RU2383752C1 - Opposed-piston engines - Google Patents
Opposed-piston engines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2383752C1 RU2383752C1 RU2008131360/06A RU2008131360A RU2383752C1 RU 2383752 C1 RU2383752 C1 RU 2383752C1 RU 2008131360/06 A RU2008131360/06 A RU 2008131360/06A RU 2008131360 A RU2008131360 A RU 2008131360A RU 2383752 C1 RU2383752 C1 RU 2383752C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- crankshaft
- pistons
- supercharger
- engine
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Supercharger (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к двухтактным двигателям с противоположно движущимися поршнями и прямоточной продувкой цилиндров.The invention relates to two-stroke engines with oppositely moving pistons and direct-flow cylinder blowing.
Известен двигатель, содержащий соосные оппозитные цилиндры и противоположно движущиеся поршни, связанные кривошипно-шатунными механизмами с тремя кривошипами коленвала (Кн. «Автомобильные двигатели с воздушным охлаждением», Ю.Мацкерле. Москва, 1959 г., стр.153, 157). Его недостатки:A known engine containing coaxial opposed cylinders and oppositely moving pistons connected by crank mechanisms with three crankshaft cranks (Book. "Automobile engines with air cooling", J. Matskerle. Moscow, 1959, p. 153, 157). Its disadvantages:
1. Наличие кривошипно-шатунных механизмов на противоположных сторонах коленвала увеличивает поперечный габарит и вес двигателя.1. The presence of crank mechanisms on opposite sides of the crankshaft increases the transverse dimension and weight of the engine.
2. ЦПГ двигателя имеет большие механические потери (больше 50%), это уменьшает КПД, увеличивает износ поршней и цилиндров.2. The engine CPG has large mechanical losses (more than 50%), this reduces the efficiency, increases the wear of the pistons and cylinders.
3. Одновременность рабочих ходов в двух цилиндрах обуславливает большую неравномерность крутящего момента двигателя.3. The simultaneity of the working strokes in the two cylinders leads to a large unevenness of the engine torque.
4. Большой объем кривошипной камеры с переменным давлением.4. A large volume of the crank chamber with variable pressure.
Известен также двигатель, содержащий цилиндр с рабочей камерой, расположенной между двумя движущимися в противоположных направлениях поршнями, с механизмами, преобразующими их прямолинейные перемещения во вращательное коленвала, имеющего три расположенных через 180° кривошипа, крайние из которых взаимодействуют с одним поршнем, а средний - с другим. (Кн. «Двухтактные двигатели», А.С.Орлин, М.Г.Круглов. Москва, 1960, стр.18-20, 45-47). Данная конструкция принята за прототип. Ее недостатки:An engine is also known, comprising a cylinder with a working chamber located between two pistons moving in opposite directions, with mechanisms that convert their rectilinear movements into a rotary crankshaft, which has three cranks located through 180 °, the last of which interact with one piston, and the middle with to others. (The book. "Two-stroke engines", A.S. Orlin, M.G. Kruglov. Moscow, 1960, pp. 18-20, 45-47). This design is taken as a prototype. Its disadvantages:
1. Большие габариты и вес из-за наличия кривошипно-шатунных механизмов и траверсы, это увеличивает инерционные нагрузки, снижает быстроходность и мощность ДВС.1. Large dimensions and weight due to the presence of crank mechanisms and traverse, this increases the inertial loads, reduces the speed and power of the internal combustion engine.
2. Детали двигателя невозможно использовать для создания поршневого нагнетателя.2. Engine parts cannot be used to create a piston supercharger.
3. Прямоточная продувка рабочей камеры происходит с неравномерными полями скоростей, что ухудшает качество продувки.3. Direct-flow purge of the working chamber occurs with uneven velocity fields, which affects the quality of the purge.
Целью изобретения является повышение эффективности работы двигателя. Поставленная задача достигается тем, что в двигателе, содержащем цилиндр с рабочей камерой, расположенной между двумя движущимися в противоположных направлениях поршнями, снабженными механизмами, преобразующими их прямолинейные перемещения во вращательное коленвала, имеющего три расположенных через 180° кривошипа, крайние из которых взаимодействуют с одним поршнем, а средний - с другим поршнем, согласно изобретению ближний поршень выполнен с центральным отверстием, применены три кривошипно-кулисных механизма, крайние кулисы которых выполнены в ближнем поршне и через сухари взаимодействуют с крайними кривошипами коленвала, средняя кулиса выполнена в скользящем по зеркалу цилиндра рамочном ползуне, который жестко связан с дальним поршнем штоком, проходящим через отверстие в ближнем поршне, а через сухарь взаимодействует со средним кривошипом коленвала, между дальним поршнем и днищем цилиндра образована нагнетательная камера с впускными и нагнетательными каналами.The aim of the invention is to increase the efficiency of the engine. The problem is achieved in that in an engine containing a cylinder with a working chamber located between two pistons moving in opposite directions, equipped with mechanisms that convert their rectilinear movements into a rotary crankshaft having three cranks located through 180 °, the last of which interact with one piston and the middle one with another piston, according to the invention, the proximal piston is made with a central bore, three crank-link mechanisms are used, the extreme wings of which are filled in the near piston and interact with extreme crankshaft cranks through crackers, the middle link is made in a frame slider sliding on the cylinder mirror, which is rigidly connected to the distant piston by a rod passing through the hole in the near piston, and through the cracker interacts with the middle crankshaft crank, between the far a piston and a cylinder bottom are formed of a discharge chamber with inlet and discharge channels.
Поставленная задача достигается также тем, что двигатель снабжен соосным расположенным по другую сторону коленвала дополнительным цилиндром с дополнительными ближним и дальним поршнями, расположенными симметрично первым и подобно связанными с кривошипами коленвала.The task is also achieved by the fact that the engine is equipped with an additional cylinder coaxially located on the other side of the crankshaft with additional near and far pistons located symmetrically to the first and similarly connected to the crankshaft cranks.
Поставленная задача достигается также тем, что каждая рабочая камера снабжена двумя рядами продувочных окон, управляемых дальним поршнем, ряд окон, расположенный ближе к коленвалу, сообщается с турбонагнетателем чистого воздуха, а ряд окон, расположенный дальше от коленвала, сообщается с прилегающим поршневым нагнетателем топливовоздушной смеси.The task is also achieved by the fact that each working chamber is equipped with two rows of purge windows controlled by a distant piston, a row of windows located closer to the crankshaft communicates with a clean air turbocharger, and a row of windows located further from the crankshaft communicates with an adjacent piston supercharger of the air-fuel mixture .
Поставленная задача достигается также тем, что в каждом поршневом нагнетателе окна нагнетательных каналов с обратными клапанами примыкают к днищу цилиндра, а окна впускных каналов примыкают к торцу дальнего поршня при максимальной высоте нагнетательной камеры.The task is also achieved by the fact that in each piston supercharger the windows of the discharge channels with check valves are adjacent to the cylinder bottom, and the windows of the intake channels are adjacent to the end of the distant piston at the maximum height of the discharge chamber.
Поставленная задача достигается также тем, что электроды свечей расположены в глубине свечных отверстий, свободные витки резьбы которых покрыты каталитическим слоем.The task is also achieved by the fact that the electrodes of the candles are located deep in the candle holes, the free threads of which are coated with a catalytic layer.
Новыми отличительными признаками по сравнению с прототипом являются:New distinctive features in comparison with the prototype are:
1. Ближний поршень выполнен с центральным отверстием, применены три кривошипно-кулисных механизма, крайние кулисы которых выполнены в ближнем поршне и через сухари взаимодействуют с крайними кривошипами коленвала, средняя кулиса выполнена в скользящем по зеркалу цилиндра рамочном ползуне, который жестко связан с дальним поршнем при помощи штока, проходящим через центральное отверстие в ближнем поршне, а через сухарь взаимодействует со средним кривошипом коленвала, между дальним поршнем и днищем цилиндра образована нагнетательная камера с впускными и нагнетательными каналами.1. The middle piston is made with a central bore, three crank-rocker mechanisms are used, the extreme wings of which are made in the near piston and interact through the crackers with the extreme cranks of the crankshaft, the middle rocker is made in a frame slider sliding on the cylinder mirror, which is rigidly connected to the distant piston when using the rod passing through the central hole in the near piston, and through the cracker interacts with the middle crank of the crankshaft, an injection chamber is formed between the far piston and the cylinder bottom with inlet and outlet channels.
2. Двигатель снабжен соосным, расположенным по другую сторону коленвала дополнительным цилиндром с дополнительными ближним и дальним поршнями, расположенными симметрично первым поршням и подобно связанными с кривошипами коленвала.2. The engine is equipped with an additional cylinder coaxial located on the other side of the crankshaft with additional proximal and distant pistons located symmetrically to the first pistons and similarly connected to the crankshaft cranks.
3. Каждая рабочая камера снабжена двумя рядами продувочных окон, управляемых дальним поршнем, ряд окон, расположенных ближе к коленвалу, сообщается с турбонагнетателем чистого воздуха, а ряд окон, расположенных дальше от коленвала, сообщается с прилегающим поршневым нагнетателем, служащим для нагнетания топливо-воздушной смеси, находящейся в газообразном состоянии.3. Each working chamber is equipped with two rows of purge windows controlled by a distant piston, a number of windows located closer to the crankshaft communicate with a clean air turbocharger, and a number of windows located further from the crankshaft communicate with an adjacent piston supercharger, which serves to pump fuel-air a mixture in a gaseous state.
4. В каждом поршневом нагнетателе окна нагнетательных каналов с обратными клапанами примыкают к днищу цилиндра, а окна впускных каналов примыкают к торцу дальнего поршня при максимальной высоте нагнетательной камеры.4. In each piston supercharger, the windows of the discharge channels with non-return valves are adjacent to the cylinder bottom, and the windows of the intake channels are adjacent to the end of the distant piston at the maximum height of the discharge chamber.
5. Электроды свечей расположены в глубине свечных отверстий, свободные витки резьбы которых покрыты каталитическим слоем.5. The electrodes of the candles are located deep in the candle holes, the free threads of which are coated with a catalytic layer.
Изобретение поясняется при помощи чертежей.The invention is illustrated using the drawings.
На Фиг.1 - продольный разрез двигателя при нахождении дальних поршней в крайнем верхнем положении, а ближних поршней - в крайнем нижнем.Figure 1 is a longitudinal section of the engine when the distant pistons are in the highest position, and the nearest pistons are in the lowermost position.
На Фиг.2 - поперечный разрез двигателя на Фиг.1.Figure 2 is a cross section of the engine in figure 1.
На Фиг.3 - горизонтальный разрез двигателя с кривошипами, расположенными в горизонтальной плоскости.Figure 3 is a horizontal section of the engine with cranks located in the horizontal plane.
На Фиг.4 - разрез по А-А на Фиг.2.Figure 4 is a section along aa in figure 2.
На Фиг.5 - поперечный разрез двигателя при рабочем ходе в нижнем цилиндре и такте сжатия в верхнем цилиндре.Figure 5 is a transverse section of the engine during the stroke in the lower cylinder and the compression stroke in the upper cylinder.
Двигатель содержит оппозитные цилиндры 1, 2 с ближними к коленвалу 3 поршнями 4, 5 и дальними поршнями 6, 7. Между ближними 4, 5 и дальними 6, 7 поршнями расположены кольцевые рабочие камеры 8, 9 с выпускными окнами 10 и двумя рядами продувочных окон 11, 12. Коленвал 3 имеет три расположенных через 180° кривошипа 13, 14, 15. Крайние кривошипы 13, 15 взаимодействуют через сухари 16, 17 с кулисами 18, 19, выполненными в перемычках 20, 21 соединяющих ближние поршни 4, 5. Средний кривошип 14 взаимодействует через сухарь 22 с кулисой 23, выполненной в скользящем по зеркалу цилиндров 1, 2 рамочном ползуне 24, который жестко связан с дальними поршнями 6, 7 штоками 25, 26, проходящими через центральные отверстия 27, 28 в ближних поршнях 4, 5. Ближние 4, 5 и дальние 6, 7 поршни имеют сопловые камеры 29, 30. Между дальними поршнями 6, 7 и днищами 31, 32 цилиндров 1, 2 образованы поршневые нагнетатели 33, 34 топливовоздушной смеси с впускными 35, 36 и нагнетательными 37, 38 каналами с обратными пластинчатыми клапанами 39, 40.The engine contains
На Фиг.1, 2 дальние поршни 6, 7, жестко связанные штоками 25, 26, находятся в самом верхнем положении, ближние поршни 4, 5, жестко связанные перемычками 20, 21, находятся в самом нижнем положении. В верхней рабочей камере 8 идет выпуск отработавших газов через окна 10 выпускных каналов 41, управляемых ближним поршнем 4, и идет продувка через два ряда продувочных окон 11, 12, управляемых дальним поршнем 6. В верхнем поршневом нагнетателе 33 конец такта сжатия топливовоздушной смеси, которая через нагнетательный канал 37 с открытым пластинчатым клапаном 39 поступает в напорную камеру 43 и через продувочные каналы 45 и дальний ряд продувочных окон 11 поступает в верхнюю рабочую камеру 8. А через нижний ряд продувочных окон 12 идет продувка сжатым воздухом, поступающим от турбонагнетателя 47 через окружную камеру 48 и продувочные каналы 50.In Fig.1, 2
В нижней рабочей камере 9 конец такта сжатия топливного заряда было осуществлено его воспламенение и начинается рабочий ход. Воспламенение осуществляется тремя свечами, расположенными через 120°, части топливного заряда под воздействием увеличивающегося давления (сжатие + повышение температуры начала горения) продолжают интенсивно мигрировать в сопловые камеры 29, 30.In the
В нижнем поршневом нагнетателе 34 дальний поршень 7 находится в самом верхнем положении, объем нагнетательной камеры 53 наибольший. Благодаря закрытым клапанам 40 в камере 53 максимальное разрежение и через открывшиеся окна впускных каналов 36 с большой скоростью врывается топливовоздушная смесь.In the lower piston supercharger 34, the
На Фиг.3 - осевой разрез двигателя при горизонтальном положении кривошипов 13, 14, 15. Благодаря короткоходности поршней 4, 5, 6, 7 поперечные размеры кривошипов 13, 14, 15 меньше диаметра зеркала цилиндров 1, 2. Кривошипы 13, 14, 15 взаимодействуют с деталями 20, 21, 24, которые жестко связаны с ближними 4, 5, дальними 6, 7 поршнями и контактируют с зеркалом цилиндров 1, 2, образуя кривошипно-кулисно-ползунные механизмы, преобразующие прямолинейные перемещения поршней 4, 5, 6, 7 во вращательное коленвала 3.Figure 3 - axial section of the engine with the horizontal position of the
На Фиг.4 - разрез А-А на Фиг.2, разрез по ближайшему коленвалу 3 ряду продувочных окон 12 чистым воздухом, поступающим от турбонагнетателя 47 в окружную камеру 48 с продувочными каналами 50, расположенными под углом к радиусу цилиндра 1 для тангенциального направления потоков и обеспечения осевого вращения топливного заряда в рабочей камере 8. Удаленный от коленвала 3 ряд окон 11 обеспечивает продувку топливовоздушной смесью, поступающей от прилегающего поршневого нагнетателя 33 с напорной камерой 43 по продувочным каналам 45, расположенным также под некоторым углом к радиусу цилиндра 1.Figure 4 is a section aa in Figure 2, a section along the
На Фиг.5 - поперечный разрез двигателя при такте сжатия в верхней рабочей камере 8 и рабочем ходе в нижней рабочей камере 9.Figure 5 is a transverse section of the engine during the compression stroke in the upper working
В камере 8 сходящие поршни 4, 6 быстро уменьшают объем камеры 8, быстро повышается давление, что снижает утечки рабочего тела и тепловые потери.In the
В камере 9 при рабочем ходе поршней 5, 7 под воздействием двух противоположно направленных потоков из сопловых камер 29, 30 образован торовый вихрь 54 с горящим внутренним кольцом. Его зарождению и протеканию способствуют круговая сегментная канавка 55 на дальнем поршне 7 и круговой выступ 56 на днище ближнего поршня 5.In the
Двигатель двухцилиндровый, оппозитный с соосными цилиндрами 1, 2, с парой жестко связанных между собой ближайших к коленвалу 3 поршней 4, 5 и парой жестко связанных между собой удаленных от коленвала 3 поршней 6, 7. Двигаясь при работе в противоположных направления с одинаковой скоростью и массой, блоки поршней 4, 5 и 6, 7 обеспечивают полную уравновешенность двигателя, одинаковую последовательность рабочих циклов в каждом цилиндре 1, 2, но в противоположных фазах.The engine is two-cylinder, opposed with
В конце сжатия, перед ВМТ (НМТ) в нижней рабочей камере 9 (Фиг.1, 2) производится воспламенение топливного заряда тремя свечами. Из свечных камер 57 воспламененные части заряда врываются тремя очагами пламени в рабочую камеру 9, осуществляется ее поджог. Из-за продолжающегося уменьшения объема камеры 9 (поршни 5, 7 сближаются) и повышения температуры (начало горения заряда) в камере 9 повышается давление, под воздействием которого часть топливного заряда мигрирует в сопловые камеры 29, 30, проходя через узкие устья (доли миллиметра), по плавно расширяющимся каналам сопловых камер 29, 30, она охлаждается, отдавая тепло стенкам, не воспламеняя и не перемешиваясь с находящимися там частями заряда, осуществляя их поджатие.At the end of compression, before the TDC (BDC) in the lower working chamber 9 (Fig.1, 2), the fuel charge is ignited by three candles. From the
При нахождении поршней 5, 7 в мертвых точках и после их прохождения горение охватывает почти всю камеру сгорания, давление повышается и миграция в сопловые камеры 29, 30 продолжается, происходит их максимальная подзарядка.When the
При дальнейших рабочих ходах поршней 5, 7 объем рабочей камеры 9 увеличивается, давление уменьшается и части топливного заряда из сопловых камер 29, 30 в обратном порядке (сначала самые горячие) с большой скоростью (благодаря эффекту сопла) устремляются в рабочую камеру 9, охватывая с противоположных сторон находящуюся там горящую часть топливного заряда, образуя торовый вихрь 54 (Фиг.5). Его зарождению и протеканию способствует наличие сегментной круговой канавки 55 на дальнем поршне 7 и кругового выступа 56 на ближнем поршне 5.With further working strokes of the
Поступающие из сопловых камер 29, 30 потоки сначала смеси, а потом воздуха окружают, изолируют горящую центральную часть огненного кольца от стенок рабочей камеры 9. Слои внешних потоков нагреваются и слои, прилегающие к центру очага, включаются в горение. Входящие последними сравнительно холодные слои потоков воздуха обеспечивают дожигание топливного заряда и его изоляцию от стенок камеры 9. Сжигание основного топливного заряда в торовом вихре 54 интенсифицирует процесс горения, повышается температура горения и давление, обеспечивается внутренняя адиабатизация процесса. Уменьшается токсичность ОГ.The streams coming from the
В конце рабочего хода (см. Фиг.1, 2 цилиндр 1) ближним поршнем 4 открываются окна 10 выпускных каналов 41 и начинается выпуск отработавших газов, которые направляются в коллектор 58 турбонагнетателя 47. Затем дальним поршнем 6 открывается ряд продувочных окон 12 чистым воздухом, поступающим от турбонагнетателя 47, и начинается продувка. При дальнейшем ходе поршней 4, 6 дальним поршнем 6 открывается ряд продувочных окон 11 и добавляется продувка топливовоздушной смесью из поршневого нагнетателя 33.At the end of the stroke (see FIG. 1, 2 cylinder 1), the
Расположенные под углом к радиусу цилиндра 1 продувочные каналы 45, 50 обеспечивают осевое вращение топливного заряда в рабочей камере 8. Наличие в камере 8 штока 25 улучшает стабильность вращения заряда и качество продувки.The
Продувка начинается чистым воздухом, продолжается совместно воздухом и богатой смесью. После окончания рабочего хода поршни 4, 6 движутся навстречу друг другу. Дальним поршнем 6 перекрываются окна 11 поступления смеси, в рабочую камеру 8 поступает только воздух из окон 12. Затем перекрываются и продувочные окна 12. До закрытия ближним поршнем 4 выпускных окон 10 через них теряется воздух из прилегающего к поршню 4 воздушного слоя (первым вошедшим в рабочую камеру 8 при продувке).Purge begins with clean air, continues together with air and a rich mixture. After the end of the stroke, the
После закрытия всех окон 10, 11, 12 в камере 8 вращающийся топливный заряд располагается тремя слоями. К ближнему 4 и дальнему 6 поршням прилегают слои воздуха, в средней части - топливовоздушная смесь, близкая по составу к нормальной. Из-за осевого вращения слои на границе перемешиваются минимально.After closing all
При сжатии скорость осевого вращения заряда в камере 8 замедляется из-за внутреннего трения и трения о стенки рабочей камеры 8. Начинается заполнение сопловых камер 29, 30 чистым воздухом из прилегающих к поршням 4, 6 слоев воздуха, а продолжается и заканчивается топливовоздушной смесью среднего слоя. Замедлению осевого вращения заряда, особенно в конце такта сжатия способствует наличие радиальных ребер 59 в сегментной канавке 55 на торце дальнего поршня 6, повышается стабильность зажигания.During compression, the axial rotation of the charge in the
Электроды свечей зажигания расположены в глубине свечных камер 57, длина которых в пределах диаметра резьбы, свободные витки резьбы покрыты каталитическим слоем, например слоем платины толщиной 20 мкм. При повышении давления и температуры у части заряда, прилегающего к виткам резьбы, повышается энергия активации и на некоторых режимах работы двигателя инициируется воспламенение. Для стабильности зажигания на всех режимах работы устанавливаются свечи зажигания или накаливания.The electrodes of the spark plugs are located in the depth of the
Каждый поршневой нагнетатель 33, 34 имеет окна впускных 35, 36 и нагнетательных 37, 38 каналов, расположенных на противоположных сторонах нагнетательных камер 52, 53. Нагнетательные каналы 37, 38 имеют примыкающие к зеркалу цилиндра пластинчатые клапана 39, 40 и сообщаются с напорной камерой 43, 44, имеющей продувочные каналы 45, 46. При ходе дальнего поршня 6 вниз (Фиг.1, 2), при увеличении объема нагнетательной камеры 52 обратные клапана 39 закрываются и в камере 52 создается вакуум, увеличивающийся по мере хода поршня 6 вниз и увеличения объема камеры 52. При достижении максимального вакуума, при открытии поршнем 6 окон впускных каналов 35 в камеру 52 с большой скоростью врывается топливовоздушная смесь. При любом ее составе смесь переходит в газовое состояние. При обратном ходе поршня 6 газифицированная смесь сжимается и через открытый клапан 39 поступает в напорную камеру 43, а при продувке цилиндра 1 через продувочные каналы 45 - в рабочую камеру 8.Each
Двигатель с двумя равными по массе блоками поршней 4, 5 и 6, 7, движущимися с равными скоростями, но в противоположных направлениях, полностью уравновешен. Энергия рабочего хода в одной рабочей камере 8 или 9 используется для проведения всех других процессов путем осевого силового воздействия на блоки поршней 4, 5 и 6, 7. Для равномерного вращения коленвала 3 и вывода блоков поршней 4, 5 и 6, 7 из мертвых точек используется маховик (не показан) небольшой массы из-за равномерности крутящего момента.An engine with two equal-in-mass piston blocks 4, 5 and 6, 7, moving at equal speeds, but in opposite directions, is fully balanced. The energy of the working stroke in one working
При рабочих ходах движущиеся в противоположных направлениях блоки 4, 5 и 6, 7 взаимодействуют один блок поршней 6, 7 со средним кривошипом 14, другой блок поршней 4, 5 с двумя крайними кривошипами 13, 15, нагружая их равными, но противоположно направленными силами (образующими пару сил), осуществляя совместный поворот, вращение коленвала 3, без нагружения коренных подшипников коленвала 3. Это уменьшает механические потери, шум двигателя.During working strokes, blocks 4, 5 and 6, 7 moving in opposite directions interact with one
Начинается и заканчивается продувка рабочих камер 8, 9 чистым воздухом, поступающим из ближних окон 12 под давлением от турбонагнетателя 47. В середине она осуществляется совместно воздухом и богатой смесью, поступающей из дальних продувочных окон 11 от прилегающего поршневого нагнетателя 33 или 34. Потоки среднего слоя, воздуха и богатой смеси, поступающие из близко шахматно расположенных окон 11, 12, постепенно перемешиваются (до смеси нормального состава).The purging of the working
Регулировать нагрузку двигателя возможно путем изменения состава смеси, поступающей в поршневые нагнетатели 33, 34 и путем дополнительного впрыска топлива через форсунки (не показаны) в каналы, по которым проходит чистый воздух от турбонагнетателя 47 (в среднюю часть потока). Это обеспечивает частично качественное регулирование работы двигателя.It is possible to regulate the engine load by changing the composition of the mixture entering the
Между штоками 25, 26 и центральными отверстиями 27, 28 поршней 4, 5 предусматриваются минимальные зазоры. При рабочих ходах поршней 4, 5, 6, 7, при смещении кривошипов 13, 14, 15 от оси цилиндров 1, 2 штоки 25, 26 нагружаются нормальными силами реакции в отверстиях 27, 28 далеко разнесенных ближних поршней 4, 5, что определяет их малую величину, а значительная площадь контакта взаимодействующих поверхностей и хорошие условия смазки обеспечивают нормальные условия работы.Between the
При работе двигателя, при противоположных перемещениях блоков поршней 4, 5 и 6, 7 объем и давление в кривошипной камере 60 не изменяются, упрощается ее герметизация, обеспечивается раздельная смазка ближайших поршней 4, 5, штоков 25, 26 и подшипников коленвала 3. Смазка дальних поршней 6, 7 обеспечивается другими известными способами. Малая температура цилиндров 1, 2 и поршней 4, 5, 6, 7, большая длина поршней 4, 5, 6, 7 и отсутствие боковых нагрузок упрощает герметизацию поршней 4, 5, 6, 7 - максимум одно неразрезанное неметаллическое кольцо (не показано), уменьшается расход масла.During engine operation, with opposite movements of the piston blocks 4, 5 and 6, 7, the volume and pressure in the
Конструкция двигателя в отличие от обычного двухтактного двигателя обеспечивает двухстороннее попеременное нагружение подшипников, это улучшает условия их смазки, уменьшает износ, повышает долговечность работы.The engine design, unlike a conventional two-stroke engine, provides two-sided alternate loading of bearings, this improves their lubrication conditions, reduces wear, and increases durability.
Наличие сопловых камер 29, 30 увеличивает объем камеры сгорания, это предопределяет применение низкооктанового неэтилированного бензина.The presence of
Цилиндры 1, 2 имеют двойные стенки с образованием замкнутой камеры 61, это увеличивает жесткость конструкции, при заполнении камеры 61 маслом улучшается равномерность нагрева стенок цилиндров 1, 2, уменьшается шум двигателя. При установке в камере 61 электронагревательных элементов возможен предпусковой подогрев двигателя зимой.
Преимущества кривошипно-кулисных механизмов:Advantages of crank-link mechanisms:
а) отсутствуют силы инерции II порядка, что уменьшает вибрацию и шум двигателя;a) there are no second-order inertia forces, which reduces vibration and engine noise;
б) из-за отсутствия шатунов уменьшаются:b) due to the lack of connecting rods are reduced:
на 1/cosβ нагрузки на кривошипные подшипники, потери на трение (поршней) штоков 25, 26, объем кривошипной камеры 60, высота и вес двигателя.1 / cosβ load on the crank bearings, friction loss (pistons) of the
В качестве ползунов использовано взаимодействие боковых поверхностей рамочного ползуна 24 и перемычек 20, 21 с зеркалом цилиндров 1, 2. Это упрощает конструкцию, увеличивает компактность и уменьшает вес двигателя.As the sliders, the interaction of the lateral surfaces of the
В конструкции двигателя вес блоков поршней 4, 5 и 6, 7 значителен. Но в двухтактных двигателях в первой четверти оборота коленвала 3 от ВМТ (от 0° до 90° поворота коленвала (п.к.в.)) поршни 4, 5, 6, 7 ускоряются, векторы сил давления газов и инерции поршней 4, 5, 6, 7 направлены в противоположные стороны. Силы инерции уменьшают результирующую силу, уменьшается ударная нагрузка на детали коленвала 3. Во второй четверти оборота (от 90° до 180° п.к.в.) движения поршней 4, 5, 6, 7 замедляется, векторы сил инерции и давления газов совпадают, суммируются. Это смягчает работу двигателя.In the design of the engine, the weight of the piston blocks 4, 5 and 6, 7 is significant. But in two-stroke engines in the first quarter of the
Отсутствие перекладывания поршней 4, 5, 6, 7 при работе, малые зазоры между поршнями 4, 5, 6, 7 и зеркалом цилиндров 1, 2, хорошие условия смазки деталей, меньшая величина максимального давления теплового цикла, плавное нарастание и снижение давления в рабочих камерах 8, 9, малые нагрузки на коренные подшипники коленвала 3, наличие двойных стенок у цилиндров 1, 2 с образованием замкнутой камеры 61 - все это снижает уровень шума двигателя.No shifting of the
Другие преимущества двигателя:Other advantages of the engine:
1. Повышенная стабильность циклов за счет надежности воспламенения благодаря наличию трех свечей со свечными камерами 57.1. Increased stability of the cycles due to the reliability of ignition due to the presence of three candles with
2. Отношение S/(D-d)>1. Это повышает степень расширения рабочего тела, полнее проявляются преимущества прямоточной продувки с осевым вращением заряда.2. The ratio S / (D-d)> 1. This increases the degree of expansion of the working fluid, the advantages of direct-flow purging with axial rotation of the charge are more fully manifested.
3. Двойное нагнетание обеспечивает эффективную работу двигателя на всех режимах и возможность позднего предварения выпуска, что повышает КПД.3. Double injection ensures efficient operation of the engine in all modes and the possibility of late pre-release, which increases efficiency.
4. Частично качественное регулирование нагрузки уменьшает долю дроссельных потерь.4. Partially high-quality load control reduces the share of throttle losses.
5. Трехслойное размещение топливного заряда в рабочих камерах 8, 9, сжигание его в торообразном вихре 54 с изоляцией пламени от стенок камер 8, 9 интенсифицирует процесс горения, уменьшает тепловые потери и токсичность ОГ, обеспечивает надежное сжигание суммарно переобедненных зарядов, отпадает необходимость в обычной системе охлаждения.5. Three-layer placement of the fuel charge in the working
6. Низкая температура цилиндропоршневой группы определяет малый расход масла, позволяет использовать в качестве топлива водород, без риска перегрева и детонации.6. The low temperature of the cylinder-piston group determines a low oil consumption, allows the use of hydrogen as fuel, without the risk of overheating and detonation.
7. Двигатель компактен, симметричен, имеет минимальное число деталей и малый вес, сравнительно прост по конструкции и эффективен в работе. Двигатель возможен и в дизельном исполнении. Для этого свечи заменяются на форсунку, поршневые нагнетатели осуществляют продувку также чистым воздухом, уменьшаются объемы камер сгорания и сопловых камер 29, 30.7. The engine is compact, symmetrical, has a minimum number of parts and low weight, is relatively simple in design and efficient in operation. The engine is also possible in a diesel version. To do this, the candles are replaced with a nozzle, piston blowers also purge with clean air, the volumes of the combustion chambers and
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008131360/06A RU2383752C1 (en) | 2008-07-29 | 2008-07-29 | Opposed-piston engines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008131360/06A RU2383752C1 (en) | 2008-07-29 | 2008-07-29 | Opposed-piston engines |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2383752C1 true RU2383752C1 (en) | 2010-03-10 |
Family
ID=42135284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008131360/06A RU2383752C1 (en) | 2008-07-29 | 2008-07-29 | Opposed-piston engines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2383752C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113847141A (en) * | 2021-09-30 | 2021-12-28 | 武汉工程大学 | Double-shaft compression-ignition free piston generator set |
-
2008
- 2008-07-29 RU RU2008131360/06A patent/RU2383752C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113847141A (en) * | 2021-09-30 | 2021-12-28 | 武汉工程大学 | Double-shaft compression-ignition free piston generator set |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2704963C (en) | Monoblock valveless opposing piston internal combustion engine | |
US7905221B2 (en) | Internal combustion engine | |
US8215268B2 (en) | Three-stroke internal combustion engine, cycle and components | |
JP3016485B2 (en) | Reciprocating 2-cycle internal combustion engine without crank | |
US7987823B2 (en) | Hybrid piston/rotary engine | |
RU2386047C2 (en) | Two-phase axial piston internal combustion engine | |
US7341040B1 (en) | Supercharged two-cycle engines employing novel single element reciprocating shuttle inlet valve mechanisms and with a variable compression ratio | |
US10669926B2 (en) | Systems and methods of compression ignition engines | |
US5713314A (en) | Dual piston internal combustion engine | |
KR20200015472A (en) | Improved Systems and Methods of Compression Ignition Engines | |
JP2008539365A (en) | Radial impulse engine, pump and compressor system and associated operating method | |
US9689307B2 (en) | Crossover valve in double piston cycle engine | |
KR102108605B1 (en) | Internal combustion engine | |
GB2494371A (en) | Internal combustion engine with an opposed piston configuration | |
EP2805016B1 (en) | Internal combustion engines | |
RU2361093C2 (en) | Internal combustion engine | |
RU2383752C1 (en) | Opposed-piston engines | |
WO2015088347A1 (en) | Combustion engine comprising a cylinder | |
RU2265129C2 (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
WO2000036288A2 (en) | Pairing of combustion chambers in engines | |
RU2206758C2 (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
RU2330970C2 (en) | Two-stroke internal combustion engine with additional piston (soldatov's engine) | |
RU2027875C1 (en) | Method of operation of internal combustion engine and internal combustion engine proper | |
WO2014027214A1 (en) | Internal combustion and method for operation of that |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110730 |