RU2229029C1 - Двигатель внутреннего сгорания - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к двигателестроению и может быть применено в двигателях внутреннего сгорания с системой впрыска топлива. Техническая задача изобретения - повысить мощность и устойчивость работы двигателя. Рабочий цилиндр изготовлен в одном блоке с компрессорным цилиндром. Внутри последнего размещена гильза с впускными окнами против выточки в компрессорном цилиндре, сообщенными с впускным каналом, рядом с которым размещена форсунка. Одно окно гильзы соединено с форсункой. Компрессорный цилиндр содержит клапан отсечки в виде стакана с пружиной и седлом, образованным буртом внутри гильзы, и сообщен с камерой сгорания соединительными каналами и дополнительными клапанами отсечки. Соединительные каналы расположены в головке цилиндра тангенциально поверхности камеры сгорания, проекция их осей на плоскость продольного сечения цилиндров расположена под углом 20...150° к продольной оси рабочего цилиндра. Внутри гильзы установлен компрессорный поршень, кинематически связанный кривошипно-ползунными или бесшатунными механизмами с рабочим поршнем, также связанным с валом двигателя. Компрессорный поршень установлен относительно рабочего с возможностью опережения по фазе на 5...140°. Объем полости гильзы - 5...50% объема рабочего цилиндра. Под рабочим поршнем ниже выпускного канала установлена диафрагма, ее наружный контур соответствует контуру рабочего поршня. Подпоршневое и надпоршневое пространства соединены продувочным каналом с обратным клапаном. Изобретение обеспечивает повышение мощности и устойчивости работы двигателя за счет уменьшения расхода топлива. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к двигателестроению и может быть применено в конструкциях двигателей внутреннего сгорания с системой впрыска топлива или топливовоздушной смеси в рабочий цилиндр.

Известен двигатель (патент Российской Федерации №2039877, от 01.03.1993 г., МКИ F 02 B 33/22), который содержит рабочий цилиндр с рабочим поршнем, кинематически связанным с коленчатым валом, и компрессорный цилиндр с компрессорным поршнем. Последний также кинематически связан с коленчатым валом. Компрессорный цилиндр выполнен в едином блоке с рабочим цилиндром и сообщен с ним соединительным каналом через автоматический клапан отсечки с пружиной и седлом. Впускным каналом компрессорный цилиндр соединен с карбюратором. Между стенками компрессорных цилиндра и поршня установлена гильза с впускными окнами, сообщенными с впускным каналом. Клапан отсечки выполнен в виде стакана, расположенного соосно с компрессорным поршнем и обращенного дном к нему. Седло клапана отсечки образовано верхним торцом гильзы, выполненной из материала, более прочного, чем материал блока. Этот двигатель позволяет устранить потери мощности из-за работы клапана отсечки. Однако он также имеет недостатки. Применение карбюратора не обеспечивает качественного смесеобразования на всех режимах работы, особенно в многоцилиндровых двигателях. Расположение впускных окон в гильзе ограничено дугой окружности 180°, что не позволяет увеличить суммарное проходное сечение окон. Продувка цилиндра через кривошипную камеру, традиционно применяемая в двухтактных двигателях, требует герметизации кривошипных камер, затрудняет качественную смазку кривошипно-шатунного механизма и приводит к значительным паразитным объемам в подпоршневом пространстве. Продувка цилиндров с помощью нагнетателей ведет к усложнению и к удорожанию двигателя, а также к потерям мощности.

Известен также двигатель внутреннего сгорания (патент Российской Федерации №2179250 от 12.07.2000 г., МКИ F 02 B 33/22), который принят за прототип. Этот двигатель содержит рабочий цилиндр с рабочим поршнем, кинематически связанным с валом двигателя, и изготовленный в едином блоке с рабочим цилиндром компрессорный цилиндр. В компрессорном цилиндре размещена гильза с впускными окнами, сообщенными с впускным каналом. Компрессорный цилиндр сообщен с рабочим цилиндром соединительным каналом через клапан отсечки, размещенным над гильзой соосно компрессорному цилиндру и выполненный в виде стакана с пружиной и седлом, которое образовано верхним торцом гильзы. Внутри гильзы установлен компрессорный поршень, кинематически связанный с рабочим поршнем. Клапан отсечки обращен дном к компрессорному поршню. В отличие от прототипа кинематическая связь рабочего и компрессорного поршней осуществлена с помощью механизмов, на штоках которых закреплены рабочий и компрессорный поршни. Компрессорный поршень установлен относительно рабочего поршня с возможностью опережения по фазе на 40...80° поворота вала двигателя. Объем полости гильзы внутри компрессорного цилиндра составляет 5...30% рабочего объема рабочего цилиндра. Внутри компрессорного цилиндра, в его средней части выполнена кольцевая выточка, соединенная с впускным каналом. Окна в гильзе расположены по ее окружности против выточки в компрессорном цилиндре. На впускном канале установлено сообщающееся с ним устройство для подачи жидкого или газообразного топлива. В качестве механизмов, с помощью которых осуществлена кинематическая связь рабочего поршня с валом двигателя и с компрессорным поршнем, применены кривошипно-ползунные или бесшатунные механизмы. Свеча установлена соосно рабочему цилиндру. Соединительный канал расположен в верхней части компрессорного цилиндра. Проекция оси соединительного канала на плоскость продольного сечения рабочего и компрессорного цилиндров расположена под углом 20...60° по отношению к продольной оси рабочего цилиндра. Вершина этого угла направлена в сторону головки рабочего цилиндра. Проекция оси соединительного канала на плоскость поперечного сечения цилиндров расположена под углом 15...40° к оси поперечного сечения рабочего цилиндра, пресекающейся с продольной осью компрессорного цилиндра.

Под рабочим поршнем в рабочем цилиндре установлена диафрагма, снабженная в центральной части уплотнением, через которое пропущен шток механизма, с помощью которого осуществлена кинематическая связь рабочего поршня с валом двигателя. Наружный контур поверхности диафрагмы выполнен соответствующим внутреннему контуру поверхности рабочего поршня, а выпускной канал расположен выше диафрагмы. Надпоршневое пространство соединено продувочными каналами с подпоршневым пространством. Устройство для подачи жидкого или газообразного топлива выполнено в виде форсунки.

Однако в двигателе по прототипу расположение соединительного канала в верхней части компрессорного цилиндра и выход этого канала через стенку цилиндра в его рабочую полость не позволяют осуществлять впрыск топливовоздушной смеси в положении поршня, близком к верхней мертвой точке (ВМТ). В результате снижается возможность расслоения заряда топливовоздушной смеси по плотности в зоне действия свечи зажигания. Это приводит к непроизводительному расходу топлива. Установка компрессорного поршня с возможностью опережения рабочего поршня по фазе на угол 40...80° поворота вала двигателя тоже не обеспечивает возможности глубокого разделения по плотности заряда топливовоздушной смеси в зоне свечи зажигания.

Кроме того, в процессе сжатия в момент перехода компрессорных колец поршня через соединительный канал при движении поршня вверх сжатый воздух из надпоршневого пространства будет перетекать через полость соединительного канала в подпоршневое пространство. Это приведет к уменьшению степени сжатия и, как следствие, к уменьшению мощности двигателя. В процессе рабочего хода поршня при переходе компрессионных колец через отверстие соединительного канала будет происходить прорыв горячих отработанных газов в подпоршневое пространство, что также приведет к потере мощности двигателя, так как уменьшит давление над поршнем. При этом ухудшится качество воздуха, используемого для продувки цилиндра в следующем цикле из-за загрязнения этого воздуха отработанными газами. В результате ухудшится качество продувки рабочего цилиндра. Это также приведет к потере мощности двигателя и ухудшит стабильность его работы, в особенности на холостом ходу и при небольших нагрузках.

Воздействие высокой температуры и непосредственно пламени через соединительный канал на тонкостенный клапан отсечки приведет к его температурной деформации, что нарушит уплотнение клапана отсечки по седлу. Это может сделать компрессор неработоспособным. При нарушении герметичности между седлом и клапаном отсечки при рабочем ходе поршня компрессора топливовоздушная смесь будет выходить из компрессорного цилиндра в рабочий цилиндр независимо от установочных углов опережения фаз по впрыску. При ходе компрессорного поршня вниз будут засасываться горячие отработанные газы из рабочего цилиндра через соединительный клапан и зазор между клапаном отсечки и седлом. Это выведет компрессор из строя. Подача топлива в компрессорный цилиндр через выточку в его средней части вместе с воздухом может вызвать потерю топлива за счет его осаждения на внутренних поверхностях кольцевой выточки и впускных окон. Это приведет к нарушению заданного соотношения воздуха и топлива в топливовоздушной смеси и, как следствие, к непрогнозируемому изменению мощности двигателя и устойчивости его работы.

При движении вниз рабочего поршня двигателя по прототипу часть воздуха из подпоршневого пространства будет уходить в атмосферу, что снизит эффективность продувки рабочего цилиндра чистым воздухом. Это также отрицательно скажется на мощности двигателя и устойчивости его работы.

Техническая задача, решаемая изобретением - повышение мощности и устойчивости работы двигателя.

Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания содержит рабочий цилиндр с камерой сгорания и с рабочим поршнем, кинематически связанным с валом двигателя, а также компрессорный цилиндр, изготовленный в едином блоке с рабочим цилиндром. Внутри компрессорного цилиндра выполнена кольцевая выточка, соединенная с впускным каналом. В компрессорном цилиндре размещена гильза. По ее окружности против кольцевой выточки компрессорного цилиндра расположены впускные окна. Рядом с впускным каналом установлено устройство для подачи жидкого или газообразного топлива. Компрессорный цилиндр сообщен с рабочим цилиндром соединительным каналом через клапан отсечки, размещенный над гильзой соосно компрессорному цилиндру и выполненный в виде стакана с пружиной и седлом. Внутри гильзы установлен компрессорный поршень с возможностью опережения рабочего поршня по фазе поворота вала двигателя. Компрессорный поршень кинематически связан с рабочим поршнем с помощью кривошипно-шатунных или бесшатунных механизмов, на штоках которых закреплены рабочий и компрессорный поршни. Свеча установлена соосно рабочему цилиндру. Под рабочим поршнем в рабочем цилиндре установлена диафрагма, снабженная в центральной части уплотнением, через которое пропущен шток механизма, с помощью которого осуществлена связь рабочего поршня с валом двигателя. Наружный контур поверхности диафрагмы выполнен соответствующим внутреннему контуру поверхности рабочего поршня. Выпускной канал расположен выше диафрагмы. Надпоршневое пространство соединено продувочными каналами с подпоршневым пространством.

В отличие от прототипа предлагаемый двигатель содержит один или несколько соединительных каналов, которые расположены в головке рабочего цилиндра между компрессорным цилиндром и камерой сгорания и соединяют компрессорный цилиндр с камерой сгорания. Соединительные каналы снабжены дополнительными клапанами отсечки, которые расположены между камерой сгорания и клапаном отсечки компрессорного цилиндра. Участки соединительных каналов, выходящие в камеру сгорания, расположены тангенциально ее боковой поверхности. Проекции этих участков на плоскость продольного сечения рабочего и компрессорного цилиндров расположены под углом 20...150° по отношению к продольной оси рабочего цилиндра. Объем полости гильзы внутри компрессорного цилиндра составляет 5...50% общего объема рабочего цилиндра. Седло клапана отсечки компрессорного цилиндра образовано кольцевым буртом, выполненным на внутренней поверхности гильзы. Одно из впускных окон гильзы соединено с каналом подачи топлива. Компрессорный поршень установлен относительно рабочего поршня с возможностью опережения по фазе на 5...140° поворота вала двигателя. На входе продувочного канала установлен обратный клапан.

Такая совокупность признаков предлагаемой конструкции двигателя по сравнению с прототипом обеспечивает повышение мощности и устойчивости работы двигателя. Это обеспечивается тем, что создается максимальная возможность расслоения топливовоздушной смеси в зоне свечи, исключается перетекание воздуха и горячих отработанных газов из надпоршневого в подпоршневое пространство, а также уменьшается загрязнение воздуха в рабочем цилиндре, улучшая качество его продувки. Кроме того, предлагаемая конструкция исключает перегрев и деформацию компрессорного клапана отсечки, потери топлива в зоне выточки компрессорного цилиндра и утечку воздуха из подпоршневого пространства в атмосферу.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез предлагаемого двигателя, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1, а на фиг.4 и 5 - варианты расположения соединительных каналов в головке рабочего цилиндра.

Предлагаемый двигатель содержит рабочий цилиндр 1 с рабочим поршнем 2, кинематически связанным через шток 3 с валом двигателя, и компрессорный цилиндр 5, изготовленный в едином блоке с рабочим цилиндром 1 (фиг.1). Оси обоих цилиндров могут быть параллельны. В средней части компрессорного цилиндра 5 выполнена кольцевая выточка 21. В цилиндре 5 размещена гильза 6 с впускными окнами 11, расположенными против кольцевой выточки 21 и сообщенными с впускным каналом 12, рядом с которым установлено устройство 13 для подачи жидкого или газообразного топлива, которое может быть выполнено в виде форсунки. Впускное окно 26 гильзы 6 соединено с устройством подачи топлива 13. Компрессорный цилиндр 5 сообщен с рабочим цилиндром 1 одним или несколькими соединительными каналами 4 через компрессорный клапан отсечки 8, размещенный над гильзой 6 соосно компрессорному цилиндру 5 и выполненный в виде стакана с пружиной 9 и седлом 10, которое выполнено в виде кольцевого бурта на внутренней поверхности гильзы 6. Объем полости гильзы 6 внутри компрессорного цилиндра 5 составляет 5...50% рабочего объема рабочего цилиндра 1. Соединительные каналы 4 расположены в головке 20 рабочего цилиндра 1 между компрессорным цилиндром 5 и камерой сгорания 28, соединяя их, и снабжены дополнительными клапанами отсечки 24 с возвратными пружинами 25. Участки соединительных каналов, выходящие в камеру сгорания 28, расположены тангенциально ее боковой поверхности, а проекции осей этих участков на плоскость продольного сечения рабочего 1 и компрессорного 5 цилиндров расположены под углом 20...150° по отношению к продольной оси рабочего цилиндра 1. Внутри гильзы 6 установлен компрессорный поршень 7, который кинематически связан с рабочим поршнем 2. Кинематическая связь рабочего поршня 2 с компрессорным поршнем 7 и с валом двигателя осуществлена с помощью механизмов, на штоках 3 и 22 которых закреплены рабочий 2 и компрессорный 7 поршни. В качестве этих механизмов могут быть применены кривошипно-ползунные (см. Политехнический словарь // под ред. акад. А.Ю. Ишлинского. - Изд. 2. - М.: "Советская энциклопедия". - 1980. - с.250...251) или бесшатунные механизмы (см. С.С. Баландин. Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания. - М.: "Машиностроение". - 1972. - с.21, рис. 15 и 16 б). Компрессорный поршень 7 установлен относительно рабочего поршня с возможностью опережения по фазе на 5...140° поворота вала двигателя. Объем полости гильзы 6 внутри компрессорного цилиндра 5 составляет 5...50% рабочего объема рабочего цилиндра 1. Свеча 23 установлена соосно рабочему цилиндру 1. Под рабочим поршнем 2 в рабочем цилиндре 1 установлена диафрагма 14, снабженная в центральной части уплотнением 15, через которое пропущен шток 3 механизма, с помощью которого осуществлена кинематическая связь рабочего поршня 2 с валом двигателя. Наружный контур поверхности диафрагмы 14 выполнен соответствующим внутреннему контуру поверхности рабочего поршня 2. Выше диафрагмы 14 расположен выпускной канал 19. Надпоршневое пространство над рабочим поршнем 2 соединено с подпоршневым пространством 16 продувочным каналом 18. На входе продувочного канала 18 установлен обратный клапан 27.

Количество соединительных каналов 4 зависит от номинальной мощности конкретного двигателя. При малой номинальной мощности расход топливовоздушной смеси невелик и для нормальной работы двигателя достаточно одного канала 4. Однако при большой номинальной мощности двигателя расход топливовоздушной смеси может быть столь большим, что по одному соединительному каналу 4 транспортировать ее будет трудно, тем более, что увеличивать диаметр канала 4 при относительно небольших размерах головки 20 цилиндра 1 трудно. В этом случае могут быть применены несколько соединительных каналов 4, как это показано на фиг.2. Расположение соединительных каналов 4 в головке 20 рабочего цилиндра 1 обусловлено необходимостью ввода топливовоздушной смеси непосредственно в камеру сгорания 28. Это позволяет осуществлять впрыск топливовоздушной смеси при положении рабочего поршня, близком к верхней мертвой точке (ВМТ), что улучшает условия для расслоения заряда топливовоздушной смеси в зоне и создания богатого топливом ядра ее в зоне свечи 23. Кроме того, выход соединительных каналов 4 в полость рабочего цилиндра 1 при их расположении в головке 20 цилиндра 1 выносится из зоны движения компрессионных колец рабочего поршня 2. Все это обеспечит уменьшение непроизводительного расхода топлива, повысив мощность двигателя и устойчивость его работы. Наличие на соединительных каналах 4 дополнительных клапанов отсечки 24 с возвратными пружинами 25 и их расположение между клапаном отсечки 8 компрессорного цилиндра 5 и камерой сгорания 20 предотвратит возможность попадания горячих отработанных газов в клапан отсечки 8 компрессорного цилиндра 5. Это исключит возможность перегрева и деформации клапана отсечки 8 и обеспечит работоспособность компрессорного цилиндра 5, что повысит устойчивость работы двигателя. Расположение участков соединительных каналов 4, выходящих в камеру сгорания 20 тангенциально ее боковой поверхности обеспечит создание вихревого потока топливовоздушной смеси и создание богатого ядра этой смеси вблизи электрода свечи 23, улучшив условия зажигания смеси. Расположение участков соединительных каналов 4, выходящих в камеру сгорания 20 так, чтобы проекции их осей на плоскость продольного сечения рабочего 1 и компрессорного 5 цилиндров были расположены под углом α=20...150° по отношению к продольной оси рабочего цилиндра (см. фиг.4 и 5), также обеспечит более полное расслоение заряда топливовоздушной смеси и концентрацию топлива в зоне электрода свечи 23. Все это уменьшит непроизводительный расход топлива, что повысит мощность и устойчивость работы двигателя. При α<20° струя топливовоздушной смеси будет ударяться о свод камеры сгорания 20, отражаясь от него, а при α>150° эта струя может выходить за пределы камеры сгорания 20. Это увеличит расход топлива, что снизит мощность и коэффициент полезного действия двигателя.

При объеме полости гильзы 6 внутри компрессорного цилиндра 5 меньше 5% рабочего объема рабочего цилиндра 1 ухудшится качество топливовоздушной смеси, при увеличении его более 50% рабочего объема рабочего цилиндра 1 снизится коэффициент полезного действия двигателя, так как существенно увеличатся потери мощности на перекачивание смеси из компрессорного цилиндра 5 в рабочий цилиндр 1. Увеличение верхнего предела объема полости гильзы 6 по сравнению с прототипом в предлагаемой конструкции двигателя стало возможным вследствие увеличения мощности двигателя в связи с изменением положения соединительных каналов 4.

Установка компрессорного поршня 7 относительно рабочего поршня 2 с возможностью опережения по фазе на 5...140° поворота вала двигателя обеспечивает своевременное поступление топливовоздушной смеси в рабочий цилиндр 1, что повысит экономичность двигателя. При опережении более 140° смесь окажется в рабочем цилиндре 1 еще до полного перекрытия выпускного канала 19, что приведет к потере топлива, менее 5° - смесь будет поступать в камеру сгорания 20 во время начала зажигания, что затруднит зажигание и горение смеси. Расширение пределов угла опережения компрессорного поршня 7 относительно рабочего поршня 2 в предлагаемой конструкции двигателя по сравнению с прототипом обусловлено тем, что варианты конструкции могут предусматривать различное расположение выпускного 19 и продувочного 18 каналов относительно друг друга, а также различный угол опережения зажигания. Нижний предел опережения компрессорного поршня 7 выбран равным 5% потому, что он должен быть больше или равен углу опережения зажигания. Верхний предел выбран равным 140° потому, что этот угол соответствует моменту полного перекрытия каналов 18 и 19 при любом их взаимном расположении.

Выполнение седла 10 клапана отсечки 8 компрессорного цилиндра 5 в виде кольцевого бурта на внутренней поверхности гильзы 6 повышает надежность работы клапана отсечки 8, поскольку дает возможность увеличить площадь поверхности седла. Это предотвратит преждевременную утечку топливовоздушной смеси, что обеспечит экономию топлива и повышение мощности двигателя.

Соединение одного из впускных окон 11 гильзы 6 с устройством подачи топлива приводит к тому, что топливовоздушная смесь образуется в полости гильзы 6, а не во впускном канале 12, как это было предусмотрено по прототипу. Это исключает потери топлива вследствие его осаждения в кольцевой выточке 21 компрессорного цилиндра 5 и на поверхностях впускных окон 11 гильзы 6, что также приведет к уменьшению непроизводительного расхода топлива и повысит мощность двигателя.

Обратный клапан 27, установленный в предлагаемом двигателе на выходе продувочного канала 18 (см. фиг.3), обеспечит закрытие продувочного канала 18 при движении рабочего поршня вниз. Это предотвратит выброс части чистого воздуха из подпоршневого пространства в атмосферу. В результате повысится эффективность продувки рабочего цилиндра 1, что повысит мощность двигателя и устойчивость его работы. В качестве обратного клапана 27 может быть применен клапан любой известной конструкции, например лепестковый, как это показано на фиг.3.

Предлагаемый двигатель работает следующим образом.

При движении рабочего поршня 2 вверх под ним создается разрежение, вследствие чего атмосферный воздух через канал 17 и обратный клапан 27, установленный на входе продувочного канала 18, устремляется в подпорпшевое пространство. При перемещении поршня 2 вниз канал 17 перекрывается, закрывается обратный клапан 27, препятствуя выходу воздуха в атмосферу, и под поршнем 2 возникает избыточное давление. При последующем движении поршня 2 вниз его верхняя кромка открывает продувочный канал 18 и сжатый воздух из подпоршневого пространства устремляется в рабочий цилиндр 2, выталкивая продукты сгорания горючей смеси через выпускной канал 19. При ходе компрессорного поршня 7 вниз происходит всасывание воздуха через кольцевую выточку 21 из впускного канала 12. Топливо поступает непосредственно в компрессорный цилиндр 5 через впускное окно 26 гильзы 6 из соединенного с этим окном устройства 13 для подачи жидкого или газообразного топлива, в качестве которого взята форсунка. В компрессорном цилиндре 5 образуется богатая топливовоздушная смесь. В это время клапан отсечки 8 компрессорного цилиндра 5 и дополнительные клапаны отсечки 24 закрыты. Пространство над компрессорным поршнем 7 герметизировано. Во время движения компрессорного поршня 7 вверх происходит сжатие горючей смеси в пространстве над ним. При дальнейшем движении компрессорного поршня 7 вверх наступает момент, когда сила давления сжатой горючей смеси преодолевает усилие пружины 9, тарированной на заданную величину этого давления. Клапан отсечки 8 перемещается вверх и открывает вход в соединительный канал 4. Сжатая топливовоздушная смесь открывает дополнительные клапаны отсечки 24 и попадает в камеру сгорания 20 рабочего цилиндра 1. Это происходит в момент окончания продувки рабочего цилиндра 1 воздухом из подпоршневого пространства 16 при положении рабочего поршня 2, близком к ВМТ. От запальной свечи 23 воспламеняется горючая смесь в рабочем цилиндре 1, происходит рабочий ход поршня 2. При этом компрессорный поршень 7 также перемещается вниз. Давление над компрессорным поршнем 7 будет падать, пружина 9 вернет клапан отсечки 8 вниз, он сядет на седло внутри гильзы 6 и перекроет соединительный канал 4. Затем цикл работы двигателя повторяется.

Выше было показано, что совокупность признаков предлагаемой конструкции двигателя обеспечивает технический эффект, который заключается в улучшении параметров двигателя: уменьшаются его габаритные размеры и вес, экономятся топливо и смазка, повышается кпд двигателя. Кроме того, все детали и узлы предлагаемого двигателя могут быть изготовлены с помощью известных и широко применяющихся в двигателестроении средств: литейного и металлорежущего оборудования. Следовательно, предлагаемая конструкция двигателя обладает промышленной применимостью.

Claims (4)

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий рабочий цилиндр с камерой сгорания и с рабочим поршнем, кинематически связанным с валом двигателя, изготовленный в едином блоке с рабочим цилиндром компрессорный цилиндр, внутри которого выполнена кольцевая выточка, соединенная со впускным каналом, и размещена гильза с расположенными по ее окружности против кольцевой выточки компрессорного цилиндра впускными окнами, а рядом с впускным каналом установлено устройство подачи жидкого или газообразного топлива, причем компрессорный цилиндр сообщен с рабочим цилиндром соединительным каналом через клапан отсечки, размещенный над гильзой соосно компрессорному цилиндру и выполненный в виде стакана с пружиной и седлом, внутри гильзы установлен с возможностью опережения рабочего поршня по фазе поворота вала двигателя компрессорный поршень, кинематически связанный с рабочим поршнем с помощью кривошипно-ползунных или бесшатунных механизмов, на штоках которых закреплены рабочий и компрессорный поршни, свеча установлена соосно рабочему цилиндру, под рабочим поршнем в рабочем цилиндре установлена диафрагма, снабженная в центральной части уплотнением, через которое пропущен шток механизма, с помощью которого осуществлена кинематическая связь рабочего поршня с валом двигателя, причем наружный контур поверхности диафрагмы выполнен соответствующим внутреннему контуру поверхности рабочего поршня, выпускной канал расположен выше диафрагмы, а надпоршневое пространство соединено продувочными каналами с подпоршневым пространством, отличающийся тем, что он содержит один или несколько соединительных каналов, которые расположены в головке рабочего цилиндра между компрессорным цилиндром и камерой сгорания, соединяя их, и снабжены дополнительными клапанами отсечки, расположенными между камерой сгорания и клапаном отсечки компрессорного цилиндра, причем участки соединительных каналов, выходящие в камеру сгорания, расположены тангенциально ее боковой поверхности, а проекции осей этих участков на плоскость продольного сечения рабочего и компрессорного цилиндров расположены под углом 20-150° по отношению к продольной оси рабочего цилиндра.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что объем полости гильзы внутри компрессорного цилиндра составляет 5-50% рабочего объема рабочего цилиндра, седло клапана отсечки компрессорного цилиндра образовано кольцевым буртом, выполненным на внутренней поверхности гильзы, а одно из впускных окон гильзы соединено с устройством подачи топлива.

3. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что компрессорный поршень установлен относительно рабочего поршня с возможностью опережения по фазе на 5-140° поворота вала двигателя.

4. Двигатель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что на входе продувочного канала рабочего цилиндра установлен обратный клапан.

Images