Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02B17/00 F02B75/24 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания с камерами сгорания, образованными двумя цилиндрами, расположенными вдоль оси коленчатого вала.

Известны двигатели внутреннего сгорания, содержащие по меньшей мере две пары оплозитно расположенных цилиндров с поршнями, размещенными в цилиндрах с образованием камер сгорания, последовательно установленные две лары связанных между собой кривошипов с щеками, и впускные каналы, связанные с цилиндрами и подключенные к источнику топливной смеси, причем кривошипы каждой пары смещены один относительно другого на 180° и связаны при помощи шатунов с парой противоположно движущихся поршней, камеры сгорания соседних цилиндров с движущимися поршнями соединены между собой при помощи каналов, а кривошипы одной пары связаны с валом потребителя.

Недостатком двигателя является высокая токсичность отработавших газов (OQ.

особенно в зоне холостого хода и малых нагрузок.

Цель изобретения - снижение токсичности отработавших газов.

Поставленная цель достигается тем, что двигатель внутреннего сгорания включает связь между парами кривошипов, которая выполнена упругой, а каждый цилиндр выполнен с отдельным впускным каналом, снабженным установленной в нем дроссельной заслонкой, причем впускные каналы одной пары оппозитных цилиндров, кривошипы которых связаны с валом потребителя, подключены к источнику бедной топливной смеси или воздуха, а впускные каналы другой пары цилиндров - к источнику богатой топливной смеси.

Соседние щеки каждой пары кривошипов выполнены в виде дисков с осевыми выступами, а упругая связь выполнена в виде пружины сжатия, расположенной между выступами дисков.

На чертеже показан двигатель внутреннего сгорания при положении поршней в

СО

с

о

О VJ VJ

зоне верхней мертвой точки (ВМТ), общий вид.

Двигатель содержит блок 1 цилиндров, в котором установлены две пары поршней 2, сочлененных шатунами 3 с кривошипами коленчатых валов 4 и 5, установленных со- осно и снабженных маховиками 6 и 7. Причем одна щека кривошипа коленчатого вала выполнена в виде диска 8 с осевыми выступами 9, а между выступами установлены пружины 10 сжатия с возможностью углового перемещения одного вала относительно другого.Блок 1 цилиндров снабжен головками 11 с впускными клапанами 12, впускными патрубками 13, свечами 14 зажигания, под которыми выполнены каналы 15, а в полости патрубков 13 установлены связанные между собой дроссельные заслонки 16, одна из которых дозирует богатую смесь, а другая-бедную.Маховик 6 соединен с валом 17 трансмиссии транспортного средства.

Двигатель работает следующим образом.

На холостом ходу поршни 2, образую- щие общую камеру сгорания, соединенную каналом 15 со свечой 14, движутся синхронно и приходят в ВМТ одновременно, достигая минимального надпоршневого зазора и максимальной геометрической степени сжатия. При этом дроссельные заслонки 16 установлены на минимальную подачу топлива из каналов богатой и бедной смеси, а высокая геометрическая степень сжатия обеспечивает заданную температуру и достаточно высокое давление сжатие. Богатая смесь надежно воспламеняется в зоне свечи 14 зажигания и дает стабильное протекание начала процесса сгорания смеси при недостатке кислорода. Последнее обстоятельство препятствует образованию окислов азота в ОГ. Обедненная часть смеси участвует в последующей стадии горения, при этом коэффициент избытка воздуха может быть значительно больше единицы, вследствие чего продукты неполного сгорания топлива в ОГ отсутствуют. Надежное разделение смеси при высокой степени сжатия осуществляется на всех реальных режимах работы двигателя.

По мере увеличения открытия заслонок 16 и роста нагрузки на двигатель коленчатый вал 5, передавая возрастающий крутящий момент на вал 4, связанный с

маховиком 6 и валом 17, деформирует пружины 10 сжатия, расположенные между выступами 9 дисков 8. При этом пара противоположно движущихся поршней 2,

связанных кривошипами коленчатого вала 5, приходит в ВМТ с отставанием, автоматически уменьшая геометрическую степень сжатия, а действительная степень с учетом увеличения смеси (богатой и бедной) остается на заданном уровне.

Таким образом, представленная классическая компоновка двигателя позволяет значительно снизить токсичность ОГ за счет отсутствия продуктов неполного сгорания

топлива, продуктов, сопутствующих процессу горения (побочных реакций), при высоком КПД двигателя и в широком диапазоне нагрузок.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере две пары оппо- зитно расположенных цилиндров с поршнями, размещенными в цилиндрах с образованием камер сгорания, последовательно установленные две пары связанных между собой кривошипов с щеками и впускные каналы, связанные с цилиндрами и подключенные к источнику топливной смеси, причем кривошипы каждой пары смещены /

один относительно другого на 180° и связа- ны при помощи шатунов.с парой противоположно движущихся поршней, камеры сгорания соседних цилиндров соединены между собой при помощи каналов, а кривошипы одной пары связаны с валом потребителя, отличающийся тем, что, с целью ,° снижения токсичности отработавших газов, связь между парами кривошипов выполнена упругой, а каждый цилиндр выполнен с

отдельным впускным каналом, снабженным установленной в нем дроссельной заслонкой, причем впускные каналы одной пары оппозитных цилиндров, кривошипы которых связаны с валом потребителя, подключены к источнику бедной топливной смеси или воздуха, а впускные каналы другой пары цилиндров - к источнику богатой топливной смеси.

2. Двигатель по п.1, от л и ч а ю щ и и -,с я тем, что соседние щеки каждой пары кри - вошипов выполнены в виде дисков с осевыми выступами, а упругая связь выполнена в виде пружины сжатия, расположенной между выступами дисков.

16

Использование: преобразование энергии расширения горящих газов в механическую энергию. Сущность изобретения: двигатель содержит две пары оппозитно расположенных цилиндров с поршнями и последовательно установленные две пары кривошипов, причем кривошипы каждой пары смещены один относительно другого на 180°.Впускные каналы пары оппозитных цилиндров, кривошипы которых связаны с валом потребителя, подключены к источнику бедной топливной смеси, а впускные каналы другой пары цилиндров - к источнику богатой топливной смеси, причем между парами кривошипов установлен упругий элемент. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.