ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО ГОРЕНИЯ Советский патент 1930 года по МПК F02B75/20 

В предлагаемом двигателе внутреннего горения, с расположенными попарно цилиндрами, в целях упрощения конструкции повышения мощности и уменьшения количества газовой смеси, применяется для каждой пары цилиндров один золотник, разделенный продольной перегородкой на две камеры, снабженные окнами вверху, для впуска попеременно горючей смеси в верхние рабочие полости цилиндров, а внизу, более длинными, для выпуска из нижних полостей цилиндров предварительно сжатой в них смеси, при чем окна расположены так, что при движении золотника вниз производится зарядка одного цилиндра, а при движении вверх - зарядка другого.

На чертеже фиг. 1 изображает вид спереди двигателя, осуществляющего принципы настоящего изобретения, с частичным разрезом; фиг. 2 - поперечный разрез его по линии 2, 2 на фиг. 1; фиг. 3 - горизонтальный разрез по линии 3, 3 на фиг. 1; на фиг. 4 - горизонтальный разрез по линии 4, 4 фиг. 1; фиг. 5 - горизонтальный разрез по линий 5, 5 на фиг. 1; фиг. 6 - вид по оси автоматического клапана для управления подачей горючей смеси; фиг. 7 - ее продольный разрез; фиг. 8 - ее поперечный разрез; фиг. 9 - в увеличенном масштабе кулачковую шайбу для приведения в действие золотника.

Коленчатый вал 12 (фиг. 1 и 2) снабжен несколькими кривошипами 13 и кулачной шайбой 14; на кривошипы 13 надеты шатуны 15, противоположные концы каждого из коих снабжены пальцем 16, шарнирно соединяющимся с вилкой 16^x, укрепленной на нижнем конце поршневого штока 17, от поршней 18, 18^x, находящихся в цилиндрах 19, 19^x окруженных водяной рубашкой 20, внутри наружного кожуха 20^x, приспособленного для помещения охлаждающей жидкости для предотвращения перегрева цилиндров во время работы двигателя. Цилиндры 19, 19^x расположены над картером 10 коленчатого вала 12 и укреплены на нем. Верхний конец картера 10 перекрыт плитами 100 и каждый поршневой шток 17 проходит через сальник 101, находящийся под плитой 100. На верхнем конце каждого цилиндра 19, 19^x установлена обыкновенная свеча 21; зажигающая газовую смесь, приводящую в действие поршень 18, 18^x. Кулачная шайба 14 (фиг. 2, 9), закрепленная на валу 12 действует совместно с роликами 22, вращающимися на пальцах 22_x, установленных в рамке 23, соединенных с нижним концом золотника 24, двигающегося в цилиндрической клапанной камере 25 (фиг. 3-5), расположенной посередине между каждой парой цилиндров 19, 19^x. Верхние концы рамки 23 соединены плитой 23^x, в верхней стороне которой болтами 54 укреплена планка 53, проходящая через вилкообразный конец золотника 24 и соединенная на нем пальцем 55; в стенках рамки 23 имеются прорезы, через которые кулачная шайба 14 проходит так, что ни в коем случае рамка не может быть смещена вбок относительно указанной шайбы.

От рамки отходят выступы 57, скользящие по пазам 58 в приливах 10^x. в нижней части картера 10, обеспечивая таким образом правильное положение рамки во время движения золотника 24.

Благодаря расположению роликов 22, 22 на противоположных сторонах вала 12, золотник 24 правильно приводится в движение кулачной шайбой 14 во время вращения вала 12, при чем эта шайба снабжена необходимой концентрической поверхностью для остановки золотника 24 в определенных точках его движения.

Верхние концы поршней 18, 18^x снабжены обычными уплотнительными кольцами 26, предотвращающими зажигание газа в смесительных камерах 29 и 30 под названными поршнями при взрыве газового заряда в камерах взрыва 27 и 28 над поршнями. Верхняя стенка или плита 100 картера 10 коленчатого вала 12 закрывает нижний конец цилиндров 19, 19^x и набивка 101 предотвращает просачивание газовой смеси в картер 10 коленчатого вала 12 из смесительных камер 29 и 30. Закрытый сверху и снизу стенками 32b и 32c цилиндрический золотник 24, продольной перегородкой 32^a, разделен на две камеры 32 и 32^x, снабженные расположенными друг против друга окнами 33 и 34 близ его верхнего конца для впуска горючей смеси в верхнюю полость цилиндров и более длинными окнами 35 и 36 близ его нижнего конца, смещенные друг относительно друга, как показано на фиг. 1, для выпуска предварительно сжатой смеси из нижней полости цилиндров.

Под окнами 33 и 34 и над ними золотник 24 снабжен по окружности кольцевыми выемками 37 и 37^x. Между этими выемками 37 и 37^x и окнами 33 и 34 золотник снабжен несколькими уплотняющими кольцами 38 и подобные же уплотняющие кольца 38^x имеются между окнами 35 и 36 и на верхнем конце золотника 24. Каждый цилиндр 19, 19^x на нижнем конце имеет несколько каналов 39, соединяющихся с окнами 35 и 36 золотниковой камеры 25, впускные концы коих смещены друг относительно друга, как показано на фиг.1. В нижних концах камер смешения 29 и 30 имеются окна 40, через которые, по каналам 39, горючая смесь впускается в эти смесительные камеры во время хода вверх поршней 18, 18^x.

Непосредственно над камерами смешения 29 и 30 каждый цилиндр 19 или 19^x снабжен несколькими выпускными окнами 41. Из взрывной камеры 27 идет несколько наклонных вниз каналов 42, сообщающихся на противоположных концах с золотниковой камерой 25, тогда как взрывная камера 28 снабжена подобными же каналами 43, наклоненными кверху и сообщающимися на противоположном конце с золотниковой камерой, как это показано на фиг. 1. Каждая из смесительных камер 29 и 30 имеет окна 40, сообщающиеся с впускной камерой 44, связанной с замкнутым пространством или камерой 44^x, образованной в стенке кожуха двигателя, в которую подается надлежащая горючая смесь, сжимающаяся при ходе вниз соответствующего поршня 18 или 18^x в указанных смесительных камерах. При ходе вниз золотника 24 окно 35 в золотнике совпадает с каналом 39 в смесительной камере 29 и сжатая горючая смесь входит в камеру 32 внутри золотника 24 и, когда золотник двигается вверх, эта смесь проходит вверх и затем впускается через окно 33 в указанном золотнике и канал 42 цилиндра 19 в камеру взрыва 27. Очевидно, что когда окно 35 и канал 39 совпадают, окно 33 и канал 42 не совпадают, как показано на фиг. 1.

Сжатая горючая смесь в камере сжатия 30 таким же образом вгоняется через канал 39 и окно 36 в камеру 32^x внутри золотника 24 и при ходе вверх золотника 24 проходит кверху и входит затем через окна 34 и канал 43 в камеру взрыва 28. Когда горючая смесь в камере 27 или 28 взрывается, она толкает поршни 18 или 18^x вниз, при чем открываются выхлопные окна 41, когда названные поршни 18 или 18^x достигли своего самого нижнего положения. Сгоревшие газы входят тогда через окна 41 в камеру 45, а из нее через выхлопное отверстие. Углубление 37 имеет достаточную длину, чтобы перекрывать канал 42, когда окна 33 и 34 золотника 24 в положении на полпути между каналами 42, 43. Когда происходит взрыв в одной из камер взрыва 27 или 28, углубления 37, 37^x перекрывают соответственно каналы 42, 43 и все газы, взрывающиеся в названных каналах или углублениях 37, 37^x уравновешиваются концевыми стенками этих углублений и поэтому не влияют на движение золотника. Кулачная шайба 14 меньше половины длины кривошипов 13 и, следовательно, золотник 24 двигается меньше чем на половину расстояния проходимого соответственно поршнями 18, 18^x; горючая смесь подается в камеру горения 27 при движении золотника 24 в одном направлении, а в камеру горения 28 тогда, когда золотник двигается в противоположном направлении.

Главный коленчатый вал 12 вращается в направлении стрелки a на фиг. 2, когда экипаж, на котором установлен двигатель движется вперед. Когда требуется задний ход, то это достигается простым вращением в противоположном направлении вала 12. Это может быть достигнуто остановкой двигателя и затем запуском двигателя рукояткой в противоположном направлении или осуществляя то же обратное движение посредством стартера. Окна 40 нижнего конца, каждой смесительной камеры, сообщаются посредством камеры 44 с камерой или замкнутым пространством 44_x, общим для каждой пары цилиндров 19, 19_x, установленных в двигателе. Горючая смесь непрерывно подается в замкнутое пространство 44^x по питающей трубке 45. Во впускное отверстие каждой камеры 44 ввинчен автоматический клапан 46 (фиг. 6-8), имеющий на своем внутреннем конце клапанное седло 47, на котором нормально удерживается клапан 48 посредством пружины 49, окружающей стержень 50 клапана, могущий двигаться вдоль оси в подшипнике, 51 и поддержке 52. Противоположные концы автоматического клапана 46 срезаны так, что когда клапан 48 сдвинут с своего седла 47 газовая смесь может свободно проходить через поддержку 52, проход 44 и окна 40 в смесительную камеру 29 или 30.

Когда какой-либо из поршней 18, 18^x двигается вверх, разряжение, вызванное этим в камере смешения под поршнями будет достаточно для преодоления натяжения пружины 49 и открывает клапан 48, впуская, таким образом, горячую смесь в эту специальную смесительную камеру.

Когда один клапан открыт движением вверх поршня, другой клапан удерживается на своем седле давлением, вызываемым движением вниз другого поршня. Нижние окна 35 и 36 золотника значительно длиннее верхних золотниковых окон 33 и 34 и также значительно длиннее окон каналов 39, с коими они соприкасаются. Благодаря большой длине окон 35 и 36, эти окна продолжают оставаться в сообщении с окнами каналов 39 некоторое время во время движения золотника, позволяя, таким образом, всей горючей смеси в смесительных камерах 29 и 30 быть полностью выброшенной в камеры золотника 32 и 32^x, прежде чем названные окна каналов 39 закроются движением золотника 24. Очевидно, что горючая смесь в каждом цилиндре сжимается в каждой смесительной камере движением вниз поршня и сжимается дальше в камере горения движением указанного поршня вверх. Движения обоих поршней 18, 18^x отрегулированы так, что при своем обратном ходе они закрывают выхлопные окна 41, прежде чем сжатая загрузка газа сможет выйти через названные окна. Из изложенного видно, что смесительные камеры 29, 30 цилиндров 19, 19^x последовательно получает взрывающуюся газовую смесь, которая частично сжата и смешана и затем последовательно подается в камеры взрыва, в коих смесь сжимается далее и затем взрывается, вызывая движение поршней и главного коленчатого вала. Вилки 16^x на нижних концах поршневых штоков 17, имеют цилиндрическое сечение и двигаются в цилиндрических подшипниках 102, Находящихся в верхней стенке картера 10, что обеспечивает правильное движение поршней 18, 18^x.

1. Двигатель внутреннего горения с расположенными попарно цилиндрами, характеризующийся применением для каждой пары цилиндров одного цилиндрического золотника 24, разделенного продольной перегородкой 32^a на две камеры 32 и 32^x, которые снабжены расположенными вверху окнами 33 и 34, предназначенными для впуска горючей смеси в верхние рабочие полости 27 и 28 цилиндров, а также расположенными внизу и более длинными, чем предыдущие, окнами 35 и 36, предназначенными для выпуска из нижних полостей 29 и 30 цилиндров предварительно сжатой в них смеси, в каковом устройстве указанные выше окна и каналы 42, 43 и 39, 40 в стенках золотниковой камеры 25 и цилиндров так расположены относительно друг друга, что при движении золотника вниз производится зарядка одного цилиндра, а при движении вверх - зарядка другого цилиндра и каналы 39 при этом, остаются закрытыми (фиг. 1, 3 и 5).

2. Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 двигателя, отличающаяся тем, что на наружной поверхности золотника 24 выше и ниже окон 33 и 34 образованы углубления 37 и 37^x, между коими и упомянутыми окнами могут быть поставлены уплотняющие кольца (фиг. 1).

3. Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 двигателя, отличающаяся тем, что камеры 44, в которых открываются окна 39 и 40, сообщаются с камерами 44^x при посредстве автоматических клапанов 46 (фиг. 5).

4. В охарактеризованном в п. 1 двигателе применение для приведения в движение золотника 24, кулачной шайбой 14 и снабженной двумя роликами 22 рамки 23, направляемой прямолинейно в пазах 58 приливов 10^x картера 10 (фиг. 2 и 9).