ДВУХТАКТНЫЙ КЛАПАННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ БЕЗ ЦИКЛА ПРОДУВКИ И ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ВАЛА С ВСПОМОГАТЕЛЬНЫМ ЦИЛИНДРОМ Российский патент 2004 года по МПК F02B33/22 

Сущность изобретения
Двигатель внутреннего сгорания карбюраторный или дизельный содержит по меньшей мере один основной цилиндр, который снабжен перепускным и выпускным клапанами, и один вспомогательный цилиндр, снабженный впускным клапаном. Объем вспомогательного цилиндра в два раза больше объема рабочего цилиндра. Кулачки газораспределительного механизма располагаются на коленчатом валу, который выполнен таким образом, что колено под шатун поршня вспомогательного цилиндра находится под углом 45^o относительно колена под шатун поршня основного цилиндра. Помимо этого кулачки впускного клапана вспомогательного цилиндра и перепускного клапана основного цилиндра спрофилированы таким образом, что закрытие и открытие клапанов происходит через пол-оборота коленчатого вала (фиг. 3). А кулачок перепускного клапана основного цилиндра спрофилирован таким образом (фиг.3), что время открытия перепускного клапана составляет 1/8 часть оборота коленчатого вала.

Область техники к которой относится изобретение
Изобретение относится к двухтактным двигателям внутреннего сгорания как карбюраторным, так и дизельным.

Уровень техники
Близкий по назначению двигатель предлагается патентообладателем
(19) RU (11) 2100627 (13) C1
(56)6 F 02 В 33/22
Известный двигатель обладает следующими недостатками:
1) так как он является 4-тактным, то коэффициент тактности у него равен 2, что позволяет увеличить мощность двигателя всего в 4 раза по сравнению с простым двигателем такого же литража. Предлагаемый двигатель будет иметь коэффициент тактности 1, что увеличивает мощность двигателя в 8 раз по отношению к существующим 4-тактным двигателям такого же литража;
2) имея газораспределительный вал, известный двигатель имеет более низкий К.П.Д. по сравнению с предлагаемым двигателем, который его не имеет.

Описание изобретения
Технической задачей изобретения является существенное увеличение мощности при том же рабочем объеме двигателя. Задача решается за счет того, что в конструкцию двигателя (фиг.1) введен вспомогательный цилиндр с впускным клапаном, который связан с карбюратором в случае карбюраторного варианта или с воздухозаборником в случае дизельного варианта. В дальнейшем автор предлагает разбирать случай карбюраторного двигателя.

Кинематическая схема двигателя спроектирована таким образом, что поршень основного цилиндра, находясь в В.Н.Т., упирается в головку блока цилиндра и поэтому камера сгорания как таковая в этом цилиндре отсутствует. Поршень вспомогательного цилиндра, находясь в В. М.Т., также упирается в головку блока цилиндров.

Изобретение поясняется фиг.2 и 4.

Работа предлагаемого двигателя происходит следующим образом.

Когда поршень 1 основного цилиндра 22 при открытом выпускном клапане 3 дошел до В.М.Т. и уперся в головку блока цилиндра 27, то в это время поршень 2 вспомогательного цилиндра 23 при закрытом впускном клапане 5 прошел 2/3 пути от Н. М. Т, до В.М.Т. и сжал нагнетенную воздушно-топливную смесь до давления 5-7 атмосфер. После этого выпускной клапан 3 основного цилиндра закрылся с помощью коромысла 15 и кулачка 8, а перепускной клапан 4 с помощью коромысла 14 и кулачка 9 открылся, а поршень 2 вспомогательного цилиндра 23, продолжая свой путь вверх до головки блока цилиндра 27 через перепускной коллектор 24, вытолкнул Т.B.C. в основной цилиндр 22, поршень 1 которого в это время пошел вниз к Н.М.Т., тем самым давая возможность топливно-воздушной смеси перейти из вспомогательного цилиндра в основной. Когда поршень 1 основного цилиндра прошел 1/4 часть пути к Н.М.Т., то в образовавшейся полости Т.B.C. оказалась сжатой до 8-10 атм. После чего перепускной клапан 4 основного цилиндра закрылся, а электросвеча 6 дала искру и поршень 1 под воздействием газов пошел к Н.М.Т., совершая полезную работу, в это время поршень 2 вспомогательного цилиндра 23 при открытом впускном клапане 5 с помощью коромысла 15 и кулачка 7 пошел к Н.М.Т., всасывая в цилиндр 23 Т.B. C. через впускной коллектор 25.

Таким образом в предлагаемом двигателе в основном цилиндре совмещены в один 3 такта, а именно всасывание, сжатие и рабочий ход. Существенным отличием этого двигателя от существующих 2-тактных является то, что у него отсутствует такт продувки, который у существующих 2-тактных двигателей совмещен с тактом сжатия, в результате чего 40% топлива выбрасывается в атмосферу несгоревшим, что является большой потерей. У предлагаемого двигателя этого недостатка нет, поэтому все топливо будет сгорать и превратится в полезную работу, что увеличит К.П.Д. двигателя.

Мощность этого двигателя будет в 8 раз выше чем у двигателей такого же литража за счет того, что:
1) объем вспомогательного цилиндра в два раза больше объема основного цилиндра, поэтому среднеиндикаторное давление в рабочем цилиндре будет в два раза больше, а это значит, что крутящий момент при том же ходе поршня увеличится в 2 раза;
2) так как значение Pi увеличилось в два раза, то обороты двигателя тоже возрастут в 2 раза;
3/ так как двигатель двухтактный, то коэффициент тактности у него равен 1 (вместо 2 у 4-тактного).

Подставляя эти значения в формулу для определения мощности двигателя

получим
р

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания с разделенным циклом. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит основной цилиндр, оснащенный перепускным и выпускным клапанами, и вспомогательный цилиндр, имеющий впускной клапан. Поршни обоих цилиндров связаны с коленчатым валом, при этом на коленчатом валу колено под шатун поршня вспомогательного цилиндра расположено под углом относительного колена под шатун поршня вспомогательного цилиндра, например под углом 45^oС. Согласно изобретению объем вспомогательного цилиндра больше объема основного цилиндра, например, в два раза. Кулачок впускного клапана вспомогательного цилиндра спрофилирован так, что его открытие и закрытие происходят через пол-оборота коленчатого вала, а кулачок перепускного клапана - так, что время его открытия составляет 1/8 часть оборота коленчатого вала. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Двигатель внутреннего сгорания содержит основной цилиндр, оснащенный перепускным и выпускным клапанами и вспомогательный цилиндр, имеющий впускной клапан, поршни которых связаны с коленчатым валом, при этом на коленчатом валу колено под шатун поршня вспомогательного цилиндра расположено под углом относительно колена под шатун поршня вспомогательного цилиндра, отличающийся тем, что объем вспомогательного цилиндра больше объема основного цилиндра, кулачок впускного клапана вспомогательного цилиндра спрофилирован так, что его открытие и закрытие происходит через пол-оборота коленчатого вала, а кулачок перепускного клапана – так, что время открытия составляет 1/8 часть оборота коленчатого вала.2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что объем вспомогательного цилиндра в два раза больше объема основного цилиндра.3. Двигатель по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что колено под шатун поршня вспомогательного цилиндра расположено под углом 45° относительно колена под шатун поршня вспомогательного цилиндра.