RU2206757C2 - Two-stroke internal combustion engine - Google Patents

Two-stroke internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2206757C2
RU2206757C2 RU2001105563/06A RU2001105563A RU2206757C2 RU 2206757 C2 RU2206757 C2 RU 2206757C2 RU 2001105563/06 A RU2001105563/06 A RU 2001105563/06A RU 2001105563 A RU2001105563 A RU 2001105563A RU 2206757 C2 RU2206757 C2 RU 2206757C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinder
piston
valve
stroke
engine
Prior art date
Application number
RU2001105563/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001105563A (en
Inventor
Б.А. Глазунов
Original Assignee
Глазунов Борис Александрович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Глазунов Борис Александрович filed Critical Глазунов Борис Александрович
Priority to RU2001105563/06A priority Critical patent/RU2206757C2/en
Publication of RU2001105563A publication Critical patent/RU2001105563A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2206757C2 publication Critical patent/RU2206757C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: proposed engine contains cylinder, intake and exhaust valves, piston and driven supercharger. Guide shield separating intake valve from exhaust valve is secured on intake valve. According to invention, guide shield is located in cylinder and is made in form of plate with flange. Shield is provided with holes in plate pointed to side of piston. Plate can be made in form of half of circle of diameter smaller than diameter of cylinder. Flange is pointed to side of cylinder cover, being made of height exceeding value of opening of intake valve. Cover is provided with slot of shape and dimensions corresponding to flange. EFFECT: improved efficiency owing to excess of degree of expansion over degree of compression, without impairing scavenging and charging of engine. 2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к двухтактным поршневым двигателям внутреннего сгорания с продолженным расширением в основных цилиндрах и может использоваться на транспорте и других отраслях. The invention relates to two-stroke reciprocating internal combustion engines with continued expansion in the main cylinders and can be used in transport and other industries.

Двухтактные двигатели обычно имеют кривошипно-камерную продувку, то есть продувка цилиндра осуществляется через окна на боковой поверхности цилиндра за счет всасывания, сжатия и нагнетания смеси в кривошипной камере под поршнем двигателя и подачи смеси в цилиндр двигателя через впускные окна. (И. Я. Райков, Г.Н.Рытвинский. Конструкция автомобильных и тракторных двигателей. - М.: Высшая школа, 1986. - 112-113 с., рис.3.5г). Two-stroke engines usually have a crank chamber purge, that is, the cylinder is purged through windows on the side of the cylinder by suction, compression and injection of the mixture in the crank chamber under the engine piston and supplying the mixture to the engine cylinder through the inlet windows. (I. Ya. Raikov, G.N. Rytvinsky. Design of automobile and tractor engines. - M.: Higher School, 1986. - 112-113 p., Fig.3.5g).

Главный недостаток двухтактных двигателей с кривошипно-камерной продувкой заключается в повышенном содержании вредных продуктов сгорания масла в отработанных газах, так как масло для смазки двигателя подмешивается в топливо. The main drawback of two-stroke engines with a crank-chamber blowdown is the increased content of harmful products of oil combustion in the exhaust gases, since oil for lubricating the engine is mixed into the fuel.

В обычных двигателях степень сжатия близка к степени расширения и давление газа в начале выпуска из цилиндра в несколько раз превышает атмосферное давление, то есть энергия газа в начале выпуска довольно высока и эта энергия не используется. In conventional engines, the compression ratio is close to the expansion ratio and the gas pressure at the beginning of the release from the cylinder is several times higher than atmospheric pressure, that is, the gas energy at the beginning of the release is quite high and this energy is not used.

Известны многочисленные схемы двигателей, в которых искались пути использования давления газа в конце расширения увеличением степени расширения в сравнении со степенью сжатия. Numerous engine designs are known in which ways to utilize gas pressure at the end of expansion have been sought by increasing the expansion ratio compared to the compression ratio.

Например, известен четырехтактный двигатель с продолженным расширением в основных цилиндрах, в котором впускной клапан закрывается на половине хода поршня, то есть степень расширения в 2 раза больше степени сжатия (Ю.Мацкерле. Современный экономичный автомобиль. - М.: Машиностроение, 1987. - 110 с.). For example, a four-stroke engine with continued expansion in the main cylinders is known, in which the intake valve closes at half stroke, that is, the expansion ratio is 2 times the compression ratio (J. Matskerle. Modern economical car. - M.: Mashinostroenie, 1987. - 110 s.).

КПД данного двигателя при максимальной нагрузке выше, чем КПД обычного двигателя с такой же степенью сжатия, но его КПД будет снижаться на частичных нагрузках в два раза быстрее, чем в обычном двигателе. Это происходит потому, что механические потери двигателя в основном определяются размерами двигателя и скоростью вращения вала двигателя и мало зависят от давления газа в цилиндрах. На единицу массы газа механические потери будут в два раза больше, так как в двигателе работает в два раза меньшая масса газа по сравнению с обычным двигателем такого же размера. При нагрузке менее 50% КПД данного двигателя будет ниже, чем КПД обычного двигателя, но он будет иметь в два раза большую массу и объем цилиндров, чем обычный двигатель такой же мощности. The efficiency of this engine at maximum load is higher than the efficiency of a conventional engine with the same compression ratio, but its efficiency will decrease at partial loads twice as fast as in a conventional engine. This is because the mechanical loss of the engine is mainly determined by the size of the engine and the speed of rotation of the engine shaft and little depends on the gas pressure in the cylinders. The mechanical losses per unit mass of gas will be twice as much, since the gas mass in the engine is half that of a conventional engine of the same size. With a load of less than 50%, the efficiency of this engine will be lower than the efficiency of a conventional engine, but it will have twice the mass and volume of cylinders than a conventional engine of the same power.

Известен двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндры, имеющие впускные окна, расположенные на боковой поверхности цилиндра около нижней мертвой точки, крышки, закрывающие цилиндры и снабженные выпускными клапанами, поршни, совершающие возвратно-поступательные движения между нижней и верхней мертвыми точками, расположенные в цилиндрах и соединенные механизмом преобразования движения с валом, устройство подачи топлива, механизм управления клапанами, устройство для осуществления продувки, например приводной нагнетатель, соединенный впускным трубопроводом с впускными окнами (Ю. Мацкерле. Современный экономичный автомобиль. М.: Машиностроение, 1987. - 221 с.). A two-stroke internal combustion engine is known, comprising cylinders having inlet windows located on the side of the cylinder near the bottom dead center, caps covering the cylinders and equipped with exhaust valves, pistons reciprocating between the bottom and top dead centers located in the cylinders and connected by a motion conversion mechanism with a shaft, a fuel supply device, a valve control mechanism, a purge device, for example a drive air atel connected to the inlet conduit with inlet ports (Yu Matskerle modern economical car M .: Engineering, 1987. -.. 221 pp.).

В данном двигателе нет кривошипно-камерной продувки, масло в топливо не добавляют и в отработанных газах нет повышенного содержания вредных продуктов сгорания масла. There is no crank-chamber purge in this engine, no oil is added to the fuel and there is no high content of harmful products of oil combustion in the exhaust gases.

Недостатками данных двухтактных двигателей является то, что степень расширения близка к степени сжатия и в начале выпуска отработанные газы имеют давление 0,4-0,5 МПа, то есть имеют значительную энергию, которая не используется. The disadvantages of these two-stroke engines is that the expansion ratio is close to the compression ratio and at the beginning of the exhaust the exhaust gases have a pressure of 0.4-0.5 MPa, that is, they have significant energy that is not used.

Для продувки цилиндра через впускные окна необходимо подавать за цикл объем воздуха не менее объема цилиндра. Для обеспечения качественной продувки цилиндра с невысокими затратами энергии на продувку нужно использовать на продувку до 40% времени цикла и нужны впускные окна высотой 25-30% хода поршня. Выпускной клапан тогда должен будет открываться в 40-50% хода поршня от НМТ. То есть до 30-40% объема цилиндра не используются для расширения газов во время рабочего хода и этот объем называют потерянным объемом. To purge the cylinder through the inlet windows, it is necessary to supply a volume of air of at least a cylinder volume per cycle. To ensure high-quality purge of the cylinder with low energy consumption for purging, it is necessary to use up to 40% of the cycle time for purging and inlet windows with a height of 25-30% of the piston stroke are needed. The exhaust valve should then open at 40-50% of the piston stroke from the BDC. That is, up to 30-40% of the cylinder volume is not used for gas expansion during the stroke and this volume is called the lost volume.

Но если сделать впускные окна меньшей высоты, то есть уменьшить долю времени на продувку, увеличатся затраты энергии на продувку. But if you make inlet windows of lower height, that is, reduce the proportion of time spent on purging, the energy consumption for purging will increase.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение степени расширения в цилиндрах в сравнении со степенью сжатия в цилиндрах без увеличения удельной массы и объема двигателя и без ухудшения качества продувки, за счет снижения доли потерянного объема цилиндра и увеличения удельной работы, производимой газом при продолженном расширении. The technical result of the invention is to increase the degree of expansion in the cylinders in comparison with the degree of compression in the cylinders without increasing the specific gravity and volume of the engine and without deteriorating the purge quality, by reducing the proportion of the lost cylinder volume and increasing the specific work produced by the gas with continued expansion.

Для достижения этого технического результата двухтактный двигатель внутреннего сгорания содержит как минимум один цилиндр, крышку цилиндра, впускное устройство, выпускное устройство, например клапан, расположенный в крышке, поршень, совершающий возвратно-поступательные движения между нижней и верхней мертвыми точками, расположенный в цилиндре и соединенный механизмом преобразования движения с валом, устройство подачи топлива, механизм управления клапанами, устройство для осуществления продувки, например нагнетатель, соединенный впускным трубопроводом с впускными устройствами. To achieve this technical result, a two-stroke internal combustion engine comprises at least one cylinder, a cylinder cover, an intake device, an exhaust device, for example, a valve located in the cover, a piston reciprocating between the lower and upper dead points located in the cylinder and connected a motion conversion mechanism with a shaft, a fuel supply device, a valve control mechanism, a purge device, for example a supercharger connected inlet rapid pipeline with inlet devices.

Отличительными признаками предлагаемого двигателя является то, что впускное устройство выполнено в виде впускного клапана, установленного в крышке цилиндра и соединенного с механизмом управления клапанами, а двигатель имеет направляющий щиток, прикрепленный к впускному клапану, расположенный в цилиндре и отгораживающий впускной клапан от выпускного клапана. Distinctive features of the proposed engine is that the inlet device is made in the form of an inlet valve installed in the cylinder cover and connected to the valve control mechanism, and the engine has a guide plate attached to the inlet valve located in the cylinder and encloses the inlet valve from the exhaust valve.

Дополнительно предлагаемый двигатель отличается тем, что механизм управления клапанами выполнен с возможностью открытия выпускного клапана, когда поршень двигателя на 5-10% хода поршня не доходит до НМТ, и закрытия выпускного клапана, когда поршень на 30-50% хода поршня не доходит до ВМТ, и открытие впускного клапана в НМТ и закрытие впускного клапана на 2-5% хода поршня позднее закрытия выпускного клапана. Additionally, the proposed engine is characterized in that the valve control mechanism is configured to open the exhaust valve when the engine piston does not reach the BDC at 5-10% of the piston stroke and close the exhaust valve when the piston does not reach the TDC at 30-50% of the piston stroke , and opening the intake valve at the BDC and closing the intake valve 2-5% of the piston stroke after closing the exhaust valve.

Данные дополнительные признаки характеризуют некоторые возможные формы реализации изобретения. These additional features characterize some possible forms of implementation of the invention.

Дополнительно предлагаемый двигатель отличается тем, что направляющий щиток представляет собой пластину в форме половины круга диаметром на 1-3 миллиметра меньше диаметра цилиндра с бортиком в сторону крышки цилиндра, расположенным по диаметру пластины, высотой больше величины открытия впускного клапана, а крышка цилиндра имеет паз, по форме и размерам соответствующий бортику. Additionally, the proposed engine is characterized in that the guide plate is a half-circle plate with a diameter of 1-3 mm less than the cylinder diameter with a side towards the cylinder cover located along the plate diameter, higher than the intake valve opening height, and the cylinder cover has a groove, in shape and size corresponding to the side.

Дополнительно предлагаемый двигатель отличается тем, что направляющий щиток имеет по всей поверхности, кроме бортика, отверстия диаметром, близким к толщине щитка, и отверстия выполнены в виде диффузоров, раструбами направленными в сторону поршня, и общая площадь отверстий больше половины площади щитка. Additionally, the proposed engine is characterized in that the guide plate has holes on the entire surface, except for the edge, with a diameter close to the thickness of the shield, and the holes are made in the form of diffusers, sockets directed towards the piston, and the total area of the holes is more than half the area of the shield.

Данные дополнительные признаки характеризуют один из возможных вариантов исполнения частей двигателя, приведенных в независимом пункте формулы на уровне функциональных признаков. These additional features characterize one of the possible versions of the engine parts given in the independent claim at the level of functional features.

Работает двигатель следующим образом. Когда поршень двигателя находится в НМТ, открыты впускной клапан и выпускной клапан и воздух подается нагнетателем через впускной клапан, а отработанные газы удаляются из цилиндра через выпускной клапан. Поршень движется к ВМТ, и когда до ВМТ останется 30-50% хода поршня, закроется выпускной клапан, а воздух продолжит поступать через впускной клапан, то есть происходит дозарядка. Через 2-5% хода поршня закроется впускной клапан и в цилиндре начнется сжатие. В начале сжатия форсунка впрыскивает топливо и образуется горючая смесь. При подходе поршня к ВМТ свеча зажигания воспламеняет смесь, происходит сгорание топлива и температура и давление газов в цилиндре повышаются. Поршень проходит ВМТ и под давлением газов движется к НМТ, то есть происходит рабочий ход. Когда до НМТ останется 5-10% хода поршня, открывается выпускной клапан и начинается выпуск отработанных газов. Давление газа в конце расширения 0,15-0,2 МПа и к моменту открытия впускного клапана оно снизится до давления на напоре нагнетателя. В НМТ откроется впускной клапан, в цилиндр начнет поступать воздух с напора нагнетателя. Далее все повторяется. The engine operates as follows. When the engine piston is in the BDC, the intake valve and exhaust valve are open and air is supplied by the supercharger through the intake valve, and the exhaust gases are removed from the cylinder through the exhaust valve. The piston moves to TDC, and when 30-50% of the piston stroke remains at TDC, the exhaust valve closes and air continues to flow through the intake valve, i.e. recharging takes place. After 2-5% of the piston stroke, the inlet valve closes and compression begins in the cylinder. At the beginning of compression, the nozzle injects fuel and a combustible mixture is formed. When the piston approaches TDC, the spark plug ignites the mixture, combustion of the fuel occurs, and the temperature and pressure of the gases in the cylinder increase. The piston passes TDC and, under gas pressure, moves to BDC, that is, a working stroke occurs. When 5-10% of the piston stroke remains before BDC, the exhaust valve opens and exhaust gas begins to discharge. The gas pressure at the end of the expansion of 0.15-0.2 MPa and by the time the intake valve is opened, it will decrease to the pressure at the pressure head of the supercharger. The intake valve will open in the BDC, air will flow into the cylinder from the blower head. Then everything repeats.

Все процессы цикла происходят за один оборот вала двигателя, то есть за два такта. Как и в прототипе, на продувку будет использоваться не менее 40% времени цикла, только время продувки сдвинуто по ходу вращения вала на 40-70 градусов и затраты энергии на продувку будут не выше, чем у прототипа. All cycle processes occur in one revolution of the motor shaft, that is, in two cycles. As in the prototype, at least 40% of the cycle time will be used for purging, only the purging time is shifted along the shaft rotation by 40-70 degrees and the energy consumption for purging will not be higher than that of the prototype.

В отличие от прототипа из-за наличия впускного клапана не нужны впускные окна. Из-за низкого давления в конце расширения выпускной клапан можно открывать непосредственно при подходе поршня к НМТ. Это позволит использовать для расширения газов в 1,3-1,4 раза больший объем цилиндра, чем у прототипа. Unlike the prototype, inlet valves are not needed due to the presence of an inlet valve. Due to the low pressure at the end of the expansion, the exhaust valve can be opened directly when the piston approaches the BDC. This will allow for the expansion of gases in 1.3-1.4 times the volume of the cylinder than the prototype.

В данном двигателе смесь перед сжатием заполняет 30-50% объема цилиндра, а для расширения продуктов сгорания используется до 95% объема цилиндра. При одинаковых степенях сжатия степень расширения в цилиндрах двигателя будет в 2-3 раза больше, чем степень расширения в цилиндрах прототипа, и энергия топлива будет использоваться полнее. In this engine, the mixture fills 30-50% of the cylinder volume before compression, and up to 95% of the cylinder volume is used to expand the combustion products. With the same compression ratios, the expansion ratio in the engine cylinders will be 2-3 times greater than the expansion ratio in the prototype cylinders, and the fuel energy will be used more fully.

Направляющий щиток ограждает поток воздуха, входящий через впускной клапан со скоростью 50-100 метров в секунду, от попадания напрямую в выпускной клапан и предотвращает смешивание струй воздуха с отработанными газами. В полости между крышкой цилиндра и направляющим щитком струи воздуха тормозятся и далее воздух входит в диффузоры со скоростью 20-30 метров в секунду, а выходит из диффузоров сплошным потоком, занимающим половину сечения цилиндра со скоростью 10-20 метров в секунду. Данный поток будет мало смешиваться с отработанными газами и очистка цилиндра от остаточных газов будет не хуже, чем у прототипа. Можно будет подавать для продувки в 1,5-2 раза меньшее количество воздуха. The guide plate protects the air flow entering through the inlet valve at a speed of 50-100 meters per second from directly entering the exhaust valve and prevents the mixing of air jets with exhaust gases. In the cavity between the cylinder cover and the guide plate, the air jets are decelerated and then the air enters the diffusers at a speed of 20-30 meters per second, and leaves the diffusers in a continuous stream, occupying half the cylinder section at a speed of 10-20 meters per second. This stream will mix little with the exhaust gases and cleaning the cylinder of residual gases will be no worse than that of the prototype. It will be possible to supply for purging 1.5-2 times less air.

Предлагаемый двигатель иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-8. The proposed engine is illustrated by the drawings shown in FIG. 1-8.

На фиг.1 показана схема двигателя во время впуска воздуха в цилиндр через впускной клапан и выпуска отработанных газов из цилиндра через выпускной клапан, поршень в НМТ. Figure 1 shows a diagram of the engine during air inlet into the cylinder through the intake valve and exhaust gas from the cylinder through the exhaust valve, the piston in the BDC.

На фиг. 2 показан цилиндр двигателя во время продолжения впуска воздуха через впускной клапан, то есть дозарядка цилиндра. In FIG. 2 shows the engine cylinder while continuing to inlet air through the intake valve, i.e. recharging the cylinder.

На фиг.3 показан цилиндр двигателя во время сжатия воздуха с одновременным впрыском топлива. Figure 3 shows the cylinder of the engine during compression of the air with simultaneous injection of fuel.

На фиг.4 показан цилиндр двигателя при положении поршня в ВМТ и осуществлении сжигания топлива в цилиндре. Figure 4 shows the cylinder of the engine with the piston in TDC and the combustion of fuel in the cylinder.

На фиг.5 показан цилиндр двигателя во время рабочего хода. 5 shows an engine cylinder during a stroke.

На фиг. 6 показан цилиндр двигателя во время начала выпуска через выпускной клапан. In FIG. Figure 6 shows the engine cylinder during the start of exhaust through the exhaust valve.

На фиг.7 показана часть цилиндра в увеличенном масштабе. 7 shows an enlarged part of a cylinder.

На фиг.8 показана диаграмма фаз газораспределения. On Fig shows a diagram of the valve timing.

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания (фиг.1) содержит цилиндр 1, крышку 2 цилиндра 1 с впускным клапаном 3 и выпускным клапаном 4, поршень 5, совершающий возвратно-поступательные движения и соединенный шатуном 6 с валом 7, форсунку 8, свечу зажигания 9, механизм управления 10 клапаном 3 и 4, нагнетатель 11, соединенный с впускным трубопроводом 12 с камерой впускного клапана 3. Имеется выпускной трубопровод 13, соединенный с камерой выпускного клапана 4. Имеется дроссельная заслонка 14, установленная на всасе нагнетателя 11. Имеется направляющий щиток 15, прикрепленный к впускному клапану 3. The two-stroke internal combustion engine (Fig. 1) contains a cylinder 1, a cover 2 of a cylinder 1 with an inlet valve 3 and an exhaust valve 4, a piston 5 reciprocating and connected by a connecting rod 6 to the shaft 7, the nozzle 8, the spark plug 9, the mechanism control 10 of the valve 3 and 4, a supercharger 11 connected to the inlet pipe 12 to the intake valve chamber 3. There is an exhaust pipe 13 connected to the exhaust valve chamber 4. There is a throttle valve 14 mounted on the suction side of the supercharger 11. There is a guide shield to 15 attached to the intake valve 3.

Работает двигатель следующим образом. Когда поршень 5 двигателя находится в НМТ, открыты впускной клапан 3 и выпускной клапан 4 и воздух подается через впускной клапан 3 нагнетателем 11, а отработанные газы уходят из цилиндра 1 через выпускной клапан 4 (показано на фиг.1). Поршень 5 движется к ВМТ, и когда до ВМТ останется 30-50% хода поршня 5, закроется выпускной клапан 4, а через впускной клапан 3 будет поступать воздух и будет происходить дозарядка цилиндра 1 (показано на фиг.2). Через 2-5% хода поршня 5 после закрытия выпускного клапана 4 закроется впускной клапан 3 и в цилиндре 1 начнется сжатие. В начале сжатия форсунка 8 впрыскивает топливо и в цилиндре 1 образуется горючая смесь (показано на фиг.3). При подходе поршня 5 к ВМТ свеча зажигания 9 воспламеняет смесь, происходит сгорание топлива и температура и давление газов в цилиндре 1 повышаются (показано на фиг.4). Поршень 5 проходит ВМТ и под давлением газов движется к НМТ, то есть происходит рабочий ход (показано на фиг.5). Когда до НМТ останется 5-10% хода поршня 5, открываются выпускные клапана 4 и начинается выпуск отработанных газов (показано на фиг.6). Давление газа в конце расширения 0,12-0,2 МПа и к моменту открытия впускного клапана 3 оно снизится до давления на напоре нагнетателя 12. В НМТ откроется впускной клапан 3, в цилиндр 1 начнет поступать воздух. После прохождения поршнем 5 двигателя НМТ все повторяется. The engine operates as follows. When the engine piston 5 is in the BDC, the intake valve 3 and the exhaust valve 4 are open and air is supplied through the intake valve 3 by the supercharger 11, and the exhaust gases leave the cylinder 1 through the exhaust valve 4 (shown in FIG. 1). The piston 5 moves to the TDC, and when 30-50% of the stroke of the piston 5 remains at the TDC, the exhaust valve 4 closes, and air enters through the intake valve 3 and the cylinder 1 is recharged (shown in FIG. 2). After 2-5% of the piston stroke 5 after closing the exhaust valve 4, the intake valve 3 will close and compression will begin in cylinder 1. At the beginning of the compression, the nozzle 8 injects fuel and a combustible mixture is formed in the cylinder 1 (shown in FIG. 3). When the piston 5 approaches TDC, the spark plug 9 ignites the mixture, combustion of the fuel occurs, and the temperature and pressure of the gases in the cylinder 1 increase (shown in Fig. 4). The piston 5 passes through the TDC and, under gas pressure, moves to the BDC, that is, a stroke occurs (shown in FIG. 5). When 5-10% of the stroke of the piston 5 remains before BDC, the exhaust valves 4 are opened and the exhaust gas begins to discharge (shown in Fig.6). The gas pressure at the end of the expansion of 0.12-0.2 MPa and by the time the intake valve 3 opens, it will decrease to the pressure at the pressure head of the blower 12. The intake valve 3 will open at the BDC, air will begin to flow into cylinder 1. After the piston 5 passes through the BDC engine, everything repeats.

На фиг.8 показана диаграмма фаз газораспределения, в которой на газообмен затрачивается не менее 40% времени цикла, только время впуска и выпуска сдвинуто по ходу вращения вала на 40-70 градусов и затраты энергии на продувку будут не выше, чем у прототипа. On Fig shows a gas distribution phase diagram in which at least 40% of the cycle time is spent on gas exchange, only the intake and exhaust times are shifted along the shaft rotation by 40-70 degrees and the energy consumption for purging will not be higher than that of the prototype.

При работе двигателя на неполной нагрузке прикрывается дроссельная заслонка 14. На режиме принудительного холостого хода отключается форсунка 8. When the engine is operating at partial load, the throttle valve 14 is covered. In the forced idle mode, the nozzle 8 is turned off.

Данный двигатель можно выполнить либо дизельным, либо с принудительным зажиганием. Двигатели с принудительным зажиганием могут быть с впрыском бензина или карбюраторными. This engine can be either diesel or forced ignition. Forced ignition engines can be gasoline injected or carbureted.

Предложенный двигатель обеспечивает получение нового технического результата. То есть предложенный двигатель в сравнении с прототипом имеет в 2-3 раза большую общую степень расширения в цилиндрах двигателя, а это позволит более полно использовать энергию сгорания топлива. Причем этот результат достигнут без ухудшения качества газообмена и увеличения затрат энергии на продувку. The proposed engine provides a new technical result. That is, the proposed engine in comparison with the prototype has a 2-3 times greater overall degree of expansion in the engine cylinders, and this will allow more fully use the energy of combustion of fuel. Moreover, this result was achieved without compromising the quality of gas exchange and increasing the energy consumption for purging.

Этот технический результат получен за счет отсутствия впускных окон. В сравнении с двухтактным прототипом для расширения газа можно использовать в 1,4-1,5 раза больший объем цилиндра. А в сравнении с четырехтактным двигателем за счет двухтактного цикла увеличивается в два раза объем цилиндров, используемый для продолженного расширения без увеличения размеров двигателя и снижения его механического КПД. Кроме того, при увеличении степени расширения газ производит больше работы. This technical result was obtained due to the lack of inlet windows. Compared to the push-pull prototype, a 1.4-1.5 times larger cylinder volume can be used to expand the gas. And in comparison with a four-stroke engine, due to the two-stroke cycle, the cylinder volume doubled is used for continued expansion without increasing the size of the engine and reducing its mechanical efficiency. In addition, as the degree of expansion increases, the gas does more work.

За счет увеличения работы газа при продолженном расширении и увеличения объема цилиндра, используемого для расширения, удельная мощность предложенного двигателя будет больше, а механические потери меньше, чем у двухтактного прототипа, вплоть до степени расширения в 1,5 раз большей, чем степень сжатия. В сравнении с четырехтактным двигателем удельная мощность предложенного двигателя будет выше, а механические потери меньше, вплоть до степени расширения в 3 раза большей, чем степень сжатия. Due to the increase in gas work with continued expansion and the increase in the volume of the cylinder used for expansion, the specific power of the proposed engine will be greater and the mechanical losses less than that of the push-pull prototype, up to an expansion ratio of 1.5 times greater than the compression ratio. Compared to a four-stroke engine, the specific power of the proposed engine will be higher, and mechanical losses less, up to a degree of expansion 3 times greater than the compression ratio.

Расчеты показывают, что КПД предложенного двигателя за счет продолженного расширения в цилиндрах двигателя будет выше, чем у прототипа и предложенный двигатель обеспечит некоторую экономию топлива. Calculations show that the efficiency of the proposed engine due to continued expansion in the engine cylinders will be higher than that of the prototype and the proposed engine will provide some fuel savings.

Claims (5)

1. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий как минимум один цилиндр, крышку цилиндра, впускное и выпускное устройства, например клапаны, расположенные в крышке цилиндра, механизм управления клапанами, поршень, расположенный в цилиндре, совершающий возвратно-поступательные движения между нижней и верхней мертвыми точками и соединенный механизмом преобразования движения с валом, устройство подачи топлива, устройство для осуществления продувки, например приводной нагнетатель, соединенный впускным трубопроводом с впускным устройством и направляющий щиток, прикрепленный к впускному клапану и отгораживающий впускной клапан от выпускного клапана, отличающийся тем, что направляющий щиток расположен в цилиндре и при этом щиток имеет отверстия. 1. A two-stroke internal combustion engine comprising at least one cylinder, a cylinder cover, an intake and exhaust device, for example, valves located in the cylinder cover, a valve control mechanism, a piston located in the cylinder, reciprocating between the lower and upper dead points and connected by a motion conversion mechanism to the shaft, a fuel supply device, a purge device, for example a drive supercharger, connected by an inlet pipe to the inlet device and the guide plate attached to the intake valve and the inlet valve is fenced off from the exhaust valve, characterized in that the guide plate is located in the cylinder and wherein the plate has openings. 2. Двухтактный двигатель по п.1, отличающийся тем, что механизм управления клапанами выполнен с возможностью открытия выпускного клапана, когда поршень двигателя на 5-10% хода поршня не доходит до нижней мертвой точки, и закрытия выпускного клапана, когда поршень на 30-50% хода поршня не доходит до верхней мертвой точки, и открытия впускного клапана в нижней мертвой точке и закрытия впускного клапана на 2-5% хода поршня позднее закрытия выпускного клапана. 2. The two-stroke engine according to claim 1, characterized in that the valve control mechanism is configured to open the exhaust valve when the engine piston does not reach bottom dead center by 5-10% of the piston stroke and close the exhaust valve when the piston is 30- 50% of the piston stroke does not reach top dead center, and opening the intake valve at bottom dead center and closing the intake valve 2-5% of the piston stroke after closing the exhaust valve. 3. Двухтактный двигатель по п.1, отличающийся тем, что направляющий щиток представляет собой пластину, выполненную в форме половины круга диаметром, меньшим диаметра цилиндра, и имеет бортик, направленный в сторону крышки цилиндра и выполненный с высотой, большей величины открытия впускного клапана, а крышка имеет паз, по форме и размерам соответствующий бортику. 3. The two-stroke engine according to claim 1, characterized in that the guide plate is a plate made in the form of a half circle with a diameter smaller than the diameter of the cylinder, and has a side directed towards the cylinder cover and made with a height greater than the opening of the intake valve, and the lid has a groove corresponding in shape and size to the side. 4. Двухтактный двигатель по п.1, отличающийся тем, что диаметр пластины меньше диаметра цилиндра на 1 - 3 мм. 4. The two-stroke engine according to claim 1, characterized in that the diameter of the plate is less than the diameter of the cylinder by 1-3 mm. 5. Двухтактный двигатель по п.1, отличающийся тем, что отверстия в направляющем щитке выполнены по всей поверхности пластины, кроме бортика, имеют диаметр, близкий к толщине щитка, и выполнены в виде диффузоров, раструбами направленными в сторону поршня, и суммарная площадь отверстий более половины площади щитка. 5. The two-stroke engine according to claim 1, characterized in that the holes in the guide plate are made over the entire surface of the plate, except for the side, have a diameter close to the thickness of the shield, and are made in the form of diffusers, sockets directed towards the piston, and the total area of the holes more than half the area of the shield.
RU2001105563/06A 2001-02-27 2001-02-27 Two-stroke internal combustion engine RU2206757C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001105563/06A RU2206757C2 (en) 2001-02-27 2001-02-27 Two-stroke internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001105563/06A RU2206757C2 (en) 2001-02-27 2001-02-27 Two-stroke internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001105563A RU2001105563A (en) 2003-01-20
RU2206757C2 true RU2206757C2 (en) 2003-06-20

Family

ID=29209337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001105563/06A RU2206757C2 (en) 2001-02-27 2001-02-27 Two-stroke internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2206757C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4774919A (en) Combustion chamber importing system for two-cycle diesel engine
JP2002048035A (en) Cylinder fuel injection engine with supercharger
US4491096A (en) Two-stroke cycle engine
KR100352890B1 (en) Turbo compound annular cylinder engine
US4191141A (en) Two-stroke engine with auxiliary fluid means
US4276858A (en) Two-cycle internal combustion engine
CN102072009B (en) Two-stroke engine capable of scavenging in air pilot mode
GB2219042A (en) Spark-ignition two-stroke engine
JP5608175B2 (en) Internal combustion engine with independent gas supply system without compression stroke
JPH05240044A (en) Cylinder injection type internal combustion engine
US6021746A (en) arc-piston engine
GB2425808A (en) Supercharged two-stroke engine with separate direct injection of air and fuel
RU2206757C2 (en) Two-stroke internal combustion engine
US7198011B2 (en) Internal combustion engine
CA2494749A1 (en) Improvements in or relating to reciprocating piston engines
JPH0216324A (en) Two cycle engine
JPS6088810A (en) Internal-combustion engine
JPH039288B2 (en)
JPS59113239A (en) Double expansion type internal-combustion engine
US6739292B1 (en) Two-stroke internal combustion engine with air injection system
CN2256940Y (en) Scavenging system for two-stroke engine
JPH09250429A (en) Fuel injecting/supplying type engine
JPS59158328A (en) Internal-combustion engine
JPH03151532A (en) Two-cycle engine
RU2119066C1 (en) Method of operation of internal combustion engine