ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С КАЧАЮЩИМСЯ ПОРШНЕМ Российский патент 1994 года по МПК F01C9/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции двигателей внутреннего сгорания, предназначенных преимущественно для автомототранспорта, сельхозмашин и других передвижных и стационарных силовых установок, используемых в народном хозяйстве.

Наиболее близким к изобретению является двухтактный двигатель внутреннего сгорания, который имеет корпус, в нем встроенный цилиндр, служащий для принудительного нагнетания топлива в два силовых цилиндра, таким образом, что основание двигателя используется только для смазочных целей, три цилиндра закреплены по дуге вокруг общей оси, на которой установлены три поршня, поршень насоса и два силовых поршня, которые совместно совершают возвратно-поступательные колебания вокруг оси, входные отверстия или клапаны служат для соединения выходных концов двойного нагнетательного насоса с двумя силовыми цилиндрами, имеет кривошипно-шатунный механизм.

Указанный выше двухтактный двигатель внутреннего сгорания имеет существенные недостатки в сравнении с предлагаемым, а именно: Вариант первый этого двигателя имеет входные и выходные окна, расположенные в нижней части силовых цилиндров. Это ведет к потере рабочего тела во время продувки до 30% с одновременным ухудшением очистки цилиндров от отработанных газов. Вариант второй. Для осуществления продувки рабочего цилиндра рабочим телом сверху вниз вдоль цилиндра двигатель имеет перепускные клапаны из нагнетательного цилиндра в силовой, расположенные в перегородках и обеспеченные пружинами. Применение указанных клапанов приводит двигатель к недееспособности в силу того, что усилие клапанной пружины должно обеспечивать надежное закрытие перепускного клапана во избежание его прогорания, в то время как сила избыточного давления в нагнетательном цилиндре недостаточна для его открытия. Вариант третий. Двигатель имеет газораспределительный механизм по типу четырехтактного двигателя. Это другое техническое решение. В предлагаемом двигателе отсутствует газораспределительный механизм. Вариант четвертый. Отличие по данному варианту прототипа перед предлагаемым заключается в том, что продувка силового цилиндра осуществляется за счет входных пластин, которые проходят через цилиндры вдоль внутренних поверхностей боковых стенок корпуса. Пластины способны скользить мимо ребер головок цилиндров и концентрически цилиндрических плоскостей, пластины ограничиваются (предохранены) своими противоположными концами силовыми поршнями. Пластины имеют удлиненные отверстия, через которые осуществляется продувка силовых цилиндров.

Как видно из вышеизложенного, продувка сверху вниз по цилиндру решается совсем другим техническим решением, которое имеет существенные недостатки, оставляя эту идею практически невыполнимой, а именно: потому что пластины с тремя поршнями, скользящими между стенками корпуса, между головок цилиндров и концентрически цилиндрических плоскостей, имеют большую массу и очень большую площадь трения, что приведет к отрицательному эффекту. Невозможно представить систему уплотнений, обеспечивающих надежное уплотнение как со стороны стенок корпуса, перепускных окон, головки цилиндров, так и концентрически цилиндрических плоскостей, а также трудно представить как удерживается в одной точке головка цилиндров и концентрически цилиндрические плоскости как высоко нагруженные детали.

Целью изобретения является повышение эффективности двигателя.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемый двухтактный двигатель внутреннего сгорания с качающимся поршнем содержит корпус, жестко связанную с ним радиальную перегородку, крышку, ось, установленную в корпусе, ступицу, расположенную на оси и жестко связанную с концами рабочего и компрессорного поршней, размещенных в корпусе с образованием по обе стороны перегородки рабочей и нагнетательной полостей переменного объема и связанных между собой при помощи перепускного канала, дугообразную перегородку, жестко связывающую периферийные части поршней, а между дугообразной и радиальной перегородками образован перепускной канал, коленчатый вал, связанный с поршнем при помощи шатуна.

Отличительными признаками в предлагаемом двухтактном двигателе внутреннего сгорания с качающимся поршнем является то, что он имеет дугообразную перегородку, жестко закрепленную с периферийными частями рабочего и компрессорного поршней. Дугообразная перегородка имеет периферийные выступы, направленные внутрь камер, образует перепускной канал, расположенный между дугообразной и радиальной перегородками, связывающий рабочую и нагнетательную полости. При качательном движении поршней между дугообразной и радиальной перегородками в верхней зоне камеры сгорания образуется перепускное окно, через которое по перепускному каналу из нагнетательной полости в рабочую подается рабочее тело или воздух. Таким образом обеспечивается продувка сверху вниз вдоль рабочей полости, улучшая очистку полости от отработанных газов и экономя при этом топливо до 15-20% .

На фиг. 1 показан торцевой разрез двигателя; на фиг. 2 - общий вид двигателя, разрез.

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с качающимся поршнем содержит корпус 1, жестко связанную с ним радиальную перегородку 2, крышку 3, ось 4, установленную в корпусе 1, ступицу 5, расположенную на оси 4 и жестко связанную с концами рабочего 6 и компрессорного 7 поршней, размещенных в корпусе 1 с образованием по обе стороны перегородки 2 рабочей 8 и нагнетательной 9 полостей переменного объема и связанных между собой при помощи перепускного канала 10, дугообразную перегородку 11, жестко связывающую периферийные части поршней рабочего 6 и компрессорного 7, при это дугообразная перегородка 11 выполнена с периферийными выступами 12, направленными внутрь камер 8 и 9, между которыми расположен перепускной канал 10, коленчатый вал 13, связанный с поршнями 6 и 7 с помощью шатуна 14. В верхней части радиальной перегородки имеется паз 15, через который в момент продувки входит рабочее тело в камеру сгорания рабочей полости 7 из нагнетательной камеры 9 по перепускному каналу 10, и сверху вниз по полости 9 осуществляется продувка через выходное окно 16, этим самым достигается лучшая очистка от отработанных газов и уменьшение потерь рабочего тела на 15-20% . (56) Патент США N 3388693, кл. F 01 C 9/00, опублик. 1968.

Использование: изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям двигателей внутреннего сгорания. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с качающимся поршнем содержит корпус 1, жестко связанную с ним радиальную перегородку 2, ось, установленную в корпусе, ступицу, расположенную на оси и жестко связанную с концами рабочего 6 и компрессорного 7 поршней, размещенных в корпусе с образованием по обе стороны перегородки рабочей 8 и нагнетательной 9 полостей переменного объема и связанных между собой при помощи перепускного канала 10, коленчатый вал 13, шатун 14, дугообразную перегородку 11, жестко связанную с периферийными частями поршней, в которой выполнен продувочный канал 10, соединяющий рабочую и нагнетательную полости во время продувки с верхней зоной камеры сгорания. Дугообразная перегородка имеет периферийные выступы с целью образования между ними продувочного канала. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С КАЧАЮЩИМСЯ ПОРШНЕМ, содержащий корпус, жестко связанную с ним радиальную перегородку, крышку, ось, установленную в корпусе, ступицу, расположенную на оси и жестко связанную с концами рабочего и компрессорного поршней, размещенных в корпусе с образованием по обе стороны перегородки рабочей и нагнетательной полостей переменного объема и связанных между собой при помощи перепускного канала, коленчатый вал, связанный с поршнем посредством шатуна, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, двигатель дополнительно снабжен дугообразной перегородкой, жестко связывающей периферийные части поршней, а между дугообразной и радиальной перегородками образован продувочный канал. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что дугообразная перегородка выполнена с периферийными выступами, направленными внутрь камер.