RU2139998C1

RU2139998C1 - Two-stroke rotary engine

Info

Publication number: RU2139998C1
Application number: RU98105166A
Authority: RU
Inventors: О.Н. Смирнов
Original assignee: Смирнов Олег Николаевич
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1998-03-18
Publication date: 1999-10-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; engines. SUBSTANCE: to provide asymmetry of timing phases of two-stroke engine with crankcase displacement scavenging, rotary motion is imparted to piston at which projection of piston crown and cutout on piston skirt provide spool control of opening of valve timing system. Mechanism converting reciprocating motion of piston 6 into rotary motion is made in form of connecting rod 8 whose big end is made in form of universal joint 9 engaging with crank 7. Small end is also made in form of universal joint 10. Engine rotary link is made in form of crank 7 whose axis of rotation is oriented at acute to longitudinal axis of cylinder. EFFECT: provision of two-stroke engine with asymmetrical timing phases. 2 cl, 20 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к двухтактным двигателям внутреннего сгорания, которые могут быть использованы для привода транспортных средств, мотоблоков, переносного моторного инструмента, в качестве стационарных силовых установок. The invention relates to the field of engine building, in particular to two-stroke internal combustion engines, which can be used to drive vehicles, walk-behind blocks, portable motor tools, as stationary power plants.

Известны двухтактные двигатели с кривошипно-камерной продувкой, в которых давление газов на поршень через шатун преобразуется во вращательное движение вращательного звена (кривошипного вала). Впуском свежего заряда и выпуском отработавших газов управляет поршень, который при своем движении открывает и закрывает окна системы газораспределения цилиндра. Конструкции таких двигателей используются для привода самых разнообразных машин и механизмов, требующих малогабаритных, легких двигателей [1, 2]. Known two-stroke engines with a crank-chamber purge, in which the gas pressure on the piston through the connecting rod is converted into the rotational movement of the rotational link (crank shaft). A fresh piston inlet and exhaust is controlled by a piston, which, when moving, opens and closes the windows of the cylinder timing system. The designs of such engines are used to drive a wide variety of machines and mechanisms requiring small-sized, light engines [1, 2].

Недостатком данных двигателей является плохая очистка цилиндра от отработавших газов и удаление части свежего заряда из цилиндра вместе с выхлопными газами, что является следствием симметричных фаз газораспределения, свойственных данной конструктивной схеме. С учетом этого предпочтительней двигатель с несимметричным газораспределением. The disadvantage of these engines is the poor cleaning of the cylinder from the exhaust gases and the removal of part of the fresh charge from the cylinder together with the exhaust gases, which is a consequence of the symmetrical valve timing inherent in this design. With this in mind, an engine with asymmetrical gas distribution is preferable.

Известны некоторые конструкции двигателей, в которых оптимизация фаз газораспределения достигается сочетанием возвратно-поступательного и вращательного движения поршня (или вращением гильзы цилиндра), что позволяет добиться несимметричных фаз газораспределения. Some engine designs are known in which the optimization of the valve timing is achieved by combining the reciprocating and rotational motion of the piston (or by rotating the cylinder liner), which allows for asymmetric valve timing.

Известен двигатель [3], в котором поршень жестко соединен с валом. Оси поршня и вала совпадают. На валу насажен промежуточный преобразователь в виде кольца на спицах. Кольцо имеет синусоидальный профиль. Его охватывают два ролика. При перемещении поршня кольцо, взаимодействуя с роликом, поворачивает вал с поршнем вокруг оси вращения. Конец вала входит в отверстие муфты, в которой вращательно-поступательное движение поршня с валом преобразуется во вращательное движение выходного вала. Known engine [3], in which the piston is rigidly connected to the shaft. The axis of the piston and shaft match. An intermediate transducer in the form of a ring on spokes is mounted on the shaft. The ring has a sinusoidal profile. Two videos cover it. When moving the piston, the ring, interacting with the roller, rotates the shaft with the piston around the axis of rotation. The end of the shaft enters the hole of the coupling, in which the rotational-translational motion of the piston with the shaft is converted into the rotational motion of the output shaft.

Однако наличие в данной конструкции двигателя промежуточного преобразователя приводит к усложнению, увеличению материалоемкости, что ограничивает возможности использования известного двигателя в компоновке переносных моторных инструментов. However, the presence in this design of the engine of an intermediate converter leads to complication, an increase in material consumption, which limits the possibility of using the known engine in the layout of portable motor tools.

Кроме того, наличие в известном техническом решении большого количества поверхностей трения значительно снижает эффективность двигателя. In addition, the presence in a known technical solution of a large number of friction surfaces significantly reduces engine efficiency.

В двигателе [4] вращательное звено выполнено в виде кривошипа, ось вращения которого параллельна и эксцентрична продольной оси поршня, который снабжен установленным на части наружной кройки его днища козырьком для перекрытия окон система газораспределения, при этом преобразователь возвратно-поступательного движения во вращательное выполнен в виде установленной на поршне эксцентрично его продольной оси шарнирной опоры, с внутренним отверстием которой соединен с образованием поступательной пары шип кривошипа, причем шип расположен под острым углом к поворотному звену, а эксцентриситет шарнирной опоры e1 соответствует значению: R > е1 > e, где R - радиус поршня, e - эксцентриситет оси поворота кривошипа относительно продольной оси поршня. При работе двигателя поршень под действием давления газов, взаимодействуя с вращающимся звеном (кривошипом вала) и стенками цилиндра, поворачивает кривошипный вал и совершает поступательное движение и одновременно вращательное (винтовое движение). Наличие козырька на днище поршня и выреза в юбке поршня обеспечивают при винтовом движении поршня своевременное открытие и закрытие окон системы газораспределения, обеспечивая оптимальные фазы впуска, продувки и выхлопа. In the engine [4], the rotary link is made in the form of a crank, the axis of rotation of which is parallel and eccentric to the longitudinal axis of the piston, which is equipped with a gas distribution system that has a visor installed on the outside part of its bottom for blocking the windows, while the reciprocating-to-rotational converter is made in the form mounted on the piston eccentrically of its longitudinal axis of the hinge support, with the inner hole of which is connected with the formation of the translational pair of the crank spike, and the spike is located along acute angle to the pivot link and the pivot bearing eccentricity e1 corresponds to the value: R> e1> e, where R - radius of the piston, e - the eccentricity of the rotation axis of the crank about the longitudinal axis of the piston. When the engine is running, the piston under the action of gas pressure interacting with a rotating link (shaft crank) and cylinder walls, turns the crank shaft and performs a translational motion and simultaneously rotational (screw motion). The presence of a visor on the piston bottom and a cut-out in the piston skirt ensures timely opening and closing of the gas distribution system windows during screw movement of the piston, ensuring optimal phases of intake, purge and exhaust.

Однако наличие данных поверхностей трения в поступательном сочленении шип вала - шарнир поршня увеличивает габариты двигателя и создает значительные трудности в компоновке двигателя и в применении стандартных подшипников. However, the presence of these friction surfaces in the translational joint of the shaft spike - the piston hinge increases the dimensions of the engine and creates significant difficulties in the layout of the engine and in the use of standard bearings.

Описанная схема двигателя, в котором управление подачей горючей смеси и выпуском отработавших газов осуществляется посредством возвратно-поступательного и вращательного движения поршня, выбрана в качестве прототипа. The described engine design, in which the control of the supply of the combustible mixture and the exhaust gas is carried out by means of the reciprocating and rotational movement of the piston, is selected as a prototype.

Задача изобретения - создание двигателя внутреннего сгорания с несимметричными фазами газораспределения, с двухтактным циклом. The objective of the invention is the creation of an internal combustion engine with asymmetric valve timing, with a push-pull cycle.

Поставленная задача достигается тем, что в двигателе, содержащем корпус, цилиндр с окнами системы газораспределения и поршнем, кинематически связанным через преобразователь его возвратно-поступательного движения во вращательное с шипом кривошипного вала, цилиндр двигателя имеет по меньшей мере один продувочный канал, вход которого расположен в подпоршневой полости, а выход - с надпоршневой, часть днища, поршня имеет выступ (или козырек). При наличии одного продувочного канала выступ образован выемкой на днище поршня и расположен на одной стороне поршня. При наличии нескольких продувочных каналов выступ образован несколькими боковыми выемками на днище поршня. Кромки выступа и днища поршня, соприкасающиеся со стенками цилиндра, при вращательном и поступательном движении поршня, управляют открытием окон системы газораспределения, обеспечивая несимметричные фазы газораспределения. Согласно изобретению, преобразователь возвратно-поступательного движения поршня во вращательное выполнен в виде шатуна, кривошипная головка которого через универсальный шарнир (шарнир Гука) соединяется с кривошипом вала, поршневая головка шатуна сочленена с поршнем также посредством универсального шарнира. The problem is achieved in that in an engine comprising a housing, a cylinder with gas distribution system windows and a piston kinematically connected through a converter of its reciprocating motion to rotary with a crank of a crank shaft, the engine cylinder has at least one purge channel, the input of which is located in the subpiston cavity, and the outlet is from the suprapiston cavity, part of the bottom of the piston has a protrusion (or visor). If there is one purge channel, the protrusion is formed by a recess on the piston bottom and is located on one side of the piston. In the presence of several purge channels, the protrusion is formed by several side recesses on the piston bottom. The edges of the protrusion and the piston bottom, in contact with the cylinder walls, during the rotational and translational motion of the piston, control the opening of the gas distribution system windows, providing asymmetric gas distribution phases. According to the invention, the reciprocating piston to rotary converter is made in the form of a connecting rod, the crank head of which is connected to the shaft crank through the universal joint (Hook joint), the connecting rod piston head is also connected to the piston by the universal joint.

Указанное выполнение двигателя устраняет возникновение перекрашивающих усилий между поршнем и цилиндром и способствует более надежной передаче вращательного движения от кривошипного вала на поршень и уменьшению потерь на трение. The specified implementation of the engine eliminates the occurrence of repainting forces between the piston and the cylinder and contributes to a more reliable transmission of rotational motion from the crank shaft to the piston and to reduce friction losses.

Приведенный научно-технический анализ предложения и уровня техники свидетельствует о том, что заявленное техническое решение для специалиста не следует явным образом из уровня техники, при этом признаки изложенной совокупности взаимосвязаны, находятся в причинно-следственной связи с ожидаемым техническим результатом и являются необходимыми и достаточными для его получения. Все это свидетельствует о наличии у предложения изобретательского уровня, новизны и промышленной применимости, что подтверждается в нижеприведенном разделе описания. The above scientific and technical analysis of the proposal and the state of the art indicates that the claimed technical solution for a specialist does not follow explicitly from the state of the art, while the features of the set described above are interrelated, are causally related to the expected technical result, and are necessary and sufficient for its receipt. All this indicates that the proposal has an inventive step, novelty and industrial applicability, which is confirmed in the description section below.

На приведенных чертежах изображено следующее. The drawings show the following.

На фиг. 1 показана кинематическая схема заявляемого двигателя с шатуном, снабженным универсальными шарнирами (поршень условно показан прозрачным). Обозначения: 1 - картер (основание) двигателя, 2 - цилиндр, 6 - поршень, 7 - кривошип, 8 - шатун, 9 - универсальный шарнир Гука кривошипной головки шатуна, 10 - универсальный шарнир Гукa поршневой головки шатуна, 17 - выступ поршня (козырек). In FIG. 1 shows a kinematic diagram of the inventive engine with a connecting rod equipped with universal joints (the piston is conventionally shown transparent). Designations: 1 - the crankcase (base) of the engine, 2 - the cylinder, 6 - the piston, 7 - the crank, 8 - the connecting rod, 9 - the universal joint of the hook of the crank head of the connecting rod, 10 - the universal joint of the hook of the piston head of the connecting rod, 17 - piston protrusion (visor )

На фиг. 2 - чертеж двигателя с кинематической схемой, показанной на фиг. 1, где 5 - выпускное окно, 11 - вырез юбки поршня, 18 - игольчатый подшипник, остальные обозначения те же, что на предыдущей иллюстрации. In FIG. 2 is a drawing of an engine with the kinematic diagram shown in FIG. 1, where 5 is the outlet window, 11 is the cutout of the piston skirt, 18 is the needle bearing, the remaining designations are the same as in the previous illustration.

На фиг. 3 - то же, что на фиг. 2, сечение Б-Б, где 4 - продувочное окно, 13 - глушитель шума, 25 - продувочный канал, остальные обозначения те же, что на предыдущих иллюстрациях. In FIG. 3 is the same as in FIG. 2, section BB, where 4 is a purge window, 13 is a noise muffler, 25 is a purge channel, the remaining designations are the same as in the previous illustrations.

На фиг. 4 - то же, что на фиг. 2, сечение В-В, где 3 -впускное окно, 12 - карбюратор, 14 - вентилятор-маховик, 15 - дефлектор, 16 - ребра охлаждения цилиндра, остальные обозначения те же, что на предыдущих иллюстрациях. In FIG. 4 is the same as in FIG. 2, section B-B, where 3 is the inlet window, 12 is the carburetor, 14 is the flywheel fan, 15 is the deflector, 16 are the cooling fins of the cylinder, the remaining designations are the same as in the previous illustrations.

На фиг. 5 - кинематическая схема двигателя, вариант выполнения универсального шарнира кривошипной головки шатуна (поршень условно показан прозрачным), где 20 - вилка головки шатуна, остальные обозначения те же, что на предыдущих иллюстрациях. In FIG. 5 is a kinematic diagram of the engine, an embodiment of the universal joint of the crank head of the connecting rod (the piston is conventionally shown transparent), where 20 is the plug of the connecting rod head, the remaining designations are the same as in the previous illustrations.

На фиг. 6 - то же, что на фиг. 5, но вилки 20 поршневой и кривошипной головок шатуна развернуты на 90^o относительно продольной оси шатуна (вилки могут быть выполнены расположенными под любам другим углом на этой и всех других схемах, приведенных в этой заявке). Обозначения те же, что на предыдущих иллюстрациях.In FIG. 6 is the same as in FIG. 5, but the forks 20 of the piston and crank heads of the connecting rod are rotated 90 ^° relative to the longitudinal axis of the connecting rod (the forks can be made located at any other angle on this and all other diagrams given in this application). Designations are the same as in the previous illustrations.

На фиг. 7 - чертеж макета двигателя с кинематической схемой, показанной на фиг. 6 (цилиндр 2 показан условно - пунктиром), где 19 - магнето, 22 - подшипник скольжения, 23 - коренной подшипник, остальные обозначения те же, что на предыдущих иллюстрациях. In FIG. 7 is a drawing of a mock engine with the kinematic diagram shown in FIG. 6 (cylinder 2 is shown conventionally dashed), where 19 is magneto, 22 is a plain bearing, 23 is a main bearing, the remaining designations are the same as in the previous illustrations.

На фиг. 8 - то же, что на фиг. 7, сечение А-А, где 21 - противовес кривошипа, 24 - стопор поршневого кольца, остальные обозначения те же, что на предыдущих иллюстрациях. In FIG. 8 is the same as in FIG. 7, section AA, where 21 is the counterweight of the crank, 24 is the piston ring stopper, the remaining designations are the same as in the previous illustrations.

На фиг. 9 - кинематическая схема двигателя, вариант выполнения универсального шарнира кривошипной головки шатуна (поршень условно показан прозрачным). Обозначения те же, что на предыдущих иллюстрациях. In FIG. 9 is a kinematic diagram of the engine, an embodiment of a universal joint of the crank head of the connecting rod (the piston is conventionally shown transparent). Designations are the same as in the previous illustrations.

На фиг. 10 - чертеж макета двигателя с кинематической схемой, показанной на фиг. 9 (цилиндр 2 показан условно - пунктиром). Обозначения те же, что на предыдущих иллюстрациях. In FIG. 10 is a drawing of a mock engine with the kinematic diagram shown in FIG. 9 (cylinder 2 is shown conditionally by a dashed line). Designations are the same as in the previous illustrations.

На фиг. 11 - то же, что на фиг. 10, сечение А-А. In FIG. 11 is the same as in FIG. 10, section AA.

На фиг. 12 - схема взаимного расположения деталей двигателя при положении поршня в верхней мертвой точке (ВМТ), сечения А-А и Б-Б (карбюратор, глушитель, свеча зажигания, другие узлы и детали условно не показаны), где 27 - впускной патрубок (от карбюратора в картер). In FIG. 12 is a diagram of the mutual arrangement of engine parts when the piston is at top dead center (TDC), section AA and BB (carburetor, muffler, spark plug, other components and parts are not shown conditionally), where 27 is the inlet pipe (from carburetor in the crankcase).

На фиг. 13 - то же, что на фиг. 12, при положении поршня за 50^o поворота коленвала (ПКВ) до НМТ, сечение В-В и Б-Б, где 28 - выпускной патрубок (из цилиндра в глушитель), остальные обозначения те же, что на предыдущих иллюстрациях.In FIG. 13 is the same as in FIG. 12, with the piston position 50 ^{° from} crankshaft rotation (PCV) to BDC, section B-B and BB, where 28 is the exhaust pipe (from the cylinder to the muffler), the remaining designations are the same as in the previous illustrations.

На фиг. 14 - то же, что на фиг. 12, при положении поршня в НМТ сечения В-В и Б-Б, где 26 - выемки на днище поршня, остальные обозначения те же, что на предыдущих иллюстрациях. In FIG. 14 is the same as in FIG. 12, when the piston is in the BDC of the BB-B and B-B sections, where 26 are the recesses on the piston bottom, the remaining designations are the same as in the previous illustrations.

На фиг. 15 - то же, что на фиг. 12, при положении поршня 60^o ПКВ после НМТ, сечение В-В и Б-Б.In FIG. 15 is the same as in FIG. 12, with a piston position of 60 ^° PKV after BDC, section B-B and BB.

На фиг. 16 - схема газообмена, момент начала закрытия впускного окна, сечения А-А и Б-Б, стрелками показано движение потоков газа, обозначения те же, что на предыдущих иллюстрациях. In FIG. 16 is a diagram of a gas exchange, the moment of the beginning of closing the inlet window, section AA and BB, the arrows show the movement of gas flows, the designations are the same as in the previous illustrations.

На фиг. 17 - то же, что на фиг. 16, начало открытия выпускного окна, сечения А-А и Б-Б, где 29 - направляющие пластины в продувочных каналах на входе в цилиндр, остальные обозначения те же, что на предыдущих иллюстрациях. In FIG. 17 is the same as in FIG. 16, the beginning of the opening of the outlet window, sections AA and BB, where 29 are the guide plates in the purge channels at the inlet of the cylinder, the remaining designations are the same as in the previous illustrations.

На фиг. 18 - то же, что на фиг. 16. Продувка цилиндра, открыты выпускные и продувочные окна, сечения В-В и Б-Б, обозначения те же, что на предыдущих иллюстрациях. In FIG. 18 is the same as in FIG. 16. Cylinder purge, outlet and purge windows, sections B-B and B-B are open, the designations are the same as in the previous illustrations.

На фиг. 19 - то же, что на фиг. 16. Дозаброс горючей смеси в цилиндр и завихрение топливного заряда, открыто одно продувочное окно. Сечения В-В и Б-Б. In FIG. 19 is the same as in FIG. 16. Dosing of the combustible mixture into the cylinder and turbulence of the fuel charge, one purge window is open. Sections B-B and BB.

На фиг. 20 - схема охлаждения двигателя с центробежным вентилятором (стрелками показано направление движения охлаждающего воздуха), обозначения те же, что на предыдущих иллюстрациях. In FIG. 20 is a diagram of engine cooling with a centrifugal fan (arrows indicate the direction of movement of cooling air), the designations are the same as in the previous illustrations.

Ниже приводится сквозная нумерация обозначений всех узлов и деталей на фиг. 1-20. The following is the end-to-end numbering of the designations of all units and parts in FIG. 1-20.

1 - картер (основание) двигателя, 2 - цилиндр, 3 - впускное окно, 4 - продувочное окно, 5 - выпускное окно, 6 - поршень, 7 - кривошип, 8 - шатун, 9 - универсальный шарнир Гука кривошипной головки шатуна, 10 - универсальный шарнир Гука поршневой головки шатуна, 11 - вырез юбки поршня, 12 - карбюратор, 13 - глушитель шума, 14 - вентилятор-маховик, 15 - дефлектор, 16 - ребра охлаждения цилиндра, 17 - выступ поршня (козырек), 18 -игольчатый подшипник, 19 - магнето, 20 - вилка головки шатуна, 21 - противовес кривошипа, 22 - подшипник скольжения, 23 - коренной подшипник, 24 - стопор поршневого кольца, 25 - продувочный канал, 26 - выемки на днище поршня, 27 - впускной патрубок (от карбюратора в картер), 28 - выпускной патрубок (из цилиндра в глушитель), 29 - направляющие пластины в продувочных каналах на входе в цилиндр. 1 - the crankcase (base) of the engine, 2 - the cylinder, 3 - the inlet window, 4 - the purge window, 5 - the exhaust window, 6 - the piston, 7 - the crank, 8 - the connecting rod, 9 - the universal joint of the Hook crank head of the connecting rod, 10 - Hook universal joint of the connecting rod piston head, 11 - piston skirt cutout, 12 - carburetor, 13 - noise muffler, 14 - flywheel fan, 15 - deflector, 16 - cylinder cooling fins, 17 - piston protrusion (visor), 18 - needle bearing , 19 - magneto, 20 - connecting rod head plug, 21 - crank counterweight, 22 - plain bearing, 23 - main bearing, 24 - piston stop sealing rings, 25 - purge channel 26 - recesses in the piston bottom, 27 - inlet port (from the carburetor into the crankcase), 28 - exhaust pipe (exhaust pipes of the cylinder), 29 - guide plates in channels purge inlet cylinder.

Двигатель содержит картер 1, цилиндр 2, имеющий впускное 3, продувочные 4 и выпускное 5 окна системы газораспределения и поршень 6, кинематически связанный, через преобразователь его возвратно-поступательного движения во вращательное, с кривошипом 7, при этом цилиндр имеет один (как на фиг. 2, 3, 4) или несколько (например на фиг. 12-19 показано два) продувочных каналов 25, вход которых расположен в подпоршневой полости, а выход - в надпоршневой. Часть днища поршня имеет выступ (козырек) 17. При наличии одного продувочного канала выступ образован выемкой на днище поршня и расположен на одной стороне поршня (см, фиг. 1-9). При наличии нескольких продувочных каналов, выступ образован боковыми выемками на днище поршня (на фиг. 10-19 - две 26 по числу продувочных каналов). Кромки выступа и днища поршня, соприкасающиеся со стенками цилиндра, при вращательном и поступательном движении поршня управляют открытием окон системы газораспределения, обеспечивая несимметричные фазы газораспределения. The engine comprises a crankcase 1, a cylinder 2 having an inlet 3, a purge 4 and an exhaust 5 of a gas distribution system window and a piston 6 kinematically connected through a reciprocating to rotary converter with a crank 7, while the cylinder has one (as in FIG. . 2, 3, 4) or several (for example, Fig. 12-19 shows two) purge channels 25, the entrance of which is located in the sub-piston cavity, and the outlet is in the supra-piston cavity. Part of the piston bottom has a protrusion (visor) 17. If there is one purge channel, the protrusion is formed by a recess on the piston bottom and is located on one side of the piston (see, Fig. 1-9). If there are several purge channels, the protrusion is formed by lateral recesses on the piston bottom (in Figs. 10-19, two 26 by the number of purge channels). The edges of the protrusion and the piston bottom, in contact with the cylinder walls, during the rotational and translational motion of the piston control the opening of the gas distribution system windows, providing asymmetric gas distribution phases.

Преобразователь возвратно-поступательного движения поршня во вращательное выполнен в виде шатуна 8, кривошипная головка которого выполнена в виде универсального шарнира (шарнира Гука) 9, взаимодействующего с кривошипом 7, поршневая головка также выполнена в виде универсального шарнира 10 (фиг. 1-19). Причем двигатель может быть выполнен с расположением вилок 20 головок шатуна, находящихся в одной плоскости, как на фиг. 5, так и с расположением вилок в поперечных плоскостях, как на фиг. 6. Исполнение двигателя возможно с любым другим углом расположения вилок. Указанное замечание применимо ко всем описанным в данной заявке схемам двигателя. The reciprocating piston to rotary transducer is made in the form of a connecting rod 8, the crank head of which is made in the form of a universal joint (Hook joint) 9, interacting with the crank 7, the piston head is also made in the form of a universal joint 10 (Fig. 1-19). Moreover, the engine can be made with the arrangement of the forks 20 of the connecting rod heads located in one plane, as in FIG. 5, and with the arrangement of the forks in the transverse planes, as in FIG. 6. Engine design is possible with any other angle of the forks. This remark applies to all engine circuits described in this application.

Поршень на юбке может иметь вырез 11 (фиг. 2, 4, 12-19) для управления открытием впускного окна в кривошипной камере двигателя при вращательном движении поршня. The piston on the skirt may have a cutout 11 (Fig. 2, 4, 12-19) to control the opening of the inlet window in the crank chamber of the engine during the rotational movement of the piston.

Двигатель кроме описанных выше конструктивных узлов и деталей может содержать также систему питания с карбюратором 12 (фиг. 4), глушитель шума 13 (фиг. 3), систему зажигания с магнето 19 (фиг. 7, 10). Система охлаждения может быть оснащена как приведенным на фиг. 4 осевым вентилятором-маховиком 14, так и центробежным вентилятором-маховиком 14 (фиг. 20), дефлектором 15 и продольными ребрами охлаждения 16 цилиндра 2 (фиг. 4, 20). Смазка осуществляется путем добавляемых к топливу смазочных масел, что аналогично смазке двухтактных двигателей с кривошипно-камерной продувкой. The engine, in addition to the structural components and parts described above, may also contain a power system with a carburetor 12 (Fig. 4), a silencer 13 (Fig. 3), an ignition system with magneto 19 (Fig. 7, 10). The cooling system may be equipped as shown in FIG. 4 by an axial fan-flywheel 14 and a centrifugal fan-flywheel 14 (Fig. 20), a deflector 15 and longitudinal cooling fins 16 of the cylinder 2 (Fig. 4, 20). Lubrication is carried out by lubricating oils added to the fuel, which is similar to the lubrication of two-stroke engines with a crank-chamber purge.

Работа двигателя осуществляется следующим образом: поршень 6 под давлением газов, двигаясь от ВМТ к НМТ, воздействует на шатун 8, который передает это воздействие вдоль своей оси через универсальный шарнир 9 на кривошип 7, поворачивая его на 180^o Движение поршня от НМТ к BМT осуществляется за счет инерции вращающихся масс (маховика, вала, шатуна, поршня).The operation of the engine is as follows: piston 6 under gas pressure, moving from TDC to BDC, acts on the connecting rod 8, which transfers this effect along its axis through the universal joint 9 to the crank 7, turning it 180 ^o The piston moves from BDC to BMT due to the inertia of the rotating masses (flywheel, shaft, connecting rod, piston).

Поршневая головка шатуна кинематически связана с поршнем, как и кривошипная головка, посредством универсального шарнира 10, что обеспечивает вращение поршня совместно с телом шатуна относительно оси цилиндра, при вращении вала. The piston head of the connecting rod is kinematically connected with the piston, like the crank head, by means of a universal joint 10, which ensures the rotation of the piston together with the body of the connecting rod relative to the axis of the cylinder when the shaft rotates.

Взаимное перемещение описанных деталей, согласно фиг. 12-15, осуществляется следующим образом: поступательное движение поршня 6 передается вдоль оси шатуна на его кривошипную головку 9, поворачивает тело шатуна относительно оси цилиндра, вращение шатуна через поршневую головку 10 передается на поршень, обеспечивая преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательное. Mutual movement of the described parts according to FIG. 12-15, is carried out as follows: the translational movement of the piston 6 is transmitted along the connecting rod axis to its crank head 9, rotates the connecting rod body relative to the cylinder axis, the rotation of the connecting rod through the piston head 10 is transmitted to the piston, enabling the reciprocating piston to rotate.

Работа газораспределения на примере схемы с двумя продувочными каналами (по фиг. 16-19) осуществляется следующим образом. Топливная смесь от карбюратора по впускному патрубку 27 поступает в кривошипную камеру при движении поршня от HМT к ВМТ. После прохождения ВМТ при движении поршня вырез 11 (фиг. 16) на юбке поршня своей кромкой начинает перекрывать, при повороте поршня, впускное окно 3, предотвращая обратный выброс заряда во впускной патрубок, при сжатии топливного заряда в кривошипной камере. В надпоршневой полости цилиндра при движении поршня вниз кромка днища поршня открывает выпускное окно 5 цилиндра (фиг. 17), происходит выпуск отработавших газов, продувочные окна 4 при этом закрыты выступом 17 поршня. При дальнейшем движении вниз (фиг. 18) поршень, поворачиваясь, открывает кромками выступа продувочные окна 4 и начинает прикрывать выпускное окно 5 другой боковой кромкой выступа, происходит продувка цилиндра. При этом для предотвращения бокового отклонения продувочных струй газа на выходе из продувочных окон продувочные каналы на входе в цилиндр могут оснащаться направляющими пластинами 29 (фиг. 16-19). Поршень проходит НМТ, начинает подниматься и, поворачиваясь, кромкой выступа полностью закрывает выпускное окно, предотвращая выброс свежего заряда с выхлопом, продувочные окна при этом еще открыты, что обеспечивает дополнительный заброс свежего заряда в камеру сгорания. Поршень, поднимаясь к ВМТ, начинает прикрывать продувочные окна кромкой днища поршня. При этом, если верхняя кромка одного из продувочных окон будет расположена выше верхней кромки другого продувочного окна или кромки днища поршня, закрывающие продувочные окна будут расположены на различном уровне по высоте, закрытие одного из продувочных окон произойдет позднее (фиг. 10). В результате смесь в цилиндр будет продолжать поступать через одно окно. Поскольку на входе в цилиндр продувочный канал имеет тангенциальный наклон, это позволяет создать интенсивный вихрь в камере сгорания двигателя. Возможен вариант исполнения двигателями, при котором кромки продувочных окон расположены на одном уровне, и они закрываются одновременно. The gas distribution on the example of a circuit with two purge channels (Fig. 16-19) is as follows. The fuel mixture from the carburetor through the inlet pipe 27 enters the crank chamber when the piston moves from HMT to TDC. After the passage of the TDC, when the piston moves, the cutout 11 (Fig. 16) on its piston skirt begins to block the inlet window 3 with the piston turning, preventing the charge from returning to the inlet, while compressing the fuel charge in the crank chamber. In the above-piston cavity of the cylinder, when the piston moves down, the piston bottom edge opens the exhaust window 5 of the cylinder (Fig. 17), exhaust gas is released, and the purge windows 4 are closed by the piston protrusion 17. With a further downward movement (Fig. 18), the piston, turning, opens the purge windows 4 with the edges of the protrusion and begins to cover the exhaust window 5 with the other lateral edge of the protrusion, the cylinder is purged. Moreover, to prevent lateral deviation of the purge gas jets at the outlet of the purge windows, the purge channels at the inlet of the cylinder can be equipped with guide plates 29 (Fig. 16-19). The piston passes through the BDC, begins to rise and, turning, the edge of the protrusion completely closes the exhaust window, preventing the release of fresh charge with the exhaust, while the purge windows are still open, which provides additional refueling of the fresh charge into the combustion chamber. The piston, rising to TDC, begins to cover the purge windows with the edge of the piston bottom. Moreover, if the upper edge of one of the purge windows is located above the upper edge of the other purge window or the piston bottom edge, the closing purge windows will be located at different heights, the closure of one of the purge windows will occur later (Fig. 10). As a result, the mixture will continue to flow into the cylinder through one window. Since the purge channel has a tangential slope at the inlet to the cylinder, this makes it possible to create an intense vortex in the combustion chamber of the engine. A possible embodiment by engines, in which the edges of the purge windows are located at the same level, and they close simultaneously.

Список использованной литературы
1. Ленин И.М. Теория автомобильных двигателей. - М., 1958, с. 87.List of references
1. Lenin I.M. Theory of automobile engines. - M., 1958, p. 87.

2. Полищук А.П. Моторный инструмент для лесозаготовок. - М., 1970. 2. Polishchuk A.P. Motor tool for logging. - M., 1970.

3. США, патент 2962008, F Q2 B 75/26, 1960. 3. USA, patent 2962008, F Q2 B 75/26, 1960.

4. РФ, патент 2023894, F 02 В 57/00, 1992. 4. RF patent 2023894, F 02 B 57/00, 1992.

Claims

1. An engine comprising a crankcase, a cylinder having an intake, purge, and exhaust window of a gas distribution system and a piston kinematically connected through a converter of its reciprocating motion to a rotary one with a crank of a crank shaft, wherein the cylinder has one or more purge channels, the input of which is located in the sub-piston cavity, and the outlet — in the sup-piston cavity, part of the piston bottom has a protrusion or visor for blocking the gas distribution system windows when the piston rotates, characterized in that the transducer The reciprocating motion of the piston into the rotary is made in the form of a connecting rod, the crank head of which is made in the form of a universal joint interacting with the crank of the crank shaft, and the piston head is also made in the form of a universal joint.

2. The engine according to claim 1, characterized in that the cooling system is equipped with a centrifugal cooling air fan, the direction of movement of the cooling air along the cylinder.