Модульный двухтактный двигатель внутреннего сгорания

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к поршневым двигателям внутреннего сгорания.

Целью заявляемой полезной модели является повышение эффективности двухтактного двигателя внутреннего сгорания.

Поставленная цель достигается тем, что в отличие от известного двигателя внутреннего сгорания, состоящего из корпуса, образующего кривошипную камеру, в которой размещен кривошип коленчатого вала, связанный посредством шатуна и пальца с поршнем, находящемся в цилиндре, который укреплен в гнезде корпуса и закрыт головкой, при этом на цилиндре имеются продувочные и выпускные окна, а впускное окно расположено на корпусе и сообщается с кривошипной камерой, новым является то, что он содержит два поршня, выполненных с переменным сечением и жестко соединенных с кулисой, взаимодействующей с кривошипом коленчатого вала, он содержит также два цилиндра переменного сечения, образующих два рабочих объема, соединенных между собой воздуховодами, причем оба цилиндра закрыты головками и каждая головка имеет свечи зажигания и питающую форсунку.

Предлагаемый Модульный двухтактный двигатель внутреннего сгорания сочетает в себе все преимущества четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, не имеет потерь топлива и механических потерь энергии вследствие отсутствия шатуна, а также ввиду того, что кинетическая энергия жесткой системы поршень-кулиса-поршень расходуется на сжатие воздуха в надпоршневых объемах и на корпусные детали не воздействует. Вследствие этого конструкция обладает малой материалоемкостью, хорошей виброустойчивостью, повышенным крутящим моментом и мощностью, а также долговечностью и может быть легко применима на средствах передвижения и в стационарных силовых установках. Модульный двухтактный двигатель внутреннего сгорания может работать как на легком, так и на тяжелом топливе.

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к поршневым двигателям внутреннего сгорания.

Известен двухтактный двигатель внутреннего сгорания с кривошипно-камерной продувкой, состоящий из корпуса, образующего кривошипную камеру, в которой размещен кривошип коленчатого вала, связанный посредством шатуна и пальца с поршнем, находящемся в цилиндре, который укреплен в гнезде корпуса и закрыт головкой. На цилиндре имеются продувочные и выпускные окна, а впускное окно расположено на корпусе и сообщается с кривошипной камерой, (см., например, Кондрашов В.М., Григорьев Ю.С., Тупов В.В. и др. Двухтактные карбюраторные двигатели внутреннего сгорания. Москва, 1990 г, гл.1.1, стр.6-8).

Данная конструкция не обеспечивает достаточного наполнения цилиндров, имеет большие потери топлива вследствие продувки цилиндров рабочей смесью, имеет значительные мощностные потери, идущие на принудительное движение шатуна, который посредством сил собственной инерции разрушает конструкцию в целом при знакопеременном движении, то есть, недостаточна эффективность двигателя.

Целью заявляемой полезной модели является повышение эффективности двухтактного двигателя внутреннего сгорания.

Поставленная цель достигается тем, что в отличие от известного двигателя внутреннего сгорания, состоящего из корпуса, образующего кривошипную камеру, в которой размещен кривошип коленчатого вала, связанный посредством шатуна и пальца с поршнем, находящемся в цилиндре, который укреплен в гнезде корпуса и закрыт головкой, при этом на цилиндре имеются продувочные и выпускные окна, а впускное окно расположено на корпусе и сообщается с кривошипной камерой, новым является то, что он содержит два поршня, выполненных с переменным сечением и жестко соединенных с кулисой, взаимодействующей с кривошипом коленчатого вала, он содержит также два цилиндра переменного сечения, образующих два рабочих объема, соединенных между собой воздуховодами, причем оба цилиндра закрыты головками и каждая головка имеет свечи зажигания и питающую форсунку.

На фиг.1 представлен разрез предлагаемого двигателя (повернуто на 90° по часовой стрелке).

Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания состоит из корпуса 1, в котором размещены опоры коленчатого вала и направляющие кулисы (на чертеже не показаны). По бокам корпуса укреплены оппозитно два составных цилиндра 2 и 2 ¹ переменного поперечного сечения. Внутри цилиндров помещены поршни 3 и 3¹ соответственно также переменного сечения, которые при движении внутри цилиндров изменяют рабочие и компрессионные объемы, заключенные между рабочим поршнем и головкой и между компрессионным поршнем и перегородкой корпуса, где 13 и 13¹ - рабочие объемы, а 14 и 14 ¹ - компрессионные. Поршни жестко связаны с кулисой 4. Кулиса посредством камня 5 передает движение поршней на кривошип коленчатого вала 6, преобразуя таким образом прямолинейное движение поршней во вращение коленчатого вала. Для осуществления рабочих циклов противолежащие цилиндры (а в случае двойного модуля соседние) сообщаются между собой соответствующими воздуховодами 7 и 8. На рабочих и компрессионных цилиндрах расположены впускные 9 и 9¹ и выпускные 10 и 10 ¹ окна (отверстия). Подача топлива осуществляется форсунками 11 и 11¹, зажигание - свечами 12 и 12 ¹.

Модульный двухтактный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом. При повороте коленчатого вала (на чертеже не показан) кривошип 6 через камень 5 приводит в прямолинейное движение кулису 4 с закрепленными на ней составными поршнями 3 и 3¹. При этом в составных цилиндрах происходит в левом на чертеже разрежение и всасывание, а в правом - сжатие воздуха. В необходимый момент в правый цилиндр 2 ¹ подается топливо через форсунку 11¹ и посредством свечи 12¹ - зажигание и происходит рабочий ход. Под действием давления газов в рабочем цилиндре поршень 3¹ перемещается влево, увлекая кулису 4, которая посредством камня 5 воздействует на кривошип 6, поворачивая коленчатый вал. При этом в над поршневых объемах 13 левого цилиндра происходит сжатие воздуха. При достижении поршнем открытия выпускных окон происходит выпуск отработавших газов и продувка цилиндра воздухом, сжатым в левом компрессионном цилиндре. Далее процесс циклически повторяется, образуя такты, чередующиеся через 180° поворота коленчатого вала.

Предлагаемый Модульный двухтактный двигатель внутреннего сгорания сочетает в себе все преимущества четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, не имеет потерь топлива и механических потерь энергии вследствие отсутствия шатуна, а также ввиду того, что кинетическая энергия жесткой системы поршень-кулиса-поршень расходуется на сжатие воздуха в надпоршневых объемах и на корпусные детали не воздействует. Вследствие этого конструкция обладает малой материалоемкостью, хорошей виброустойчивостью, повышенным крутящим моментом и мощностью, а также долговечностью и может быть легко применима на средствах передвижения и в стационарных силовых установках. Модульный двухтактный двигатель внутреннего сгорания может работать как на легком, так и на тяжелом топливе.

Модульный двухтактный двигатель внутреннего сгорания, состоящий из корпуса, коленчатого вала с кривошипом, поршня, который расположен в цилиндре, имеющем впускное и выпускное окна, и установленном в выточке корпуса и закрытым головкой с размещенной в ней свечой зажигания, отличающийся тем, что он содержит два поршня, выполненных с переменным сечением и жестко соединенных с кулисой, взаимодействующей с кривошипом коленчатого вала, он содержит также два цилиндра переменного поперечного сечения, расположенных оппозитно и образующих два рабочих объема, соединенных между собой воздуховодами, причем оба цилиндра закрыты головками и каждая головка имеет свечу зажигания и питающую форсунку.