Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК F02B41/02 

i

.(21) 4368030/25-06 t(22) 25.01С88

(46) 23.04.91. Бюл. 9 15

(75) АсА„ Леонтьев

(53)621.43,(08808)

(56)Авторское свидетельство СССР f 828780, кл, F 02 В 41/02, 1979.

(54)ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

(57)Изобретение позволяет повысить эффективность двигателя внутреннего сгорания путем повышения качества очистки камеры сгорания от отработавших газов. Двигатель содержит компрессорный цилиндр 1 и расширительный цилиндр 2 большего объема, компрессорный 3 и распределительный 4 поршни, связанные с коленчатым валом 5 и

2

движущиеся в противофазе0 В крышке цилиндров 8 размещен золотник 10, выполненный в виде двух дисков 17 и 18, кинематически связанных с коленчатым валом 50 Внутри золотника 10 между дисками 17 и 18 размещена по меньшей мере одна камера сгорания 24„ Сжатый в компрессорном цилиндре 1 заряд выталкивается в камеру сгорания 24, перемещающуюся по окружности вследствие вращения золотника 10, поджигается от источника воспламенения 9, сгорает при постоянном объеме и расширяется в расширительном 2 цилиндре0 После чего осуществляется выпуск отработавших газов и продувка камеры сгорания 24 сжатым воздухом,,

1 ЗсП0 Й-ЛЫ. 3 ИЛ о

IS

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателе- строению, а именно к двигателям внутреннего сгорания «,

Цель изобретения - повышение эффективности двигателя внутреннего сгорания о

На фиг„ 1 представлен разрез двигателя по осям цилиндров; на фиг 2 - вид сверху на крышку цилиндров; на фиг„ 3 - сечение А-А на Фиг. 2 по осям камер сгорания„

Двигатель содержит компрессорный цилиндр 1, расширительный цилиндр 2, объем которого в два или более раз больше объема компрессорного цилиндра 1, Компрессорный поршень 3, размещенный в компрессорном цилиндре 1, и расширительный поршень 4, размещенный в расширительном цилиндре 2„ Компрессорный 3 и расширительный 4 поршни связаны с коленчатым валом 5 при помощи шатунов 6 и 7. Кривошипы коленчатого вала сдвинуты один относительно, другого на 180°.

Двигатель также содержит крышку цилиндров 8 с расположенными в ней источником воспламенения 9, (в качестве которого может служить либо форсунка, либо свеча зажигания в зависимости от способа смесеобразования) и золотником 10, кинематически связанным с коленчатым валом 5 при помощи конических зубчатых колес 11 и 12, вертикального вала 13 и шестерни 14С Причем передаточное число кинематической цепи таково, что за четыре оборота коленчатого вала 5

ЁЗГ-А

аЗь

31

золотник 10 совершает один оборот На торцах компрессорного 3 и расширительного 4 поршней, для уменьшения объема над поршнями при их положении в верхней мертвой точке, выполнены вытеснители 15 и 16, входящие при положении поршней 3 и 4 в верхней мертвой.точке, в отверстия крышк

ЦИЛИНДРОВ 8, ЗОЛОТНИК 10 ВЫПОЛНеН В

виде двух соосных дисков 17.и 18 устновленных один над другим на оси 19 с возможностью вращения вокруг нее и подпружиненных один относительно другбго при помощи пружин 20, так что верхний диск 17 постоянно контактирует по внешней торцовой поверхности с плоскостью верхней плиты 21 крышки цилиндров 8, а нижний диск 18 контактирует по внешней торцовой по- верхности с плоскостью нижней плиты 22 крышки цилиндров 8. Верхняя 21 и нижняя 22 плиты крышки цилиндров 8 соединены между собой при помощи колцевого кожуха 23 в В золотнике 10 вы- полнены четыре камеры сгорания 24 бокообразной формы в виде углублений в внутренних торцовых поверхностях дисков 17 и 18 0

Камеры сгорания 24 покрыты изнутри тонкостенными оболочками 25, изолирующими объем камер сгорания от зазора между внутренними торцовыми поверхностями дисков 17 и 18,

Двигатель снабжен впускным каналом 26, периодически сообщающим компрессорный цилиндр 1 с атмосферой выпускным каналом 27, периодически сообщающим расширительный цилиндр 2 с атмосферой, перепускными каналами 28 и 29, периодически сообщающими цилиндры 1 и 2 с камерами сгорания 24, впускным продувочным каналом 30, поочередно периодически сообщающим камеры сгорания 24 с источником сжатого воздуха (на чертеже не показан) и выпускным продувочным каналом 31, поочередно периодически сообщающим камеры сгорания 24 с атмосферой.

На внешних торцовых поверхностях дисков 17 и 18 над и под камерами сгорания 24 выполнены углубления 32 в виде части кольца, определяющие фазы газораспределения, причем площадь части кольца углубления 32 должна бы равновеликой с площадью сечения каме ры сгорания 24„

Лвигатепь работает следующим образом.

а

JQ

jj2Q25

ь

30

35

40

45

50

55

При движении компрессорного поршня 3 вниз от верхней мертвой точки в компрессорном цилиндре 1 создается разрежение, вследствие которого через впускной канал 26 и камеру сгорания 24 в компрессорный цилиндр поступает свежий заряд.

В момент, когда поршень 3 компрессорного цилиндра 1 достигнет нижней мертвой точки, золотник 10 в процессе своего вращения вокруг оси 19 займет положение, при котором камера сгорания 24 окажется изолированной от впускного канала 26, вследствие чего процесс впуска прекращается и при движении компрессорного поршня 3 к верхней мертвой точке начинается процесс сжатия свежего заряда с вытеснением его из компрессорного цилиндра 1 в камеру сгорания 24.

Когда поршень 3 компрессорного цилиндра 1 достигнет верхней мертвой точки, золотник 10 изолирует объем камеры сгорания 24 от объема компрест сорного цилиндра 1.

Далее камера сгорания 24 с находящимся внутри нее сжатым зарядом перемещается совместно с вращающимся золотником под источник воспламенения 9 заряда (форсунка, если реализуется внутреннее смесеобразование, и свеча, если реализуется внешнее смесеобразование) , который воспламеняет заряд в замкнутом объеме камеры сгорания 24. Горение заряда при постоянном объеме происходит до тех пор, пока поршень 4 расширительного цилиндра 2 не достигнет верхней мертвой точки. В момент, соответствующий положению поршня 4 расширительного цилиндра 2 в верхней мертвой точке, золотник 10 в процессе своего вращения сообщает камеру сгорания 24 с расширительным цилиндром 2, после чего начинается расширение отработавших газов при осуществлении рабочего хода поршня 4 расширительного цилиндра 2 к нижней мертвой точке.

I

В момент достижения поршнем 4 расширительного цилиндра 2 нижней мертвой точки золотник 10, вращаясь, сообщает расширительный цилиндр 2 через камеру сгорания 24 и выпускной канал 27 с атмосферой, благодаря чему при движении поршня 4 расширительного цилиндра к верхней мертвой точке 2 происходит выпуск отработавших газов

164

из расширительного цилиндра 2 в атмосферу.

Дальнейшее вращение золотника 10 изолирует полость камеры сгорания 24 от выпускного канала 27 и расширитель ного цилиндра 2 при положении поршня 4 расширительного цилиндра 2 в верхней мертвой точке После чего камера сгорания 24, заполненная остатками отработавших газов, перемещается вместе с вращающимся золотником 10 к про- каналам 30 и 31„

В процессе прохождения камеры сгорания 24 под продувочными каналами 30 j и 31 происходит полная ее очистка от отработавших газов подводимым по впускному продувочному каналу 30 сжатым воздухом. При этом остатки отраь

ботавших газов и избыток продувочного 20 впускной и выпускной каналы перио- воздуха удаляется по выпускному продувочному каналу 31 в атмосферу При работе двигателя процессы поочередно повторяются с участием каждой из четырех камер сгорания 25

Формула изобретения

дически сообщены с атмосферой через камеру сгорания„

20 Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что камера сгорания выполнена бочкообразной фо мы

1 Двигатель внутреннего сгорания, содержащий компрессорный цилиндр, расширительный цилиндр большего объема, поршни, размещенные в цилиндрах со сдвигом по углу поворота коленчатого вала и связанные с коленчатым валом при помощи шатунов, и крышку цилиндров с расположенными в ней источником воспламенения и золотником, кинематически связанным с коленчатым валом и выполненным с по меньшей мере

1643754

jc

5

10

одной камерой сгорания, впускным каналом, периодически сообщающим компрессорный цилиндр с атмосферой, выпускным каналом, периодически сообщающим расширительный цилиндр с атмосферой, и перепускными каналами, периодически сообщающими цилиндры с камерой сгорания, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, золотник выполнен в виде двух соосных дисков, расположенных один над другим и подпружиненных один относительно другого, ось которых перпендикулярна оси коленчатого вала, и снабжен продувочными каналами периодически подключенными к камере сгорания, покрытой изнутри тонкостенной оболочкой, а

впускной и выпускной каналы перио-

дически сообщены с атмосферой через камеру сгорания„

20 Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что камера сгорания выполнена бочкообразной формы

3„ Двигатель по пп. 1 и 2, о т - личающийся тем, что кривошипы коленчатого вала сдвинуты один относительно другого на 180ff.

I

Nl

N3

28 10 fB

Фи&З

27

21