Двухтактный двигатель внутреннего горения с фонтанной продувкой Советский патент 1934 года по МПК F02B25/14 

Как известно, на мощность двигателей внутренйего горения оказывают большое влияние остаточные газы в рабочем цилиндре. Установлено, что каждые 4°/о остаточных газов (в долях свежего воздуха) уменьшают сроднее индикаторное давление приблизительно на 10-12 /о Особенно плохо обстоит дело в двухтактных двигателях с крнвошипнокамерной продувкой, так как, помимо понижения коэфициента подачи кривошипной камеры до 70 - 75Vo, огромное влияние оказывают формы продувки: обычно около 30 - 40°/о продувочного воздуха вылетает при продувке в выхлопные окна, так что действительный коэфициент подачи получается лишь около . Это явление служит основной причиной значительного снижения среднего индикаторного давления двухтактного двигателя по сравнению с четырехтактным. Лишь при устройстве особого продувочного насоса большего объема, чем объем рабочего цилиндра, возможно поднять среднее индикаторное давление двухтактного двигателя, но тем не менее только при конструкции Юнкерса с расходящимися поршнями и прямоточной продувкой остаточный коэфициент равен нулю; в«прочих же конструкциях он бывает значительно больше, чем при четырехтактных двигателях, по причине плохого качества продувки, несмотря на большой избыток продувочного воздуха.

Предлагаемое изобретение имеет целью достигнуть хорошего качества продувки рабочего цилиндра при помощи фонтанной продувки из кривошипной камеры. Для этого распределенные по всей окружности сечения цилиндра в два ряда выхлопные и продувочные окна расположены одни по отношению других в шахматном порядке.

Форсунки для вбрызгивания горючей жидкости располагаются над отверстием диафрагмы в камеру горения с цельЮ предохранения стенок цилиндра от непосредственного воздействия пламени.

На чертеже фиг. 1, 2 и 3 изображают продольные разрезы цилиндра в различные, моменты работы двигателя;. фиг. 4-разрез по линии АВ на фиг. 2; фиг. i5-разрез по EF на фиг. 2; фиг. б- разрез по CD на фиг. 3; фиг. 7-разреэ по GH на фиг. 3.

Цилиндр 7 (фиг. 2 и 3) снабжается двумя рядами окон # и 5, расположенными по всей.- окружности цилиндра-, а поршень 2 снабжается диафрагмой 5 и окнами 6. Продувочный воздух входит в рабочий цилиндр центрально в форме круглой струи, достигает крышки цилиндра 72, отражается от нее и растекается наподобие фонтана в радиальном направлении, отчего уменьшается скоpoctb потока свежего воздуха и последний направляется кольцевым потоком вниз к выхлопным окнам 4 и плавно выталкивает в них отработанные газы. Продувочный воздух, омывая диафрагму и способствуя ее охлаждению, нагревается и увеличивается несколько в объеме, что благоприятствует лучшей очистке рабочего цилиндра от остаточных газов. Пространство,между диафрагмой 3 и днищем поршня образует главную часть камеры сжатия и при верхнем положении поршня в него впрыскивается форсункой /5 распыленное жидкое (или пылевидное) топливо, которое, воспламеняется и сгорает. При движении поршня вниз после вспышки газы, вследствие увеличения пространства между диафрагмою и крышкой цилиндра, вытекают .постепенно из камеры горения .(т. е. из пространства между диафрагмой и днищем поршня), что способствует их механическому перемешиванию и ускоряет процесс догорания, и что, в свою очередь, с одной стороны, дает возможность работать с меньшим избытком воздуха, а с другой,-способствует увеличению числа оборотов двигателя. Кроме того, продувочные окна 6 в поршне могут быть направлены тангенциально, что создаст вращение продувочного воздуха вокруг оси цилиндра и еще лучшее перемешивание воздуха с топливом.

Диафрагма 3 подвергается одинаковому давлению газов с обеих сторон и поэтому может быть- сделана легкой из специальных сортов стали и привернута « поршню шурупами. Хотя она подвергается действиюпламени и поэтому бу.дет нагреваться, но затем она подвергается охлаждению всей массой продувочного воздуха и потому средняя температура ее, равно как и днища поршня, будет умеренной. Кроме того, часть топлива с диафрагмы 3 будет через поршневые кольца в теле поршня отводать ся в охлаждающую рубашку. Предполагается, что температурные условия .диафрагмы будут близки к условиям работы всасывающего клапана обычного четырехтактного двигателя, а стенки ци.линдра будут нагреваться меньше, чем при обычных конструкциях двигателей, так как в пространстве между диафраг.Ф1ОЙ 3 и крышкой 12 цилиндра остается.

при верхнем положении поршня, буфер;ный слой воздуха, не допускающий непосредственного соприкосновения пламени со стенками цилиндра в период наиболее бурной химической реакции.

Отработанные газы через окна 4 по всей окружности цилиндра переходят в кольцевой коллектор 15 и далее, через выхлопную трубу, в атмосферу.

Продувочные окна 5 и б располагаются нормально в шахматном порядке по отношению к выхлопным окнам 4 для того, чтобы продувочные окна 6 вовремя прохождения. мимо выхлопных окон 4 не открывали их и, таким образом, не получался бы преждевременный выпуск газов (фиг. 4), Когда же, по миновании перврго периода выхлопа, поршень опустится ниже, то продувочные окна б поршня совпадут с продувочными окнами 5 цилиндра и через них будет поступать продувочный воздух (фиг. 5). Нижний ряд окон 7 в цилиндре и соответственно 8 в поршне служит для сообщения с кривошипной камерой, служащей продувочным насосом. В случае особого продувочного насоса они не нужны, так как продувочный воздух будет направлен к продувочным окнам извие. Ряд окон , сообщающийся с воздушным коллектором 7/, служит для всасывания свежего воздуха в кривошипную камеру, образуемую картером /Л Поскольку размещение легких кожаных или пластинчатых клапанов для воздуха в картере не представляет особых т хнических трудностей, окна 9 с коллектором // для свежего воздуха являются наименее нужным органом и без них можно обойтись, тем более, что коллектор // несколько осложнит формовку рубашки, которая, будучи съемной, в остальном довольно легка для формовки. Расположение окон по всей окружности цилиндра позволяет уменьшить часть хода поршня для выхлопа и продувки, что способствует увеличению среднего индикаторного давления.

Изготовление цилиндра, т. ё. рабочей втулки, будет , несложным, так как он имеет крайне простую форму трубы с фланцем, може быть обточен с обеих сторрн на токарном станке, после чего следует просверлить окна требуемого размера.

Внутри рубашки располагается змеевик 14 для подогрева тяжелых сортов жидкого топлива (например, парафинистого мазута), которое затем в подогретом состоянии направляется к топливному насосику.

Of

Предмет изобретения.

1. Двухтактный двигатель внутреннего- горения с фонтанной продувкой из кривошипной камеры, отличающийся тем, что распределенные по всей окружности сечения цилиндра в два ряда выхлопные окна 4 и продувочные окна 5 расположены одни по отношению к другим в шахматном порядке (фиг. 1-3).

2. В двигателе по п. 1 расположение форсунки для вбрызгивания горючей жидкости над отверстием диафрагмы J в камеру горения, образованную упомянутой диафрагмой и днишем поршня, с целью предохранения стенок цилиндра от непосредственного воздействия пламени.

% ФигЗ