Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1993 года по МПК F02B75/30 

Изобретение относится к области двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение надежности работы двигателя и повышение эффективности рабочего процесса путем воспламенения сжатого основного заряда топливовоздушной смеси потоком отработавших газов из дополнительного цилиндра и догорание последних в основном цилиндре.

На фиг, 1 показана схема двигателя и положение поршней при угле поворота коленчатого вала р 0; на фиг. 2 - то же, при (f 90°, на фиг. 3 - то же, при у 180°; на фиг. 4 - то же, при р 270°; на фиг. 5 - то же, при р 360°; на фиг, 6 - то же, при у 450°; на фиг. 7 - то же, при f 540°: на фиг. 8 - то же, приу 630°.

Двигатель содержит корпус, коленчатый вал 1. основной шатун 2, соединенный

с коленчатым валом 1 и с основным поршнем 3. Основной поршень 3 совместно с основным цилиндром 4 образует основную камеру сгорания 5. Шатун 2 выполнен в виде двуплечего рычага, первое плечо которого соединено с дополнительным шатуном 7 дополнительного поршня 8. На торце основного поршня 3 выполнен дополнительный цилиндр 9, в котором установлен дополнительный поршень 8. Основной цилиндр 4 снабжен каналом подвода топливовоздушной смеси, каналом отвода отработавших газов, впускным и выпускным клапанами. В дополнительном цилиндре 9 выполнены дополнительный канал подвода топливовоздушной смеси 10 и дополнительный канал отвода отработавших газов 11. Канал подачи топливовоздушной смеси снабжен соплом 12, выполненным в стенке основного цилиндра 4. Оси сопла 12 и оси дополни00

го

00

ел о

ы

тельного канала подвода топливовоздушной смеси 10 расположены под углом к оси основного цилиндра 4. Дополнительный поршень 8 совместно с дополнительным цилиндром 9 образует дополнительную ка- меру сгорания 13. Нагнетатель топливовоз- душной смеси выполнен в виде поршневого насоса, содержащего кривошип 14, шатун 15, поршень 16, цилиндр 17, клапаны. Цилиндр Тсообщен с карбюратором 18 и каналом под- ачи тогТЯйвовоздушной смеси и соплом Л12. Кривошип 14 кинематически связан с коленчатым валом 1 двигателя, например, при помощи зубчатой передачи. В основном цилиндре 4 выполнена выточка 19 и впускной клапан 20 и выпускной клапан 21. При нахождении основного поршня 3 в районе верхней мертвой точки часть дополнительного цилиндра 9 заходит в выточку 19.Двигатель внутреннего сгорания рабо- тает следующим образом.

На фиг. 1 показано начальное положение звеньев двигателя, при угле поворота коленчатого вала (р - 0°. При повороте коленчатого вала на угол р 90°, основной поршень 3 перемещается вниз, при этом открывается впускной клапан 20, через который подается в основной цилиндр 4 свежая порция топливовоздушной смеси. В это время за счет кинематической связи основ- ного шатуна 2 с дополнительным поршнем 8, последний перемещается в нижнюю мертвую точку (НМТ) относительно дополнительного цилиндра 9, сообщая цилиндр 17 поршневого насоса с основной камерой его- рания 5 и дополнительной камерой сгорания 13 через канал подачи топливовоздушной смеси, сопло 12, дополнительный канал подвода рабочей смеси 10 и дополнительный канал отвода отработав- ших газов 11. При этом происходит вентиляция и заполнение топливовоздушной смесью дополнительной камеры сгорания 13 и основной камеры сгорания 5. При повороте коленчатого вала 1 на угол р 180° основной поршень 3 приходит в НМТ, а дополнительный поршень 8 перекрывает дополнительную камеру сгорания 13 от основной камеры сгорания 5 (фиг. 3). При повороте коленчатого вала 1 на угол у 270° (фиг. 4) дополнительный поршень 8 проходит к верхней мертвой точке (ВМТ) и начинается самовоспламенение сжатой топливовоздушной смеси. Впускной 20 и выпускной 21 клапаны закрыты. При ново- роте коленчатого вала 1 на угол р 360° (фиг. 5) основной поршень 3 достигает ВМТ. а дополнительный поршень 8 удаляется от ВМТ, при этом продукты сгорания через дополнительный канал отвода отработавших газов попадают в основную камеру сгорания 5, воспламеняя сжатую топливовоздуш- ную смесь в основном цилиндре 4. Для зажигания топливовоздушной смеси в основной камере сгорания 5 до прихода основного поршня 3 в ВМТ верхнюю кромку дополнительного канала отвода отработавших газов 11 следует располагать выше крайнего положения дополнительного поршня 8, показанного на фиг. 5, а для зажигания после ВМТ, указанную кромку следует располагать ниже крайнего положения дополнительного поршня 8, показанного на фиг. 5. При повороте коленчатого вала 1 на угол (фиг, 6) дополнительный канал отвода отработавших газов 11 будет максимально открыт, а при повороте коленчатого вала 1 на угол р 540° (фиг. 7) закончится рабочий ход основного поршня 3 и начнет открываться выхлопной клапан. При дальнейшем повороте коленчатого вала 1 начинается выхлоп. При повороте коленчатого вала 1 на угол р 630° выхлопной клапан максимально открыт. После поворота коленчатого вала 1 на угол р 720° цикл работы повторяется. Подача топливовоздушной смеси поршневым насосом в строго определенный момент времени достигается определенным передаточным отношением между коленчатым валом 1 и кривошипом 14.

Формула изобретения 1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, по меньшей мере один основной цилиндр с каналом подачи топливовоздушной смеси, каналом отвода отработавших газов, впускными и выпускными клапанами, основной поршень с поршневым пальцем и с основным шатуном, колен- чзтый вал, связанный с основными шатуном, дополнительный цилиндр с дополнительными каналами подвода топливовоздушной смеси и отвода отработавших газов, выполненным в основном поршне, дополнительный поршень с дополнительным шатуном, установленный в дополнительном цилиндре с образованием дополнительной камеры сгорания и кинематически связанный с коленчатым валом, нагнетатель топливовоздушной смеси, сообщенный с каналом подачи топливовоэдушной смеси, причем последний выполнен с возможностью сообщения с дополнительным каналом подвода топливовоздушной смеси, отличающийся тем, что дополнительный цилиндр выполнен в виде стакана, установленного на торце основного поршня, основной шатун выполнен в виде двуплечего рычага, первое плечо которого шарнирно связано с дополнительным шатуном, а второе - с коленчатым валом, причем дополнительная камера сгорания выполнена с возможностью сообщения с основной камерой сгорания через дополнительные каналы отвода отработавших газов, а первое плечо двуплечевого рычага выполнено под углом к второму плечу.

2.Двигатель поп, 1, от л и ч а ю щ и и - с я тем, что нагнетатель топливовоздушной смеси выполнен в виде поршневого насоса, кинематически связанного с коленчатым валом двигателя, причем ось цилиндра поршневого насоса параллельна оси основного цилиндра.

3.Двигатель поп.1,отличающий- с я тем, что канал подачи топливовоздушной смеси снабжен соплом, выполненным в стенке основного цилиндра, причем ось со-

пла расположена под углом к оси основного цилиндра,

4.Двигатель по п. 1,отличающий- с я тем, что ось дополнительного канала подвода топливовоздушной смеси выполнена под углом к оси основного цилиндра.

5.Двигатель по п. 1,отличающий- с я тем, что верхняя кромка дополнительного канала отвода отработавших газов расположена выше верхней кромки дополнительного канала подвода топливовоздушной смеси.

6.Двигатель по п. 1,отличающий- с я тем, что первое плечо двуплечего рычага расположено под прямым углом к второму плечу.

7.Двигатель пол. 1,отличающий- с я тем, что в головке основного цилиндра выполнена выточка, соосная с дополнительным цилиндром.

Использование: двигатели внутреннего сгорания. Сущность изобретения: двигатель внутреннего сгорания содержит корпус, коленчатый вал 1, основной шатун 2. выполненный в виде двуплечего рычага, первое плечо которого соединено с дополнительным шатуном 7 дополнительного поршня 7, а второе плечо с коленчатым валом 1. На торце основного поршня выполнен дополнительный цилиндр 9, в котором установлен дополнительный поршень 8. Основной шатун 2 шарнирно соединен с основным поршнем 3. расположенным в основном цилиндре 4. В дополнительном цилиндре 9 происходит подача, сжатие и самовоспламенение топливовоздушной смеси, подаваемой из цилиндра 17 поршневого насоса через канал подачи топливовоздушной смеси, сопло 12 и дополнительный канал подвода 10 топливовоздушной смеси. Продукты сгорания из дополнительного цилиндра 9 поступают в основную камеру сгорания 5 и поджигают сжатую топливовоздушную смесь. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

/J № &

/

4

iS

J5

Ъ ttteos -

внутреннего сгороич j

РиГ 2

-icl/У/

21

DtuvorZesit,

&нугпреычг сгоро чи fl

Фиг.з

Я

А

г±гУь

ж

10

:

3) Јftjjmpe+iHtrt сгерончя

ФИГ Ц

3)Aw±oiM -jit

fi fnp HKer t1 сгррочыя

Фиг. 5

Фи

I /fi,/

Эбигогель

Ји гйремчег-с

егорохий

Фиг. б

/fi,/

3)&и2йт«.ПЬ

njpflpeHwero

CrcpQHU/l

Фиг 7

г

«/

Ј

1 &ыгоЛель нугйр ицсг

егсроция

Фиге