RU2151891C1 - Two-stroke internal combustion engine - Google Patents
Two-stroke internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2151891C1 RU2151891C1 RU99100413A RU99100413A RU2151891C1 RU 2151891 C1 RU2151891 C1 RU 2151891C1 RU 99100413 A RU99100413 A RU 99100413A RU 99100413 A RU99100413 A RU 99100413A RU 2151891 C1 RU2151891 C1 RU 2151891C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder
- working
- compressor
- connecting rod
- piston
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, предназначенным для преобразования тепловой энергии на транспортных средствах всех марок, работающих на бензине, дизтопливе, а также для других целей. The invention relates to internal combustion engines, designed to convert thermal energy on vehicles of all brands running on gasoline, diesel fuel, as well as for other purposes.
Известен двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий блок цилиндров с установленными в них по свободной посадке поршнями, штоки которых кинематически связаны с шатунами и коленчатым валом, головку цилиндров, впускную магистраль, впускной клапан, нагнетающий клапан, перепускное окно, связанное с внутренними полостями рабочего и компрессорного цилиндров, выпускное окно (США патент 3880126, F 26 D 33/22, 1975). A two-stroke internal combustion engine is known, comprising a cylinder block with pistons installed in them for free landing, the rods of which are kinematically connected to the connecting rods and the crankshaft, the cylinder head, the intake manifold, the intake valve, the discharge valve, the bypass window connected to the internal cavities of the working and compressor cylinders, exhaust window (US patent 3880126, F 26 D 33/22, 1975).
Недостатком вышеуказанного двигателя является повышенные габариты по высоте и ширине. The disadvantage of the above engine is the increased dimensions in height and width.
Технической задачей настоящего изобретения является снижение габаритов, упрощение сборки и конструкции в целом. The technical task of the present invention is to reduce the size, simplify the Assembly and design in General.
Поставленная задача решается за счет того, что в двухтактном двигателе внутреннего сгорания, содержащим блок цилиндров с установленными в них по свободной посадке поршнями, штоки которых кинематически связаны с шатунами и коленчатым валом, головку цилиндров, впускную магистраль, впускной клапан, нагнетающий клапан, перепускное окно, связанное с внутренними полостями рабочего и компрессорного цилиндра, выпускное окно, в центральной полости блока цилиндров выполнены одно центральное и боковое ребра жесткости, компрессорный цилиндр выполнен с большей рабочей площадью в несколько раз по сравнению с рабочей площадью рабочего цилиндра, при этом шатунная шейка коленчатого вала, связанная с шатуном компрессорного поршня, смещена на 30-40o и может быть смещена до 180o относительно шатунной шейки, связанной с шатуном рабочего поршня по ходу вращения коленчатого вала, а нагнетающий клапан размещен в центральной расточке ребра жесткости в верхнем торце блока цилиндров с перепускным окном, связанным с внутренними полостями компрессорного и рабочего цилиндров, закрывающиеся с верхнего торца общей крышкой, где в расточке размещен впускной клапан, сообщающийся с впускной магистралью и внутренней полостью компрессорного цилиндра. Нагнетающий клапан подпружинен с усилием, которое удерживает последний в закрытом положении, пока рабочий поршень не закроет выпускное окно, связанное с рабочим цилиндром. Впрыск бензина или газа производится в момент хода сжатия, когда рабочий поршень закроет выпускное окно, а давление сжатого воздуха будет минимальным.The problem is solved due to the fact that in a two-stroke internal combustion engine containing a cylinder block with pistons installed in them for free landing, the rods of which are kinematically connected to the connecting rods and crankshaft, the cylinder head, intake manifold, intake valve, pressure valve, and bypass window associated with the internal cavities of the working and compressor cylinders, the exhaust window, in the Central cavity of the cylinder block made one Central and lateral stiffeners, the compressor cylinder flax with a larger working area several times compared with the working area of the working cylinder, while the connecting rod neck of the crankshaft associated with the connecting rod of the compressor piston is offset by 30-40 o and can be displaced up to 180 o relative to the connecting rod neck associated with the connecting rod of the worker piston along the rotation of the crankshaft, and the discharge valve is placed in the central bore of the stiffener in the upper end of the cylinder block with a bypass window connected with the internal cavities of the compressor and working cylinders, which are closed with the upper its end face with a common cover, where the inlet valve is located in the bore, communicating with the inlet pipe and the internal cavity of the compressor cylinder. The discharge valve is spring-loaded with a force that holds the latter in the closed position until the working piston closes the outlet window associated with the working cylinder. Gasoline or gas is injected at the time of the compression stroke, when the working piston closes the outlet window, and the compressed air pressure is minimal.
Установка компрессорного цилиндра с большей рабочей площадью в несколько раз больше рабочей площади рабочего цилиндра, обеспечивает резкое повышение мощности двухтактного двигателя за счет накачивания в рабочий цилиндр нескольких рабочих объемов чистого воздуха, что позволяет сжигать больше топлива во столько же раз, резко повышая рабочее давление в рабочем цилиндре. Смещение шатунной шейки коленчатого вала компрессорного цилиндра относительно шатунной шейки рабочего цилиндра по ходу вращения коленчатого вала от 30o обязательной величины, до 180o обеспечивает в широком диадпазоне изменение рабочего цикла двухтактного двигателя по способу сжигания топлива, что делает его универсальным. Смещение шатунной шейки компрессорного цилиндра на 30. . .40o обеспечивает свободное закрывание нагнетающего клапана до момента вспышки топлива, ликвидируя быстрый износ и стук.The installation of a compressor cylinder with a larger working area several times larger than the working area of the working cylinder provides a sharp increase in the power of a two-stroke engine by pumping several working volumes of clean air into the working cylinder, which allows you to burn more fuel as many times, dramatically increasing the working pressure in the working top hat. The displacement of the connecting rod neck of the crankshaft of the compressor cylinder relative to the connecting rod neck of the working cylinder in the direction of rotation of the crankshaft from 30 o required value, up to 180 o provides in a wide range of changes in the duty cycle of a two-stroke engine by the method of burning fuel, which makes it universal. The shift of the connecting rod neck of the compressor cylinder by 30.. .40 o provides free closing of the discharge valve until the fuel flashes, eliminating quick wear and knock.
На чертежах представлены:
фиг. 1 - продольный разрез двухтактного двигателя;
фиг. 2 - разрез А-А двухтактного двигателя;
фиг. 3 - продольный разрез крышки;
фиг. 4 - вид сверху крышки;
фиг. 5 - продольный разрез нагнетающего клапана в сборе;
Головка 1 блока цилиндров прикреплена через прокладку 2 уплотнения к верхнему торцу блока цилиндров 3, где в центральной плоскости размещен компрессорный цилиндр 4 с большей в несколько раз рабочей площадью, чем рабочая площадь рабочего цилиндра 5, что обеспечивает при работе двухтактного двигателя накачивание за одно движение компрессорного поршня несколько расчетных рабочих объектов чистого воздуха в рабочий цилиндр 5. Рабочий цилиндр 5 имеет боковое ребро, где размещено выпускное окно 6, а с компрессорным цилиндром 4 дополнительно соединен центральным ребром жесткости (см. разрез А-А). В центральном ребре жесткости в верхнем торце сделано перепускное окно 7, связанное с полостью компрессорного цилиндра 4, где установлен нагнетающий клапан 8, связанный с перепускным окном 9 в крышке 10 цилиндров и с полостью рабочего цилиндра 5. Нагнетающий клапан 8 на своем хвостовике имеет лыску для перепуска воздуха. Между наружными поверхностями компрессорного цилиндра 4, рабочего цилиндра 5 и внутренней поверхности блока 3 цилиндров образуется зарубашечное пространство 11, где будет происходить циркуляция охлаждающей жидкости. Зарубашечное пространство 11 связано с зарубашечным пространством 12 между головкой 1 и крышкой 10, где установлен в расточке впускной клапан 13, подпружиненный пружиной 14. Впускной клапан 13 сообщается с выпускной магистралью 15 и с внутренней полостью компрессорного цилиндра 4. Впускной клапан 13 имеет ограничитель 16 хода. Верхний торец крышки 10 цилиндров уплотняется прокладкой 17. В крышке 10 цилиндров против полости рабочего цилиндра 5 в центральном гнезде 18 устанавливается форсунка впрыска топлива в дизельном исполнении, а впрыск бензина производится через форсунку низкого давления в момент, когда рабочий поршень 19 закроет выпускное окно 6 при ходе сжатия, а два потока воздуха, идущие навстречу друг другу, быстро испарят и качественно перемешают топливо с воздухом, поэтому нет необходимости производить впрыск бензина под большим давлением как дизтопливо. В карбюраторном исполнении предложенный двухтактный двигатель может работать, но чтобы экономичность была удовлетворительной, необходимо делать высоту выпускного окна 8 минимально допустимой. Рабочий поршень 19 крепится к верхней головке шатуна 20 с помощью пальца 21 и стопорных колец 22, с помощью пальца 25 и стопорных колец 26. Шатуны 20 и 24 своими нижними головками совместно со вкладышами 27 по свободной посадке крепятся к шатунным шейкам коленчатого вала 28 с помощью подушек 29. Шатунная шейка, где крепится шатун 24 компрессорного цилиндра 4, должна быть смещена на 30...40o относительно шатунной шейки, где крепится шатун 20 рабочего цилиндра 5 по ходу вращения коленчатого вала 28. Смешение шатунных шеек требуется для того, чтобы компрессорный поршень 23 двигался при ходе сжатия впереди с целью опережающего вытеснения чистого воздуха через нагнетающий клапан 8, перепускные окна 7 9 в рабочий цилиндр 5, что гарантирует закрытие нагнетающего клапана 8 до начала вспышки топлива в рабочем цилиндре 5 и камере сжатия 30 и обеспечивается работа нагнетающего клапана 8 без стука и быстрого износа или просто выхода из строя. Чем больше угол смещения относительно друг друга шатунных шеек коленчатого вала 28, тем меньше будет оставаться чистого воздуха в рабочем цилиндре 5 и меньше можно получать мощность двухтактного двигателя, но качество продувки рабочего цилиндра 5 резко улучшится из-за большого количества продуваемого воздуха.The drawings show:
FIG. 1 is a longitudinal section of a two-stroke engine;
FIG. 2 - section AA of a two-stroke engine;
FIG. 3 is a longitudinal section of the lid;
FIG. 4 is a top view of the lid;
FIG. 5 is a longitudinal section of the discharge valve assembly;
The cylinder head 1 is attached through the gasket 2 to the upper end of the
Экономически все равно выгодно и можно смещать шатунные шейки до 180o, и рабочий цикл будет таким, как у существующих двухтактных двигателей, но продувка рабочего цилиндра 5 и его наполнение чистым воздухом будут намного лучше и экономичность топлива будет лучше, чем у существующих двухтактных двигателей, в том числе повысится долговечность в целом.It is still economically profitable and the crankpins can be shifted up to 180 o , and the duty cycle will be the same as with existing two-stroke engines, but blowing the working cylinder 5 and filling it with clean air will be much better and fuel economy will be better than with existing two-stroke engines. including increased durability in general.
Коленчатый вал 28 указывается в опорных подушках 31 совместно со вкладышами 32 и крепится крышками 33. Крышка 10 цилиндров крепится головкой 1 с помощью болтов 34. Общий ход поршней 19 и 23 складывается из рабочего хода 35 и хода 36 такта выпуска и предварительной продувки. С целью обеспечения низкого давления отработавших газов до 0,5 атмосферы, когда рабочий поршень 19 придет в НМТ, необходимо рабочий ход 35 и ход 36 выпуска делать одинаковыми по размерам. Данная компоновка нового двухтактного двигателя существенно отличается от существующих двухактных двигателей и четырехтактных, а также и от аналога, что расширит область применения. The
Работа двухтактного двигателя внутреннего сгорания в дизельном исполнении (см. фиг. 1 - 5). The operation of a two-stroke internal combustion engine in a diesel version (see. Fig. 1 - 5).
В начале рабочего хода рабочий поршень 19 движется к НМТ. В данный момент времени нагнетающий клапан 8 закрыт, а впускной клапан 13 открыт и в компрессорном цилиндре 4 происходит под действием движения поршня 23 разряжение. В этот момент происходят совмещенные циклы "Рабочий ход" и "Впуск'. Благодаря разряжению в компрессорном цилиндре 4 его полость заполняется чистым воздухом через впускную магистраль 15, открытый впускной клапан 13. При дальнейшем движении поршней 19 и 23 к НМТ, когда рабочий поршень 19 начнет открывать впускное окно 9, начинается такт выпуска отработанных газов. В момент прихода рабочего поршня в НТМ давление газов снижается до 0,5 атмосферного и предварительно за это время в компрессорном цилиндре 4 с помощью опережающего компрессорного поршня 23 на 30o рабочий поршень 19 уже создалось расчетное давление сжатого воздуха, который открывает через перепускное окно 7 нагнетающий клапан 8. При движении рабочего поршня 19 и компрессорного поршня 23 к ВМТ чистый воздух вытесняется компрессорным поршнем 23 через перепускное окно 7, открытый нагнетающий клапан 8, перепускное окно 9 в крышке 10 цилиндров, вытесняя из полости рабочего цилиндра 5 отработавшие газы через выпускное окно 6. В данный момент впускной клапан 13 закрыт и происходит такт предварительной продувки. Когда рабочий поршень 19 закроет выпускное окно 6, кончается такт предварительной продувки и начинается такт сжатия одновременно в рабочем цилиндре 5 и в компрессорном цилиндре 4. В данный момент времени оставшийся чистый воздух в компрессорном цилиндре 4 поршнем 23 вытесняется в камеру сжатия 30, и когда рабочий поршень 19 будет находиться за 30o до ВМТ, то из компрессорного цилиндра 4 чистый воздух будет полностью вытеснен в рабочий цилиндр 5 с камерой сжатия 30. При дальнейшем движении рабочего поршня 19 к ВМТ, а компрессорного поршня 23 к НМТ, в данный момент автоматически закрывается нагнетающий клапан 8 из-за разности давлений в рабочем цилиндре и в компрессорном цилиндре 4, где происходит впуск чистого воздуха и впускной клапан 13 уже открыт. После закрытия нагнетающего клапана 8 происходит впрыск топлива через форсунку 18, установленную в гнезде крышки 10 цилиндров, а когда рабочий поршень дойдет до ВМТ, топливо воспламеняется от температуры сжатого воздуха и происходит снова рабочий ход. Таким образом работает новый двухтактный двигатель, а большая мощность в несколько раз больше известных двухтактных двигателей получается за счет большого количества воздуха и топлива, находящихся в полости камеры сжатия 30. Экономически это очень выгодный вариант. В дизельном исполнении без электронной начинки за счет долгого сгорания топлива резко повысится экономичность.At the beginning of the stroke, the working
Работа двухтактного двигателя внутреннего сгорания с непосредственным механическим вспрыском в рабочий цилиндр бензина. The operation of a two-stroke internal combustion engine with direct mechanical injection into the working cylinder of gasoline.
На место форсунки высокого давления 18 устанавливают форсунку низкого давления до 5 кг/см2, рядом устанавливают свечу зажигания и топливный насос. Цикл работы отличается только тем, что при ходе сжатия, когда рабочий поршень 19 закроет выпускное окно 6, в данный момент времени необходимо производить непосредственный впрыск бензина в рабочий цилиндр 5, когда так незначительно давление. После выпрыска бензина непосредственно в цилиндр происходят следующие процессы. При дальнейшем движении рабочего поршня 19 и компрессорного поршня 23 в рабочем цилиндре 5 образуются два встречных потока движения чистого воздуха и при этом давление потока воздуха, поступающего из компрессорного цилиндра 23, больше, чем встречный поток в рабочем цилиндре 5, что обеспечивает быстрое испарение фракций бензина и хорошее перемешивание топлива с чистым воздухом, а хорошая смесь является главным фактором полного сгорания топлива. В результате обеспечиваются высокая экономичность с экологичностью. При этом время приготовления рабочей смеси непосредственно в цилиндре намного больше, чем непосредственного впрыска под большим давлением, который освоен одной Японской фирмой. Когда рабочий поршень придет в ВМТ, происходит зажигание рабочей смеси с помощью свечи зажигания и происходит такт рабочего хода и впуска. Таким образом работает новый двухтактный двигатель с непосредственным впрыском.In place of the high-
Работа двухтактного двигателя внутреннего сгорания с дожиганием оставшихся отработавших газов непосредственно в цилиндре после такта выпуска (см. фиг.5 и фиг. 1 - 4). The operation of a two-stroke internal combustion engine with afterburning of the remaining exhaust gases directly in the cylinder after the exhaust stroke (see Fig. 5 and Figs. 1-4).
Для нормальной работы необходимо установить вместо плавающего нагнетательного клапана подпружиненный нагнетающий клапан 8 в сборе в расточке центрального ребра жесткости, состоящего из корпуса 37, нагнетающего клапана 8, подпружиненного пружиной 38, опирающейся на неподвижный ограничитель - 39, связанного с хвостовиком нагнетающего клапана 8, окно совместить с окном 7 в центральном ребре жесткости. Расчетное усилие пружины 38 должно быть таким, чтобы при ходе сжатия, когда рабочий поршень 19 движется к ВМТ, пока рабочий поршень 19 не закроет выпускное окно 6, нагнетающий клапан 8 не должен открываться. В данный момент времени в компрессорном цилиндре происходит сжатие чистого воздуха или рабочей топливной смеси, если двигатель выполнен в карбюраторном исполнении, что препятствует смеси вылетать в выпускное окно 6. Таким образом резко повысится экономичность двухтактного двигателя, работающего от карбюратора. Практически в данном рабочем цикле нет предварительной продувки рабочего цилиндра 5. For normal operation, it is necessary to install, instead of a floating discharge valve, a spring-loaded
При дальнейшем движении рабочего поршня 19 к ВМТ нагнетающий клапан 8 под действием давления рабочей смеси или чистого воздуха открывается и полный рабочей объем чистого воздуха или рабочей смеси вытесняется компрессорным поршнем 23 в полость рабочего цилиндра 5, где происходит сжатие уже рабочей смеси или чистого воздуха совместно с оставшимися отработавшими газами. Когда поршень 19 дойдет до ВМТ, происходит зажигание рабочей смеси и начинаются "Рабочий ход" и "Впуск". Таким образом работает двухтактный двигатель с дожиганием оставшихся газов непосредственно в рабочем цилиндре 5. Это осуществимо потому, что конструктивно двухтактный двигатель за одно движение компрессорного поршня 23 позволяет закачать в рабочий цилиндр несколько рабочих объемов чистого воздуха, что и обеспечивает полное сгорание и незначительно отражается на мощности. Данный цикл очень выгодно применять на мотоциклах в карбюраторном исполнении с воздушным охлаждением, высокая экономичность к долговечность работы обеспечены, а трудоемкость почти одинакова. Резко повысится экологичность по сравнению с известными двигателями. Внедрение нового двухтактного двигателя на автомобильном и другом транспорте даст очень высокую экономию в металле и снизит трудоемкость там, где в основном применяются сложные четырехтактные двигатели. With further movement of the working
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99100413A RU2151891C1 (en) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | Two-stroke internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99100413A RU2151891C1 (en) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | Two-stroke internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2151891C1 true RU2151891C1 (en) | 2000-06-27 |
Family
ID=20214467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99100413A RU2151891C1 (en) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | Two-stroke internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2151891C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2546935C2 (en) * | 2009-09-23 | 2015-04-10 | Грин Энджин Консалтинг С.Р.Л. | Engine with splitted cycle |
-
1999
- 1999-01-18 RU RU99100413A patent/RU2151891C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2546935C2 (en) * | 2009-09-23 | 2015-04-10 | Грин Энджин Консалтинг С.Р.Л. | Engine with splitted cycle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3964263A (en) | Six cycle combustion and fluid vaporization engine | |
KR20140035876A (en) | Full expansion internal combustion engine | |
US3785355A (en) | Engine with internal charge dilution and method | |
US4307687A (en) | Internal combustion engines | |
US1998708A (en) | Internal combustion engine | |
JPH11182679A (en) | Internal combustion engine | |
RU2151891C1 (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
RU2316658C1 (en) | Diesel engine | |
DK177936B1 (en) | A method of operating an internal combustion engine, and an internal combustion engine | |
CN211343162U (en) | Low-speed running large engine | |
KR100567989B1 (en) | Method for obtaining high efficiency in an internal combustion engine and the internal combustion engine | |
RU2626611C2 (en) | Two-stroke internal combustion engine with highest technical-economical and environmental criterial parameters and electronic control of accumulated fuel injection system of large fraction composition | |
RU2027879C1 (en) | Internal combustion engine | |
RU2820915C1 (en) | Window gas distribution mechanism | |
CN109404179A (en) | The plateau cold-start system of engine | |
RU2711853C1 (en) | Rodless piston ice operating on the detonation energy of the fuel-air mixture | |
JPS5825513A (en) | Internal combustion engine | |
RU136095U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
JPH09250429A (en) | Fuel injecting/supplying type engine | |
RU2435975C2 (en) | Menshov internal combustion engine | |
RU2076931C1 (en) | Four stroke internal combustion engine with supercharging and vacuum intake | |
RU2536640C1 (en) | Internal combustion engine | |
RU2144141C1 (en) | Four-stroke combination internal combustion engine and method of use of high-pressure hot gases | |
RU2008461C1 (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
RU2254485C2 (en) | Internal combustion engine |