Двухтактный двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1984 года по МПК F02B17/00 F02B23/08 

1 Изобрет ение относится к машиностроению, а более конкретно - к дв тактным две с двумя сообщающимися цилиндрами и синхронно движуищмися поршнями, и может быть использовано в двигателях для мототранспортн средств. Известен двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий два одноразмерных цилиндра, общую головку цилиндров, впускные, выпускные и продувочные окна в каждом цилиндре и снабженную свечой зажигания, установленной в головке камеру сгорания, образованную из Йвух не равных по объему полостей, размещенных в одном и другом цилиндре, ограниченных головкой цилиндров и днищем соответствующего порщня, и сообщенных между собой при помощи соединительного канала си. Однако в известном устройстве не обеспечивается высокая степень турбулизации и соответственно максимальная скорость сгорания в осно ной фазе сгорания, что не позволяе получать более высокие экономические показатели двигателя. Цель изобретения - повьшение экономичности путем улучшения проц са сгорания. Указанная цель достигается тем, что в двухтактном двигателе внут- реннего сгорания, содержащем два .одноразмерных цилиндра, общую голо ку цилиндров, впускные, выпускные и продувочные окна в каждом цилинд ре и снабженную свечой зажигания, установленной в головке, Kabfepy сго рания, образованную из двух, не ра ных по объему полостей, размещенных в одном и другом цилиндрах, ограниченных головкой цилиндров и днище соответствующего поршня и сообщенных между собой при цомощи соединительного канала, соединительный канап выполнен в плане с отклонением его оси от общей оси цилиндров на 5-20 и расширением его в сторону большей по объему полости, при этом минимальная площадь канала составляет 3,5-4% от площади поршня, и ма симальная - 7-9%, а свеча зажигания размещена в полости большего объема со стороны, противоположной выпускному окну, и равноудалена от продувочных окон. 962 При этом свеча зажигания заглублена в головке пдлиндров. Кроме того,.полость меньшего объема дополнительно снабжена С-образным вытеснителем, размещенным на головке напротив соединительного канала. Такое выполнение двигателя позволит реализовать газодинамические возможности заряда при перетекании из одного цилиндра в другой, обеспечить высокую степень турбулизации заряда и максимально сократить время основной фазы сгорания топлива и за счет улучшения процесса сгорания повысить экономические показатели .двигателя. На фиг. 1 представлен двигатель, разрез А-А на фиг. 2; на фяг. 2 разрез Б-Б на фиг. I; на фиг. 3 сечениеВ-В на фиг. 2; на фиг. сечение Г-Г на фиг. 2. Двигатель внутреннего сгорания содержит два одноразмерных цилиндра и 2, общую головку 3 цилиндров, впускные (не показаны), выпускные 4 и продувочные 5 и 6 окна в цилиндре . 1, впускные (не показаны), выпускные 7 и продувочные окна 8 и 9 в цилиндре 2, камеру сгорания, образованную из полостей высокого сжатия 10 и низкого сжатия 11, размещенных соответственно в цилиндре I и 2. Полости 10 и 11 ограничены головкой 3 И днищем соответствующего поршня 12 и 13 и сообщены между собой при помощи соединительного канала 14,поперечное сечение которого увеличивается от 3,5-4,5% площади поршня (фиг.31 в зоне полости Ю цилиндра 1 высокого сжатия до 7,0-9,0% площади поршня .(фиг.4) в зоне полости II цилиндра 2 низкого сжатия. Канал 14 отклонен от нормали к цилиндрам 1 и 2 на угол 5-20° (фиг.2) и направлен в сторону, противоположную месту расположения свечи зажигания 15. В камере сгорания в полости 11, выполненной по сфере, установлена свеча 15 зажигания, размещенная в углублении 16 головки 3 цилиндров. Углубление 16 размещено напротив выпускного окна 7 и равноудалено от продувочных окон 8 и 9. Полость 10 меньшего объема снабжена С-образным вытеснителем 17, порожек 18 которого отстоит от самых удаленных точек полости 10 на рас3стоянии t, равном 0,4-0,6 радиуса R цилиндра I. Зазор между головкой 3 цилиндров и днищем поршня 12 является минимальным и устанавливается из соображений технологии производства tO,6-l,0 мм), две работает следующим образом. Во время такта сжатия топливный заряд перетекает из полости 10 высокого сжатия в полость 11 низкого сжатия через соединительный канал 14 В узкой части канала 14 (сечение В-В на фиг,2) заряд имеет высокую скорость перетекания, а затем, в более широкой части канала 14 (сечение Г-Г на фиг,2) скорость падает настол ко, что завихрение заряда в зоне све чи 15 зажигания не происходит. Направление канала 14 таково, что заря в полости 11 низкого сжатия оттесняется перетекающим зарядом от стенок полости 11 и сосредотачивается в зо свечи 15 зажигания. Это важно при р боте двигателя на режимах, при кото рых нитание цилиндра 1 высокого ежа тия осуществляется обедненной смесь или чистым воздухом. Б этих условия заряд в полости I1 цилиндра 2 низкого сжатия не рассекается на части струей воздуха, а концентрируется в зоне свечи 15 зажигания. На ре жимах, когда питание цилиндров 1 и 2 осуществляется смесью примерно одинакового состава, место расположения свечи зажигания и направление соединительного канала также по ложительно влияет на эффективные показатели двигателя. Снижение скорости перетекания заряда на выходе в свечную полость 1 углубление .1 уменьшает турбулентную пульсацию в зоне электродов свечи зажигания, что важно в начале процесса горения топлива; за счет уменьшения сепарации топлива обеспечивается большая полнота и своевременность сгорания. Для улучшения условий очи ки и охлаждения электродов свечи зажигания последняя расположена в зоне полюса продувки, т.е, в месте встречи потоков свежей смеси, посту пающей в цилиндр 2 из обоих продуво ных окон 8 и 9 С фиг.2) . В начале ос новной фазы сгорания при сравнитель но малых скоростях фронта турбулентного пламени происходит больщий охват объема заряда, так как пл 1964 . щадь поперечного сечения камеры сгорания в плоскости фронта пламени имеет в этот момент наибольшую величину. С развитием процесса горения происходит значительное повьш1ение скорости распространения фронта пламени, и горение перемещается в бессвечную полость 10 через сужающийся сообщающийся канал 14. В результате предотвращается чрезмерное увеличение скорости вовлечения в процессе горения новых объемов заряда, что приводат к увеличению жесткости и шумности работы двигателя. По мере развития процесса сгорания в полости II цилиндра 2 низкого сжатия и повьшения давления в ней начинается обратное перетек а-ние горящих газов в полость цилиндра 1 высокого сжатия. Газы поступают сначала в часть канала 14, имеющую большую площадь поперечного cdчения, и затем, переходя в более узкую часть канала 14, разгоняются до высоких скоростей, достаточных для интенсивного выжигания смеси различного состава в этой части камеры. Процесс сгорания в бессвечной полости 10 протекает с высокими скоростями, и при расстоянии от порожка 18 вытеснителя 17 до наиболее удаленных точек полости 10 не превьшающем 0,40,6 радиуса цилиндра (установлено экспериментально) фронт пламени одновременно доходит до наиболее удаленных точек камеры сгорания как в свечной, так и бессвечной полостях 11 и 10. При этом вьщеление тепла происходит в наиболее оптимальное по углу поворота коленчатого вала время, увеличивается полнота сгорания, улучшаются экономические показатели двигателя, снижается токсичность отработавших газов. Проведенные исследования показали, что применение на двигателе с двумя сообщающимися цилиндрами камеры сгорания предложенной конструкции обеспечивает повышение мощности на идентичных регулировочных режимах до 10-12%, а максимальной мощности на 2-4%, При этом снижение удельного эффективного расхода топлива достигает 3-8%, уменьшается выброс несгоревших углеводородов.

1. ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий два одноразмерных цилиндра, общую головку цилиндров, впускные, выпускные и продувочные окна в каждом цилиндре и снабженную свечой зажигания, установленной в головке, камеру сгорания, образованную из двух, не равных по объему полостей, размещенных в одном и другом цилиндрах, ограниченных головкой цилиндров и днищем соответствующего поршня и сообщенных между собой при помощи соединительного канала, отличающийся тем, что, с целью повьшения экономичности путем улучшения процесса сгорания, соединительный канал выпплНен в плане с отклонением его оси от общей оси цилинд- , ров на 5-20 и расширением его в сторону большей по объему полости, при этом минимальная площадь канала составляет 3,5-4% от площади поршня, и максимальная - 7-9%, а свеча зажигания размещена в полости большего объема со стороны, противоположной выпускному окну,и равноудалена от продувочных окон. 2.Двигатель по п. 1, о т л и чающий с.я тем, что свеча зажигания заглублена в головке цилиндра. 3.Двигатель по пп. I, 2, о т лич ающийся тем, что по- лость меньшего объема дополнительно снабжена С -образным вытеснителем, размещенным на головке напротив соединительного канала. :о Э)