении вдоль приводного вала от опорных роликов к взаимодействующей с ними "синусоидальной" поверхности.

Передача движущих сил от поршней через опорные ролики "синусоидальной" поверхности, выполненной в приводном соединении с приводным валом, и возврат сил, передаваемых в обратном направлении от приводного вала к поршням через "синусоидальную" поверхность, происходит на криволинейных участках, проходящих под некоторым углом к плоскости вращения приводного вала. Другими словами, передача движущих сил происходит между опорными роликами и "синусоидальной" поверхностью во время перемещения опорных роликов в осевом направлении вдоль приводного вала. В мертвых точках между прямым и обратным ходом поршня передача движущих сил отсутствует, несмотря на то, что в одной из них, а именно при окончании хода сжатия, после воспламенения впрыснутого топлива, между поршнями, идущими навстречу друг другу и отходящими друг от друга, возникают значительные движущие силы.

Целью настоящего изобретения в особенности является использование последнего обстоятельства в связи с таким выполнением кулачкового направляющего устройства, при котором в указанной мертвой точке может быть особенно благоприятным образом достигнута игнорируемая до сих пор возможность управления процессом сгорания двигателя.

Сравнение четырехтактного и двухтактного двигателей В четырехтактном двигателе внутреннего сгорания шатуны передают свои движущие силы посредством "синусоидальной" поверхности в ходе соответствующих четырех тактов, а именно - с минимальными силами в ходе всасывания воздуха, - со значительно большими силами в ходе сжатия, - с наибольшими силами в ходе расширения и - с минимальными силами в ходе выпуска выхлопа.

В двухтактном двигателе внутреннего сгорания шатуны передают свои движущие силы посредством "синусоидальной" поверхности в ходе соответствующих двух тактов, а именно - со сравнительно небольшими силами в совмещенном ходе нагнетания и сжатия воздуха и - со значительно большими силами в совмещенном ходе расширения и выпуска выхлопа.

Тем не менее, принято обеспечивать также возможность более или менее параллельного выполнения всасывания/нагнетания воздуха и выпуска выхлопа в конце совмещенного хода расширения и выпуска выхлопа и в начале совмещенного хода нагнетания и сжатия воздуха.

Четырехтактные двигатели по сравнению с двухтактными двигателями до настоящего времени преобладали на рынке в различных областях применения (например, в качестве двигателей легковых автомобилей, работающих на бензине). В результате распределения функциональных тактов четырехтактного двигателя по четырем ходам поршней этот двигатель имеет более существенные возможности для приспособления отдельных функций одиночных тактов более простым образом, чем это имеет место в двухтактном двигателе, в котором все текущие функции должны быть выполнены за два такта.

Функции двухтактного двигателя неизбежно являются более кратковременными, и поэтому они сложнее, чем в четырехтактных двигателях. Четырехтактные двигатели до настоящего времени было проще адаптировать к принципу "синусоидальной поверхности", чем двухтактные двигатели. С другой стороны, двухтактные двигатели имеют множество других преимуществ перед четырехтактными двигателями, а именно, как следствие, меньшее число тактов рабочего цикла.

Кроме того, целью настоящего изобретения является решение проблем, связанных до настоящего времени с двухтактными двигателями, при применении к ним принципа "синусоидальной поверхности". Целью предложенного изобретения является также создание специфической конструкции кулачкового направляющего устройства, обеспечивающей возможность применения принципа "синусоидальной поверхности" в двухтактных двигателях при таких же благоприятных, как и в четырехтактных двигателях, эксплуатационных параметрах или даже превосходящих их.

Историческое развитие принципа "синусоидальной поверхности" Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, имеющий одно кулачковое направляющее устройство, известен, например, из патента США N 1352985 (1918 г. ). Это кулачковое направляющее устройство основано на одном общем кулачковом управлении для единственного кольцевого ряда поршней в каждом из взаимодействующих с ними отдельных цилиндров двигателя. Все цилиндры расположены соответственно одним кольцом вокруг приводного вала двигателя. Шатуны по отдельности закреплены своими соответствующими опорными роликами в общем кулачковом направляющем устройстве.

Из патента США N 1802902 (1929 г. ) известен, например, четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, имеющий одно соответствующее кулачковое направляющее устройство. В этом двигателе вместо одного ряда поршней применяются два разнесенных в осевом направлении ряда поршней, взаимно непосредственно соединенных вместе. Поршни расположены тандемом в своих соответствующих цилиндрах, обращенных в осевом направлении в противоположные стороны, то есть цилиндры и поршни расположены попарно на одной оси, напротив друг друга в осевом направлении. Кроме того, поршни жестко присоединены друг к другу общим шатуном, а их соответствующие днища на противоположных в осевом направлении концах двигателя отвернуты друг от друга, причем каждое из них обращено к своей соответствующей рабочей камере в своем соответствующем взаимодействующем с ним цилиндре. Поршни взаимодействуют попарно с единственным общим кулачковым направляющим устройством. Общий шатун каждой пары поршней снабжен в средней зоне, между участками юбок поршней, общим опорным роликом, опирающимся на общее для всех поршней единственное кулачковое направляющее устройство, которое управляет этим роликом. Более конкретно, в центрально расположенном кулачковом направляющем устройстве применяется двустороннее размещение взаимно противоположных "синусоидальных" поверхностей, следующих последовательно и взаимодействующих с единственным рядом опорных роликов.

Указанное выше центральное размещение кулачкового направляющего устройства и опорных роликов между двумя рядами взаимно противоположных поршней, при котором в общем двустороннем кулачковом направляющем устройстве применяется единственный комплект опорных роликов, обеспечивает очень небольшую возможность отклонения контуров в двух взаимодействующих рядах обращенных в противоположные стороны "синусоидальных" поверхностей, поскольку контуры этих поверхностей обязательно соответствуют противоположной рабочей фазе двух соответствующих поршней, составляющих пару и обращенных в противоположные стороны.

Из патента США N 5031581 (1989 г. ) известен, например, четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, имеющий два отдельных кулачковых направляющих устройства. Кроме того, этот патент относится к двухтактному двигателю. Каждое кулачковое направляющее устройство, взаимодействующее со своим соответствующим комплектом поршней и со своим соответствующим взаимодействующим с ним комплектом опорных роликов, имеет собственную конструкцию, соответствующую конструкции, предложенной в патенте США N 1352985.

В патенте США N 5031581 предложено расположение цилиндров одной группой, а именно цилиндры расположены кольцом вокруг приводного вала. Поршни, размещенные попарно в соответствующем одном из цилиндров, управляются двумя отдельными кулачковыми направляющими устройствами или, другими словами, управление одним из поршней каждой пары осуществляется первым кулачковым направляющим устройством, тогда как управление другим поршнем осуществляется вторым кулачковым направляющим устройством. Каждый цилиндр, следовательно, снабжен отдельными поршнями, установленными с возможностью попарного перемещения навстречу друг другу и друг от друга, причем каждый поршень снабжен собственным шатуном, самостоятельно взаимодействующим через взаимодействующий с ним опорный ролик с соответствующим, одним из двух, противоположным кулачковым направляющим устройством, имеющим взаимодействующую с роликом "синусоидальную" поверхность. Кулачковые направляющие устройства для двух групп поршней, разнесенных в осевом направлении, расположены вдоль оси концами вперед, снаружи соответствующих концов двигателя. Днища поршней указанных пар поршней обращены друг к другу в общей рабочей камере взаимодействующего с ними цилиндра, то есть эти днища обращены к общей рабочей камере, расположенной посредине между указанной парой поршней.

В патенте Великобритании N 2019487 описан четырехцилиндровый двухтактный двигатель, причем в каждом из четырех цилиндров имеется по два поршня, совершающих возвратно-поступательное перемещение навстречу друг другу и друг от друга. Конструкцией двигателя предусмотрено, что воспламенение происходит одновременно в двух цилиндрах из четырех, то есть в парах чередующихся цилиндров. В описании к патенту указано, что контур кулачка может быть выполнен таким образом, чтобы перемещение поршней могло происходить наиболее благоприятным образом по отношению к расширению продуктов сгорания. В этой конструкции для выпуска или продувки выхлопа перед вводом нового топлива в цилиндр применяется требуемый ровный или стабильный контур. На прилагаемых к указанному патенту чертежах в каждой канавке из двух взаимно противоположных канавок кулачка изображен более или менее прямолинейный участок контура кулачка в точках взаимного поворота, лежащих непосредственно напротив друг друга с образованием участков "синусоидальной" кривой. Более конкретно, прямолинейный контур кулачка изображен только в одной из двух последовательных точек поворота "синусоидальной" кривой, образующей участки "синусоидальной" кривой, а именно там, где соответствующие поршни занимают один следом за другим свои наиболее удаленные, внешние положения, а выпускные и продувочные окна максимально открыты.

Описание изобретения Настоящее изобретение, относящееся к двухтактным двигателям, основано на конструкции четырехтактного двигателя, в котором расположение поршня и цилиндра соответствует указанному выше патенту США N 5031581. Целью предложенного изобретения в особенности является обеспечение такого применения принципа "синусоидальной поверхности" к двухтактному двигателю, при котором могут быть достигнуты по меньшей мере такие же благоприятные эксплуатационные параметры, как те, что достигнуты в четырехтактном (или двухтактном) двигателе, описанном в патенте США N 5031581, а предпочтительно даже еще более благоприятные.

В четырехтактном двигателе четыре соответствующих хода (ход нагнетания воздуха, ход сжатия, ход расширения и ход выпуска выхлопа) применяются последовательно друг за другом, при этом с каждым ходом могут быть совмещены различные функции двигателя, тогда как в двухтактном двигателе выпуск выхлопа и нагнетание воздуха происходит в зоне перехода между ходом расширения и ходом сжатия, то есть в непосредственной связи с остальными функциями двигателя в каждом рабочем цикле. Следовательно, в двухтактном двигателе различные функции двух противоположно направленных ходов должны быть объединены.

Целью предложенного изобретения также является объединение особенно благоприятным образом различных функций двухтактного двигателя при особом выполнении "синусоидальных" поверхностей поршней, как подробно описано ниже.

Кроме того, в соответствии с двухтактным двигателем, описанным в патенте Великобритании N 2019487, целью изобретения является применение более или менее прямолинейного контура на поворотных, образующих мертвые точки участках "синусоидальной" кривой, на которых поршни занимают свои наиболее удаленные внешние положения, и когда выпускные и продувочные окна максимально открыты.

В предложенном изобретении применяется следующее сочетание: - отсутствует необходимость в максимально близком совпадении криволинейного контура "синусоидальной" поверхности с синусоидой и известными "синусоидальными" контурами, напротив, его отклонение может достигать значительной степени, и - кулачковые направляющие устройства могут быть выполнены с "синусоидальными" поверхностями, которые могут в значительной мере отличаться друг от друга, тогда как в результате может быть дополнительно достигнуто в особенности благоприятное конструктивное выполнение двигателя.

Предлагаемая конструкция отличается тем, что два поршня в каждом цилиндре имеют взаимно отличающиеся фазы рабочего цикла, управляемые взаимно отличающимися кулачковыми направляющими устройствами, при этом кулачковые устройства выполнены с эквивалентными, взаимно отличающимися "синусоидальными" поверхностями, а соответствующие двум различным поршням кулачковые направляющие устройства смещены по фазе по отношению друг к другу на некоторых участках "синусоидальных" поверхностей, а на остальных участках "синусоидальных" поверхностей они совпадают по фазе.

В соответствии с изобретением может быть достигнуто особенно благоприятное управление и тем самым благоприятное совмещение различных рабочих функций в двухтактном двигателе.

В особенности предложенное изобретение обеспечивает возможность совмещения рабочих функций на вершинах и/или во впадинах "синусоидальной" кривой взаимно отличающимися способами, причем соответствующие промежуточные "синусоидальные" криволинейные участки могут быть размещены известным или более или менее известным образом.

Таким образом, в соответствии с изобретением может быть обеспечено перемещение поршней, образующих пару, взаимно отличающимся образом, но при этом в общей рабочей камере, расположенной между днищами поршней, образующих пару, могут быть получены благоприятные совокупные рабочие параметры.

Смещение фаз кулачковых направляющих устройств Практическое особенно благоприятное решение, предложенное изобретением, достигнуто благодаря смещению по фазе по отношению друг к другу соответствующих кулачковых направляющих устройств обоих поршней на определенных участках "синусоидальной" поверхности.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения это означает, во-первых, возможность благодаря смещению фаз вершин "синусоидальной" кривой удлинения фазы сгорания по отношению к предшествующей фазе расширения и соответственно по отношению к последующей фазе сжатия.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения может быть достигнуто благоприятное раздельное управление продувочными окнами посредством кулачкового направляющего устройства одного из поршней и соответственно благоприятное, раздельное управление выпускными окнами посредством кулачкового направляющего устройства другого поршня. Соответственно, путем такого смещения фаз может быть достигнуто открытие и закрытие продувочных и выпускных окон в различные моменты времени, определяемые эквивалентным выполнением каждого кулачкового направляющего устройства.

Два поршня, установленных разным способом, могут по отдельности открывать и закрывать взаимодействующие с ними окна (выпускные окна/продувочные окна), когда соответствующий поршень занимает соответственное осевое положение во взаимодействующем с ним цилиндре, но благодаря взаимному смещению фаз перемещений поршней открытие и закрытие различных окон может происходить соответственно также со смещением фаз.

Особое выполнение "синусоидальной" поверхности Благодаря выполнению участков "синусоидальной" поверхности прямолинейными или в основном прямолинейными в плоскости, расположенной под прямым углом к приводной оси двигателя, достигнута игнорируемая до сих пор возможность создания особенно благоприятных рабочих параметров во время фазы сгорания топлива. Как предложено изобретением, действительно появляется возможность благодаря особому выполнению "синусоидальной" поверхности ограничения в рабочей камере особой камеры сгорания, соответствующей части указанной рабочей камеры. Следовательно, эта камера сгорания может иметь постоянный или почти объем на протяжении сравнительно большой длины дуги продольного измерения "синусоидальной" поверхности и дуги вращения приводного вала, так что большая часть процесса сгорания, например весь или почти весь процесс сгорания, может происходить в указанной камере сгорания.

Когда в настоящем описании указывается, что камера сгорания может иметь постоянный или в основном постоянный объем, это связано с особенностями выполнения "синусоидальной" поверхности в мертвой точке между ходом сжатия и ходом расширения.

Другими словами, благодаря абсолютно прямолинейному участку на "синусоидальной" поверхности могут быть получены соответствующие постоянные объемы, при этом благодаря более или менее прямолинейному участку могут быть получены эквивалентные в основном постоянные объемы. Это приводит к возможности приспособления контура "синусоидальной" поверхности в соответствии с фактическими параметрами в различных случаях применения.

На практике наряду с главным образом прямолинейными участками "синусоидальной" поверхности могут применяться частично прямолинейные, предшествующие и последующие, в значительной мере прямолинейные участки "синусоидальной" поверхности.

Благодаря указанному выше решению, основанному на поддержании объема камеры сгорания постоянным или в основном постоянным на мертвых участках при переходе от хода сжатия к ходу расширения, обеспечена, во-первых, возможность использования накопленной энергии, выделяемой в процессе сгорания и имеющей максимальную мощность даже в начале фазы расширения. Следовательно, эта энергия может быть использована с максимальным эффектом непосредственно после прохождения соответствующим поршнем своей мертвой точки или своего мертвого участка. Таким образом, это выделение энергии может использоваться максимально полно уже на тех криволинейных участках перехода, на которых происходит ускорение поршня от его стационарного состояния до параметров его оптимального движения, а затем может продолжаться с большой силой на последующей фазе расширения.

Во-вторых, благодаря применению камеры сгорания, имеющей постоянный объем, существует возможность получения более благоприятного режима сгорания топлива, а именно сгорания больших доз топлива еще до начала фазы расширения. Это может быть обеспечено благодаря сгоранию существенных доз топлива в камере сгорания при прохождении мертвого участка или в непосредственной близости от него.

Кроме того, как видно при суммарной оценке, достигнуто более полное использование энергии топлива благодаря обеспечению возможности сгорания в рабочей камере большего количества топлива путем повышения его процентного соотношения до того, как в конце хода расширения происходит выпуск выхлопных газов из этой камеры.

Иными словами, в предложенном изобретении существует возможность значительного увеличения развиваемой мощности двигателя по сравнению с известными техническими решениями.

В результате в предложенном изобретении достигнута значительно большая выходная мощность двигателя. Кроме того, снижено выделение газообразных CO и NO_x и т. п. , следовательно, получено лучшее с точки зрения охраны окружающей среды сгорание топлива.

Следует также отметить, что происходящее по существу в ходе расширения последующее сгорание топлива, которое в значительной степени может компенсировать эффект увеличения объема в той части рабочей камеры, где происходят колебательные перемещения поршней, может осуществляться в соответствии с изобретением в управляемом режиме задолго до открытия выпускных окон, то есть постепенно, по мере перемещения поршня в рабочей камере в ходе расширения.

Иными словами, существует возможность предпочтительного способа распределения движущей силы от начала хода расширения и далее, на протяжении значительных участков хода расширения до открытия выпускных окон, даже при наличии оптимального сгорания еще до начала хода расширения.

Энергия, выделяемая благодаря освобождающейся возможности движения поршней из стационарного положения, может соответственно быть выделена сравнительно мгновенно и с максимальной силой в камере сгорания, имеющей постоянный объем. Выделение энергии может происходить в ускоряющемся режиме посредством криволинейного участка "синусоидальной" поверхности, образующего участок перехода между прямолинейным мертвым участком и последующим прямолинейным участком расширения. На последующем прямолинейном участке расширения расширение происходит линейно, то есть в рабочей камере, имеющей, упрощенно говоря, линейно увеличивающийся объем.

Описание чертежей Дальнейшие особенности настоящего изобретения будут очевидны из следующего ниже описания со ссылками на приложенные чертежи, на которых изображены некоторые реальные варианты выполнения и на которых: фиг. 1 изображает вертикальный разрез предлагаемого двигателя; фиг. 1a и 1b изображают на соответствующем фрагменте фиг. 1 основные части двигателя, причем на фиг. 1a поршни двигателя находятся в положении, при котором промежуток между ними максимален, а на фиг. 1b поршни двигателя находятся в положении, при котором промежуток между ними минимален; фиг. 2 схематично изображает первое поперечное сечение одного конца цилиндра двигателя, на котором показан продувочный воздушный впуск; фиг. 3 схематично изображает второе поперечное сечение другого конца цилиндра двигателя, на котором показан выхлопной выпуск; фиг. 4a схематично изображает третье поперечное сечение средней части цилиндра двигателя, соответствующего первому варианту выполнения, в которой происходит подача и воспламенение топлива; фиг. 4b изображает поперечное сечение, соответствующее фиг. 4a, средней части цилиндра в соответствии с вторым вариантом выполнения; фиг. 5a изображает продольный разрез фрагмента двигателя, изображенного на фиг. 1b; фиг. 5b изображает продольный разрез кулачкового направляющего устройства с находящимся с ним в связи приводным валом и фрагментом двигателя, изображенным на фиг. 1b; фиг. 5c изображает вид сбоку направляющей обоймы; фиг. 5d и 5e изображают виды соответственно сверху и снизу направляющей обоймы, изображенной на фиг. 5c; фиг. 5f изображает вид сбоку шатуна; фиг. 5g изображает вид сверху шатуна, показанного на фиг. 5f; фиг. 5h изображает вертикальный разрез предлагаемого поршня; фиг. 6 - 8 схематично изображают развернутую на плоскости общую схему перемещения первых поршней каждой пары, взаимодействующих с каждым цилиндром, которая применена в трехцилиндровом двигателе и изображена при различных угловых положениях поршней по отношению к вращательному движению приводного вала; фиг. 6a схематично иллюстрирует принцип передачи движущих сил между роликом шатуна и взаимодействующим с ним наклонным участком "синусоидальной" поверхности; фиг. 9 схематично изображает развернутую на плоскости более подробную схему перемещения двух поршней каждого цилиндра пятицилиндрового двигателя, занимающих различное угловое положение по отношению к вращательному движению приводного вала; фиг. 10 изображает то же, что изображено на фиг. 9, при этом поршни находятся в следующем рабочем положении по отношению к взаимодействующим с ними цилиндрам; фиг. 11 схематично изображает фрагмент центрального участка "синусоидальной" поверхности для двух взаимодействующих поршней каждого цилиндра; фиг. 12 подробно изображает криволинейный контур "синусоидальной" поверхности для первого поршня в каждом цилиндре; фиг. 13 подробно изображает соответствующий криволинейный контур "синусоидальной" поверхности для второго поршня в каждом цилиндре; фиг. 14 изображает криволинейные контуры, изображенные на фиг. 12 и 13, наложенные друг на друга для сравнения; фиг. 15 изображает в продольном сечении альтернативную конструкцию кулачкового направляющего устройства с взаимодействующими с ним нажимными шарами, расположенными на внешнем конце шатуна; фиг. 16 изображает в сечении, в направлении радиально наружу от кулачкового направляющего устройства альтернативное решение, изображенное на фиг. 15; фиг. 17 и 18 изображают соответственно вид сверху и горизонтальный разрез устройства, направляющего головную часть шатуна по двум параллельным управляющим стержням.

Со ссылками на фиг. 1 в настоящем описании рассмотрен двухтактный двигатель 10 внутреннего сгорания. В частности, описан двигатель 10, приспособленный для работы в соответствии с так называемым принципом "синусоидальной поверхности". На фиг. 1 схематично изображен разрез предлагаемого двигателя 10.

Целью предлагаемого изобретения, в соответствии с его первым аспектом, является сгорание в особым образом ограниченной камере К1 сгорания (см. фиг. 1b), как подробно описано ниже.

Кроме того, в соответствии со вторым аспектом изобретения, его целью является благоприятное управление открытием и закрытием выпускных окон 25 и продувочных окон 24, что также описано ниже.

В варианте выполнения, изображенном на фиг. 1, имеется короткий приводной вал 11, проходящий центрально в осевом направлении через двигатель 10.

Вал 11 на одном своем показанном конце снабжен первой головной частью 12a, выступающей радиально в наружном направлении и образующей первое кулачковое направляющее устройство. На втором своем конце вал 11 снабжен равнозначной второй головной частью 12b, выступающей радиально в наружном направлении и образующей второе кулачковое направляющее устройство.

Головные части/кулачковые направляющие устройства 12a, 12b в изображенном варианте выполнения представлены по отдельности и каждая/каждое из них по отдельности присоединена/присоединено к валу 11 собственными крепежными средствами.

Кулачковое направляющее устройство 12a охватывает вал 11 на одном его конце 11a, образует концевую опору на торцевую поверхность 11b вала 11 посредством крепежного фланца 12a' и неподвижно прикреплено к валу 11 крепежными винтами 12a".

Кулачковое направляющее устройство 12b охватывает утолщенную часть 11c вала 11 на его противоположной концевой части 11d. Устройство 12b в отличие от устройства 12a не прикреплено непосредственно к валу 11, а расположено с возможностью ограниченного осевого перемещения вдоль вала 11, в особенности с учетом обеспечения возможности регулирования степени сжатия в цилиндрах 21 двигателя 10 (на фиг. 1 изображен только один из нескольких цилиндров).

Концевая часть 11d вала 11 (см. фиг. 1 и 5) образует смещенную в радиальном направлении втулочную часть, к которой прикреплен чашевидный несущий элемент 13. Элемент 13 снабжен крепежным фланцем 13', который крепежными винтами 13" прикреплен к концевой части 11d вала 11. Между верхней торцевой поверхностью 13a несущего элемента 13 и расположенной напротив поверхностью 11e буртика вала 11 ограничена масляная камера 13b сжатия. В камере 13b помещен с возможностью скольжения поршнеобразующий имитатор 12b' сжатия, выполненный в виде направляющего выступа и выступающий с внутренней стороны кулачкового направляющего устройства радиально внутрь в камеру 13b со скользящим упором во внешнюю поверхность концевой части 11d.

Для предотвращения взаимного вращения устройства 12b, элемента 13 и вала 11 сквозь имитатор 12b' проходит комплект направляющих пальцев 12', которые закреплены в своих соответствующих отверстиях на торцевой поверхности 13a несущего элемента 13 и в поверхности 11e вала 11.

В камеру 13b по поперечным каналам 11f и 11g, проходящим через концевую часть 11d вала 11, подводится и отводится масло под давлением.

Средства 14 направления масла, расположенные продольно внутри взаимно выровненных осевых отверстий в концевой части 11d вала 11 и в фланце 13' элемента 13, обеспечивают подвод нагнетаемого масла к каналу 11f и отвод возвратного масла по каналу 11g через отдельные направляющие каналы 14a и 14b и примыкающие кольцевы