RU2231657C2 - Two-stroke internal combustion engine - Google Patents

Two-stroke internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2231657C2
RU2231657C2 RU2002121856/06A RU2002121856A RU2231657C2 RU 2231657 C2 RU2231657 C2 RU 2231657C2 RU 2002121856/06 A RU2002121856/06 A RU 2002121856/06A RU 2002121856 A RU2002121856 A RU 2002121856A RU 2231657 C2 RU2231657 C2 RU 2231657C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinder head
piston
cylinder
valve
crankshaft
Prior art date
Application number
RU2002121856/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002121856A (en
Inventor
Ю.Г. Каменев (RU)
Ю.Г. Каменев
Original Assignee
Каменев Юрий Георгиевич
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 Каменев Юрий Георгиевич filed Critical Каменев Юрий Георгиевич
Priority to RU2002121856/06A priority Critical patent/RU2231657C2/en
Publication of RU2002121856A publication Critical patent/RU2002121856A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2231657C2 publication Critical patent/RU2231657C2/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

Landscapes

  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines.
SUBSTANCE: invention can be used in two-stroke engines operating on different kinds of fuel such as gasoline, kerosene, alcohol, solar oil. Proposed two-stroke internal combustion engine has cylinder with two exhaust ports, piston connected with crankshaft through connecting rod, two intake channels with valves located in cylinder head, nozzle, combustion chamber formed by piston and cylinder head, and spark plug. Control air pressure sensor and valve control device are installed in cylinder head. Each valve control device has series-mounted and mechanically coupled rocker, rod, pusher, crankshaft with eccentric and spring to return valve into initial position arranged on valve between cylinder head and rocker. Oil in crank chamber case serves to lubricate and cool cylinder walls, piston and parts of crank gear.
EFFECT: improved economy of engine, reduced toxicity of exhaust gases.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания двухтактного типа, работающих на различных типах топлива (бензин, керосин, спирт, газ, солярка).The invention relates to mechanical engineering and can be used in push-pull type internal combustion engines operating on various types of fuel (gasoline, kerosene, alcohol, gas, diesel fuel).

Известен двухтактный двигатель внутреннего сгорания 2СД-М1 (“Двигатель стационарный малолитражный 2СД-М1 и его модификации”. Руководство по эксплуатации РЭ 37.313.001-76 В/О “Энергомашэкспорт” СССР, Москва), имеющий кривошипно-камерную двухканальную продувку, газораспределение осуществляется цилиндропоршневой группой, рабочий процесс совершается в течение двух ходов поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала. Двигатель 2СД-М1 содержит цилиндр с 4-мя окнами: двумя продувочными, выпускным и впускным, размещенный внутри цилиндра поршень, который соединен при помощи шатуна с коленчатым валом, камеру сгорания, образованную поршнем и головкой цилиндра, свечу зажигания, карбюратор и расположенную под поршнем кривошипную камеру с “сухим” картером.Known two-stroke internal combustion engine 2SD-M1 (“Stationary small engine 2SD-M1 and its modifications.” Operation manual RE 37.313.001-76 V / O “Energomashexport” of the USSR, Moscow), having a crank-chamber two-channel purge, gas distribution cylinder-piston group, the working process is completed within two strokes of the piston, i.e. for one crankshaft revolution. The 2SD-M1 engine contains a cylinder with 4 windows: two purge, exhaust and intake, a piston placed inside the cylinder, which is connected by a connecting rod to the crankshaft, a combustion chamber formed by the piston and cylinder head, an spark plug, a carburetor and located under the piston crank chamber with a “dry” crankcase.

Недостаток известного устройства заключается в следующем:A disadvantage of the known device is as follows:

- недостаточной оптимизации процесса смесеобразования, присущей любой карбюраторной системе питания;- insufficient optimization of the mixture formation process inherent in any carburetor power system;

- высокая токсичность отработавших газов из-за присутствия в рабочей смеси масла, которое добавляется в топливо для смазки стенок гильзы и деталей кривошипно-шатунного механизма, что затрудняет полное сгорание топлива, а также сложности поддержания оптимального состава топливовоздушной смеси (1:14,7) и низкой адаптации к различным режимам работы двигателя.- high toxicity of exhaust gases due to the presence of oil in the working mixture, which is added to the fuel to lubricate the walls of the liner and parts of the crank mechanism, which complicates the complete combustion of the fuel, as well as the difficulty of maintaining the optimal composition of the air-fuel mixture (1: 14.7) and low adaptation to various engine operating modes.

Наиболее близким по технической сущности (прототип) является двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с двумя выпускными окнами, поршень, соединенный при помощи шатуна с коленчатым валом, два впускных канала с клапанами, размещенных в головке цилиндра, форсунку, камеру сгорания, образованную поршнем и головкой цилиндра, свечу зажигания (патент на изобретение СССР №16483, F 02 В 25/00, 1930).The closest in technical essence (prototype) is a two-stroke internal combustion engine containing a cylinder with two exhaust windows, a piston connected by a connecting rod with a crankshaft, two inlet channels with valves located in the cylinder head, a nozzle, a combustion chamber formed by the piston and cylinder head, spark plug (patent for invention of the USSR No. 16483, F 02 B 25/00, 1930).

Недостатком известного устройства является низкая экономичность двигателя, поскольку не определены момент впрыскивания топлива и доза впрыскиваемого топлива, а также высокая токсичность отработавших газов из-за присутствия в рабочей смеси масла, которое добавляется в топливо для смазки стенок гильзы и деталей кривошипно-шатунного механизма, что затрудняет полное сгорание топлива, сложности поддержания оптимального состава топливовоздушной смеси (1:14,7) и низкой адаптации к различным режимам работы двигателя.A disadvantage of the known device is the low efficiency of the engine, since the moment of fuel injection and the dose of injected fuel are not determined, as well as the high toxicity of exhaust gases due to the presence of oil in the working mixture, which is added to the fuel to lubricate the walls of the liner and parts of the crank mechanism, which complicates the complete combustion of fuel, the difficulty of maintaining the optimal composition of the air-fuel mixture (1: 14.7) and low adaptation to various engine operating modes.

Задачей изобретения является повышение экономичности двигателя и снижения токсичности отработавших газов.The objective of the invention is to increase engine efficiency and reduce exhaust emissions.

Техническим результатом заявляемого решения является повышение экономичности двигателя за счет того, что впрыскивание топлива в камеру сгорания осуществляется в момент достижения определенного значения давления в камере сгорания, а доза впрыскиваемого в цилиндр топлива зависит от количества поданного в цилиндр воздуха, что обеспечивает оптимальное соотношение рабочей смеси, а также снижение токсичности отработавших газов за счет отсутствия масла в рабочей смеси, а также из-за более полного сгорания рабочей смеси в связи с поддержанием оптимального режима смесеобразования.The technical result of the proposed solution is to increase the efficiency of the engine due to the fact that fuel is injected into the combustion chamber when a certain pressure in the combustion chamber is reached, and the dose of fuel injected into the cylinder depends on the amount of air supplied to the cylinder, which ensures the optimum ratio of the working mixture, as well as reducing the toxicity of exhaust gases due to the lack of oil in the working mixture, as well as due to more complete combustion of the working mixture in connection with maintaining we have the optimal mixture formation mode.

Дополнительным техническим результатом является то, что введение “мокрого” картера в двухтактном двигателе позволяет улучшить смазку и охлаждение двигателя, что повышает надежность и долговечность его работы.An additional technical result is that the introduction of a “wet” crankcase in a two-stroke engine improves the lubrication and cooling of the engine, which increases the reliability and durability of its operation.

Для достижения технического результата двухтактный двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндр с двумя выпускными окнами, поршень, соединенный при помощи шатуна с коленчатым валом, два впускных канала с клапанами, размещенных в головке цилиндра, форсунку, камеру сгорания, образованную поршнем и головкой цилиндра, свечу зажигания, а в головке цилиндра установлены датчик контрольного давления воздуха и устройство управления клапанами, каждое из которых содержит последовательно и кинематически связанные коромысло, штангу, толкатель, противовес коленчатого вала с эксцентриком и пружину возврата клапана в исходное состояние, размещенную на клапане между головкой цилиндра и коромыслом.To achieve a technical result, a two-stroke internal combustion engine comprises a cylinder with two exhaust windows, a piston connected by a connecting rod with a crankshaft, two inlet channels with valves located in the cylinder head, a nozzle, a combustion chamber formed by the piston and cylinder head, an spark plug, and in the cylinder head there is a control air pressure sensor and a valve control device, each of which contains sequentially and kinematically connected rocker arm, rod, pusher , a counterweight to the crankshaft with an eccentric and a spring returning the valve to its original state, located on the valve between the cylinder head and rocker.

В картере кривошипной камеры помещено масло для смазки и охлаждения стенок цилиндра, поршня и деталей кривошипно-шатунного механизма.Oil is placed in the crankcase of the crank chamber to lubricate and cool the walls of the cylinder, piston, and parts of the crank mechanism.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично показан заявленный двигатель при положении поршня около верхней мертвой точки (ВМТ) (слева) и около нижней мертвой точки (НМТ) (справа), на фиг.2 - устройство управления клапанами, на фиг.3 - схема датчика контрольного давления воздуха, фиг.4 - схема, поясняющая работу двигателя-прототипа 2СД-М1.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 schematically shows the claimed engine with the piston position near top dead center (TDC) (left) and near bottom dead center (BDC) (right), in Fig.2 - valve control device, in Fig. 3 is a diagram of a control air pressure sensor; FIG. 4 is a diagram explaining the operation of an engine prototype 2SD-M1.

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания Каменева (ДВСК) содержит цилиндр 1, два выпускных окна 2, поршень 3, шатун 4, коленчатый вал с пластинами-эксцентриками на противовесах 5, камеру сгорания 6, головку цилиндра 7, кривошипную камеру 8 с “мокрым” картером, свечу зажигания 9, впускные каналы 10, клапана 11, форсунку 12, датчик контрольного давления воздуха 13.The Kamenev’s two-stroke internal combustion engine (ICE) contains a cylinder 1, two exhaust ports 2, a piston 3, a connecting rod 4, a crankshaft with eccentric plates on counterweights 5, a combustion chamber 6, a cylinder head 7, a crank chamber 8 with a “wet” crankcase, spark plug 9, inlet channels 10, valve 11, nozzle 12, control air pressure sensor 13.

Устройство управления клапанами содержит пружину 14, коромысло 15, регулировочный винт 16, штангу 17, толкатель 18, упор 19, профиль пластины эксцентрика 20, который расположен на противовесе коленчатого вала.The valve control device comprises a spring 14, a rocker 15, an adjusting screw 16, a rod 17, a pusher 18, an emphasis 19, an eccentric plate 20 profile, which is located on the counterweight of the crankshaft.

Приведенный вариант датчика контрольного давления воздуха содержит корпус 21, клапан-шток 22, упорную шайбу 23, уплотнительную манжету 24, гайку 25, фигурную шайбу 26, пружину 27, регулировочную гайку 28, микропереключатель 29, головку цилиндра 30.The above version of the control air pressure sensor includes a housing 21, a valve stem 22, a thrust washer 23, a sealing collar 24, a nut 25, a shaped washer 26, a spring 27, an adjusting nut 28, a microswitch 29, a cylinder head 30.

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом. При движении поршня в цилиндре из ВМТ в НМТ после воспламенения рабочей смеси в камере сгорания происходит рабочий ход. При приближении поршня 3 к НМТ открываются выпускные окна 2 и происходит выпуск отработавших газов. В это время коленчатый вал 5 поворачивается таким образом, что его противовесы оказываются наверху. На противовесах прикреплены износоустойчивые пластины-эксцентрики 20, которые приходят в соприкосновение с толкателем 18, поднимая его и штангу 17, которая в свою очередь взаимодействует с коромыслом 15. Коромысло 15, преодолевая давление пружины 14, открывает впускной клапан 11 и от автономного нагнетателя в цилиндр 1 подается чистый воздух, который заполняет цилиндр 1 и проталкивает остатки отработавших газов через выпускные окна 2. Эксцентрик 20 коленчатого вала сходит с толкателя 18, впускной клапан 11 закрывается и поршень 3 начинает сжимать воздух. Время начала и конца срабатывания впускного клапана задает профиль пластины-эксцентрика 20. В головке цилиндра 7 установлен датчик контрольного давления воздуха 13. Когда давление в цилиндре 1 достигает контрольного (например, 2 кгс/см2), которое устанавливается регулировочной гайкой 28, клапан-шток 22, преодолевая давление пружины 27, перемещается вверх и закрывается, замыкая контакты микропереключателя 29, что является сигналом для подачи команды форсунке 12 начать впрыск топлива в цилиндр 1. Изменяя напор воздуха от нагнетателя, автоматически будет изменяться и время впрыска топлива, а значит и поддерживаться оптимальное соотношение рабочей смеси на различных режимах работы двигателя. При подходе поршня 3 к ВМТ форсунка 12 отключается и происходит поджог рабочей смеси электрической искрой от свечи зажигания 9. Начинается рабочий ход поршня 3 и цикл повторяется. Клапан-шток 22 остается закрытым, пока не завершится рабочий ход и выпуск отработавших газов. После спада давления в цилиндре 1 ниже контрольного клапан-шток 22 открывается, контакты микропереключателя 29 размыкаются.A two-stroke internal combustion engine operates as follows. When the piston moves in the cylinder from TDC to BDC, after ignition of the working mixture, a working stroke occurs in the combustion chamber. When the piston 3 approaches the BDC, the exhaust ports 2 open and exhaust gas is released. At this time, the crankshaft 5 is rotated so that its counterweights are at the top. On the counterweights, wear-resistant eccentric plates 20 are attached, which come in contact with the pusher 18, lifting it and the rod 17, which in turn interacts with the rocker 15. The rocker 15, overcoming the pressure of the spring 14, opens the inlet valve 11 and from the autonomous supercharger into the cylinder 1 clean air is supplied, which fills the cylinder 1 and pushes the remaining exhaust gas through the exhaust ports 2. The eccentric 20 of the crankshaft comes off the pusher 18, the intake valve 11 closes and the piston 3 begins to compress zduh. The start and end times of the intake valve actuation sets the profile of the eccentric plate 20. A control air pressure sensor 13 is installed in the cylinder head 7. When the pressure in the cylinder 1 reaches the control pressure (for example, 2 kgf / cm 2 ), which is set by the adjusting nut 28, the valve the rod 22, overcoming the pressure of the spring 27, moves up and closes, closing the contacts of the micro switch 29, which is a signal for instructing the nozzle 12 to start fuel injection into the cylinder 1. Changing the air pressure from the supercharger, automatically the fuel injection time will also change, which means that the optimal ratio of the working mixture at various engine operating modes will be maintained. When the piston 3 approaches the TDC, the nozzle 12 is turned off and the mixture is ignited by an electric spark from the spark plug 9. The stroke of the piston 3 begins and the cycle repeats. The valve stem 22 remains closed until the stroke and exhaust are completed. After the pressure drop in the cylinder 1 below the control valve-valve 22 opens, the contacts of the microswitch 29 open.

В зависимости от конструкции (степени сжатия воздуха, давления и способа впрыска топлива в цилиндр) ДВСК может работать как при воспламенении рабочей смеси от свечи зажигания (работа на бензине, керосине, спирте, газе), так и при самовоспламенении смеси (работа на солярке).Depending on the design (the degree of air compression, pressure and the method of fuel injection into the cylinder), the engine can operate both when the ignition mixture is ignited from the spark plug (work on gasoline, kerosene, alcohol, gas), and when the mixture is self-igniting (working on diesel fuel) .

Использование в двигателе в отличие от классического варианта газораспределительного механизма эксцентриков, расположенных на противовесах коленчатого вала, дает возможность отказаться от распределительного вала и шестерен привода, что значительно упрощает схему газораспределительного механизма и повышает надежность и долговечность двигателя в целом.The use of an eccentric located on the counterweight of the crankshaft in the engine, unlike the classic version of the gas distribution mechanism, makes it possible to abandon the camshaft and drive gears, which greatly simplifies the gas distribution mechanism and increases the reliability and durability of the engine as a whole.

Claims (2)

1. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с двумя выпускными окнами, поршень, соединенный при помощи шатуна с коленчатым валом, два впускных канала с клапанами, размещенные в головке цилиндра, форсунку, камеру сгорания, образованную поршнем и головкой цилиндра, свечу зажигания, отличающийся тем, что в головке цилиндра установлены датчик контрольного давления воздуха и устройство управления клапанами, каждое из которых содержит последовательно и кинематически связанные коромысло, штангу, толкатель, противовес коленчатого вала с эксцентриком и пружину возврата клапана в исходное состояние, размещенную на клапане между головкой цилиндра и коромыслом.1. A two-stroke internal combustion engine comprising a cylinder with two exhaust ports, a piston connected by a connecting rod with a crankshaft, two inlet channels with valves located in the cylinder head, a nozzle, a combustion chamber formed by the piston and cylinder head, an spark plug, characterized the fact that a control air pressure sensor and a valve control device are installed in the cylinder head, each of which contains sequentially and kinematically connected rocker arm, rod, pusher, counterweight count a crankshaft with an eccentric and a spring returning the valve to its original state, located on the valve between the cylinder head and the beam. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что в картер кривошипной камеры помещено масло для смазки и охлаждения стенок цилиндра, поршня и деталей кривошипно-шатунного механизма.2. The engine according to claim 1, characterized in that oil is placed in the crankcase of the crank chamber to lubricate and cool the walls of the cylinder, piston and parts of the crank mechanism.
RU2002121856/06A 2002-08-07 2002-08-07 Two-stroke internal combustion engine RU2231657C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002121856/06A RU2231657C2 (en) 2002-08-07 2002-08-07 Two-stroke internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002121856/06A RU2231657C2 (en) 2002-08-07 2002-08-07 Two-stroke internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002121856A RU2002121856A (en) 2004-02-20
RU2231657C2 true RU2231657C2 (en) 2004-06-27

Family

ID=32845953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002121856/06A RU2231657C2 (en) 2002-08-07 2002-08-07 Two-stroke internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2231657C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2524313C2 (en) * 2010-02-17 2014-07-27 ПРИМАВИС С.р.л. Two-stroke low-fuel-consumption low-emission ice
RU2626611C2 (en) * 2016-01-13 2017-07-31 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" 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

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2524313C2 (en) * 2010-02-17 2014-07-27 ПРИМАВИС С.р.л. Two-stroke low-fuel-consumption low-emission ice
RU2626611C2 (en) * 2016-01-13 2017-07-31 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" 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

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002121856A (en) 2004-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7624709B2 (en) Cao cycles of internal combustion engine with increased expansion ratio, constant-volume combustion, variable compression ratio, and cold start mechanism
EP1819912B1 (en) Reciprocating machine
US4993372A (en) Two stroke internal combustion engine with decompression valve
US3785355A (en) Engine with internal charge dilution and method
US6065440A (en) Internal combustion engine with binary cylinder sizing for variable power output
US11519305B2 (en) Internal combustion engine system
CN1437678A (en) Internal combustion engines
EP0476010B1 (en) Reciprocating piston engine with pumping and power cylinders
US4458635A (en) Two-cycle internal combustion engine
US4363295A (en) Movable head engine
RU2231657C2 (en) Two-stroke internal combustion engine
RU2397340C2 (en) Two-stroke ice
CN108868943A (en) Using two or the four stroke switching method of engine of the full changeable air valve of electromagnetism
RU2042846C1 (en) Internal combustion engine
JPH0216324A (en) Two cycle engine
RU2818438C1 (en) Two-stroke internal combustion engine with an additional piston
US5603291A (en) Internal combustion engine with valve built into piston head
RU62989U1 (en) FREE PISTON ENGINE COMPRESSOR
RU2820915C1 (en) Window gas distribution mechanism
RU2800634C1 (en) Turbine piston internal combustion engine
RU180758U1 (en) 2-STROKE DIESEL ENGINE
RU2310080C2 (en) Four-stroke internal combustion engine with forced scavenging
RU42066U1 (en) TWO STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE
GB2272941A (en) Two-stroke engine.
RU2291309C2 (en) Two-stroke internal combustion engine without crankcase displacement scavenging

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060808