RU116906U1 - Двухтактный двигатель внутреннего сгорания - Google Patents
Двухтактный двигатель внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU116906U1 RU116906U1 RU2011117428/06U RU2011117428U RU116906U1 RU 116906 U1 RU116906 U1 RU 116906U1 RU 2011117428/06 U RU2011117428/06 U RU 2011117428/06U RU 2011117428 U RU2011117428 U RU 2011117428U RU 116906 U1 RU116906 U1 RU 116906U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- skirt
- engine according
- cylinder
- crankshafts
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
1. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, размещенный в нем поршень с двумя поршневыми пальцами, два коленчатых вала, симметрично расположенных относительно оси цилиндра, каждый из них соединен шатуном с одним из поршневых пальцев, отличающийся тем, что поршень выполнен в виде головки с двухсторонней юбкой, нижняя часть юбки при положении поршня в нижней мертвой точке (НМТ) размещена в зоне, занимаемой коленчатыми валами, верхняя часть юбки, при положении поршня в верхней мертвой точке (ВМТ), частично входит в кольцевое пространство, расположенное вокруг камеры сгорания, причем впускные и выпускные окна расположены на двух уровнях: впускные окна расположены над головкой поршня при его положении в НМТ, а выпускные - над верхней кромкой юбки. ! 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что выполнен с кривошипно-камерной схемой газообмена. ! 3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что в картере, ниже впускных окон предусмотрена кольцевая канавка для установки кольца с профильной образующей. ! 4. Двигатель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что камера сгорания соединена с кольцевым пространством тангенциальными каналами.
Description
Полезная модель относится к области двигателестроения. Известны двигатели внутреннего сгорания, содержащие цилиндр, размещенный в нем поршень с двумя поршневыми пальцами, и два параллельных коленчатых вала, симметрично расположенных относительно оси цилиндра и связанных между собой шестернями, причем каждый из валов сочленен шатуном с одним их поршневых пальцев. [1, 2, 3]
Указанные двигатели обладают рядом преимуществ, главные из которых: хорошая возможность уравновешенности сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс, отсутствие сил, вызывающих повышенное трение поршня о стенки цилиндра; отсутствие реактивного крутящего момента.
Двигатели, выполненные по данной схеме, могут быть как четырехтактными, так и двухтактными. [3]
Четырехтактные двигатели [1, 2], обладающие меньшим удельным расходом топлива, имеют на 50…70% меньшую литровую мощность, более сложны в изготовлении, имеют большую удельную массу и габариты. Несмотря на возможность их снижения за счет использования более короткого поршня, выполненного в виде головки без тронка (юбки) [1], применение таких двигателей для привода мотоциклов, мопедов, лодочных моторов, средств малой механизации на приусадебных участках, в строительстве и в других отраслях маловероятно, т.к. расход топлива для них не является определяющим.
Двухтактный двигатель [3] - (прототип) состоит из двух рядом расположенных цилиндров с общей камерой сгорания, в которых перемещаются жестко соединенные между собой поршни, сопряженные шатунами с двумя параллельными коленчатыми валами, симметрично расположенными относительно осей цилиндров и связанными между собой шестернями, вращающимися в противоположенные стороны.
К недостаткам двигателей со сдвоенными цилиндрами относят: трудность охлаждения поршня, управляющего выпуском отработавших газов, отсутствие возможности создания камеры сгорания рациональной формы, необходимость повышения давления топливной смеси для продувки вследствие потерь в проходном сечении между цилиндрами, а также изменения направления ее движения. [4] Наличие дополнительной детали и ее крепежа для фиксации поршней между собой увеличивает массу поступательно движущихся частей и противовесов коленчатого вала, а также увеличивает объем кривошипной камеры, что приводит к снижению давления продувки, ухудшающего наполнение цилиндров топливной смесью и, как следствие, снижающего мощность двигателя. При отсутствии фиксации поршней между собой, например, у двигателя А. Иваницкого [5], возникает повышенное давление поршней на стенку цилиндров, что увеличивает их износ и снижает механический кпд двигателя. Кроме того, в связи с увеличенными объемами внутрикартерного пространства, для организации очистки и наполнения цилиндров (газообмена) они требуют наличия автономных нагнетателей [3, 5], что для указанных выше портативных двигателей неприемлемо.
Планируемый технический результат - повышение эффективности работы продувочного насоса двухтактного двигателя с кривошипно-камерной системой газообмена, выполненного по схеме один цилиндр - два коленчатых вала, исключающее необходимость применения автономных нагнетателей.
Для реализации двухтактного цикла работы двигателя с кривошипно-камерной схемой газообмена, содержащего цилиндр, размещенный в нем поршень с двумя поршневыми пальцами, и два параллельных коленчатых вала, симметрично расположенных относительно оси цилиндра и связанных между собой шестернями, причем каждый из валов сочленен шатуном с одним из поршневых пальцев, и улучшения его параметров предложены следующие конструктивные решения:
1) поршень выполнен в виде головки с двусторонней юбкой, высотой, на 1-2 мм, превышающей ход поршня, причем, нижняя часть юбки, при положении поршня в нижней мертвой точке (НМТ), в значительной мере (ограничение - габариты коренных подшипников), размещена в зоне, занимаемой коленчатыми валами, а верхняя часть юбки, при положении поршня в верхней мертвой точке (ВМТ), частично входит в кольцевое пространство, расположенное вокруг камеры сгорания и связанное с ней каналами; при этом впускные и выпускные окна расположены на двух уровнях: впускные - над днищем головки поршня, при его положении в НМТ, выпускные - над верхней кромкой юбки поршня. Таким образом, используется комбинированная (прямоточно-петлевая) система продувки: в нижней зоне рабочего объема цилиндра (от головки поршня до середины выпускных окон) продувка отработавших газов происходит по прямоточной, более прогрессивной схеме, в верхней части (от верхней стенки камеры сгорания до середины выпускных окон) - по петлевой. При этом увеличиваются «время-сечение» окон, исключаются явления «короткого замыкания» - прямого выброса продувочной (топливной) смести из впускных окон в выпускные, снижается уровень остаточных газов, весь периметр выпускных окон становится доступным для истечения отработавших газов и почти в два раза сокращается их путь; что способствует сохранению параметров газообмена при увеличении скоростного режима работы двигателя;
2) для повышения объемного кпд продувочного насоса, объем кривошипной камеры дополнительно уменьшен, за счет удаления из него шестерен, связывающих между собой коленчатые валы. Кинематическая связь между валами может быть осуществлена снаружи картера, в редукторе или, при условии равной загрузки валов, может отсутствовать;
3) гильза цилиндра снабжена профильным кольцом, обеспечивающим более плавный вход продувочной смеси со стороны нижней ее кромки. Кольцо фиксируется канавкой, выполненной в картере, и может быть разрезным или состоять из двух половин. По данным [9] наличие с указанной стороны округления радиусом 2…3 мм снижает потери давления потока продувочной смеси в коленах с изгибом 90° примерно на 20…25%, что оказывает положительное влияние на наполнение цилиндра.
4) с целью создания вихревого движения рабочей смеси в камере сгорания, способствующего ускорению процесса сгорания, последняя соединена с кольцевым пространством тангенциальными каналами. Мероприятие полезно при увеличении скоростного режима двигателя и необходимо при применении в перспективе непосредственного впрыска топлива.
Для выявления эффективности применения двигателя с двумя коленчатыми валами и одним цилиндром был проведен сравнительный анализ параметров одноцилиндрового двигателя Б-21 «Марс» [6] и двигателя, выполненного на его базе по вышеуказанной схеме.
Анализ показал, что мощность такого двигателя возрастает как минимум в 2 раза, при этом его масса увеличивается на 11%, габариты всего на 5%, при значительном улучшении удельных показателей: литровая мощность увеличивается в 1,38 раза, удельная масса снижается в 1,79 раза, удельные габариты - в 1,9 раза.
Указанные параметры получены, в основном, за счет увеличения диаметра с 42 до 52 мм при снижении хода поршня с 36 до 34 мм, т.е. за счет преимуществ короткоходной конструкции, о которых имеются сведения в литературе [4, 7, 8], а ее применение обусловлено самой схемой.
На фиг.1 изображен поперечный разрез предлагаемого двигателя, состоящего из двух половинок картера 1, в котором размещены коленчатые валы 2, связанные шатунами 3 с поршнем 4.
Поршень имеет форму стакана (юбки) с головкой, размещенной в отличие от известных поршней, не в верхней части поршня, а в средней, разделяя таким образом юбку на верхнюю часть 5 и нижнюю 6. Головка состоит из днища и примыкающей к нему по периферии утолщенной части стенки с канавкой для компрессионного кольца. Термин головка сохранен, поскольку ее состав и выполняемые функции не изменились. Впускные (продувочные) окна 7 расположены над головкой поршня в гильзе цилиндра 8 и в юбке поршня. Выпускные окна 9 расположены в гильзе цилиндре над кромкой юбки поршня.
Нижняя часть юбки закрывает выпускные окна при положении поршня в ВМТ. Наружная кромка верхней части юбки 5 управляет фазой выпуска, фазой впуска управляет нижняя кромка впускных окон, совпадающая с наружной поверхностью днища.
В поршне установлены два поршневых пальца, сочлененные верхними головками шатунов при помощи игольчатых сепараторных подшипников. Нижние (большие) головки также на игольчатых подшипниках сочленены с пальцами кривошипа коленчатых валов.
Кольцевое пространство 10 соединено с камерой сгорания тангенциально расположенными каналами 11 (показано условно). Полукольца 12 обеспечивают улучшение условий поступления потока горючей смеси в цилиндр.
По результатам авторских проработок ожидается, что реализация предлагаемых конструктивных решений обеспечит работоспособность одноцилиндрового двухвального двигателя по двухтактному циклу с использованием кривошипно-камерной схемы газообмена, при этом удельные масса и габариты двигателя уменьшатся примерно в 1,8…1,9 раз, литровая мощность увеличится на 35…38%, габариты в осевом направлении (расстояние от оси коленчатого вала до торца отверстия под свечу) уменьшается на 20…25%, удельный расход топлива снизится на 5-10%.
Возможная область применения: насосы гидроприводов, мотокомпрессоры, аварийные мотопомпы, ручные механизмы различного назначения, беспилотные летательные аппараты, мотоциклы, мопеды, лодочные моторы и других средств индивидуального транспорта и т.д.
Claims (4)
1. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, размещенный в нем поршень с двумя поршневыми пальцами, два коленчатых вала, симметрично расположенных относительно оси цилиндра, каждый из них соединен шатуном с одним из поршневых пальцев, отличающийся тем, что поршень выполнен в виде головки с двухсторонней юбкой, нижняя часть юбки при положении поршня в нижней мертвой точке (НМТ) размещена в зоне, занимаемой коленчатыми валами, верхняя часть юбки, при положении поршня в верхней мертвой точке (ВМТ), частично входит в кольцевое пространство, расположенное вокруг камеры сгорания, причем впускные и выпускные окна расположены на двух уровнях: впускные окна расположены над головкой поршня при его положении в НМТ, а выпускные - над верхней кромкой юбки.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что выполнен с кривошипно-камерной схемой газообмена.
3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что в картере, ниже впускных окон предусмотрена кольцевая канавка для установки кольца с профильной образующей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011117428/06U RU116906U1 (ru) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | Двухтактный двигатель внутреннего сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011117428/06U RU116906U1 (ru) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | Двухтактный двигатель внутреннего сгорания |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU116906U1 true RU116906U1 (ru) | 2012-06-10 |
Family
ID=46680290
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011117428/06U RU116906U1 (ru) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | Двухтактный двигатель внутреннего сгорания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU116906U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2514468C2 (ru) * | 2012-07-31 | 2014-04-27 | Лев Владимирович Беднягин | Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с наддувом |
-
2011
- 2011-04-29 RU RU2011117428/06U patent/RU116906U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2514468C2 (ru) * | 2012-07-31 | 2014-04-27 | Лев Владимирович Беднягин | Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с наддувом |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20090151663A1 (en) | Two-stroke internal combustion engine with two opposed pistons per cylinder | |
US5431130A (en) | Internal combustion engine with stroke specialized cylinders | |
US9512777B2 (en) | Internal combustion engines | |
MX2007002861A (es) | Motor de combustion interna con plato de mando oblicuo de dos ciclos. | |
US20120037129A1 (en) | Opposed piston engine | |
CN101205812A (zh) | 四活塞缸体旋转发动机 | |
US8622042B2 (en) | Bearing connection, engine cylinder, and engine with the bearing connection | |
US9016256B2 (en) | Concentric cylinder engine | |
RU116906U1 (ru) | Двухтактный двигатель внутреннего сгорания | |
EP0527146A1 (en) | A double acting, rectangular faced, arc shaped, oscillating piston quadratic internal combustion engine or machine | |
CN211314379U (zh) | 一种新型二冲程发动机组 | |
CN2076608U (zh) | 矩形活塞往复双向作用曲柄圆滑块式内燃机 | |
US20130220281A1 (en) | Method, engine cylinder, and engine with opposed semi-loop scavenging | |
RU2361098C1 (ru) | Двухтактный двигатель внутреннего сгорания | |
CN102996240A (zh) | 一种双动气缸二冲程斜盘发动机 | |
RU2514468C2 (ru) | Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с наддувом | |
CN217176753U (zh) | 正反螺杆梭式自由活塞发动机 | |
RU60140U1 (ru) | Кривошипно-шатунный механизм | |
KR101243655B1 (ko) | 크랑크 회전형 Piston Rotary Engine | |
KR200389358Y1 (ko) | 복동(複動)식 기관 | |
RU192253U1 (ru) | Четырехтактный шаровой шестисекторный двигатель внутреннего сгорания | |
RU2391524C1 (ru) | Механизм передачи движения от поршней на выходной вал оппозитного двигателя | |
RU2568350C1 (ru) | Оппозитный бесшатунный поршневой двигатель внутреннего сгорания | |
RU2268368C2 (ru) | Двс дудина, биротационный с тороидальными поршнями | |
CN116335817A (zh) | 一种星形对置活塞发动机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130430 |