RU2457342C2

RU2457342C2 - Engine

Info

Publication number: RU2457342C2
Application number: RU2007142944/06A
Authority: RU
Inventors: Юнг-Чинг ЧЕН (TW); Юнг-Чинг ЧЕН; Чих-Чиех ЧЕН (TW); Чих-Чиех ЧЕН
Original assignee: Юнг-Чинг ЧЕН; Чих-Чиех ЧЕН
Priority date: 2007-11-20
Filing date: 2007-11-20
Publication date: 2012-07-27
Also published as: RU2007142944A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: proposed engine comprises main piston 20 and external piston 30 to make dual piston arranged in cylinder block 10. External piston is fitted on main piston 20. Crankshaft 18 is arranged at cylinder block bottom. Two lateral con-rods 35 couple external piston 30 with crankshaft to make external piston 30 displace together with main piston 20 in up and down strokes. Crankshaft 18 has heart-shape slots on both sides to couple it with said lateral con-rods 35. Every said slot is made up of longer annular slot 41 and shorter annular slots 42A, 42B.

EFFECT: advanced air intake and release shut-off, ruled out air-fuel leaks.

8 cl, 13 dwg

Description

Изобретение относится к конструкции двухтактного двигателя внутреннего сгорания. В частности, оно относится к типу двигателя, который преобразует внутреннюю энергию топлива в циклическое линейное движение внешнего поршня.The invention relates to the design of a two-stroke internal combustion engine. In particular, it refers to a type of engine that converts the internal energy of a fuel into the cyclic linear motion of an external piston.

Существующие двигатели внутреннего сгорания (двигатели) являются, главным образом, двухтактными или четырехтактными. Однако для обеспечения механических движений двухтактному двигателю необходимо наличие смазочных материалов в самом топливе. Таким образом, при сгорании происходит формирование смазочной пленки, при этом очевидно, что сгорание осуществляется не полностью. Это приводит к уменьшению выходной мощности и выхлопу газов, загрязняющих окружающую среду.Existing internal combustion engines (engines) are mainly push-pull or four-stroke. However, to ensure mechanical movements, a two-stroke engine requires the presence of lubricants in the fuel itself. Thus, during combustion, a lubricating film is formed, while it is obvious that the combustion is not complete. This leads to a decrease in power output and exhaust gases polluting the environment.

Известна конструкция двухтактного двигателя внутреннего сгорания без кривошипно-камерной продувки, во многом устраняющая вышеуказанные недостатки [патент RU 2291309, опубл. 10.01.2007]. Этот двигатель включает главный поршень и внешний поршень, формирующие сдвоенный поршень, расположенный в блоке цилиндра, причем внешний поршень надет снаружи на главный поршень; коленчатый вал, расположенный снизу блока цилиндра; и два боковых шатуна, которые соединяют внешний поршень с эксцентриками коленчатого вала так, чтобы внешний поршень был подвижен вместе с главным поршнем при ходе вверх и ходе вниз. Однако соединение боковых шатунов с коленчатым валом с помощью эксцентриков не позволяет обеспечить оптимальное перемещение главного поршня относительно внешнего поршня, что несколько снижает выходную мощность, которая могла бы быть увеличена при оптимизации относительного перемещения поршней.A known design of a two-stroke internal combustion engine without crank chamber purge, which largely eliminates the above disadvantages [patent RU 2291309, publ. 01/10/2007]. This engine includes a main piston and an external piston forming a twin piston located in the cylinder block, the external piston being worn externally on the main piston; a crankshaft located at the bottom of the cylinder block; and two side connecting rods that connect the external piston to the crankshaft eccentrics so that the external piston moves with the main piston during the up and down strokes. However, the connection of the side connecting rods with the crankshaft using eccentrics does not allow optimal movement of the main piston relative to the external piston, which somewhat reduces the output power, which could be increased by optimizing the relative movement of the pistons.

В связи с этим целью настоящего изобретения является повышение выходной мощности двухтактного двигателя внутреннего сгорания без кривошипно-камерной продувки.In this regard, the aim of the present invention is to increase the output power of a two-stroke internal combustion engine without crank chamber purge.

Соответственно, главной технической задачей изобретения является увеличение степени сжатия и увеличение мощности двигателя за счет закрытия с помощью внешнего поршня впуска воздуха и выпуска воздуха пораньше, а также предотвратить утечку воздушно-топливной смеси из цилиндра за счет углового изменения сердцеобразных пазов на щеках с двух противоположных сторон коленчатого вала, обеспечивающих оптимальное перемещение главного поршня относительно внешнего поршня для этих целей.Accordingly, the main technical objective of the invention is to increase the compression ratio and increase engine power by closing with an external piston the air inlet and the air outlet early, and also to prevent leakage of the air-fuel mixture from the cylinder due to the angular change in the heart-shaped grooves on the cheeks from two opposite sides crankshaft, providing optimal movement of the main piston relative to the external piston for these purposes.

Другой технической задачей изобретения является создание двигателя с системой подачи топлива, в которой используется топливный насос, причем привод топливного насоса осуществляется за счет вращения сердцеобразных пазов с двух противоположных сторон коленчатого вала для исключения из конструкции карбюратора. Топливный насос нагнетает требуемое количество топлива в необходимом соотношении и предотвращает обратный поток топлива с помощью контрольного клапана. Топливо течет в одну сторону с помощью одностороннего регулировочного клапана, регулируемого по давлению. Подача топлива является регулируемой, и точное количество топлива впрыскивается в цилиндр непосредственно для устранения недостатков, присущих традиционным карбюраторам или системам электронного впрыска.Another technical objective of the invention is to provide an engine with a fuel supply system in which a fuel pump is used, and the fuel pump is driven by rotating heart-shaped grooves from two opposite sides of the crankshaft to exclude the carburetor from the structure. The fuel pump pumps the required amount of fuel in the required ratio and prevents the back flow of fuel by means of the control valve. Fuel flows in one direction with a pressure-controlled one-way control valve. The fuel supply is adjustable and the exact amount of fuel is injected directly into the cylinder to eliminate the disadvantages inherent in traditional carburetors or electronic injection systems.

Другой технической задачей изобретения является создание двигателя, у которого фланцы внешнего поршня в первой ступени отверстия цилиндра и блока цилиндра выполнены волнообразными так, что когда внешний поршень и блок цилиндра контактируют друг с другом, создается волнообразная контактная поверхность при одновременном движении главного поршня и внешнего поршня. Поршневое кольцо главного поршня может плавно входить в камеру внешнего поршня и выходить из нее без заедания в канавках.Another technical object of the invention is to provide an engine in which the flanges of the external piston in the first stage of the cylinder bore and the cylinder block are wave-shaped so that when the external piston and the cylinder block are in contact with each other, a wave-like contact surface is created while the main piston and the external piston move. The piston ring of the main piston can smoothly enter and exit the chamber of the external piston without jamming in the grooves.

Для достижения поставленных технических задач, по изобретению предлагается двигатель, блок цилиндра которого содержит главный поршень и внешний поршень. Упомянутый внешний поршень надет снаружи на главный поршень и использует два боковых шатуна, которые соединяют внешний поршень с сердцеобразными пазами на двух сторонах коленчатого вала, расположенного снизу блока цилиндра в картере, при этом он подвижен вместе с главным поршнем при ходе вверх и ходе вниз. Здесь, сердцеобразные пазы с двух сторон коленчатого вала, приводящие в движение внешний поршень при ходе вверх и ходе вниз, выполнены за счет участков из более длинного кольцевого паза и более коротких кольцевых пазов.To achieve the technical objectives, the invention proposes an engine, the cylinder block of which contains a main piston and an external piston. The said external piston is worn externally on the main piston and uses two side connecting rods that connect the external piston to the heart-shaped grooves on the two sides of the crankshaft located at the bottom of the cylinder block in the crankcase, while it is movable with the main piston during upward and downward strokes. Here, the heart-shaped grooves on both sides of the crankshaft driving the external piston during the upward and downward strokes are made from sections of a longer annular groove and shorter annular grooves.

Более предпочтительно, когда имеется юбка, как на главном поршне, так и на внешнем поршне сдвоенного поршня, которая имеет блокирующее кольцо для предотвращения утечки смазочного материала через впуск воздуха и выпуск воздуха.More preferably, there is a skirt on both the main piston and the outer piston of the twin piston, which has a locking ring to prevent lubricant from leaking through the air inlet and air outlet.

Более предпочтительно, когда сердцеобразные пазы с двух сторон коленчатого вала выполнены вогнутой, выпуклой или вогнуто-выпуклой формы.More preferably, the heart-shaped grooves on both sides of the crankshaft are concave, convex or concave-convex in shape.

Более предпочтительно, когда отверстие цилиндра в блоке цилиндра состоит из двух ступеней с разным внутренним диаметром.More preferably, when the cylinder bore in the cylinder block consists of two stages with different inner diameters.

Более предпочтительно, когда картер снизу блока цилиндра присоединен к отдельному воздушному каналу для управления направлением потока газов через этот воздушный канал.More preferably, when the crankcase below the cylinder block is connected to a separate air channel to control the direction of gas flow through this air channel.

Более предпочтительно, когда газы, имеющиеся в картере снизу блока цилиндра, имеют возможность поступать в блок цилиндра с помощью отдельного воздушного канала или покидать пределы картера для повторной подачи уже в блок цилиндра.More preferably, when the gases present in the crankcase below the cylinder block are able to enter the cylinder block using a separate air channel or leave the crankcase for re-supply already in the cylinder block.

Более предпочтительно, когда блок цилиндра имеет систему непосредственного впрыска топлива, содержащую топливный насос, контрольный клапан и односторонний регулировочный клапан. Мощность для привода топливного насоса передается от вращающихся сердцеобразных пазов с двух сторон коленчатого вала внизу блока цилиндра.More preferably, the cylinder block has a direct fuel injection system comprising a fuel pump, a check valve and a one-way control valve. The power for driving the fuel pump is transmitted from the rotating heart-shaped grooves on both sides of the crankshaft at the bottom of the cylinder block.

Более предпочтительно, когда поверхность сочленения при контакте внешнего поршня и отверстия цилиндра первой ступени выполнена волнообразной.More preferably, when the surface of the joint at the contact of the external piston and the cylinder bore of the first stage is made wavy.

Краткое описание используемых фигур чертежей:A brief description of the drawings used:

фиг.1 - чертеж конструкции двигателя по изобретению (сжатие и зажигание);figure 1 - drawing of the design of the engine according to the invention (compression and ignition);

фиг.2 - чертеж конструкции двигателя по изобретению (воспламенение, главный поршень совершает ход вниз);figure 2 is a drawing of the design of the engine according to the invention (ignition, the main piston moves down);

фиг.3 - чертеж конструкции двигателя по изобретению (выпуск и впуск);figure 3 - drawing of the design of the engine according to the invention (exhaust and inlet);

фиг.4 - чертеж конструкции двигателя по изобретению (внешний поршень закрывает впуск воздуха и выпуск воздуха в то время, как главный поршень совершает ход вверх перед сжатием);4 is a drawing of the engine structure according to the invention (an external piston closes the air inlet and air outlet while the main piston moves upward before compression);

фиг.5 - вид сбоку соединения сдвоенного поршня и коленчатого вала по изобретению;5 is a side view of the connection of a twin piston and crankshaft according to the invention;

фиг.6 - вид спереди соединения сдвоенного поршня и коленчатого вала по изобретению;6 is a front view of the connection of the twin piston and crankshaft according to the invention;

фиг.7 - вид в поперечном разрезе сдвоенного поршня по изобретению;7 is a view in cross section of a twin piston according to the invention;

фиг.8 - чертеж для иллюстрации потока газов на различных участках одностороннего отдельного воздушного канала по изобретению;Fig. 8 is a drawing for illustrating a gas flow in various portions of a single-sided separate air channel according to the invention;

фиг.9 - чертеж для еще одной иллюстрации потока газов на различных участках одностороннего отдельного воздушного канала по изобретению;Fig.9 is a drawing for another illustration of the gas flow in various sections of a single-sided separate air channel according to the invention;

фиг.10 - чертеж системы непосредственного впрыска топлива в цилиндр по изобретению;10 is a drawing of a direct fuel injection system into a cylinder according to the invention;

фиг.11 - чертеж для иллюстрации системы масляного насоса устройства смазки по изобретению;11 is a drawing to illustrate the oil pump system of the lubrication device according to the invention;

фиг.12 - чертеж конструкции сочленения между внешним поршнем и блоком цилиндра по изобретению;12 is a drawing of a joint structure between an external piston and a cylinder block according to the invention;

фиг.13 - чертеж, иллюстрирующий взаимодействие сочленения по фиг.12 и поршневого кольца главного цилиндра.Fig.13 is a drawing illustrating the interaction of the articulation of Fig.12 and the piston ring of the master cylinder.

Для дальнейшего пояснения целей, особенностей и преимуществ изобретения, далее описывается его преимущественное осуществление.To further clarify the objectives, features and advantages of the invention, the following describes its preferential implementation.

Обратимся к фиг.1-6. В конструкции двигателя по изобретению главным является использование конструкции сдвоенного поршня, содержащего главный поршень 20 и внешний поршень 30 внутри блока цилиндра 10. Когда сдвоенный поршень движется внутри блока цилиндра 10 во время хода вверх, внешний поршень 30 может открывать или закрывать впуск воздуха 11 и выпуск воздуха 12 на двух противоположных сторонах блока цилиндра 10. Это предохраняет от утечки смазочное масло 171, содержащееся в картере 17. Таким образом, это изобретение реализует концепцию смазки четырехтактного двигателя, преодолевая ограничение двухтактного двигателя по необходимости добавления смазочных материалов в топливо, что снижает выхлоп вредных газов. Особенности изобретения представлены на фиг.7, где показан главный поршень 20, имеющий компрессионное поршневое кольцо 21 у верхней части и уплотнительное блокирующее кольцо 22 у юбки; внешний поршень 30 имеет камеру 31, проходящую через его внутреннюю часть, компрессионное поршневое кольцо 32 у верхней части и уплотнительное блокирующее кольцо 33 у юбки; при этом главный поршень 20 способен двигаться вверх и вниз внутри камеры 31 внешнего поршня 30; один конец шатуна 15 соединен с поршневым пальцем 16 и также связан с главным поршнем 20, а его другой конец соединен с шейкой коленчатого вала 18 внутри картера 17 внизу блока цилиндра 10; установочный элемент 34 бокового шатуна, смонтированный с двух противоположных сторон нижнего конца юбки внешнего поршня 30, служит для соединения с одним концом бокового шатуна 35, второй конец которого соединен с направляющим валиком 36 так, что боковой шатун 35 использует направляющий валик 36, расположенный напротив сердцеобразных пазов, выполненных на щеках с двух сторон коленчатого вала 18, чтобы таким образом приводить в движение внешний поршень 30 во время хода вверх и хода вниз; сердцеобразный паз является кольцевым пазом на двух сторонах коленчатого вала 18, являющегося вогнутым или выпуклым или вогнуто-выпуклым типа профиля зубчатого колеса, с одной половиной в виде длинного кольцевого паза 41, коаксильного с коленчатым валом 18, и с другой половиной, сформированной в виде двух коротких кольцевых пазов 42А и 42В, которые не являются коаксильными с коленчатым валом 18; низшая точка паза 43 выполнена недалеко от центра коленчатого вала 18 между смежными концами коротких кольцевых пазов 42А и 42В; внутреннее пространство блока цилиндра 10 имеет две ступени, отверстие цилиндра первой ступени 10А эквивалентно наружному диаметру главного поршня 20, отверстие цилиндра второй ступени 10В эквивалентно наружному диаметру внешнего поршня 30, а впуск воздуха 11 и выпуск воздуха 12 на двух противоположных сторонах блока цилиндра 10 расположены на отверстии цилиндра второй ступени 10В как показано па фиг.1, причем на фиг.5 и фиг.6 для этого расположения коленчатого вала 18 показан шатун 15, оказывающий давление вверх на главный поршень 20 внутри отверстия цилиндра первой ступени 10А блока цилиндра 10, при этом главный поршень 20 использует свое компрессионное поршневое кольцо 21 сверху для уплотнения камеры с воздушно-топливной смесью, причем сердцеобразные пазы с обеих сторон коленчатого вала 18 используют длинный кольцевой паз 41 для давления на направляющий валик 36 бокового шатуна 35, против него, чтоб позволить внешнему поршню 30 остаться в верхней части отверстия цилиндра второй ступени 10В блока цилиндра 10, а компрессионное поршневое кольцо 32 внизу и уплотнительное блокирующее кольцо 33 у вершины юбки находятся сверху и снизу положения впуска воздуха 11 и выпуска воздуха 12, чтобы предупредить утечку масла из картера 17 через впуск воздуха 11 и выпуск воздуха 12; как показано на фиг.2, в этом положении свеча зажигания 19 воспламеняет сжатую воздушно-топливную смесь, которая толкает главный поршень 20 в состояние хода вниз в камеру 31 внешнего цилиндра 30, а опускание главного поршня 20 используется шатуном 15, чтобы толкнуть коленчатый вал 18 против часовой стрелки на 90°, причем направляющие валики 36 боковых шатунов 35 с двух сторон внешнего поршня 30 еще находятся внутри длинного кольцевого паза 41 так, что боковые шатуны не двигаются с главным поршнем 20 и пока находятся в положении, позволяющем уплотнить впуск воздуха 11 и выпуск воздуха 12; как показано на фиг.3, в этом положении главный поршень 20 продолжает ход вниз и использует шатун 15, чтобы толкнуть коленчатый вал 18 далее против часовой стрелки до 180°, в то же время направляющие валики 36 на боковых шатунах 35 с двух сторон внешнего поршня 30 входят из одного короткого паза 42В в низшую точку паза 43 сердцеобразного паза, при этом боковой шатун 35 может толкать внешний поршень 30 и перемещать его вместе с главным поршнем 20 вниз для открывания впуска воздуха 11 и выпуска воздуха 12; как показано на фиг.4, в этом положении коленчатый вал 18 продолжает поворачиваться против часовой стрелки на угол до 270° и толкает вверх главный поршень 20 вместе с внешним поршнем 30 к верхней точке цилиндра второй ступени 10В блока цилиндра 10, и внешний цилиндр 30 снова закрывает впуск воздуха 11 и выпуск воздуха 12 пока не вернется в положение, показанное на фиг.1, а коленчатый вал 18 завершает полный цикл (360°) и двигает главный поршень 20 вверх для сжатия воздушно-топливной смеси; таким образом, сдвоенный поршень, содержащий главный поршень 20 и внешний поршень 30, предназначен для предотвращения утечки смазочного масла 171, находящегося в картере 17, через впуск воздуха 11 и выпуск воздуха 12, и реализуется концепция четырехтактного двигателя, используемая для решения проблемы выпуска двухтактным двигателем вредных выхлопных газов из-за добавления в топливо смазочных материалов; также, с помощью изменения угловых размеров длинного кольцевого паза 41 и двух коротких кольцевых пазов 42А и 42В, внешний поршень 30 может пораньше закрывать впуск воздуха 11 и выпуск воздуха 12 на двух противоположных сторонах блока цилиндра 10 для предотвращения утечки воздушно-топливной смеси из блока цилиндра 10, а также внешний поршень может повысить выпуск выхлопных газов, что увеличит степень сжатия, так же как и выходную мощность.Turning to FIGS. 1-6. The main design of the engine of the invention is the use of a twin piston structure comprising a main piston 20 and an external piston 30 inside the cylinder block 10. When the twin piston moves inside the cylinder block 10 during the up stroke, the external piston 30 can open or close the air inlet 11 and the outlet air 12 on two opposite sides of the cylinder block 10. This prevents leakage of the lubricating oil 171 contained in the crankcase 17. Thus, this invention implements the concept of lubrication of a four-stroke engine la, overcoming the limitation of two-stroke engine according to the need to add lubricants in the fuels, reducing harmful exhaust gases. Features of the invention are presented in Fig.7, which shows the main piston 20 having a compression piston ring 21 at the top and a sealing blocking ring 22 at the skirt; the external piston 30 has a chamber 31 passing through its inner part, a compression piston ring 32 at the top and a sealing blocking ring 33 at the skirt; while the main piston 20 is able to move up and down inside the chamber 31 of the external piston 30; one end of the connecting rod 15 is connected to the piston pin 16 and is also connected to the main piston 20, and its other end is connected to the neck of the crankshaft 18 inside the crankcase 17 at the bottom of the cylinder block 10; a connecting rod mounting element 34 mounted on two opposite sides of the lower end of the skirt of the outer piston 30 is used to connect to one end of the side connecting rod 35, the second end of which is connected to the guide roller 36 so that the side connecting rod 35 uses a guide roller 36 located opposite the heart-shaped grooves made on the cheeks on both sides of the crankshaft 18, so as to drive the external piston 30 during upstroke and downstroke; the heart-shaped groove is an annular groove on two sides of the crankshaft 18, which is a concave or convex or concave-convex type of gear profile, with one half in the form of a long annular groove 41, coaxial with the crankshaft 18, and with the other half, formed in the form of two short annular grooves 42A and 42B that are not coaxial with the crankshaft 18; the lowest point of the groove 43 is made near the center of the crankshaft 18 between the adjacent ends of the short annular grooves 42A and 42B; the inner space of the cylinder block 10 has two stages, the cylinder bore of the first stage 10A is equivalent to the outer diameter of the main piston 20, the cylinder bore of the second stage 10B is equivalent to the outer diameter of the outer piston 30, and the air inlet 11 and air outlet 12 on two opposite sides of the cylinder block 10 are located on the cylinder bore of the second stage 10B as shown in Fig. 1, and in Fig. 5 and Fig. 6 for this arrangement of the crankshaft 18 a connecting rod 15 is shown, which exerts upward pressure on the main piston 20 inside the bore the cylinder of the first stage 10A of the cylinder block 10, while the main piston 20 uses its compression piston ring 21 from above to seal the chamber with the air-fuel mixture, and the heart-shaped grooves on both sides of the crankshaft 18 use a long annular groove 41 for pressure on the lateral guide roller 36 the connecting rod 35, against it, to allow the external piston 30 to remain in the upper part of the cylinder bore of the second stage 10B of the cylinder block 10, and the compression piston ring 32 below and the sealing blocking ring 33 at rshiny skirt located above and below the position of the air inlet 11 and air outlet 12 to prevent leakage of oil from the crankcase 17 through the air inlet 11 and air outlet 12; as shown in FIG. 2, in this position, the spark plug 19 ignites the compressed air-fuel mixture, which pushes the main piston 20 downwardly into the chamber 31 of the outer cylinder 30, and lowering the main piston 20 is used by the connecting rod 15 to push the crankshaft 18 counterclockwise by 90 °, and the guide rollers 36 of the side connecting rods 35 on both sides of the external piston 30 are still inside the long annular groove 41 so that the side connecting rods do not move with the main piston 20 and while in a position that allows to seal air cw 11 and air outlet 12; as shown in figure 3, in this position, the main piston 20 continues to move down and uses the connecting rod 15 to push the crankshaft 18 further counterclockwise to 180 °, while the guide rollers 36 on the side connecting rods 35 on both sides of the external piston 30 enter from one short groove 42B into the lowest point of the groove of the heart-shaped groove 43, while the side connecting rod 35 can push the external piston 30 and move it together with the main piston 20 down to open the air inlet 11 and the air 12; as shown in figure 4, in this position, the crankshaft 18 continues to rotate counterclockwise up to 270 ° and pushes the main piston 20 together with the external piston 30 to the upper point of the cylinder of the second stage 10B of the cylinder block 10, and the external cylinder 30 again closes the air inlet 11 and the air outlet 12 until it returns to the position shown in figure 1, and the crankshaft 18 completes the full cycle (360 °) and moves the main piston 20 up to compress the air-fuel mixture; thus, the twin piston comprising the main piston 20 and the external piston 30 is designed to prevent leakage of the lubricating oil 171 located in the crankcase 17 through the air inlet 11 and the air outlet 12, and a four-stroke engine concept is used to solve the problem of exhaust by a two-stroke engine harmful exhaust gases due to the addition of lubricants to the fuel; also, by changing the angular dimensions of the long annular groove 41 and the two short annular grooves 42A and 42B, the outer piston 30 can early close the air inlet 11 and the air outlet 12 on two opposite sides of the cylinder block 10 to prevent leakage of the air-fuel mixture from the cylinder block 10, as well as an external piston, can increase exhaust emissions, which will increase the degree of compression, as well as the output power.

На фиг.8 и фиг.9 показаны чертежи, иллюстрирующие поток газов па различных участках одностороннего отдельного воздушного канала по изобретению. Вход одностороннего отдельного воздушного канала 50 имеет дроссельную заслонку 51, первый контрольный клапан 52 и второй контрольный клапан 53 на пути к картеру 17, третий контрольный клапан 54 на том же пути к отдельному воздушному каналу 50, окончание отдельного воздушного канала 50, соединенное с впуском воздуха 11 для блока цилиндра 10, а также топливную форсунку 55 или карбюратор 56 посередине; таким образом, пропускная способность отдельного воздушного канала 50 определяется объемом впускаемого воздуха за счет хода вверх главного поршня 20 и внешнего поршня 30 внутри блока цилиндра 10 к верхней точке картера 17, как показано на фиг.8. Когда главный поршень 20 и внешний поршень 30 двигаются вверх к верхней точке (компрессия, зажигание), эквивалентное количество воздуха забирается из картера 17, снижая давление воздуха в картере 17, при этом открывается второй контрольный клапан 53, что позволяет внешнему воздуху (обозначен как X) войти в отдельный воздушный канал 50; как показано на фиг.9, когда главный поршень 20 и внешний поршень 30 двигаются вниз к нижней точке (воспламенение, выпуск) блока цилиндра 10, они сжимают воздух в картере 17, при этом закрывается первый контрольный клапан 52 и второй контрольный клапан 53, открывается третий контрольный клапан 54, а смешанные газы (обозначены как О) из картера 17 под давлением поступают в отдельный воздушный канал 50 и выталкивают внешний воздух (обозначен как X), уже находящийся в отдельном воздушном канале 50, через топливную форсунку 55 или карбюратор 56 и впуск воздуха 11 в блок цилиндра 10; таким образом, в изобретении используются первый контрольный клапан 52, второй контрольный клапан 53 и третий контрольный клапан 54 для управления односторонним потоком в воздушном канале, что позволяет внешнему воздуху (обозначен как X) и газам в картере 17 (обозначены как О) входить последовательно, и, в результате, газы (обозначены как О) внутри картера 17 постоянно циркулируют в отдельном воздушном канале 50 и картере 17, а после этого внешний воздух (обозначен как X) входит в отдельный воздушный канал 50 и не входит в картер 17, а вместо этого проталкивается через топливную форсунку 55 или карбюратор 56 и впуск воздуха 11 в блок цилиндра 10.On Fig and Fig.9 shows drawings illustrating the flow of gases on various sections of a single-sided separate air channel according to the invention. The inlet of the single-sided separate air channel 50 has a throttle 51, a first control valve 52 and a second control valve 53 on the way to the crankcase 17, a third control valve 54 on the same path to the separate air channel 50, the end of a separate air channel 50 connected to the air inlet 11 for the cylinder block 10, as well as the fuel nozzle 55 or the carburetor 56 in the middle; thus, the throughput of the individual air channel 50 is determined by the volume of intake air due to the upward movement of the main piston 20 and the external piston 30 inside the cylinder block 10 to the upper point of the crankcase 17, as shown in Fig. 8. When the main piston 20 and the external piston 30 move up to the upper point (compression, ignition), an equivalent amount of air is drawn from the crankcase 17, reducing the air pressure in the crankcase 17, while the second control valve 53 opens, allowing external air (indicated as X ) enter a separate air channel 50; as shown in Fig.9, when the main piston 20 and the external piston 30 move down to the lower point (ignition, exhaust) of the cylinder block 10, they compress the air in the crankcase 17, while the first control valve 52 is closed and the second control valve 53 is opened the third control valve 54, and the mixed gases (marked as O) from the crankcase 17 under pressure enter a separate air channel 50 and expel external air (indicated as X) already in the separate air channel 50 through the fuel nozzle 55 or carburetor 56 and air inlet 1 1 to cylinder block 10; thus, the invention uses a first control valve 52, a second control valve 53 and a third control valve 54 to control one-way flow in the air duct, which allows external air (indicated as X) and gases in the crankcase 17 (indicated as O) to enter sequentially, and, as a result, gases (marked as O) inside the crankcase 17 are constantly circulating in a separate air channel 50 and the crankcase 17, and after that the external air (indicated as X) enters a separate air channel 50 and does not enter the crankcase 17, but instead this prot nods through the fuel injector 55 or the carburetor 56 and the air inlet 11 in the cylinder block 10.

Обратимся к фиг.10, где представлены сдвоенный поршень и система непосредственного впрыска топлива в цилиндр по изобретению. Система непосредственного впрыска топлива состоит из топливного насоса 60, контрольного клапана 62, одностороннего регулировочного клапана 63 и топливопровода 61 между ними. Топливный насос 60 приводится в действие за счет вращения сердцеобразных пазов на двух сторонах коленчатого вала 18, а стандартная топливная смесь засасывается в топливный насос 60 через подающий топливопровод 631 и односторонний регулировочный клапан 63. После вытеснения из топливного насоса 60, топливо впрыскивается через контрольный клапан 62 и топливную форсунку 55 в блок цилиндра 10. Тело клапана 621 контрольного клапана 62 нажимается задней нажимной пружиной 622 для закрытия отверстия клапана 623 и предотвращения обратного потока топлива в топливной форсунке 55. Обратимся к сечению А-А. Четыре стороны тела клапана 621 являются четырьмя плоскими поверхностями. Когда топливный насос 60 нагнетает определенное количество топлива, надавливающего на тело клапана 621 по направлению от отверстия клапана 623 для его открытия, топливо может проходить через зазор 624 вдоль четырех плоских сторон и течь к топливной форсунке 55 через контрольный клапан 62; односторонний регулировочный клапан 63 имеет регулировочный винт 636 на переднем конце, подающий топливопровод 631 с одного его конца, топливопровод 61, соединенный с топливным насосом 60, с заднего конца и шток толкателя клапана 632, проходящий внутрь к телу клапана 633. Шток толкателя клапана 632 и тело клапана 633 имеют четыре плоских поверхности с четырех сторон. Нагнетаемое топливо, типа бензина, через подающий топливопровод 631 поступает в односторонний регулировочный клапан 63 и течет в зазоре штока клапана 634 между плоскими поверхностями с четырех сторон штока толкателя клапана 632 вперед и открывает клапан так, что топливо течет в трубопровод 61 в одну сторону. Когда топливный насос 60 нагнетает топливо в топливопроводе 61 в контрольный клапан 62, если создано давление, он может вытолкнуть обратно тело клапана 633 одностороннего регулировочного клапана 63 вместе со штоком толкателя клапана 632. Это позволяет нагнетаемому топливу течь обратно внутрь одностороннего регулировочного клапана 63 через зазор тела клапана 635 с четырех плоских сторон тела клапана 633, затем течь обратно к топливному баку через подающий топливопровод 631. Таким образом, это позволяет топливной форсунке 55 непосредственно впрыскивать топливо в стабильном режиме.Turning to FIG. 10, a dual piston and a direct fuel injection system into a cylinder of the invention are shown. The direct fuel injection system consists of a fuel pump 60, a control valve 62, a one-way control valve 63, and a fuel line 61 between them. The fuel pump 60 is driven by rotation of the heart-shaped grooves on the two sides of the crankshaft 18, and the standard fuel mixture is sucked into the fuel pump 60 through the fuel supply pipe 631 and the one-way control valve 63. After being displaced from the fuel pump 60, fuel is injected through the control valve 62 and a fuel injector 55 into the cylinder block 10. The valve body 621 of the control valve 62 is pressed by the rear pressure spring 622 to close the opening of the valve 623 and prevent the back flow of fuel to the top ivnoy nozzle 55. Referring to the cross section A-A. The four sides of the valve body 621 are four flat surfaces. When the fuel pump 60 pumps a certain amount of fuel, pushing the valve body 621 in the direction from the opening of the valve 623 to open it, the fuel can pass through the gap 624 along four flat sides and flow to the fuel nozzle 55 through the control valve 62; the one-way control valve 63 has an adjustment screw 636 at the front end, a fuel supply pipe 631 from one end thereof, a fuel pipe 61 connected to the fuel pump 60 from the rear end and a valve follower rod 632 extending inwardly to the valve body 633. A valve follower rod 632 and valve body 633 has four flat surfaces on four sides. The injected fuel, such as gasoline, through the fuel supply pipe 631 enters the one-way control valve 63 and flows in the valve stem gap 634 between the flat surfaces on the four sides of the valve push rod 632 forward and opens the valve so that the fuel flows in the pipe 61 one way. When the fuel pump 60 pumps fuel in the fuel line 61 to the control valve 62, if pressure is created, it can push the valve body 633 of the one-way control valve 63 back together with the valve follower rod 632. This allows the injected fuel to flow back into the one-way control valve 63 through the body clearance the valve 635 from the four flat sides of the body of the valve 633, then flow back to the fuel tank through the fuel supply pipe 631. Thus, this allows the fuel injector 55 to be directly injected fuel be in a stable mode.

Обратимся к фиг.11. В изобретении используется сдвоенный поршень, двигающийся одновременно, а также добавляется масляный насос для смазки. Система масляного насоса включает масляный насос 70, а также отверстие контрольного клапана подачи масла 71 и отверстие контрольного клапана выпуска масла 72. Масляный насос приводится в действие сердцеобразными пазами на двух сторонах коленчатого вала 18 или боковым шатуном 35 внешнего поршня 30.Turning to FIG. 11. The invention uses a twin piston that moves simultaneously, and also adds an oil pump for lubrication. The oil pump system includes an oil pump 70, as well as an orifice for the oil control valve 71 and an orifice for the oil control valve 72. The oil pump is driven by heart-shaped grooves on both sides of the crankshaft 18 or by the side connecting rod 35 of the external piston 30.

Обратимся к фиг.12 и фиг.13, где показана конструкция сочленения между внешним поршнем и блоком цилиндра и его взаимодействие с поршневым кольцом главного цилиндра. Верхняя часть камеры 31 внешнего поршня 30 имеет волнообразный фланец 80. Нижняя часть отверстия цилиндра первой ступени 10А блока цилиндра 10 имеет соответствующий волнообразный фланец 81. Когда внешний поршень 30 расположен вверху отверстия цилиндра второй ступени 10В блока цилиндра 10, волнообразный фланец 80 сверху камеры 31 вставляется в волнообразный фланец 81 снизу отверстия цилиндра первой ступени 10А. Таким образом, формируется волнообразное сочленение (как показано на фиг.13). Когда главный поршень 20 совершает ход вверх и ход вниз одновременно с внешним поршнем 30 в камере 31, и когда поршневое кольцо 21 проходит границу между внешним поршнем 30 и отверстием цилиндра первой ступени 10А, то оно делает это плавно так, что поршневое кольцо 21 главного поршня 20 не будет застревать в канавке такой границы.Turning to FIG. 12 and FIG. 13, the joint is shown between the external piston and the cylinder block and its interaction with the piston ring of the master cylinder. The upper part of the chamber 31 of the external piston 30 has a wave-like flange 80. The lower part of the cylinder bore of the first stage 10A of the cylinder block 10 has a corresponding wave-shaped flange 81. When the external piston 30 is located at the top of the cylinder bore of the second stage 10B of the cylinder block 10, the wave-like flange 80 is inserted on top of the chamber 31 into a wave-like flange 81 from the bottom of the cylinder bore of the first stage 10A. Thus, a wave-like joint is formed (as shown in FIG. 13). When the main piston 20 moves up and down simultaneously with the external piston 30 in the chamber 31, and when the piston ring 21 passes the boundary between the external piston 30 and the cylinder bore of the first stage 10A, it does so smoothly so that the piston ring 21 of the main piston 20 will not be stuck in the groove of such a boundary.

В заключение следует отметить, что изобретение улучшает выхлопные характеристики двухтактного двигателя без использования сложной системы клапанов, как в четырехтактном двигателе, а также увеличивает подачу воздуха в цилиндр и степень сжатия для увеличения выходной мощности. Кроме того, оно имеет преимущество, заключающееся в использовании системы непосредственного впрыска топлива без использования карбюратора.In conclusion, it should be noted that the invention improves the exhaust performance of a two-stroke engine without using a complex valve system, as in a four-stroke engine, and also increases the air supply to the cylinder and the compression ratio to increase the output power. In addition, it has the advantage of using a direct fuel injection system without using a carburetor.

Перечень используемых обозначений: 10 - блок цилиндра; 10А - отверстие цилиндра первой ступени; 10В - отверстие цилиндра второй ступени; 11 - впуск воздуха; 12 - выпуск воздуха; 13 - поршень; 14 - поршневое кольцо; 15 - шатун; 16 - поршневой палец; 17 - картер; 171 - смазочное масло; 18 - коленчатый вал; 19 - свеча зажигания; 20 - главный поршень; 21 - компрессионное поршневое кольцо; 22 - уплотнительное блокирующее кольцо; 30 - внешний поршень; 31 - камера; 32 - компрессионное поршневое кольцо; 33 - уплотнительное блокирующее кольцо; 34 - установочный элемент бокового шатуна; 35 - боковой шатун; 36 - направляющий валик; 41 - длинный кольцевой паз; 42А - короткий кольцевой паз; 42В - короткий кольцевой паз; 43 - низшая точка паза; 50 - отдельный воздушный канал; 51 - дроссельная заслонка; 52 - первый контрольный клапан; 53 - второй контрольный клапан; 54 - третий контрольный клапан; 55 - топливная форсунка; 56 - карбюратор; 60 - масляный насос; 61 - топливопровод; 62 - контрольный клапан; 621 - тело клапана; 622 - нажимная пружина; 623 - отверстие клапана; 624 - зазор; 63 - односторонний регулировочный клапан; 631 - подающий топливопровод; 632 - шток толкателя клапана; 633 - тело клапана 634 - зазор штока клапана; 635 - зазор тела клапана; 636 - регулировочный винт; 70 - масляный насос; 71 - отверстие контрольного клапана подачи масла; 72 - отверстие контрольного клапана выпуска масла; 80 - волнообразный фланец; 81 - волнообразный фланец; 82 - волнообразное сочленение.List of used notation: 10 - cylinder block; 10A - hole of the cylinder of the first stage; 10B - hole of the cylinder of the second stage; 11 - air inlet; 12 - air release; 13 - a piston; 14 - a piston ring; 15 - connecting rod; 16 - a piston finger; 17 - a case; 171 - lubricating oil; 18 - a cranked shaft; 19 - a spark plug; 20 - the main piston; 21 - compression piston ring; 22 - a sealing blocking ring; 30 - an external piston; 31 - camera; 32 - compression piston ring; 33 - a sealing blocking ring; 34 - mounting element of the side connecting rod; 35 - side connecting rod; 36 - a directing roller; 41 - a long annular groove; 42A - short annular groove; 42B - short annular groove; 43 - the lowest point of the groove; 50 - a separate air channel; 51 - throttle valve; 52 - the first control valve; 53 - second control valve; 54 - third control valve; 55 - fuel injector; 56 - carburetor; 60 - oil pump; 61 - fuel line; 62 - control valve; 621 - valve body; 622 - pressure spring; 623 - valve hole; 624 - clearance; 63 - one-way control valve; 631 - fuel supply pipe; 632 - valve push rod; 633 - valve body; 634 - valve stem clearance; 635 — clearance of the valve body; 636 - adjusting screw; 70 - oil pump; 71 - hole control valve oil supply; 72 - hole control valve oil release; 80 - wave-shaped flange; 81 - wave-shaped flange; 82 - wavy joint.

Claims

1. An engine comprising: a main piston and an external piston forming a twin piston located in a cylinder block, the external piston being worn externally on the main piston; a crankshaft located at the bottom of the cylinder block; and two side connecting rods that connect the external piston to the crankshaft so that the external piston is movable with the main piston during the up and down strokes, characterized in that the crankshaft has heart-shaped grooves on its two sides that connect the crankshaft to the side connecting rods, each heart-shaped groove made at the expense of sections in the form of a longer annular groove and shorter annular grooves.

2. The engine according to claim 1, characterized in that both the main piston and the outer piston have a skirt, wherein the main piston skirt or the outer piston skirt has a locking ring to prevent lubricant leakage through the air inlet and air outlet.

3. The engine according to claim 1, characterized in that the heart-shaped grooves are concave, convex or concave-convex in shape.

4. The engine according to claim 1, characterized in that the cylinder block includes a cylinder bore, consisting of two stages with different inner diameters.

5. The engine according to claim 1, characterized in that it includes a crankcase at the bottom of the cylinder block attached to a separate air channel for controlling the direction of gas flow.

6. The engine according to claim 1, characterized in that it includes a crankcase at the bottom of the cylinder block, where the gases available in the crankcase can enter the cylinder block using a separate air channel or leave the crankcase for re-supply to the cylinder block.

7. The engine according to claim 1, characterized in that it includes a direct fuel injection system into the cylinder block, which contains a fuel pump, a control valve and a one-way control valve, and the fuel pump is driven by rotating heart-shaped grooves.

8. The engine according to claim 1, characterized in that the cylinder block includes a cylinder bore, consisting of first and second stages, and the surface of the joint of the outer piston and the cylinder bore of the first stage is made wavy.