RU2028471C1 - Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания - Google Patents
Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2028471C1 RU2028471C1 SU4921382A RU2028471C1 RU 2028471 C1 RU2028471 C1 RU 2028471C1 SU 4921382 A SU4921382 A SU 4921382A RU 2028471 C1 RU2028471 C1 RU 2028471C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder
- crankcase
- sleeve
- engine according
- combustion chamber
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Сущность изобретения: двигатель содержит цилиндр, размещенный в нем поршень, связанный с коленчатым валом при помощи шатуна, картерную полость, сообщенную с атмосферой при помощи впускного канала с запорным органом, и перепускной канал с входным и выходным отверстиями, расположенный с возможностью соединения картерной полости с камерой сгорания при положении поршня в нижней мертвой точке, причем во входном отверстии установлен обратный клапан, а выходное снабжено запорным органом, выполненным в виде цилиндрической золотниковой втулки, связанной с кривошипным валом при помощи шарового шарнира, что позволяет накапливать в перепускном канале порцию сжатого заряда за один такт и перепускать в камеру двойную порцию заряда в следующем такте сжатия в картерной полости. 11 з.п.ф-лы, 7 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к четырехтактовым двигателям внутреннего сгорания с кривошипно-камерным наддувом.
Известен двигатель внутреннего сгорания, работающий по четырехтактному циклу, содержащий картер, цилиндр с поршнем, механизм газораспределения. Поршень посредством шатуна связан с коленчатым валом. В цилиндре выполнены продувочные окна, а механизм газораспределения выполнен клапанным. Для заполнения цилиндра свежим зарядом используется нагнетатель [1].
Недостатком известного технического решения является необходимость использования нагнетателя для заполнения цилиндра двигателя свежим зарядом и наличие клапанного механизма газораспределения, снижающего механический КПД двигателя.
Известен четырехтактный двигатель, содержащий картер, закрепленный на нем цилиндр с головкой, поршень, размещенный в цилиндре с образованием камеры сгорания и картерной полости, установленный в картере коленчатый вал с шатунной шейкой, связанной с поршнем при помощи шатуна, впускной канал, соединенный с картерной полостью через первый запорный орган, выпускной канал, сообщенный с камерой сгорания через второй запорный орган, и перепускной канал с входным и выходным отверстиями, соединяющий картерную полость и камеру сгорания, причем входное отверстие расположено в картере и снабжено обратным клапаном, выходное отверстие расположено в камере сгорания и снабжено третьим запорным органом, а второй и третий запорные органы связаны с коленчатым валом [2].
Недостатком его являются сложность и большие габариты механизма газораспределения, а также худшая экономичность из-за больших потерь в механизме газораспределения.
Целью изобретения является повышение экономичности.
Поставленная цель достигается за счет выполнения второго и третьего запорных органов за одно целое и в виде цилиндрической золотниковой втулки, расположенной соосно с цилиндром и поршнем между стенками последних и связанной с дополнительным кривошипным валом, установленным в картере и связанным с коленчатым валом, причем кривошипный вал связан с втулкой при помощи шарового шарнира с втулкой с возможностью ее возвратно-поступательного перемещения вдоль оси цилиндра и возвратно-вращательного движения в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра, а по окружности втулки выполнены пояс впускных окон с возможностью сообщения картерной полости с камерой сгорания перед тактом сжатия и пояс выпускных окон с возможностью сообщения камеры сгорания с выпускным каналом в конце расширения.
Положительный эффект, указанный в цели изобретения, достигается за счет снижения потерь на привод втулки по сравнению с потерями в механизме газораспределения с тарельчатыми клапанами, а также за счет упрощения и уменьшения габаритов механизма.
На фиг.1 показаны предлагаемый двигатель, продольный разрез; на фиг.2 - поперечный разрез двигателя с пластинчатыми клапанами во впускном и перепускном каналах; на фиг.3 - то же, с золотниковым клапаном во впускном канале и пластинчатым клапаном в перепускном канале; на фиг.4 - узел крепления цилиндра к картеру двигателя; на фиг.5 - узел кинематической связи золотниковой втулки с кривошипным валом; на фиг.6 - золотниковая втулка с хомутом; на фиг.7 - кривошипная шейка коленчатого вала в сборе.
Описываемый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания содержит картер 1, закрепленный на нем цилиндр 2 с головкой 3, поршень 4, размещенный в цилиндре 2 с образованием камеры 5 сгорания и картерной полости 6, установленный в картере 1 коленчатый вал 7 с шатунной шейкой 8, связанной с поршнем 4 при помощи шатуна 9, впускной канал 10 с запорным органом 11, выполненным, например, в виде пластинчатого клапана (фиг.2) или золотника (фиг. 3), сообщенный с картерной полостью 6, выпускной канал 12, сообщенный с камерой 5 сгорания и перепускной канал 13 с входным 14 и выходным 15 отверстиями, соединяющий полость 6 и камеру 5. Входное отверстие 14 расположено в картере 1 и снабжено обратным клапаном 16, а выходное отверстие 15 расположено в камере 5. Выпускной канал 12 и выходное отверстие 15 снабжены запорным органом, выполненным в виде цилиндрической золотниковой втулки 17, расположенной соосно с цилиндром 2 и поршнем 4 между их стенками. По окружности втулки 17 выполнены пояс впускных окон 18 с возможностью соединения картерной полости 6 с камерой 5 сгорания перед тактом сжатия и пояс выпускных окон 19 с возможностью сообщения камеры 5 с выпускным каналом 12 в конце расширения. Втулка 17 соединена с дополнительным кривошипным валом 20 при помощи шарового шарнира 21, причем коленчатый вал 7 и кривошипный 20 валы связаны между собой.
Выходное отверстие 15 перепускного канала 13 может быть расположено тангенциально к окружности цилиндра 2, что позволит улучшить смесеобразование в двигателе с продувочными окнами без потерь заряда при его перепуске через окна в камеру сгорания.
Шаровой шарнир 21 может быть выполнен в виде втулки 22 с внешней сферической поверхностью, установленной в отверстии с внутренней сферической поверхностью 23, выполненном в кривошипном вале 20 эксцентрично оси его вращения, во внутреннем отверстии втулки 22 размещен тонкостенный цилиндрический вкладыш 24 с буртиком 25, в котором расположен палец 26, связанный с золотниковой втулкой 17.
Сопряженные между собой поверхности, например втулки 22, и вкладыша 24 могут быть снабжены уплотнениями 27.
Палец 26 может быть связан с золотниковой втулкой 17 при помощи закрепленного на ее цилиндрической поверхности хомута 28, в варианте палец 26 может быть выполнен за одно целое с хомутом 28. На цилиндрической поверхности втулки 17 в месте установки хомута 28 может быть выполнен кольцевой буртик 29, расположенный в кольцевой проточке 30, выполненной на внутренней поверхности хомута 28.
Коленчатый вал 7 может быть выполнен составным в виде щек 31, между которыми установлена шатунная шейка 8, входящая соосными с ней цилиндрическими выступами 32 меньшего диаметра в отверстия щек 31, а в шейке 8 соосно с ней со стороны одного выступа 32 выполнено резьбовое отверстие 33, сообщенное с конусной выточкой 34, выполненной со стороны противоположного выступа 32 с уменьшением ее диаметра внутрь шейки 8, причем в конусной выточке 34 установлена коническая втулка 35 с резьбовым отверстием 36, в резьбовые отверстия 33 и 36 соответственно шейки 8 и втулки 35 ввернут болт 37 с двумя участками 38 и 39 резьбы, резьба на которых выполнена с разным шагом.
Составной коленчатый вал 7 может быть снабжен уплотнениями, выполненными в виде подпружиненных шайб 40, установленных в цилиндрических выточках 41 во внутренних поверхностях щек 31 соосно с шатунной шейкой 8, с возможностью контактирования своими торцовыми поверхностями с торцовыми поверхностями кривошипной головки 42 шатуна 9, а шайбы 40 снабжены торцовыми и радиальными уплотнительными элементами 43 и 44 соответственно.
Соединение картера 1 с цилиндром 2 может быть выполнено в виде хомута 45, стягивающего кольцевые буртики 46 и 47 соответственно картера 1 и цилиндра 2, при этом поверхность по меньшей мере одного из буртиков 46 или 47, контактирующая с внутренней поверхностью хомута 45, выполнена конусной.
Цилиндр 2 и головка 3 могут быть снабжены элементами воздушного охлаждения, при этом элементы охлаждения цилиндра 2 могут быть выполнены в виде кольцевых ребер 48, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра 2, а элементы охлаждения головки 3 могут быть выполнены в виде конусных выступов 49, перпендикулярных ее поверхности.
Описываемый двигатель работает следующим образом.
Во время хода поршня 4 к верхней точке в камере 5 сгорания происходит сжатие заряда. В картерной полости 6 при этом за счет разрежения происходит всасывание свежего заряда через впускной канал 10 с запорным органом 11, например золотником. Во время рабочего хода поршня 4 в картерной полости 6 происходит сжатие и перепуск свежего заряда в перепускной канал 13, выходное отверстие 15 которого перекрыто золотниковой втулкой 17, а входное отверстие 14, в котором установлен обратный клапан 16, при перепуске открыто. В такте выпуска отработавших газов из камеры 5 сгорания при повороте золотниковой втулки 17 кривошипным валом 20 в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра 2, выпускные окна 19, выполненные в золотниковой втулке 17, совпадают с выпускным каналом 12. В картерной полости 6 в этом такте происходит повторное всасывание свежего заряда через впускной канал 10, и во время следующего такта заряд в картерной полости 6 сжимается и перепускается в канал 13, в котором находится также порция ранее сжатого заряда. При ходе поршня 4 к нижней мертвой точке (НМТ) во время повторного сжатия в кривошипной камере 6 все газораспределительные отверстия в камере 5 сгорания перекрыты золотниковой втулкой 17, в результате чего во время части хода поршня 4 к НМТ в камере 5 сгорания создается разрежение. При положении поршня 4 в районе НМТ впускные окна 18, выполненные в золотниковой втулке 17, во время ее поворота кривошипным валом 20 совпадают с выходными отверстиями 15 перепускного канала 13, в результате чего двойная порция сжатого заряда перетекает при большом перепаде давления в камеру сгорания, осуществляя такт впуска свежего заряда в камеру 5 сгорания. Сжатие заряда в камере 5 сгорания, воспламенение и расширение газов в цилиндре 2 происходит при перекрытых золотниковой втулкой 17 окнах газораспределения.
Таким образом, наличие обратного клапана во входном отверстии перепускного канала позволяет увеличить количество заряда, перепускаемого в цилиндр перед сжатием, при этом значительно снизить механические потери на привод механизма газораспределения за счет его выполнения в виде подвижной золотниковой втулки, связанной с кривошипным валом и улучшения условий работы трущихся поверхностей механизма за счет сложного движения втулки.
Claims (12)
1. ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий картер, закрепленный на нем по меньшей мере один цилиндр с головкой, поршень, размещенный в цилиндре с образованием камеры сгорания и картерной полости, установленный в картере коленчатый вал с шатунной шейкой, связанной с поршнем при помощи шатуна, впускной канал, соединенный с картерной полостью через первый запорный орган, выпускной канал, сообщенный с камерой сгорания через второй запорный орган, и перепускной канал с входным и выходным отверстиями, соединяющий картерную полость и камеру сгорания, причем входное отверстие расположено в картере и снабжено обратным клапаном, выходное отверстие расположено в камере сгорания и снабжено третьим запорным органом, а второй и третий запорные органы связаны с коленчатым валом, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, он снабжен кривошипным валом, установленным в картере и связанным с коленчатым валом, а второй и третий запорные органы выполнены заодно в виде цилиндрической золотниковой втулки, расположенной соосно с цилиндром и поршнем между стенками последних, причем кривошипный вал при помощи шарового шарнира связан с втулкой с возможностью ее возвратно-поступательного перемещения вдоль оси цилиндра и возвратно-вращательного движения в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра, а по окружности втулки выполнены пояс впускных окон с возможностью сообщения картерной полости с камерой сгорания перед тактом сжатия и пояс выпускных окон с возможностью сообщения камеры сгорания с выпускным каналом в конце расширения.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что выходное отверстие перепускного канала расположено тангенциально к окружности цилиндра.
3. Двигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что шаровой шарнир связи кривошипного вала с золотниковой втулкой выполнен в виде втулки с внешней сферической поверхностью, выполненной в кривошипном вале эксцентрично оси его вращения, во внутреннем отверстии втулки шарнира размещен цилиндрический вкладыш с буртиком, в котором расположен палец, связанный с золотниковой втулкой.
4. Двигатель по п.3, отличающийся тем, что сопряженные поверхности элементов шарового шарнира снабжены уплотнениями.
5. Двигатель по пп. 1-4, отличающийся тем, что связь пальца с золотниковой втулкой выполнена в виде закрепленного на ее цилиндрической поверхности хомута.
6. Двигатель по п.5, отличающийся тем, что палец выполнен заодно с хомутом.
7. Двигатель по пп.5 и 6, отличающийся тем, что на цилиндрической поверхности втулки в месте установки хомута выполнен по меньшей мере один кольцевой буртик, расположенный в кольцевой проточке, выполненной на внутренней поверхности хомута.
8. Двигатель по пп.1-7, отличающийся тем, что коленчатый вал выполнен составным в виде щек, между которыми установлена шатунная шейка, входящая соосными с ней цилиндрическими выступами меньшего диаметра в отверстия щек, а в шейке соосно с ней со стороны одного выступа выполнено резьбовое отверстие, сообщенное с конусной выточкой, выполненной со стороны противоположного выступа с уменьшением ее диаметра внутрь шейки, причем в конусной выточке установлена коническая втулка с резьбовым отверстием, в резьбовые отверстия шейки и втулки ввернут болт с двумя участками резьбы, а резьба последних выполнена с разным шагом.
9. Двигатель по п.8, отличающийся тем, что во внутренних поверхностях щек соосно с шатунной шейкой выполнены цилиндрические выточки, в которые установлены уплотнения, выполненные в виде подпружиненных шайб с возможностью контактирования своими торцевыми поверхностями с торцевыми поверхностями кривошипной головки шатуна, снабженных торцевыми и радиальными уплотнительными элементами.
10. Двигатель по пп. 1-9, отличающийся тем, что на посадочных поверхностях цилиндра и картера выполнены кольцевые буртики, соединение цилиндра с картером выполнено в виде хомута, стягивающего буртики картера и цилиндра, а поверхность по меньшей мере одного из буртиков, контактирующая с внутренней поверхностью хомута, выполнена конусной.
11. Двигатель по пп. 1-10, отличающийся тем, что цилиндр и головка снабжены элементами воздушного охлаждения.
12. Двигатель по п.11, отличающийся тем, что элементы охлаждения цилиндра выполнены в виде ребер, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра, а элементы охлаждения головки - в виде конусных выступов, перпендикулярных ее поверхности.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4921382 RU2028471C1 (ru) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4921382 RU2028471C1 (ru) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2028471C1 true RU2028471C1 (ru) | 1995-02-09 |
Family
ID=21566282
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4921382 RU2028471C1 (ru) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2028471C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2651099C1 (ru) * | 2017-05-16 | 2018-04-18 | Владимир Сергеевич Сергеев | Газораспределительный механизм четырехтактного двигателя внутреннего сгорания |
RU2700116C1 (ru) * | 2018-03-27 | 2019-09-12 | Евгений Николаевич Захаров | Золотниковая гильза распределения |
RU2700117C1 (ru) * | 2018-03-27 | 2019-09-12 | Евгений Николаевич Захаров | Золотниковая гильза распределения |
RU2734566C1 (ru) * | 2020-04-28 | 2020-10-20 | Акционерное общество "Северный пресс" | Двухтактный двигатель с гильзовым газораспределением |
CN114645798A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-06-21 | 北京理工大学 | 一种活塞销孔衬套结构 |
-
1991
- 1991-03-28 RU SU4921382 patent/RU2028471C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 128701, кл. F 02B 69/06, 1949. * |
2. Патент США N 4088097, кл. F 02B 33/04, опублик. 1978. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2651099C1 (ru) * | 2017-05-16 | 2018-04-18 | Владимир Сергеевич Сергеев | Газораспределительный механизм четырехтактного двигателя внутреннего сгорания |
RU2700116C1 (ru) * | 2018-03-27 | 2019-09-12 | Евгений Николаевич Захаров | Золотниковая гильза распределения |
RU2700117C1 (ru) * | 2018-03-27 | 2019-09-12 | Евгений Николаевич Захаров | Золотниковая гильза распределения |
RU2734566C1 (ru) * | 2020-04-28 | 2020-10-20 | Акционерное общество "Северный пресс" | Двухтактный двигатель с гильзовым газораспределением |
CN114645798A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-06-21 | 北京理工大学 | 一种活塞销孔衬套结构 |
CN114645798B (zh) * | 2022-03-14 | 2023-02-28 | 北京理工大学 | 一种活塞销孔衬套结构 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8109737B1 (en) | Reciprocating device with dual chambered cylinders | |
US4494500A (en) | Rotary valve assembly | |
US5771849A (en) | Internal combustion engine with crankcase pressure barrier | |
US4986224A (en) | Four cycle diesel engine with pressurized air cooling system | |
EP0153325A1 (en) | COMBUSTION ENGINE. | |
EP0476010B1 (en) | Reciprocating piston engine with pumping and power cylinders | |
RU2028471C1 (ru) | Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания | |
US5027757A (en) | Two-stroke cycle engine cylinder construction | |
US20040159291A1 (en) | Reciprocating internal combustion engine | |
WO2000070211B1 (en) | Low emissions two-cycle internal combustion engine | |
EP0767294B1 (en) | Internal combustion engine | |
US11028694B2 (en) | Valve train for opposed-piston four-stroke engine | |
US11181037B2 (en) | Two-stroke engine | |
US20040035377A1 (en) | Two-stroke cycle, free piston, shaft power engine | |
KR900700728A (ko) | 내연 기관 | |
CZ11995A3 (en) | Internal combustion engine | |
JPH05502707A (ja) | ポンプシリンダと動力シリンダを備えたレシプロエンジン | |
RU2027035C1 (ru) | Оппозитный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания | |
KR100326580B1 (ko) | 과급펌프가부착된불꽃점화식4사이클내연기관 | |
JPH0216324A (ja) | 2サイクルエンジン | |
US7066115B2 (en) | Internal combustion engine/hydraulic motor/fluid pump provided with opposite pistons | |
EP0475947A1 (en) | Internal combustion engine | |
US3712276A (en) | Engine and gas generator | |
GB2261025A (en) | Four-stroke engine inlet and exhaust valving | |
RU2731250C1 (ru) | Схема применения кольцевых клапанов в механизмах газораспределения в поршневых двигателях внутреннего сгорания |