ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО ГОРЕНИЯ Советский патент 1928 года по МПК F01B7/00 

Изобретение касается двухтактного двигателя внутреннего горения с насосами: продувочно-зарядным и для подачи горючей смеси. Целью изобретения является устройство машины, в камеру горения которой даже при высоком числе оборотов подводится достаточно воздуха и смеси и в которой, кроме этого, горючая смесь основательно перемешивается с оставшимся в цилиндре продувочно-зарядным воздухом. Для этого поршни насосов и рабочего цилиндра работают таким образом, что воздух и горючая смесь подаются в рабочий цилиндр в течение всего времени, пока каналы, ведущие от насосов к двигателю, открыты поршнем рабочего цилиндра; таким образом, продувочный воздух и горючая смесь поступают в рабочий цилиндр, как во время последней части рабочего хода, так и во время первой части хода сжатия. Целесообразно устраивать насосы таким образом, чтобы они подавали рабочему цилиндру воздух или, соответственно, смесь до тех пор, пока они не дойдут до мертвой точки. Таким образом, в насосах не имеет места сжатие воздуха или смеси; напротив, весь об′ем цилиндров насосов утилизируется для подачи воздуха или смеси. Далее, каналы, ведущие от обоих насосов к рабочему цилиндру, расположены таким образом, что подача воздуха прерывается лишь после того, как прерывается подача смеси. Вследствие этого, находящийся в цилиндре воздух и смесь основательно перемешиваются устремляющимся в цилиндр потоком воздуха. После открытия выхлопного канала открывается канал, ведущий от воздушного насоса, так что остаток продуктов горения выдувается. После этого открывается канал, ведущий к подающему смесь насосу, так что в рабочий цилиндр устремляются одновременно воздух и смесь; затем закрывается подающий смесь насос, так что в рабочий цилиндр поступает еще только поток воздуха, который и перемешивает основательно воздух со смесью. Наконец, закрывается воздушный канал.

Для того, чтобы при больших скоростях обеспечить хорошее наполнение цилиндра, рабочий цилиндр и насосные цилиндры отливаются вместе, и соединяющие их каналы помещаются в общих стенках между цилиндрами. Таким образом, каналы между насосами и рабочим цилиндром оказываются весьма короткими и сопротивление движению воздуха и смеси весьма малым; таким образом обеспечивается совершенное наполнение цилиндра, несмотря на высокие скорости.

Фиг. 1-4 изображают вертикальные разрезы машины при различных следующих друг за другом положениях рабочего поршня; фиг. 5-10 - продольные разрезы и планы рабочих поршней различных видов; фиг. 11 - разрез верхней части другой формы выполнения машины; фиг. 12 - горизонтальный разрез по цилиндрам третьего варианта машины и фиг. 13 - продольный разрез по линии 13-13 фиг. 12.

Машина, устроенная, например, по фиг. 1-4, состоит из кривошипной камеры 15, на которой помещаются цилиндры насосов 16 и 17 и рабочий цилиндр 18. Цилиндры отлиты вместе и расположены рядом таким образом, что имеют частично общие стенки. Поршни 19 и 20 насосов и рабочий поршень 21 соединены шатунами 22, 23, 24 соответственно с эксцентриками 28, 29 и с кривошипом 30. Эксцентрики 28, 29 насажены на валу под такими углами друг к другу и к кривошипу, что получается нижеописанный цикл. В общих стенках между соседними цилиндрами 16, 17 и 17, 18 помещаются впускные каналы 32, 33, расположенные таким образом, что они оканчиваются у верхнего конца насосных цилиндров. Поршни 19 и 20 имеют срезы 34 и 35, так что, при всяком положении поршней насосов, каналы 32 и 33 оказываются открытыми со стороны верхних концов насосных цилиндров. В примере выполнения по фиг. 1-4 воздух и смесь поступают в рабочий цилиндр через канал 36, который помещается в рабочем поршне 21 и может перекрывать каналы 32 и 33. Выхлоп происходит через канал 37. Впуск воздуха и смеси в насосные цилиндры происходит по каналам 56 и 57.

Эксцентрики 28 и 29 заклинены на валу 31 так, что поршни 19 и 20 приходят в верхнюю мертвую точку после того, как рабочий цилиндр уже перешел через нижнюю мертвую точку. Кроме того, поршень воздушного насоса отстает от поршня насоса для смеси. В положении, изображенном на фиг. 1, рабочий поршень только что открыл окно 37 для выпуска газов; большая часть продуктов горения уже вышла. В положении, изображенном на фиг. 2, рабочий поршень подвинулся далее вниз, а насосные поршни продолжают свое движение вверх, как указано стрелками. Канал 36 соединил канал 32 воздушного насоса с рабочей камерой цилиндра 18 в то время, как цилиндр 17 насоса для смеси еще не соединен с рабочим цилиндром. Соответственно с этим, продувающий воздух притекает в рабочий цилиндр 18 и продукты горения выдуваются. В положении по фиг, 3 канал 32 еще открыт, кроме того, канал 33 открылся, так что в рабочий цилиндр устремляется также и горючая смесь. На фиг. 3 указано стрелками, как оба потока воздуха и горючей смеси встречаются внутри канала 36 так, что перемешиваются между собой. В положении по фиг. 4 рабочий поршень 21 начал ход сжатия в то время, как поршень 19 воздушного насоса проходит последнюю часть своего рабочего хода, а поршень 20 насоса для смеси уже пришел в верхнюю мертвую точку. Канал 33 уже закрыт, а канал 32 еще открыт. Вследствие этого свежий воздух устремляется в находящуюся в рабочем цилиндре смесь воздуха и горючего, приводя ее в вихревое движение и способствуя этим более совершенному перемешиванию. Хотя выпускное окно 37 еще открыто, вытекания смеси не происходит, вследствие большой скорости рабочего поршня. При дальнейшем движении рабочего поршня 21 вверх закрывается канал 32 в тот момент, когда поршень 19 пришел в свою верхнюю мертвую точку. После этого окно для выхлопа 37 закрывается, после чего дальнейший цикл происходит уже известным образом.

Благодаря тому, что воздух и смесь проходят через рабочий поршень, последний основательно охлаждается, и в то же время воздух и смесь подогреваются и основательно перемешиваются. В примере выполнения машины, изображенном на фиг. 5 и 6, каналы 40 и 41 для воздуха и смеси отделены друг от друга и расположены таким образом, что газы вытекают по направлению к стенке цилиндра 18. В примере выполнения по фиг. 7 и 8 - выходы отдельных каналов 42 и 43 для воздуха и смеси расположены концентрически. В примере выполнения по фиг. 9 и 10 воздух и смесь устремляются по одному и тому же каналу 44, который находится в соединении с рабочим цилиндром через отверстия 45 в поршне.

В примере выполнения по фиг. 11 каналы для воздуха и смеси 50 и 51 ведут непосредственно из цилиндров насосов в камеру сгорания рабочего цилиндра. Рабочий поршень 52 снабжен ребрами 53, которыми газы направляются внутрь цилиндра. Каналы 50 и 51 проходят через верхние стенки насосных цилиндров, так что при всяком положении насосных поршней они остаются в соединении с рабочими полостями насосов. В остальном конструкция машин соответствует изображенной на фиг. 1-4. На фиг. 11 показан испаритель 54 и клапан 55 для регулирования вытекающего воздуха.

Положение поршней на фиг. 11 соответствует изображенному на фиг. 4. Рабочий поршень 52 начал свой обратный ход и как раз закрыл канал 51 насоса для смеси. Поршень 20 этого насоса находится в конце своего рабочего хода. Канал 50 еще не закрыт, и поршень 19 воздушного насоса подходит к верхней мертвой точке, так что воздух еще не поступает в рабочий цилиндр.

Фиг. 12 и 13 изображают машину, цилиндры которой в плане расположены треугольником. Рабочий цилиндр 60 соединяется с цилиндрами насосов 61 и 62 каналами 63 и 64, расположенными в общих частях межцилиндровых стенок. Выхлоп происходит через канал 65, а воздух и смесь подводятся к цилиндрам насосов каналами 66 и 67. 61 - есть цилиндр насоса для смеси, 62 - цилиндр воздушного насоса.

Как усматривается на фиг. 13, канал 63 соединен с верхним концом цилиндра 61 каналом 68, когда поршень 69 находится в верхней мертвой точке. Подобный же канал имеется в поршне, который помещается в цилиндре 62.

Из фиг. 13 усматривается, каким образом приводится в движение поршень 69 насоса. Коленчатый вал 70 соединен с рабочим поршнем 71, при помощи шатуна 72 и вращает вспомогательный вал 73 посредством зубчатой передачи 74. Вал 73 при помощи двух кривошипов 76 и шатунов 75 приводит в движение поршни насосов.

Положение по фиг. 13 соответствует указанному на фиг. 4. Рабочий поршень 71 начал свой рабочий ход и закрыл канал 63, а поршень 69 находится в верхней мертвой точке. Вал 70 вращается в направлении стрелки х.

1. Двухтактный двигатель внутреннего горения с отдельными насосами для воздуха и горючей смеси, характеризующийся тем, что окна 32 для воздуха и 33 для горючей смеси расположены в стенках цилиндров 16 и 17 близ их днищ и открываются и закрываются рабочим поршнем 21 при нижнем положении его, каковой поршень снабжен каналом для впуска воздуха и горючей смеси, открывающимся на днище его одним окном 36 (фиг. 1-4) или несколькими отверстиями 45 (фиг. 9 и 10), при чем поршень 20 насоса для горючей смеси приходит в мертвые положения позднее рабочего поршня 21 и поршень 19 насоса для воздуха - позднее поршня 20.

2. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 двигателя, отличающееся тем, что рабочий поршень снабжен отдельными каналами 40 и 41 (фиг. 5 и 6) для воздуха и смеси, открывающимися на днище его отдельными окнами.

3. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 двигателя, отличающееся тем, что рабочий поршень снабжен отдельными каналами 42 и 43 (фиг. 7 и 8) для воздуха и смеси, открывающимися на днище его концентрическими окнами.

4. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 двигателя, отличающееся тем, что каналы 50 и 51 (фиг. 11), ведущие в рабочий цилиндр 18 из цилиндров 16 и 17, расположены в днище их и поршень 52, снабженный направляющими щитками 53, открывает их своей верхней кромкой.

5. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 двигателя, отличающееся тем, что оси цилиндров 60, 61 и 62 (фиг. 12 и 13) расположены в вершинах треугольника и поршни насосных цилиндров получают движение от вала 70 при помощи зубчаток 74.