ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2001 года по МПК F02B19/02 F02D15/04 

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к двухтактным двигателям.

Известен двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, блок цилиндров, головку блока, по меньшей мере, один цилиндр с поршнем, по меньшей мере, одну камеру сгорания, выполненную в головке блока, впускной и выпускной клапаны, установленные в голове блока, накопительную полость, размещенную в головке блока и сообщенную с одной стороны с источником давления воздуха или рабочей смеси, а с другой стороны - с камерой сгорания, последняя выполнена с возможностью периодического сообщения с накопительной полостью через, по меньшей мере, одно впускное отверстие и с полостью цилиндра через, по меньшей мере, одно перепускное отверстие (см. патент США N 5333582, МПК F 02 В 19/02, опубликованный 1994 г.).

Недостаток известного двигателя заключается в недостаточно эффективном двухтактном процессе работы двигателя.

Задачей изобретения является повышение эффективности двухтактного процесса работы двигателя.

Поставленная задача решается тем, что двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, блок цилиндров, головку блока, по меньшей мере, один цилиндр с поршнем, по меньшей мере, одну камеру сгорания, выполненную в головке блока, впускной и выпускной клапаны, установленные в голове блока, накопительную полость, размещенную в головке блока и сообщенную с одной стороны с источником давления воздуха или рабочей смеси, а с другой стороны - с камерой сгорания, последняя выполнена с возможностью периодического сообщения с накопительной полостью через, по меньшей мере, одно впускное отверстие и с полостью цилиндра через, по меньшей мере, одно перепускное отверстие, согласно изобретению впускной клапан установлен в камере сгорания с возможностью перемещения и периодического перекрытия, по меньшей мере, одного впускного отверстия и по меньшей мере одного перепускного отверстия, впускной клапан снабжен двумя противоположно расположенными уплотняющими поверхностями, периодически взаимодействующими с седлами, имеющимися во впускном и перепускном отверстиях, при этом впускной клапан выполнен с возможностью разобщения камеры сгорания с накопительной полостью и сообщения камеры сгорания с полостью цилиндра во время процесса сгорания, путем перекрытия впускного отверстия камеры сгорания, а также с возможностью последующего перемещения впускного клапана в камере и последующего перекрытия впускным клапаном перепускного отверстия камеры сгорания во время процесса выхлопа, и с возможностью перемещения впускного клапана в сторону верхней мертвой точки поршня и сообщения накопительной полости с полостью цилиндра в процессе продувки и наполнения камеры сгорания и полости цилиндра.

Кроме того, поставленная задача решается и тем, что площадь поперечного сечения средней части камеры сгорания больше площади поперечного сечения впускного или перепускного отверстий камеры сгорания, а противоположно расположенные уплотняющие поверхности выполнены на тарелке клапана.

На фиг. 1 показано положение впускного клапана во время рабочего хода; на фиг. 2 - положение впускного клапана при завершении рабочего хода и начале выхлопа; на фиг. 3 - положение впускного клапана во время выхлопа; фиг. 4 - положение впускного клапана при завершении выхлопа и заполнении камеры сгорания и полости цилиндра свежим зарядом.

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус, блок цилиндров, головку 1 блока, по меньшей мере, один цилиндр 2 с поршнем 3, по меньшей мере, одну камеру сгорания 4, выполненную в головке 1 блока. Впускной и выпускной клапаны 5 и 6 установлены в головке 1 блока. Накопительная полость 7, выполненная в головке 2 сообщена с одной стороны с источником давления воздуха или рабочей смеси, а с другой стороны - с камерой сгорания 4. Камера сгорания 4 выполнена с возможностью периодического сообщения с накопительной полостью 7 через, по меньшей мере, одно впускное отверстие 8 и с полостью 9 цилиндра 2 через, по меньшей мере, одно перепускное отверстие 10. Впускной клапан 5 установлен в камере сгорания 4 с возможностью перемещения и периодического перекрытия, по меньшей мере, одного впускного отверстия 8 и, по меньшей мере, одного перепускного отверстия 10.

Впускной клапан 5 снабжен двумя противоположно расположенными уплотняющими поверхностями 11 и 12, периодически взаимодействующими с седлами 13 и 14, выполненными во впускном и перепускном отверстиях 8 и 10. Противоположно расположенные уплотняющие поверхности 11 и 12 выполнены на тарелке впускного клапана 5. Площадь поперечного сечения средней части камеры сгорания 4 больше площади поперечного сечения впускного 8 или перепускного 10 отверстий камеры сгорания 4.

Двигатель работает следующим образом.

При включении зажигания источник давления воздуха или рабочей смеси создает в накопительной полости 7 давление сжатия, после чего срабатывает стартер, приводя в движение коленчатый вал двигателя. Во время рабочего хода впускной клапан 5 находится в верхнем положении. Поскольку впускной клапан 5 выполнен с возможностью разобщения камеры сгорания 4 с накопительной полостью 7 (посредством контакта уплотняющих поверхностей 11 с седлом 13 и перекрытия впускного отверстия 8) и сообщения камеры сгорания 4 с полостью 9 цилиндра через перепускное отверстие 10, продукты сгорания воздействуют на поршень 3, перемещая последний от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ), как показано на фиг. 1.

При завершении рабочего хода при подходе поршня 3 к НМТ впускной клапан 5 опускается в нижнее положение (см. фиг. 2), при этом уплотняющие поверхности 12 контактируют с седлом 14, перекрывая тем самым перепускное отверстие 10, и открывается выпускной клапан 6. Завершается рабочий ход и начинается процесс выхлопа, т.е. очистки полости 9 цилиндра от продуктов сгорания.

В процессе очистки поршневой полости от продуктов сгорания (см. фиг. 3) впускной клапан 5 перекрывает перепускное отверстие 10, отделяя камеру сгорания 4 от полости 9 цилиндра. В это время поршень 3 перемещается к верхней мертвой точке, вытесняя продукты сгорания через открытый выпускной клапан 6. При этом в камеру сгорания 4, благодаря открытому впускному отверстию 8, поступает воздух.

При подходе поршня 3 к ВМТ (см. фиг. 4) впускной клапан начинает перемещаться в верхнее положение, открывая перепускное отверстие 10. Находящийся в полости камеры сгорания 4 перед впускным клапаном 5 воздух начинает перепускаться в полость камеры сгорания 4, находящуюся за впускным клапаном 5, и через перепускное отверстие 10 поступать в полость 9 цилиндра, продувая ее и вытесняя из полости 9 цилиндра остатки продуктов сгорания. После вытеснения продуктов сгорания из полости 9 цилиндра, выпускной клапан 6 закрывается и осуществляется заполнение камеры сгорания 4 и полости 9 цилиндра воздухом. Впускной клапан 5 перекрывает впускное отверстие 8, осуществляется воспламенение топлива, после чего процесс повторяется как было указано выше.

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус, блок цилиндров, головку блока, цилиндр с поршнем, камеру сгорания, выполненную в головке блока, впускной и выпускной клапаны, установленные в голове блока, и накопительную полость, размещенную в головке блока и сообщенную с одной стороны с источником давления воздуха или рабочей смеси, а с другой стороны - с камерой сгорания. Камера сгорания выполнена с возможностью периодического сообщения с накопительной полостью через впускное отверстие и с полостью цилиндра через перепускное отверстие. Впускной клапан установлен в камере сгорания с возможностью перемещения и периодического перекрытия до впускного отверстия и перепускного отверстия. Впускной клапан снабжен двумя противоположно расположенными уплотняющими поверхностями, взаимодействующими с седлами, имеющимися во впускном и перепускном отверстиях. Впускной клапан выполнен с возможностью разобщения камеры сгорания с накопительной полостью и сообщения камеры сгорания с полостью цилиндра во время процесса сгорания. Впускной клапан имеет возможность перемещения в камере сгорания в сторону нижней мертвой точки поршня и перекрытия впускным клапаном перепускного отверстия камеры сгорания во время процесса выхлопа. Впускной клапан перемещается в сторону верхней мертвой точки поршня и сообщает накопительную полость с полостью цилиндра в процессе продувки и наполнения камеры сгорания и полости цилиндра. Технический результат заключается в повышении эффективности двухтактного процесса работы двигателя. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, блок цилиндров, головку блока, по меньшей мере, один цилиндр с поршнем, по меньшей мере, одну камеру сгорания, выполненную в головке блока, впускной и выпускной клапаны, установленные в головке блока, накопительную полость, размещенную в головке блока и сообщенную с одной стороны с источником давления воздуха или рабочей смеси, а с другой стороны - с камерой сгорания, последняя выполнена с возможностью периодического сообщения с накопительной полостью через, по меньшей мере, одно впускное отверстие и с полостью цилиндра через, по меньшей мере, одно перепускное отверстие, отличающийся тем, что впускной клапан установлен в камере сгорания с возможностью перемещения и периодического перекрытия, по меньшей мере, одного впускного отверстия и по меньшей мере одного перепускного отверстия, впускной клапан снабжен двумя противоположно расположенными уплотняющими поверхностями, периодически взаимодействующими с седлами, имеющимися во впускном и перепускном отверстиях, при этом впускной клапан выполнен с возможностью разобщения камеры сгорания с накопительной полостью и сообщения камеры сгорания с полостью цилиндра во время процесса сгорания, путем перекрытия впускного отверстия камеры сгорания, а также с возможностью последующего перемещения впускного клапана в камере сгорания в сторону нижней мертвой точки поршня и последующего перекрытия впускным клапаном перепускного отверстия камеры сгорания во время процесса выхлопа, и с возможностью перемещения впускного клапана в сторону верхней мертвой точки поршня и сообщения накопительной полости с полостью цилиндра в процессе продувки и наполнения камеры сгорания и полости цилиндра. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения средней части камеры сгорания больше площади поперечного сечения впускного или перепускного отверстий камеры сгорания. 3. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что противоположно расположенные уплотняющие поверхности выполнены на тарелке клапана.