Двигатель внутреннего горения Советский патент 1935 года по МПК F02B75/24 F01B7/12 F02B19/00 

Изобретение относится к двигателям внутреннего горения с четырьмя параллельными цилиндрами, с противоположно движущимися в каждом цилиндре двумя поршнями и с общей для каждой пары цилиндров камерой горения.

В предлагаемом двигателе, с целью создания компактности двигателя и увеличения эффективности использования двухколенчатого вала, последний расположен симметрично против общей поперечной оси двух смежных цилиндров и каждая шейка его колен получает движение от двух поршней, связанных посредством коромысел с шатунами на шейках. Применение в двигателе форкамер с изменяющимся объемом, благодаря помещенному в каждой из них передвижному поршню, позволяет двигателю одинаково экономично работать при различных нагрузках а также дает возможность работать с наддувом, без повышения давления продуктов горения нормальной величины.

На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный поперечный разрез двигателя внутреннего горения; фиг. 2-вертикальный разрез по EF фиг. 1; фиг. 3 - вид сверху его с разрезом по АВ фиг. 1; фиг. 4-горизонтальный разрез по CD фиг. 1.

Двухколенчатый вал 5 расположен в центре двигателя симметрично между

цилиндрами. По обе стороны вала 5 расположены по два цилиндра 7, причем; каждая пара цилиндров, расположенная по одну сторону вала, имеет в центреодну общую форкамеру J7 горения.

Каждая пара цилиндров имеет по два поршня 3. Каждые два поршня 3 рядом стоящих цилиндров помощью коротких шатунов 21 связаны с концом коромысла /2-75, качающегося около центра 16. Другой конец коромысла помощьЮ шатуна связан с шейкой коленчатого вала, причем пара верхних поршней левых цилиндров посредством короткого шатуна 27 через коромысло 13, шатун 9 и пара нижних поршней правых цилиндров помощью коромысла 72 и шатуна 5 связаны с одной шейкой б коленчатого вала 5. Нижняя пара поршней левых двух цилиндров через свои короткие шатуны 21 и коромысло 75, шатун 77 и верхняя пара поршней двух правых верхних цилиндров через свои короткие шатуны 27, коромысло J4 и шатун JO связаны с другой шейкой 7 коленчатоговала. При такой кинематике осуществляется движение каждой пары поршнейв противоположном направлении, причем; в то время, когда поршни левой пары цилиндров работают на сжатие, поршн№ пары правых цилиндров работают на расширение и наоборот. Таким c6pa3ONa за один оборот коленчатого вала совершаются два полных рабочих цикла горения, сдвинутых один по отношению к другому на 180 °.

Каждая пара цилиндров, расположенная по одну сторону коленчатого вала имеет одну общую форкамеру /7 горения. Форкамера представляет собой цилиндр, закрытый со всех сторон, расположенный центрально по отношению к паре рабочих цилиндров и сообш,аемый с каждым рабочим цилиндром помощью соединительного канала 24, расположенного тангенциально как по отношению к рабочим цилиндрам (фиг. 4), так и по отношению к форкамере (фиг. 2). Благодаря тангенциальному расположению каналов 24 перегоняемый во время сжатия по последним сжатый воздух из двух рабочих цилиндров в форкамеру приобретает в последней чрезвычайно быстрое вращательно-вихревое движение, которое и используется для приготовления наиболее совершенной однородной смеси горючего с воздухом, обеслечивающей наиболее полное горение топлива с наименьшим избытком воздуха. Струя горючего, поступаюш,его из форсунки 20 под прямым или иным углом к потоку сильно нагретого воздуха, проходящему с большой скоростью, при своем вращательно-вихревом движении в камере горения подхватывается возду;хом, дробится им и сильно нагревается, чем и объясняется наиболее совершен-ное приготовление рабочей смеси, которая воспламеняется от теплоты сжатия. Таким образом, все горючее сжигается в потоке быстро движущегося горячего воздуха, причем через струю топлива все время проходит свежий кислород, который заменяет кислород, поглощенный -горением.

В работе находится одна из форсунок 20 на каждую пару цилиндров. Вто.рая форсунка 20 является запасной на случай отказа в работе действующей форсунки. Она включается в работу автоматически, как только прекратит работу первая форсунка, когда давление в натнетатэльной линии поднимется.

В виду того, что воздух, необходимый .для горения, используется как для распыления, так и для распределения горючего, может быть применено низкое да-.Вление впрыскивания и достаточно иметь

в форсунке только одно отверстие относительно большого диаметра. Таким образом, достигается небольшая нагрузка насоса и устраняется засорение форсунки.

Частицы горючего, могущие не сгореть в камере горения из-за недостатка воздуха, нагретые до температуры выше критической, т. е. перешедшие в газообразное состояние, вследствие повышеныя давления по каналам 24 увлекаются в цилиндры, завихряются в них и, вступая в реакцию со свежим воздухом, находящимся в цилиндрах, полностью сгорают.

Тот же эффект сжигания горючего будет достигнут и в том случае, если струю топлива направить не в форкамеру /7, а в канал 24, по которому сильно нагретый сжатый воздух проходит с очень больщой скоростью. В последнем случае в качестве топлива могут быть использованы не только мазуты, каменноугольные, сланцевые и торфяные сколы, но и каменный уголь в порошкообразном состоянии, который будет вдуваться рабочим воздухом в камеру горения в мелко распыленном и сильно нагретом состоянии, обеспечивающим его наиболее полное сгорание.

Для изменения объема форкамеры /7 горения в каждой из них находится порщень 75, передвижением которого изменяется объем камеры. Передвижение поршня / в форкамере может быть осуществлено помощью накачивания жидкости в запоршневое пространство /Р для увеличения степени сжатия или, наоборот, выпуском части жидкости из запоршневого пространства J9, осуществляемого путем соответствующего крана или вентиля.

Другой способ изменения объема форкамеры /7 горения заключается в том, что объем камеры остается постоянным во время сжатия (т. е. степень сжатия постоянна) и увеличивается лишь в момент горения, когда давление поднимется выше определенной величины. Для осуществления подобного способа поршень JS всегда прижат сильной пружиной к своему крайнему положению, т. е. вдвинут в форкамеру на определенную величину. Пружина помещается в запоршневом пространстве 75 и рассчитана на

то давление, которое желательно для данного двигателя, как максимальное, в период горения. Как только давление превзойдет максимально допустимое, пружина сожмется и поршень J9 несколько выдвинется из форкамеры, отчего объем ее увеличится, а давление уменьшится. По мере уменьшения давления поршень 19 под действием пружины вновь возвратится в свое первоначальное положение, обеспечив необходимую степень сжатия.

Предмет изобретения.

1. Двигатель внутреннего горения с четырьмя параллельными цилиндрами, с противоположно движущимися в каждом цилиндре двумя поршнями и с общей для каждой пары цилиндров камерой горения, отличающийся тем, что двухколенчатый вал двигателя помещен между цилиндрами таким образом, что каждое колено приходится против общей поперечной оси двух смежных цилиндров и получает движение на каждую шейку от двух поршней, связанных при помощи коромысел 12-15 с шатунами.

2.В двигателе по п. 1 применение форкамеры с тангенциальными каналами 24, сообщающимися с цилиндрами.

3.В двигателе по пп. 1 и 2 применение в каждой из форкамер передвижного поршня для изменения объема камеры во время работы двигателя.