Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания Российский патент 2023 года по МПК F01L11/02 F02B33/12 

Изобретение относится для использования в проектировании и строительстве двухтактных двигателей внутреннего сгорания.

Известен двухтактный двигатель внутреннего сгорания из патента RU 2769610, у которого цилиндры разделены поршнями на верхнюю и нижнюю камеры и отделены от картера съемными крышками с отверстиями для прохождения штоков, а в нижней части цилиндров выполнены продольные и полукольцевые канавки, сообщающие верхнюю и нижнюю камеры.

Недостатком данной конструкции наличие полукольцевых и продольных канавок в цилиндрах. Это приводит к следующему: 1 - усложняет изготовление цилиндров, 2 - при смещении уплотнительных колец с замком не исключено попадание замка в полукольцевые канавки, что может привести к выходу их из строя (во избежание этого возможна установка фиксаторов замка, что также усложняет конструкцию).

По предлагаемому изобретению представлено два варианта: первый вариант - с одним клапаном, второй с несколькими клапанами для возможности увеличения их общего проходного сечения, что позволит увеличить объем воздуха при перемещении его из нижней камеры в верхнюю.

Задача предлагаемого изобретения состоит в устранении выше указанных недостатков

Задача достигается тем, что в поршне соосно ему размещен один или несколько клапанов, жестко связанных с подпружиненными толкателями, имеющих пазы, совмещаемые с пазами штока при контакте толкателей и подпружиненных демпферов при нижнем положении поршня, причем подпружиненный демпфер установлен в выточке съемной крышки, или в приливе съемной крышки.

Фиг. 1 - 1-й вариант цилиндропоршневой группы;

Фиг. 2 - верхняя часть штока по первому варианту;

Фиг. 3 - поршень по первому варианту;

Фиг. 4 - толкатель по первому варианту;

Фиг. 5 - 2-й вариант поршневой группы;

Фиг. 6 - поршень по второму варианту;

Фиг. 7 - съемная крышка по второму варианту;

Фиг. 8 - толкатель по второму варианту;

Фиг. 9 - циклограмма цилиндропоршневой группы.

Цилиндропоршневая группа по первому варианту (см фиг. 1-4, 9) содержит цилиндр 1 с проточкой 2 в его нижней части, верхнюю камеру 3, нижнюю камеру 4, отверстие 5 для подачи воздуха, отверстие 6, используемое для турбонаддува, головку блока 7 с выпускным клапаном 8, съемную крышку 9 с демпфером 10 и пружиной 11, поршень 12, с жестко закрепленным к нему штоком 13 с пазами 14 и прорезью 15, клапаном 16 в центральной части поршня 12, толкателем 17 с пазами 18 и отверстием 19 для фиксации штифта 20, пружиной 21, при этом поршень 12 имеет плоскость - 22, толкатель 17 - плоскости 23 и 24, демпфер 10 - плоскость 25.

Цилиндропоршневая группа по второму варианту (см фиг. 5-8) содержит цилиндр 26 со штоком 27, головку блока 28 с выпускным клапаном 29, съемную крышку 30 с приливами 31 с установленных в них демпферами 32 и пружинами 33, поршень 34 с приливами 35 с пазами 36 и расположенными в каждом из них клапанами 37 с пружинами 38, толкателями 39 с пазами 40 и отверстием 41 для фиксации штифта 42.

Работа цилиндроппоршевой группы по первому варианту

Согласно фиг 1-5, 9 при повороте одноколенчатого вала ДВС в диапазоне от 0 до 120° (1 положение поршня) происходит рабочий ход, при котором закрыты выпускной клапан 8 и клапан поршня 16, а в нижней камере 4 происходит сжатие воздуха; при диапазоне от 120° до 140° начинает открываться выпускной клапан 8, а плоскость 23 толкателя 17 начинает контактировать с плоскостью 25 демпфера 10 и за счет повышенной жесткости пружины 11 демпфер в 10 по сравнению с пружиной 21 толкателя 17 начинает открываться клапан поршня 16 и сжатый воздух из нижней камеры 4 перемещается в верхнюю 3 и вытесняет сгоревшие газы в атмосферу, в диапазоне от 120° до 140° (2 положение поршня) плоскость 24 толкателя 17 начинает контактировать с плоскостью 22 поршня 12, тем самым ограничивая дальнейшее перемещение клапана 16, величина которого впоследствии не изменяется до угла поворота одноколенчатого вала до 210°, далее происходит полное вытеснение сгоревших газов в диапазоне от 140° до 180° (3 положение поршня) клапан 16 открыт и демпфер 10 перемещается в крайнее нижнее положение, а процесс вытеснения газов продолжается, при 180° выпускной клапан 8 закрывается, при необходимости включается турбонаддув, создавая в нижней 4 и верхней 3 камер повышенное давление, что позволит повысить мощность ДВС или по крайней мере не снижать ее при работе ДВС в разреженной атмосфере, выключение турбонаддува происходит при угле поворота 220°; в диапазоне от 220° до 360° при закрытых выпускных клапане 8 и клапане 16 происходит сжатие воздуха с последующим впрыском топлива. В дальнейшем цикл повторяется.

По второму варианту процессы аналогичны первому с отличием только в увеличенным количестве клапанов.

Данная конструкция может найти применение в автомобильной промышленности, приводе электрогенераторов, насосов, беспилотных летательных аппаратов.

Изобретение может быть использовано в двухтактных двигателях внутреннего сгорания. Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндр (1) с проточкой (2) в его нижней части, головку (7) блока с выпускным клапаном (8), поршень (12), жестко связанный со штоком (13), и нижнюю съемную крышку (9). В поршне (12) соосно ему размещены один или несколько клапанов (16), жестко связанных с подпружиненными толкателями (17). Подпружиненные толкатели (17) имеют пазы, совмещаемые с пазами штока (13) при контакте толкателей (17) и подпружиненных демпферов (10) при нижнем положении поршня (12). Подпружиненный демпфер (10) установлен в выточке съемной крышки (9) или в приливе съемной крышки (9). Технический результат заключается в увеличении объема воздуха при перемещении его из нижней камеры в верхнюю камеру. 9 ил.

Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания, содержащая цилиндр с проточкой в его нижней части, головку блока с выпускным клапаном, поршень, жестко связанный со штоком, и нижнюю съемную крышку, отличающаяся тем, что в поршне соосно ему размещен один или несколько клапанов, жестко связанных с подпружиненными толкателями, имеющими пазы, совмещаемые с пазами штока при контакте толкателей и подпружиненных демпферов при нижнем положении поршня, причем подпружиненный демпфер установлен в выточке съемной крышки или в приливе съемной крышки.