соединен с низконапорным источником сжатого воздуха (например, от установленной на валу двигателя крыльчатки), воздух через патрубок 47, окна 2, каналы 8, окна 3, перепускные каналы 15. 16, окна 4, каналы 9. окна 5 и выпускные патрубки 42 осуществляют продувку этого тракта и вытеснение из него продуктов сгорания, свободный поршень 18 смешается в крайне правое по- лож0ние. В фазе свободного выпуска продуктов сгорания, соответствующей фиг. 1 сначала открываются окна 4, и газы под давлением порядка 6 бар поступают на вход перепускных каналов 15, 16; давление в рабочей камере цилиндра 1 и в перепускных каналах выравнивается, достигая величины 2 бар. При этом газы в полости канала 15 (или поршень 17 в канале 16) приобретают значительную скорость и кинетическую энергию, силой своей инерции обеспечивают прямоточную продувку рабочей камеры После открытия впускных окон 3. По окончании продувки свежий воздушный заряд вытесняется в рабочую камеру цилиндра 1, а продукты сгорания размещаются в перепускном канале, при этом сохраняется давление 2 бар, т.е. реализуется значительный наддув камеры цилиндра, поршень 17 достигает буферной полости 18, сжимает в ней воздух, останавливается и отражается обратно, волна давления из полости 18 распространяется по трубопроводам 19, 20 и при встречном движении поршней 6, 7 достигает их подпоршневых полостей, воздействует на поршни, создавая дополнительную мощность на валу двигателя. В фазе 260° от в.м.т. каналы 9 соединяют окна 4, 5 ,впускные газы из каналов 15, 16 сбрасываются в патрубки 42, при этом поршни 17 получают дополнительное ускорение.
Сжатие воздуха в рабочей камере цилиндра 1 происходит обычным образом, затем осуществляется впрыск топлива через форсунку 48, сгорания смеси и расширение продуктов сгорания. После в.м.т. движущийся по инерции поршень 17 или столб газа в полости канала 15 создают разрежение на выходах каналов и в подпоршневых полостях, обеспечивая всасывание свежего воздуха через патрубок 47 и увеличивая мощность на валу двигателя. Далее цикл повторяется.
Действие двигателя с конструктивными элементами характеризуется определенными особенностями.
По окончании фазы активного выпуска продуктов сгорания поршень 33 приобретает значительную скорость, при этом проходные сечения окон 3 еще недостаточны для
перепуска без сильного дросселирования вытесняемого поршнем воздуха, в результате возможно чрезмерное повышение давле- ния на выходе перепускного канала. 5 Положение поршня 33 в этот момент в пределах канавки обеспечивает кольцевой зазор между поршнем и стенками перепускного канала, благодаря которому часть воздуха перетекает на вход канала и ,
0 устраняет пиковые выбросы давления: т.е. канавки и дренажные отверстия 34,35 обеспечивает временную задержку действия поршня до открытия окон 3.
Наличие на поршне ступени с умень5 шенным диаметром обеспечивает более высокие давления в подпоршневых полостях при неизменной длительности импульса, или более длительный импульс при сопоставимом уровне давления; оба варианта уве0 личивают дополнительную мощность
двигателя, обусловленную расширением
сжатого воздуха в подпоршневых полостях.
Исполнение поршня 36 с внутренним
цилиндром 38 обеспечивает описанный вы5 шё полезный эффект при меньших габаритах.
Регулирование акустической длины перепускного канала посредством привода 32 на фиг. 4 обеспечивает оптимальный газооб0 мен при неизменении скоростного режима, поскольку с уменьшением частоты вращения вала увеличивается длина перепускного канала.
При снижении цикловой подачи топли5 ва при работе двигателя на частичных нагрузках энергии выпускных газов может быть недостаточно для полной очистки цилиндра 1 от продуктов сгорания, В этом случае полезен вариант, изображенный на фиг,
0 7, 8. В фазе активного выпуска отверстия каналов 41 в поршне соединяются со входом перепускного канала и происходит выравнивание перепадов давления в камере цилиндра и в перепускном канале. Затем
5 вблизи нижней мертвой точки отверстия на входе канала перекрываются цилиндрической поверхностью головки поршня, а от- верстия каналов 41 соединяются с патрубками 43, в результате остаточные га0 зы выпускаются из камеры в патрубок. В этом устройстве при малых числах оборотов возможно чрезмерное падение давления наддува в цилиндре; дроссельная заслонка 44, соединенная тягой 46 с центробежным
5 регулятором, устраняет неблагоприятный эффект; она поворачивается и пропорцио- нально уменьшает проходное сечение патрубка 43 и выпуск воздуха.
Исполнение выпускных каналов 9 с жаропрочными теплоизолированными вставками 23 снижает термонапряженность выпускного поршня 7.
Теплонапряженность поршня 7 может быть снижена также изменением направления продувки перепускного канала на про- тивоположное; для этого каналы 9 выполняются на поршне 6, а каналы 8 на поршне 7, патрубки 42 соединяются с источником сжатого воздуха, а патрубки 47 - с выпускным трактом, причем патрубки 47 благодаря соответствующему исполнению газораспределительных кромок каналов 9 соединяются с Окнами 3 раньше, чем патрубок 42 с окнами 4, Продувка перепускного канала 15, 27 (без свободных поршней) осу- ществляется в этом варианте в направлении от патрубка 42 к патрубку 47, при этом более теплонапряженный выпускной поршень 7 охлаждается воздухом, а менее нагретый впускной поршень 6 подогревается выпуск- ными газами, т.е. тепловое состояние поршней выравнивается. ,
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 один цилиндр с впускными окнами, соединёнными с впускными патрубками, выпускными окнами, связанными с выпускными патрубками и размещенными в нем противоположно дви- жущимися впускным и выпускным поршня- ми, кинематически связанными с силовым валом, перепускные каналы соединенные входом с выпускными окнами цилиндра, а выходом - с его впускными окнами, камеру сгорания, образованную поршнями и ци- линдром, снабженным крышками с образованием подпоршнёвых полостей, источник сжатого воздуха и выпускной тракт, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения технике- экономических показателей, впу- скные окна цилиндра выполнены двумя рядами, разнесенными по оси цилиндра, удаленный от камеры сгорания ряд соединен с впускными патрубками, а приближенный к камере сгорания ряд - с выходом каждого перепускного канала, выпускные окна цилиндра выполнены двумя радами, приближенной к камере сгорания ряд связан с входом каждого перепускного канала и посредством трубопроводов - с подпорш- невыми полостями, а удаленный от камеры сгорания ряд- с выпускными патрубками, и на боковой поверхности выпускного поршня выполнены каналы, соединяющие ряды выпускных окон.
2. Двигатель по п. 1 .отличающий- с я тем, что трубопроводы и перепускные каналы соединены с выпускными окнами параллельно.
3. Двигатель по п. 1,отличающий- с я тем, что трубопроводы и перепускные каналы соединены с выпускными окнами последовательно.
4. Двигатель по tin. 1 и 3, о т л и ч а ю- щи и с я тем, что перепускные каналы выполнены в виде пневмоцилиндров со свободными поршнями и буферными полостями, соединенными через трубопроводы с подпоршневыми полостями.
5. Двигатель по пп. 1 и 3, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что перепускные каналы снабжены трубчатым элементом и выполнены в виде парал/тельмых патрубков, сопряженных с трубчатым элементом с возможностью его перемещения п.р патруб кам при помощи привода.
6. Двигатель по пп. 1, 3 и 4, от ли ч а ю-. щ и и с.я тем, что пневмоцилиндры и размещенные вi них свободные поршни вйполне- ны ступенчатыми.
7. Двигател ь по г, п. 1, 3, 4 и 6, о т л и ч а к щ и и с я тем, что внутри каждого пневмоцилин- Дра выполнена кольцевая канавка, высота которой в осевом направлении больше высоты ступени большего диаметра каждого свободного поршня..
8. Двигатель по пп. 1,3,4 и б, от л ич а ю- щ и и с я тем, что внутри каждого свободного пор.шня выполнено осевбе цйлиндрическо е отверстие, а каждый пневмоцилйндр снабжен неподвижным плунжером, сопряжен- ным с цилиндрическим отверстие м свободного поршня и снабженным канала-, ми с подпоршневыми полостями.
9. Двигатель по пп. 1, 3, 4, б и 8, о т л и- ч а ю щ и и с я тем, что внутри плунжера размещен дополнительный свободный поршень..
10. Двигатель по пп. 1, 3, 4, 6, 8 и 9, о т- личающийся тем, что каналы выпускного поршня снабжены жаропрочными вставками. .;.
11. Двигатель по пп. 1, 3, 4, 6, 8-10, о т- л и ч а ю щ и и с я тем. что впускные патрубки соединены с источником сжатого воздуха, а выпускные патрубки - с выпускным трактом,..,..
12. Двигатель по пп. 1, 3, 4, 6, 8-10, о т- л и ч а ю щ и и с я тем, что впускные патрубки соединены с выпускным трактом, а выпускные патрубки - с источником Сжатого воздуха.
13. Двигатель по пп, 1, 3, 4, 6, 8-11, отличающийся тем, что в головке выпускного поршня выполнены наклонные каналы, связанные с его боковой поверхно- посредством отверстий, размещенных на расстоянии от днища поршня, равном или превышающем высоту первого радя выпускных окон с возможностью их перекрытия боковой поверхностью поршня при его положении в нижней мертвой точке и одновременно сообщения отверстий с выпускными патрубками.
14. Двигатель по пп. 1, 3,4, 6,8-12, отличающийся тем, что он снабжен центробежным регулятором, связанным с силовым валом, часть наклонных каналов выполнен С возможностью их сообщения с дополни тельным выпускным патрубком, снабжен ным дроссельной заслонкой, кинематически связанной с центробежным регулятором.
A-A
Фиг. Z
20
39 403 %
i Щ 15 W W V5 46
i
15 V3 w tow
