RU2570947C2

RU2570947C2 - Two-stroke detonation engine

Info

Publication number: RU2570947C2
Application number: RU2013135440/06A
Authority: RU
Inventors: Шамиль Курбанович Гасанов
Original assignee: Шамиль Курбанович Гасанов
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2015-12-20
Also published as: RU2013135440A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention relates to propulsion engineering, particularly, to ICEs with compression or detonation ignition of the working fluid. This invention consists in that the con rod ends are coupled with the pistons while their opposite ends are engaged with the inclined disc by means of spherical joints. The inclined disc houses the bushes fitted via square-sided spline centred by the tooth side surfaces. Intake cylinders are fitted in the housing and shifted in phase relative to the working cylinders through 90 degrees. Chambers of intake cylinders are communicated in pairs with the intake openings of the working cylinders in the direction of shaft revolution. The engine with compression self-ignition is provided with the limiters of combustion chamber pressure with resilient elements that feature the adjustable compression force. The compression force adjusting mechanism is provided with hydraulic cylinders with pistons interconnected and connected with the adjusting hydraulic cylinder chamber that make a closed volume filled with fluid for automatic and controlled compression force adjustment.

EFFECT: longer life, higher engine efficiency.

7 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания с компрессионным или детонационным воспламенением рабочей смеси.The invention relates to the field of engine building, and in particular to internal combustion engines with compression or detonation ignition of the working mixture.

Известен механизм для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, которое может быть использовано в качестве двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, размещенный в нем вал с косым стаканом, установленный на последнем с возможностью вращения наклонный диск, шарнирно связанная с ним крестовина, установленная в корпусе с возможностью качания в плоскости, перпендикулярной оси качания наклонного диска, шатуны, связанные с наклонным диском с помощью шаровых опор (Кожевников С.Н. Механизмы. - М.: Машиностроение, 1976, с.544, рис.9.22).A known mechanism for converting rotational motion into reciprocating, which can be used as an internal combustion engine, comprising a housing, a shaft with an oblique cup mounted therein, mounted on the latter with the possibility of rotation of an inclined disk, articulated with a cross installed in the housing with the possibility of swinging in a plane perpendicular to the swing axis of the inclined disk, rods connected to the inclined disk using ball bearings (Kozhevnikov S.N. Mechanisms. - M.: Mechanical Engineering, 1976, p. 544, fig. 9.22).

Недостатком данного механизма является снижение ресурса из-за больших удельных давлений на кромках опор наклонного диска с косым стаканом, а также большие габариты и вес крестовины.The disadvantage of this mechanism is the reduction in resource due to the high specific pressures on the edges of the supports of the inclined disk with an oblique glass, as well as the large dimensions and weight of the cross.

Известен двухтактный детонационный двигатель, содержащий корпус, по меньшей мере два рабочих цилиндра, вал, шарнир неравных угловых скоростей, наклонный диск, поршни, размещенные в рабочих цилиндрах, и шарнирно связанные с головками шатунов, а другие головки шатунов шарнирно связаны с крестовиной. Колено вала выполнено в виде косого стакана, установлено на нем с помощью подвижного шлицевого соединения, косой стакан и связанный с ним наклонный диск имеют рабочие поверхности по обе стороны от оси качания крестовины. Связь наклонного диска с косым стаканом и крестовиной осуществлена посредством самоустанавливающихся вкладышей. Оппозитно и в противофазе имеющимся поршням, шатунам, крестовине, наклонному диску, косому стакану установлены такие же и связанные между собой таким же образом соответственно поршни, шатуны, крестовина, наклонный диск и косой стакан. Содержит механизм ограничения давления в камерах сгорания и устройство регулирования степени сжатия. В качестве нагнетателя использованы подпоршневые полости, в которых выполнены окна, а на вале выполнены паз и кольцевая выточка. Впускные окна выполнены в два ряда в каждом рабочем цилиндре и соответственно раздельно связаны с подпоршневыми полостями этого цилиндра посредством трактов, причем впускные окна, связанные с трактом, в который подают топливо, расположены последними от ВМТ и выполнены с наклоном, а двигатель имеет прямоточно-щелевую продувку. Механизм ограничения давления в камерах сгорания содержит подвижные кольца, установленные в корпусе с помощью направляющих пальцев и соответственно шарнирно связанные с крестовинами, упругие элементы в виде пружин или пневматических шин прижимают подвижные кольца в сторону камеры сгорания, причем усилие сжатия упругих элементов не меньше усилия сжатия рабочей смеси в момент ее самовоспламенения в конце сжатия, и предусмотрена возможность регулирования усилия сжатия упругих элементов. Устройство регулирования степени сжатия включает в себя механизм ограничения давления в камерах сгорания и дополнительно содержит гидроцилиндры, установленные в корпусе, поршни которых взаимодействуют с подвижными кольцами, полости гидроцилиндров связаны между собой и с полостью регулирующего гидроцилиндра, которые образуют замкнутый объем, заполненный жидкостью, и предусмотрена возможность автоматического регулирования степени сжатия за счет температурного расширения или сжатия жидкости, винт установлен в корпусе регулирующего гидроцилиндра и взаимодействует одним концом с поршнем регулирующего гидроцилиндра, а другим концом связан с исполнительным устройством, и предусмотрена возможность управляемого регулирования степени сжатия (заявка на изобретение РФ №2011131183, F02B 75/04, F02B 75/26, опубл. 10.03.2013).Known two-stroke detonation engine, comprising a housing, at least two working cylinders, a shaft, a hinge of unequal angular velocities, an inclined disk, pistons located in the working cylinders, and pivotally connected to the heads of the rods, and other heads of the rods are pivotally connected to the cross. The shaft elbow is made in the form of an oblique cup, mounted on it with the help of a movable splined connection, the oblique cup and the inclined disk connected with it have working surfaces on both sides of the axis of swing of the cross. The connection of the inclined disk with an oblique glass and a cross is carried out by means of self-aligning inserts. Oppositely and in antiphase to the existing pistons, connecting rods, crosspiece, inclined disk, oblique glass, the same and connected in the same way pistons, connecting rods, crosspiece, inclined disk and oblique glass are installed. It contains a mechanism for limiting the pressure in the combustion chambers and a device for controlling the degree of compression. As a supercharger, piston cavities are used, in which windows are made, and a groove and an annular undercut are made on the shaft. The inlet windows are made in two rows in each working cylinder and are respectively separately connected to the piston cavities of this cylinder by means of paths, the inlet windows associated with the path into which the fuel is supplied are located last from the TDC and are made with a slope, and the engine has a direct-flow slotted purge. The pressure limiting mechanism in the combustion chambers contains movable rings installed in the housing with guide fingers and respectively pivotally connected to the crosspieces, elastic elements in the form of springs or pneumatic tires press the movable rings towards the combustion chamber, and the compressive force of the elastic elements is not less than the working compressive force mixture at the time of self-ignition at the end of compression, and it is possible to control the compression force of the elastic elements. The compression ratio control device includes a pressure limiting mechanism in the combustion chambers and further comprises hydraulic cylinders installed in the housing, the pistons of which interact with the movable rings, the hydraulic cylinder cavities are interconnected with the cavity of the control hydraulic cylinder, which form a closed volume filled with liquid, and is provided the ability to automatically control the degree of compression due to thermal expansion or compression of the liquid, the screw is installed in the body of the regulating of the hydraulic cylinder and interacts at one end with the piston of the control hydraulic cylinder, and at the other end is connected to the actuator, and the possibility of controlled regulation of the compression ratio is provided (application for the invention of the Russian Federation No.2011131183, F02B 75/04, F02B 75/26, publ. 10.03.2013).

Недостатками двухтактного детонационного двигателя по заявке на изобретение РФ №2011131183 являются: самоустанавливающиеся вкладыши имеют большую податливость, в связи с чем возникают трапецеидальные эпюры давлений в опорах шарнира неравных угловых скоростей и как следствие большие удельные давления на наружных кромках опор наклонного диска с косым стаканом и крестовиной, которые снижают ресурс; сложность организации смазки цилиндропоршневых групп; не исключены потери рабочей смеси в процессе продувки на всем диапазоне частоты вращения вала; большие габариты и вес крестовины; возникновение продольных вибраций косого стакана относительно наклонного диска в процессе срабатывания механизма ограничения давления в камерах сгорания; большое количество пружин и возможность перекоса подвижных колец при срабатывании механизма ограничения давления в камерах сгорания.The disadvantages of the two-stroke detonation engine according to the application for the invention of the Russian Federation No. 201111111183 are: self-aligning bushings have a great flexibility, in connection with which there are trapezoidal pressure plots in the hinge bearings of unequal angular velocities and, as a result, large specific pressures on the outer edges of the supports of the inclined disk with an oblique glass and a crosspiece that reduce the resource; the difficulty of organizing lubrication of cylinder-piston groups; losses of the working mixture during the purging process over the entire range of the shaft rotation speed are not excluded; large dimensions and weight of the cross; the occurrence of longitudinal vibrations of the oblique glass relative to the inclined disk during the operation of the pressure limiting mechanism in the combustion chambers; a large number of springs and the possibility of skewing the movable rings when the pressure limiting mechanism in the combustion chambers is triggered.

Данное техническое решение принято за прототип. Задача, решаемая изобретением, заключается в создании надежного, долговечного и экономичного двигателя внутреннего сгорания.This technical solution is taken as a prototype. The problem solved by the invention is to create a reliable, durable and economical internal combustion engine.

Технический результат при использовании изобретения состоит в увеличении ресурса двигателя из-за выравнивания удельных давлений в опорах шарнира неравных угловых скоростей и простоты смазки цилиндропоршневых групп, повышении экономичности за счет исключения потерь при смене рабочей смеси на всем диапазоне частоты вращения вала, предотвращении продольных вибраций и перекосов шарнира неравных угловых скоростей при срабатывании механизма ограничения давления в камерах сгорания.The technical result when using the invention is to increase the engine resource due to the equalization of specific pressures in the hinge bearings of unequal angular velocities and ease of lubrication of cylinder-piston groups, increasing efficiency by eliminating losses when changing the working mixture over the entire range of shaft speed, preventing longitudinal vibrations and distortions hinge of unequal angular velocities when the pressure limiting mechanism in the combustion chambers is triggered.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус, по меньшей мере два рабочих цилиндра, шарнир неравных угловых скоростей, наклонный диск, поршни, размещенные в рабочих цилиндрах, шатуны, вал, установленный на нем с помощью подвижного шлицевого соединения косой стакан, крестовину, установленные оппозитно и в противофазе имеющимся поршням, шатунам, крестовине, наклонному диску, косому стакану, такие же и связанные между собой таким же образом соответственно поршни, шатуны, крестовина, наклонный диск и косой стакан, механизм ограничения давления в камерах сгорания и механизм регулирования степени сжатия, упругие элементы в виде пружин или пневматических шин с усилием их сжатия не меньше усилия сжатия рабочей смеси, необходимого для компрессионного самовоспламенения в конце сжатия, и предусмотрена возможность регулирования усилия их сжатия, гидроцилиндры с поршнями, полости которых связаны между собой и с полостью регулирующего гидроцилиндра, которые образуют замкнутый объем, заполненный жидкостью, и предусмотрена возможность автоматического регулирования степени сжатия за счет температурного расширения или сжатия жидкости, винт, установленный в корпусе регулирующего гидроцилиндра и взаимодействующий одним концом с поршнем регулирующего гидроцилиндра, а другим концом связанный с исполнительным устройством, и предусмотрена возможность управляемого регулирования степени сжатия, согласно изобретению одни концы шатунов связаны с поршнями, а другие - с наклонным диском с помощью шаровых опор. В наклонном диске установлены втулки с помощью прямобочного шлицевого соединения, центрирование которого выполнено по боковым поверхностям зубьев. Впускные цилиндры установлены в корпусе соосно рабочим цилиндрам и смещены по фазе относительно последних на 90°. Впускные поршни жестко связаны с штоками, а их наружная поверхность выполнена сферической, другие головки штоков с помощью шаровых опор связаны с наклонным диском. Полости впускных цилиндров попарно связаны с впускными окнами рабочих цилиндров по направлению вращения вала. Крестовина конструктивно размещена внутри наклонного диска. Пальцы установлены в крестовине вдоль оси ее качания и шарнирно связаны с подпятником, части которого стянуты между собой болтами и установлены в канавке косого стакана. Поворотные стойки шарнирно установлены в корпусе, полые рычаги выполнены на концах поворотных стоек и связаны с крестовиной с помощью самоустанавливающихся подшипников. Тяга шарнирно связана с поворотными стойками. Двуплечие рычаги установлены на поворотных стойках с помощью шлицевого соединения и одними концами взаимодействуют с упругим элементом, а другие их концы шарнирно связаны с упорными ползунами, которые, в свою очередь, установлены подвижно в поршнях гидроцилиндра, а косой стакан со стороны выпускных окон по фазе смещен в среднем на 20° вперед по направлению вращения вала относительно другого косого стакана.The specified technical result is achieved by the fact that in the known internal combustion engine comprising a housing of at least two working cylinders, a hinge of unequal angular velocities, an inclined disk, pistons placed in the working cylinders, rods, a shaft mounted on it using a movable splined joint oblique glass, crosspiece installed opposite and in antiphase to the existing pistons, connecting rods, crosspiece, inclined disk, oblique glass, the same and connected in the same way in the same way pistons, connecting rods, restovina, inclined disk and oblique glass, a mechanism for limiting the pressure in the combustion chambers and a mechanism for controlling the degree of compression, elastic elements in the form of springs or pneumatic tires with a compression force of not less than the compression force of the working mixture required for compression self-ignition at the end of compression, and it is possible control efforts of their compression, hydraulic cylinders with pistons, the cavities of which are interconnected with the cavity of the control hydraulic cylinder, which form a closed volume filled with liquid, and before it is possible to automatically control the degree of compression due to thermal expansion or compression of the liquid, a screw installed in the body of the control cylinder and interacting at one end with the piston of the control cylinder and the other end connected to the actuator, and it is possible to control the degree of compression, according to the invention, one ends connecting rods are connected with pistons, and others - with an inclined disk with the help of ball bearings. The sleeves are mounted in an inclined disk using a straight-sided spline connection, the centering of which is made on the lateral surfaces of the teeth. The inlet cylinders are installed in the housing coaxially with the working cylinders and are 90 ° out of phase with respect to the latter. The inlet pistons are rigidly connected to the rods, and their outer surface is made spherical, other rod heads with ball bearings are connected to an inclined disk. The inlet cylinder cavities are connected in pairs with the inlet windows of the working cylinders in the direction of rotation of the shaft. The crosspiece is structurally placed inside the inclined disk. The fingers are installed in the cross along the axis of its swing and are pivotally connected to the thrust bearing, the parts of which are pulled together by bolts and installed in the groove of the oblique glass. Swivel racks are pivotally mounted in the housing, hollow levers are made at the ends of the swivel racks and are connected to the cross by means of self-aligning bearings. The rod is pivotally connected to the rotary racks. Two shoulders levers are mounted on rotary racks by means of a spline connection and at one end they interact with an elastic element, and their other ends are pivotally connected with thrust sliders, which, in turn, are mounted movably in the pistons of the hydraulic cylinder, and the oblique glass from the side of the exhaust windows is phase-shifted an average of 20 ° forward in the direction of rotation of the shaft relative to another oblique glass.

Изобретение иллюстрировано:The invention is illustrated by:

Фиг. 1 - вид А-А фиг. 2, сложный продольный разрез двухтактного детонационного двигателя.FIG. 1 is a view AA of FIG. 2, a complex longitudinal section of a two-stroke detonation engine.

Фиг. 2 - вид Б-Б фиг. 1, поперечный разрез.FIG. 2 is a view BB of FIG. 1, cross section.

Фиг. 3 - сечение В-В фиг. 1.FIG. 3 is a section BB of FIG. one.

Фиг. 4 - разрез Г-Г фиг. 1.FIG. 4 - section GG of FIG. one.

Фиг. 5 - разрез Д-Д фиг. 1.FIG. 5 is a section DD of FIG. one.

Фиг. 6 - вид Е фиг. 1 со схемой действия сил.FIG. 6 is a view E of FIG. 1 with a diagram of the action of forces.

Фиг. 7 - разрез Ж-Ж фиг. 6 с схемой действия сил.FIG. 7 - section FJ of FIG. 6 with a diagram of the action of forces.

При конструктивной связи шатунов с наклонным диском давление от газовых сил в опорах наклонного диска с крестовиной распределятся равномерно, что повышает их ресурс.With a constructive connection of the connecting rods with the inclined disk, the pressure from the gas forces in the supports of the inclined disk with the cross is evenly distributed, which increases their resource.

Установка в наклонном диске втулок с помощью прямобочного шлицевого соединения, центрирование которого выполнено по боковым поверхностям зубьев, позволяет получить в опорах наклонного диска с косым стаканом равномерную эпюру давлений, что повышает их ресурс.The installation of sleeves in an inclined disk using a straight-sided spline connection, the centering of which is made on the lateral surfaces of the teeth, makes it possible to obtain a uniform pressure diagram in the supports of an inclined disk with an oblique cup, which increases their service life.

Установка в корпусе впускных цилиндров со смещением по фазе относительно последних на 90°, полости которых попарно связаны с впускными окнами рабочих цилиндров по направлению вращения вала, позволяет организовать вытеснение продуктов сгорания в соответствующем рабочем цилиндре рабочей смесью со скоростью, пропорциональной частоте вращения, и тем самым исключить потери при смене рабочей смеси на всем диапазоне частоты вращения вала и повысить экономичность двигателя. Кроме того, такое конструктивное исполнение позволяет организовать смазку цилиндропоршневых групп разбрызгиванием масла и повысить их ресурс.The installation of intake cylinders in the housing with a 90 ° phase offset relative to the latter, the cavities of which are connected in pairs with the inlet windows of the working cylinders in the direction of rotation of the shaft, makes it possible to displace the combustion products in the corresponding working cylinder with a working mixture at a speed proportional to the rotational speed, and thereby eliminate losses when changing the working mixture over the entire range of shaft speed and increase engine efficiency. In addition, this design allows you to organize the lubrication of cylinder-piston groups by spraying oil and increase their life.

Размещение крестовины внутри наклонного диска позволяет существенно уменьшить ее габариты и вес, что, в свою очередь, снижает величины сил инерций и повышает ресурс опор шарнира неравных угловых скоростей.Placing a cross inside an inclined disk allows to significantly reduce its dimensions and weight, which, in turn, reduces the values of inertia forces and increases the resource of the hinge supports of unequal angular velocities.

Установка в крестовине вдоль оси ее качания пальцев, а также установка подпятника в канавке косого стакана, который шарнирно связан с вышеуказанными пальцами, позволяет осуществить кинематическую связь косого стакана с крестовиной, тем самым предотвратить продольные вибрации косого стакана относительно наклонного диска в процессе срабатывания механизма ограничения давления в камерах сгорания.The installation in the crosspiece along the axis of its swing of the fingers, as well as the installation of the thrust bearing in the groove of the oblique glass, which is pivotally connected with the above fingers, allows the kinematic connection of the oblique glass with the cross, thereby preventing longitudinal vibrations of the oblique glass relative to the inclined disk during the operation of the pressure limiting mechanism in combustion chambers.

Установка в корпусе поворотных стоек, полые рычаги которых связанны с крестовиной с помощью самоустанавливающихся подшипников, а также установка на поворотных стойках двуплечих рычагов с помощью шлицевого соединения, которые одними концами взаимодействуют с упругим элементом, а другие их концы шарнирно связаны с упорными ползунами, которые, в свою очередь, установлены подвижно в поршнях гидроцилиндра, позволяет получить на опорах крестовины реактивное действие одной и той же пружины, тем самым предотвратить перекосы при срабатывании механизма ограничения давления в камерах сгорания.Installation in the housing of rotary racks, the hollow levers of which are connected to the cross by means of self-aligning bearings, as well as the installation of double shoulders on the rotary racks by means of a spline connection, which at one end interact with the elastic element and their other ends are articulated with persistent sliders, which, in turn, they are mounted movably in the pistons of the hydraulic cylinder, which makes it possible to obtain the reactive action of the same spring on the supports of the crosspiece, thereby preventing distortions when triggered The mechanisms limiting the pressure in the combustion chambers.

Изображенный на фиг. 1-7 двухтактный детонационный двигатель содержит корпус 1 с рабочими цилиндрами 2. Поршни 3 установлены в рабочих цилиндрах 2. Шатуны 4 связаны с соответствующими поршнями 3 и наклонными дисками 5 с помощью шаровых опор. Вал 6 установлен в корпусе 1 на подшипниках 7. Косые стаканы 8 установлены на вале 6 с помощью шлицев 9 и связаны с соответствующими наклонными дисками 5 посредством втулок 10, которые установлены в наклонных дисках 5 с помощью прямобочных шлицев 11. Крестовины 12 конструктивно размещены внутри соответствующих наклонных дисков 5 и шарнирно связаны с ними. Пальцы 13 установлены в крестовинах 12 и шарнирно связаны с подпятником 14, части которого стянуты между собой болтами 15 и установлены в канавках косых стаканов 8. Впускные цилиндры 16 установлены в корпусе 1 соосно рабочим цилиндрам 2 и смещены по фазе относительно последних на 90°. Впускные поршни 17 жестко связаны с штоками 18, которые, в свою очередь, связаны с соответствующими наклонными дисками 5 с помощью шаровых опор. Полости впускных цилиндров 16 через тракты 19 попарно, по направлению вращения вала 6, связаны с впускными окнами 20 рабочих цилиндров 2, в которых также выполнены выпускные окна 21. Золотниковая втулка 22 жестко связана с валом 6, а на ее поверхности эксцентрично выполнена круговая выточка 23, напротив которой в корпусе 1 расположены впускные тракты 24. Поворотные стойки 25 установлены шарнирно в корпусе 1, полые рычаги 26 выполнены на концах последних и связаны с соответствующими крестовинами 12 с помощью самоустанавливающихся подшипников 27. Тяги 28 шарнирно связаны с поворотными стойками 25. Двуплечие рычаги 29 установлены на других концах поворотных стоек 25 с помощью шлицев 30 и одними концами взаимодействуют с соответствующими пружинами 31, а другие их концы шарнирно связаны с упорными ползунами 32, которые, в свою очередь, установлены подвижно в поршнях 33 соответствующих гидроцилиндров 34. Полости последних связаны между собой и с полостью регулирующего гидроцилиндра 35. Винт 36 установлен в корпусе регулирующего гидроцилиндра 35 и взаимодействует одним концом с его поршнем 37, а другим концом связан с исполнительным устройством 38.Depicted in FIG. 1-7, a two-stroke detonation engine comprises a housing 1 with working cylinders 2. Pistons 3 are installed in the working cylinders 2. The connecting rods 4 are connected to the corresponding pistons 3 and the inclined disks 5 by means of ball bearings. The shaft 6 is mounted in the housing 1 on bearings 7. The oblique glasses 8 are mounted on the shaft 6 by means of splines 9 and connected to the corresponding inclined disks 5 by means of bushings 10, which are installed in the inclined disks 5 by means of straight-line splines 11. Crosses 12 are structurally placed inside the corresponding 5 inclined discs and pivotally connected to them. The fingers 13 are installed in the crosses 12 and pivotally connected to the thrust bearing 14, the parts of which are pulled together by bolts 15 and installed in the grooves of the oblique glasses 8. The intake cylinders 16 are installed in the housing 1 coaxially to the working cylinders 2 and are 90 ° out of phase with respect to the latter. The inlet pistons 17 are rigidly connected to the rods 18, which, in turn, are connected to the corresponding inclined disks 5 using ball bearings. The cavities of the inlet cylinders 16 through the paths 19 in pairs, in the direction of rotation of the shaft 6, are connected to the inlet windows 20 of the working cylinders 2, in which the outlet windows 21 are also made. The spool sleeve 22 is rigidly connected to the shaft 6, and a circular recess 23 is eccentrically made on its surface , opposite which inlet ducts 24 are located in the housing 1. Swivel racks 25 are pivotally mounted in the housing 1, hollow levers 26 are made at the ends of the latter and are connected to the corresponding crosspieces 12 by means of self-aligning bearings 27. Rods 28 w pivotally connected to the rotary uprights 25. Two shoulders levers 29 are mounted on the other ends of the rotary uprights 25 using splines 30 and at one end they interact with the corresponding springs 31, and their other ends are pivotally connected to the stop sliders 32, which, in turn, are mounted movably in the pistons 33 of the respective hydraulic cylinders 34. The cavities of the latter are interconnected and with the cavity of the control hydraulic cylinder 35. The screw 36 is installed in the housing of the control hydraulic cylinder 35 and interacts at one end with its piston 37, and the other Tzom associated with the actuator 38.

Показанный на фиг. 1-7 двухтактный детонационный двигатель работает следующим образом. При вращении вала 6 и косых стаканов 8 крестовины 12 совершают качательное движение, а наклонные диски 5 совершают прецессию, обеспечивая через шатуны 4 и штоки 18 возвратно-поступательное движение соответственно поршней 3 и впускных поршней 17. Газовые и инерционные силы, действующие на каждый наклонный диск, создают момент М относительно центра О шарнира неравных угловых скоростей. Из-за зазора s между наружными и внутренними диаметрами шлицев 11 наклонного диска 5 и втулки 10, что обеспечивается выполнением прямобочных шлицев 11 с центрированием по боковым поверхностям зубьев, усилие F_M воспринимается боковыми поверхностями зубьев, расположенными перпендикулярно плоскости действия момента М, а давление на указанных поверхностях при этом имеет трапецеидальную эпюру. При выборе длины ℓ шлицев 11 от внутреннего края втулки 10 такой, чтобы центр тяжести эпюры давлений на шлицах 11 располагался посередине рабочей поверхности втулки 10, результирующая R эпюры давлений на шлицах 11 создает равномерную эпюру давлений на рабочей поверхности сопряжения втулки 10 с косым стаканом 8. Опоры в сопряжении наклонного диска 5 с крестовиной 12 имеют равномерные эпюры давлений от действия газовых сил и трапецеидальные эпюры давлений от сил инерций качания самой крестовины 12. Последние имеют незначительную величину из-за малых габаритов и веса крестовины 12 и существенным образом не влияют на ресурс указанных опор. При движении впускных поршней 17 к наружным мертвым точкам (НМТ), эксцентричная круговая выточка 23, выполненная на золотниковой втулке 22, располагается напротив соответствующего впускного тракта 24 и воздух всасывается в полость соответствующего впускного цилиндра 16, а после, при движении впускных поршней 17 к внутренним мертвым точкам (ВМТ) на соответствующем рабочем цилиндре 2 поршень 3 открывает впускные окна 20. К моменту закрытия последних впускные поршни 17 приближаются к ВМТ и происходит вытеснение продуктов сгорания в рабочем цилиндре 2 рабочей смесью, поступающей из полости впускного цилиндра 16 через тракт 19. Скорость указанного вытеснения пропорциональна частоте вращения вала 6, вследствие чего исключаются потери при смене рабочей смеси на всем диапазоне частоты вращения вала 6. За счет смещения по фазе косого стакана со стороны выпускных окон вперед по направлению вращения вала относительно другого косого стакана выпускные окна 21 открываются раньше впускных окон 20 и закрываются раньше последних, что также влияет на качество смены рабочей смеси. В конце такта сжатия в рабочих цилиндрах 2 происходит компрессионное самовоспламенение рабочей смеси, для чего двигатель имеет достаточную начальную степень сжатия. Резко возрастающее при этом давление в камере сгорания ограничивается пружинами 31, приведенное усилие которых не меньше усилия сжатия рабочей смеси необходимого для ее компрессионного самовоспламенения в конце сжатия. При этом поршни 3 с шатунами 4, наклонные диски 5, впускные поршни 17 с штоками 18, крестовины 12 с пальцами 13, косые стаканы 8 с подпятниками 14 смещаются к соответствующим НМТ (далее смещение крестовин 12). Поворотные стойки 25 получают разнонаправленное угловое перемещение и двуплечие рычаги 29 сжимают соответствующие пружины 31. Величина смещения крестовин 12 зависит от степени расширения рабочего тела при сгорании и кинематического хода поршней 3. К примеру, в изобретении с рабочим объемом как у двигателя ВАЗ-2111, величина смещения каждой крестовины 12 на номинальном режиме по предварительным расчетам составляет не более 2 мм. В фазе рабочего хода энергия сжатия пружин 31 возвращается рабочему телу и происходит смещение крестовин 12 в исходное положение. Реактивное действие на опорах каждой крестовины 12 создается одной и той же пружиной 31, тем самым исключаются перекосы при срабатывании механизма ограничения давления в камерах сгорания. Тяги 28 воспринимают поперечные силы, действующие на концы поворотных стоек 25. Во время контакта упорных ползунов 32 с поршнями 33 гидроцилиндров 34, при смещении крестовин 12 в исходное положение, возникают ударные нагрузки, которые демпфируются за счет некоторого сжимания жидкости в гидроцилиндрах 34 и упругого скручивания поворотных стоек 25. При срабатывании механизма ограничения давления в камерах сгорания подпятник 14 взаимодействует с торцами канавки косого стакана 8 и знакопеременные перемещения последнего происходят синхронно с крестовиной 12, что предотвращает продольные вибрации косых стаканов 8 относительно соответствующих наклонных дисков 5. Исполнительное устройство 38 обеспечивает посредством поворота винта 36 в ту или другую сторону определенное положение поршня 37 в регулирующем гидроцилиндре 35, что сопровождается изменением объема в связанных с последним гидроцилиндрах 34. При этом происходит смещение поршней 33 гидроцилиндров 34 и соответственно меняется угловое расположение поворотных стоек 25, что, в свою очередь, сопровождается изменением степени сжатия. Кроме того текущее значение степени сжатия автоматически регулируется в зависимости от температурного состояния двигателя за счет температурного изменения объема жидкости в гидроцилиндрах 34, причем при увеличении температуры двигателя степень сжатия уменьшается, а при уменьшении температуры двигателя - увеличивается. Смазка цилиндропоршневых групп происходит разбрызгиванием масла. Для работы предлагаемого двигателя по циклу обычных двигателей с принудительным зажиганием достаточно, чтобы приведенное усилие сжатия упругих элементов 31 было больше максимальной силы давления газов при сгорании.Shown in FIG. 1-7 two-stroke detonation engine operates as follows. When the shaft 6 and the oblique glasses 8 of the crosspiece 12 rotate, they swing, and the inclined discs 5 precess, providing reciprocating movements of the pistons 3 and intake pistons 17 through the connecting rods 4 and the rods 18, respectively. Gas and inertial forces acting on each inclined disc , create a moment M relative to the center O of the joint of unequal angular velocities. Due to the gap s between the outer and inner diameters of the slots 11 of the inclined disk 5 and the sleeve 10, which is ensured by the execution of straight-sided slots 11 with centering along the lateral surfaces of the teeth, the force F _{M is} perceived by the lateral surfaces of the teeth located perpendicular to the plane of action of the moment M, and the pressure on these surfaces in this case has a trapezoidal plot. When choosing the length ℓ of the slots 11 from the inner edge of the sleeve 10 so that the center of gravity of the pressure plot on the slots 11 is located in the middle of the working surface of the sleeve 10, the resulting R pressure plot on the slots 11 creates a uniform pressure plot on the working surface of the interface between the sleeve 10 and the oblique glass 8. The supports in conjunction of the inclined disk 5 with the crosspiece 12 have uniform pressure plots from the action of gas forces and trapezoidal pressure plots from the inertia forces of the swing of the cross 12 itself. The latter are insignificant due to the small x dimensions and weight of the spider 12, and substantially no influence on said supports resource. When the intake pistons 17 move to the outer dead center (BDC), an eccentric circular recess 23 made on the spool sleeve 22 is located opposite the corresponding intake path 24 and the air is sucked into the cavity of the corresponding intake cylinder 16, and then, when the intake pistons 17 move to the internal dead spots (TDC) on the corresponding working cylinder 2, the piston 3 opens the intake ports 20. By the time the latter closes, the intake pistons 17 approach TDC and the combustion products are forced out in the working cylinder 2 by the working mixture coming from the cavity of the inlet cylinder 16 through the path 19. The speed of the indicated displacement is proportional to the rotational speed of the shaft 6, as a result of which losses are eliminated when changing the working mixture over the entire range of the rotational speed of the shaft 6. Due to the phase displacement of the oblique glass from the side of the exhaust windows forward in the direction of rotation of the shaft relative to the other oblique glass, the outlet windows 21 open earlier than the inlet windows 20 and close earlier than the latter, which also affects the quality of the change in the working mixture. At the end of the compression stroke in the working cylinders 2, compression self-ignition of the working mixture occurs, for which the engine has a sufficient initial compression ratio. The pressure sharply increasing in this case in the combustion chamber is limited by springs 31, the reduced force of which is not less than the compression force of the working mixture necessary for its compression self-ignition at the end of compression. In this case, the pistons 3 with connecting rods 4, the inclined disks 5, the intake pistons 17 with the rods 18, the crosses 12 with the fingers 13, the oblique glasses 8 with the thrust bearings 14 are shifted to the corresponding BDC (hereinafter the crosspiece 12 is shifted). Swivel racks 25 receive multidirectional angular movement and two-arm levers 29 compress the corresponding springs 31. The amount of displacement of the crosspieces 12 depends on the degree of expansion of the working fluid during combustion and the kinematic stroke of the pistons 3. For example, in the invention with a displacement like that of a VAZ-2111 engine, the value the displacement of each cross 12 in the nominal mode according to preliminary calculations is not more than 2 mm. In the phase of the stroke, the compression energy of the springs 31 is returned to the working fluid and the crosspieces 12 are displaced to their original position. The reactive action on the supports of each crosspiece 12 is created by the same spring 31, thereby eliminating distortions when the pressure limiting mechanism in the combustion chambers is triggered. The rods 28 perceive the transverse forces acting on the ends of the rotary racks 25. During the contact of the thrust sliders 32 with the pistons 33 of the hydraulic cylinders 34, when the crosspieces 12 are displaced to their initial position, shock loads arise that are damped due to some compression of the liquid in the hydraulic cylinders 34 and elastic twisting rotary racks 25. When the pressure limiting mechanism in the combustion chambers is activated, the thrust bearing 14 interacts with the ends of the grooves of the oblique glass 8 and alternating displacements of the latter occur synchronously with the seats sheepskin 12, which prevents longitudinal vibrations of the oblique glasses 8 relative to the corresponding inclined disks 5. The actuator 38 provides by turning the screw 36 in one direction or another a certain position of the piston 37 in the control hydraulic cylinder 35, which is accompanied by a change in volume associated with the last hydraulic cylinders 34. When this occurs the displacement of the pistons 33 of the hydraulic cylinders 34 and, accordingly, the angular arrangement of the rotary racks 25, which, in turn, is accompanied by a change in the degree of compression, changes. In addition, the current value of the compression ratio is automatically adjusted depending on the temperature condition of the engine due to the temperature change in the volume of fluid in the hydraulic cylinders 34, and with increasing engine temperature, the compression ratio decreases, and with a decrease in engine temperature it increases. Lubrication of cylinder-piston groups occurs by spraying oil. For the operation of the proposed engine in a cycle of conventional engines with positive ignition, it is sufficient that the reduced compressive force of the elastic elements 31 is greater than the maximum gas pressure during combustion.

Claims

A two-stroke detonation engine, comprising a housing, at least two working cylinders, a hinge of unequal angular velocities, an inclined disk, pistons placed in the working cylinders, connecting rods, a shaft mounted on it with the help of a movable splined joint, an oblique glass, a crosspiece installed opposite and in out of phase with the existing pistons, connecting rods, crosspiece, inclined disk, oblique cup, the same and interconnected in the same way, respectively, pistons, connecting rods, crosspiece, inclined disc and oblique cup, the mechanism is limited pressure in the combustion chambers and a mechanism for controlling the degree of compression, elastic elements in the form of springs or pneumatic tires with a compression force of not less than the compression force of the working mixture required for compression self-ignition at the end of compression, and it is possible to control the compression force, hydraulic cylinders with pistons, the cavities of which are connected with each other and with the cavity of the regulating hydraulic cylinder, which form a closed volume filled with liquid, and it is possible to automatically control the degree of and compression due to thermal expansion or compression of the liquid, a screw installed in the body of the control hydraulic cylinder and interacting at one end with the piston of the control hydraulic cylinder and connected at the other end with an actuator, and it is possible to control the compression ratio, characterized in that one ends of the connecting rods are connected with pistons, and others with an inclined disk using ball bearings, bushings are installed in the inclined disk using a straight-line spline connection, the centering of which o is made on the lateral surfaces of the teeth, the intake cylinders are installed in the housing and are 90 ° out of phase with respect to the workers, the intake pistons are rigidly connected to the rods, and their outer surface is spherical, other rod heads are connected to the inclined disk by ball bearings, the intake cavities cylinders are paired with the inlet windows of the working cylinders in the direction of rotation of the shaft, the cross is structurally placed inside the inclined disk, the fingers are installed in the cross along the axis of its swing and are pivotally connected to dpiatnik, the parts of which are pulled together by bolts and mounted in the groove of the crosspiece, swivel racks are pivotally mounted in the housing, hollow levers are made at the ends of the swivel racks and are connected to the cross by means of self-aligning bearings, the link is pivotally connected to the swivel racks, two-arm levers are mounted on the swivel racks with the help of a splined joint and at one end they interact with the elastic element, and their other ends are pivotally connected with persistent sliders, which, in turn, are mounted zhno pistons in hydraulic cylinders, and the oblique sides of the glass with the exhaust ports shifted in phase by an average of 20 ° on the forward rotational direction oblique relative to the other glass.