RU2133847C1 - Бесшатунный двухтактный двигатель - Google Patents
Бесшатунный двухтактный двигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2133847C1 RU2133847C1 RU97110880A RU97110880A RU2133847C1 RU 2133847 C1 RU2133847 C1 RU 2133847C1 RU 97110880 A RU97110880 A RU 97110880A RU 97110880 A RU97110880 A RU 97110880A RU 2133847 C1 RU2133847 C1 RU 2133847C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- cylinder
- engine
- stroke
- scavenging
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Изобретение относится к двухтактным поршневым двигателям внутреннего сгорания. В одном цилиндре двигателя расположены два поршня двойного действия, с двумя коленчатыми валами, кинетически связанные между собой парой шестерен. Коленчатый вал и поршень соединены звеном связи, размещенным в пазу поршня и охватывающим шатунную шейку коленчатого вала, при этом ориентированные к друг другу днища поршней образуют камеру сгорания, противоположные днища - продувочную часть. Двигатель оснащен поршнями, в которых паз для размещения звена связи выполнен под углом 80o к оси поршня (наклонный паз), а для улучшения очистки цилиндра или создания избыточного давления в нем продувочные части цилиндра имеют больший диаметр, чем диаметр его рабочей части. Технический результат заключается в том, что неравномерность возвратно-поступательного движения поршней увеличивается так, что в конце такта сжатия и в конце рабочего хода поршень останавливается в верхней мертвой точке раньше, чем центр шатунной шейки пересекает ось цилиндра. Указанная особенность кинематики поршня используется для организации смесеобразования и сгорания основной части топлива, в расчетном объеме камеры сгорания, а также для улучшения продувки цилиндра и заполнения его свежим зарядом воздуха за относительно меньший ход поршней. Разница в диаметрах цилиндра в его рабочей и продувочной части обеспечивает улучшение продувки и наддув двигателя. 3 ил.
Description
Настоящее техническое решение относится к области двигателестроения, а более конкретно к поршневым двигателям.
Известен двигатель с противоположно расположенными поршнями (патент Японии N 58-5317, МПК F 02 B 75/28, 1983).
Двигатель содержит блок цилиндров (или один цилиндр) с размещенными в цилиндре двумя поршнями и установленными с каждой стороны цилиндра по коленчатому валу, каждый в автономном картере. В картере размещены также опоры коренных шеек коленчатого вала. Связь между шатунной шейкой вала и поршнем реализуется обычным шатуном.
К преимуществам такого двигателя относятся взаимная уравновешенность поршней, возможность исполнения бесклапанной и безгазового стыка камеры сгорания при двухтактном цикле. Однако в этой схеме сложен передаточный механизм между двумя коленчатыми валами, состоящий из нескольких пар шестерней, соответственно валики габаритные размеры двигателя по картеру одного и другого коленчатого вала, значительная часть рабочего хода поршней приходится на процесс продувки.
Лучшими показателями по габаритным размерам обладает известный двигатель с поршнями двойного действия (патент Японии N 49-17962 МПК F 01 B 1/08, 1974).
У этого двигателя поршень и коленчатый вал соединены звеном связи, размещенным в пазу поршня и охватывающим шатунную шейку коленчатого вала. Оба днища поршня рабочие.
Массово-габаритные показатели двигателя выше, чем двигателя с шатунами, однако одиночный поршень двойного действия обладает значительной массой, для уравновешивания которой необходимы соответствующие противовесы на коленчатом валу.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению, принятым за прототип, является бесшатунный двухтактный двигатель с противоположно расположенными в одном цилиндре двумя поршнями двойного действия, с двумя коленчатыми валами, кинематически связанными между собой парой шестерней, в котором коленчатый вал и поршень соединены звеном связи, размещенным в пазу поршня и охватывающим шатунную шейку коленчатого вала, при этом ориентированные к друг другу днища поршней образуют камеру сгорания, а противоположные днища - продувочную часть, известный из заявки ФРГ N 3039536, МПК F 01 B 9/02, 1982.
Недостаток известного двигателя заключается в увеличенной скорости поршней перед верхней и нижней мертвыми точками (ВМТ и НМТ), что ухудшает эффективность работы двигателя.
Задачей изобретения является повышение эффективности работы двигателя.
Поставленная задача решается тем, что бесшатунный двухтактный двигатель с противоположно расположенными в одном цилиндре двумя поршнями двойного действия, с двумя коленчатыми валами, кинематически связанными между собой одной парой цилиндрических шестерней, коленчатый вал и поршень двигателя соединены звеном связи, размещенным в пазу поршня и охватывающим шатунную шейку коленчатого вала, ориентированные друг к другу днища поршней образуют камеру сгорания, противоположные же днища используются для продувки и заполнения цилиндра свежим зарядом воздуха, причем паз для размещения звена связи выполнен под углом 80o к оси поршня (наклонный паз), а для улучшения очистки цилиндра, или создания избыточного давления в нем в процессе продувки продувочные части цилиндра имеют больший диаметр в 1,2-1,3 раза больше, чем диаметр его рабочей части.
Схема бесшатунного двигателя приводится на фиг. 1.
Кинематика поршня бесшатунного двигателя с наклонным пазом в поршне приведена на фиг. 2, а кинематика поршня с прямым пазом в поршне - на фиг. 3.
Двигатель (фиг. 1) содержит разъемный по коренным опорам цилиндр 1; крышки цилиндра 2, 12 с нагнетательным и обратными клапанами (на фиг. 1 клапаны не показаны); продувочные полости цилиндров 3, 13; диаметром D2 поршни 4, 14; коленчатые валы 5, 15; шатунные шейки коленчатых валов 6, 16; звенья связи 7, 17; пазы поршней 8, 18; рабочую полость цилиндра диаметром D1 9; форсунку 10; водяную рубашку цилиндра 11; (продувочные окна и каналы, а также шестерни кинематической связи валов, на схеме не показаны).
Двигатель работает следующим образом: при синхронном вращении коленчатых валов круговое движение шатунной шейки вала с помощью звена связи раскладывается на возвратно-поступательное движение поршня вдоль оси цилиндра и на движение звена связи по пазу поршня. При встречном движении поршней в рабочей полости цилиндра осуществляется сжатие воздуха, а в продувочных полостях их наполнение свежим зарядом, на обратном ходу, соответственно, рабочий ход, продувка и нагнетание продувочного воздуха. Расчетный коэффициент избытка воздуха получают принятием отношения D1/D2 цилиндра.
Расположение паза в поршне наклонным увеличивает неравномерность возвратно-поступательного движения поршней, таким образом, что в конце такта сжатия и в конце рабочего хода поршень останавливается в ВМТ раньше, чем центр шатунной шейки коленчатого вала пересечет ось цилиндра. Тем самым увеличивается (по углу поворота коленчатого вала) длительность движения поршня с минимальной скоростью в конце такта сжатия и в конце рабочего хода. Соответственно повышается скорость движения поршня на такте рабочего хода. Изложенное поясняется диаграммой (фиг. 2).
На диаграмме (фиг. 2) обозначено α = (10) градусов - угол наклона паза поршня относительно перпендикуляра к продольной оси поршня, φ1 = 20 градусов - угол поворота коленчатого вала, соответствующий минимальной скорости движения поршня, а ΔS1 - ход поршня за угол поворота коленчатого вала, равный 20o в конце такта сжатия. Соответственно φ2 = 20o и ход поршня ΔS2 в конце рабочего хода.
Указанные обозначения сохранены на диаграмме (фиг. 3), которая приводится для сравнения при α = 0 (прямой паз в поршне).
Сравнивая значения ΔS1 и а также ΔS2 и (фиг. 2 и 3), можно заключить, что за последние 20o поворота коленчатого вала до ВМТ (или НМТ) поршень с наклонным пазом проходит путь в несколько раз меньший, чем поршень с пазом под прямым углом (фиг. 3) (замеленное движение поршня до ВМТ, например, при частоте вращения вала двигателя 2000 мин-1) достаточно по времени для впрыска топлива, подготовки топливо-воздушной смеси к воспламенению, воспламенения и сгорания основной его части к моменту поворота коленчатого вала, соответствующему расчетному объему камеры сгорания над поршнями.
Замедленное движение поршня перед ВМТ (участок ΔS2 ) увеличивает время на продувку цилиндра при минимальной потере рабочего хода поршня, обусловленного необходимостью продувки.
Замедленное движение поршня перед ВМТ и НМТ приводит к увеличению скорости движения поршня во время рабочего хода и сжатия. Такое увеличение способствует снижению объемных потерь рабочего тела и воздуха на указанных тактах.
Таким образом, наклон паза в поршне способствует повышению экономичности двигателя и проявляется при сохранении возможности обеспечения высокой степени уравновешенности и других преимуществ двигателя с противоположным расположением поршней и двумя коленчатыми валами, а также при сохранении компактности бесшатунного двигателя с поршнями двойного действия. Кроме этого поршни двойного действия путем вариации отношений диаметров рабочего и продувочного днищ поршней позволяют выбрать оптимальную степень очистки цилиндра при разработке конструкции двигателя.
Claims (1)
- Бесшатунный двухтактный двигатель с противоположно расположенными в одном цилиндре двумя поршнями двойного действия, с двумя коленчатыми валами, кинематически связанными между собой одной парой шестерен, в котором коленчатый вал и поршень соединены звеном связи, размещенным в пазу поршня и охватывающим шатунную шейку коленчатого вала, при этом ориентированные к друг другу днища поршней образуют камеру сгорания, противоположные днища - продувочную часть, отличающийся тем, что паз в поршне для размещения звена связи выполнен наклонным, под углом 80o к оси поршня, а диаметр продувочных частей каждого цилиндра в 1,2 - 1,3 раза больше, чем диаметр его рабочей части.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97110880A RU2133847C1 (ru) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | Бесшатунный двухтактный двигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97110880A RU2133847C1 (ru) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | Бесшатунный двухтактный двигатель |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97110880A RU97110880A (ru) | 1999-05-20 |
RU2133847C1 true RU2133847C1 (ru) | 1999-07-27 |
Family
ID=20194656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97110880A RU2133847C1 (ru) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | Бесшатунный двухтактный двигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2133847C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004085809A1 (fr) * | 2003-03-26 | 2004-10-07 | Eduard Petrovich Burminskiy | Mecanisme a pistons avec pistons divergeants |
-
1997
- 1997-06-26 RU RU97110880A patent/RU2133847C1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004085809A1 (fr) * | 2003-03-26 | 2004-10-07 | Eduard Petrovich Burminskiy | Mecanisme a pistons avec pistons divergeants |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS5916081B2 (ja) | ドウリヨクソウチ | |
US4884532A (en) | Swinging-piston internal-combustion engine | |
US4574749A (en) | Counterbalanced piston rotary machine | |
US3955544A (en) | Internal combustion engine | |
US20120037129A1 (en) | Opposed piston engine | |
US4244338A (en) | Internal combustion engine | |
US2844131A (en) | Reciprocating piston machine | |
CN101205812A (zh) | 四活塞缸体旋转发动机 | |
KR960000436B1 (ko) | 회전-왕복 피스톤 머신 | |
US5927242A (en) | Marine engine with reciprocating force balancer | |
RU2133847C1 (ru) | Бесшатунный двухтактный двигатель | |
US3338137A (en) | Piston power units | |
US4261303A (en) | An internal combustion engine | |
US3386424A (en) | Internal combustion engines | |
CA2161794A1 (en) | A piston and combustion engine | |
US3968777A (en) | Internal combustion engine | |
US4827896A (en) | Internal combustion engine without connecting rods | |
JPH05504394A (ja) | クランク軸の単一回転により内燃機関等の4サイクル操作を達成させるための装置 | |
US3621758A (en) | Reciprocating piston machine | |
RU2029109C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания с кривошипно-камерной продувкой | |
RU2023186C1 (ru) | Тепловой двигатель | |
US931531A (en) | Gas-engine. | |
JPS62135614A (ja) | 4サイクル往復ピストン内燃機関 | |
RU2131527C1 (ru) | Двухтактная поршневая машина | |
RU2122638C1 (ru) | Бесшатунный поршневой двигатель |