Двигатель внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, и позволяет снизить удельный расход топлива в двигателе, уменьшить его габариты и массу, снизить себестоимость изготовления двигателя. Двигатель внутреннего сгорания снабжен клапаном, который садится на седло с наружной по отношению к цилиндру стороны и выполняет функции продувочного окна, газораспределительным механизмом, позволяющим использовать один клапан в качестве впускного и выпускного, системой рычагов, удерживающих клапан в закрытом состоянии, электромагнитной муфтой и турбокомпрессором. 4 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателям внутреннего сгорания поршневого типа.

Известен двухтактный двигатель внутреннего сгорания Малашкина с прямоточной клапанно-щелевой продувкой и послойным распределением смеси [1].

Недостатками этого двигателя являются: неэффективная продувка; "грязный" выхлоп.

Известен двухтактный двигатель внутреннего сгорания Скрипкова [2].

Недостатками этого двигателя являются: увеличение массы поршня; большое число клапанов; невозможность осуществлять смазку поршня.

Целью предлагаемого изобретения является снижение удельного расхода топлива, уменьшение габаритов и массы, снижение себестоимости изготовления двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что: в цилиндре предлагаемого двигателя функции продувочного окна выполняет клапан; в предлагаемом двигателе используется газораспределительный механизм, позволяющий использовать один клапан в качестве впускного и выпускного одновременно; клапан садится на седло с наружной по отношению к цилиндру стороны; клапан удерживается в закрытом состоянии системой рычагов:
клапан открывается при помощи электромагнитной муфты;
предлагаемый двигатель снабжен системой принудительной продувки;
для принудительной продувки используется турбокомпрессор.

На фиг. 1 показана схема устройства и работы двигателя внутреннего сгорания во время рабочего хода.

На фиг. 2 показана схема устройства и работы двигателя внутреннего сгорания во время выпуска.

На фиг. 3 показана схема устройства и работы двигателя внутреннего сгорания во время продувки.

На фиг. 4 показана схема устройства и работы двигателя внутреннего сгорания во время сжатия.

На фигурах приняты следующие обозначения: цилиндр - 1, седло клапана - 2, форсунка - 3, малый цилиндр - 4, кронштейн - 5, впускной коллектор - 6, выпускной коллектор - 7, турбокомпрессор - 8, заслонка - 9, правая направляющая стойка - 10, левая направляющая стойка - 11, коромысло - 12, малый поршень - 13, толкатель - 14, рычаги - 15 и 16, тяга - 17, электромагнитная муфта - 18, клапан - 19, поршень - 20, шатун - 21, коленчатый вал - 22.

Двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндр 1 (фиг. 1). Цилиндр 1 содержит седло клапана 2 (фиг. 1). Цилиндр 1 содержит форсунку 3 (фиг. 1). Цилиндр 1 содержит малый цилиндр 4 (фиг. 1). К цилиндру 1 прикреплен кронштейн 5 (фиг. 1). К цилиндру 1 прикреплен впускной коллектор 6 (фиг. 1). К цилиндру 1 прикреплен выпускной коллектор 7 (фиг. 1). К впускному коллектору 6 прикреплен турбокомпрессор 8 (фиг. 1). Во впускном коллекторе 6 расположена заслонка 9 (фиг. 1). К впускному коллектору 6 прикреплена правая направляющая стойка 10 (фиг. 1). К выпускному коллектору 7 прикреплена левая направляющая стойка 11 (фиг. 1). Кронштейн 5 соединен с коромыслом 12 (фиг. 1). В малом цилиндре 4 расположен малый поршень 13 (фиг. 1). К малому поршню 13 прикреплен толкатель 14 (фиг. 1). Коромысло 12 соединено с толкателем 14 (фиг. 1). Коромысло 12 соединено с рычагом 15 (фиг. 1). Рычаг 15 соединен с рычагом 16 (фиг. 1). Рычаги 15 и 16 соединены с тягой 17 (фиг. 1). Тяга 17 соединена с электромагнитной муфтой 18 (фиг. 1). Рычаг 16 соединен с клапаном 19 (фиг. 1). В цилиндре 1 расположен поршень 20 (фиг. 1), который соединен шатуном 21 с коленчатым валом 22 (фиг. 1).

Двигатель работает следующим образом.

Рабочий ход (фиг. 1). В цилиндре 1 находится сжатый воздух. Рычаги 15 и 16 занимают положение мертвой точки и удерживают клапан 19 в нижнем положении. Сжатый воздух толкает малый поршень 13 вверх. Малый поршень 13 толкает вверх толкатель 14, который стремится повернуть по часовой стрелке коромысло 12. В результате коромысло 12 толкает вниз рычаги 15, 16 и клапан 19, прижимая, таким образом, клапан 19 к седлу клапана 2. Находясь в нижнем положении, клапан 19 закрывает проход сквозь седло клапана 2 в цилиндр 1. Впускной коллектор 6 закрыт заслонкой 9. Через форсунку 3 в цилиндр 1 впрыскивается топливо. Рабочая смесь воспламеняется от сжатия. Образовавшиеся в результате сгорания рабочей смеси газы давят на поршень 20. Поршень 20 движется из положения верхней мертвой точки вниз и через шатун 21 поворачивает коленчатый вал 22 на угол около 90 градусов.

Выпуск (фиг. 2). Поршень 20 движется в положение нижней мертвой точки. Электромагнитная муфта 18 тянет тягу 17 вправо и таким образом выводит рычаги 15 и 16 из положения мертвой точки. Клапан 19 под действием давления отработавших газов, находящихся в цилиндре 1, движется вверх и открывает проход из цилиндра 1 сквозь седло клапана 2 в выпускной коллектор 7. Впускной коллектор 6 закрыт заслонкой 9. Часть отработавших газов под действием собственного давления выдавливается из цилиндра 1 в выпускной коллектор 7.

Продувка (фиг. 3). Поршень 20 движется из положения нижней мертвой точки вверх. Заслонка 9 открыта. Клапан 19 находится в верхнем положении. Проход из впускного коллектора 6 через седло клапана 2 в цилиндр 1 открыт. Проход из цилиндра 1 через седло клапана 2 в выпускной коллектор 7 открыт. Под действием давления, создаваемого турбокомпрессором 8, в цилиндре 1 происходит принудительная продувка: в цилиндр 1 через седло клапана 2 при помощи заслонки 9 из впускного коллектора 6 направляется воздух. Воздух выталкивает остатки отработавших газов через седло клапана 2 из цилиндра 1 в выпускной коллектор 7, в результате чего цилиндр 1 оказывается наполненным воздухом. Незадолго до полного заполнения цилиндра 1 воздухом электромагнитная муфта 18 начинает толкать тягу 17 влево. Тяга 17, взаимодействуя с рычагами 15 и 16, заставляет занять их положение мертвой точки и переводит, таким образом, клапан 19 в нижнее положение в момент полного наполнения цилиндра 1 воздухом.

Сжатие (фиг. 4). Поршень 20 движется вверх, сжимая в цилиндре 1 воздух. Рычаги 15 и 16 находятся в положении мертвой точки и удерживают клапан 19 в нижнем положении. Сжатый воздух толкает малый поршень 13 вверх. Малый поршень 13 толкает вверх толкатель 14, который стремится повернуть по часовой стрелке коромысло 12. В результате коромысло 12 толкает вниз рычаги 15, 16 и клапан 19, прижимая, таким образом, клапан 19 к седлу клапана 2. Находясь в нижнем положении, клапан 19 закрывает проход сквозь седло клапана 2 в цилиндр 1. Впускной коллектор 6 закрыт заслонкой 9.

Изменение нагрузки осуществляется за счет изменения количества впрыскиваемого топлива.

Использование предложенного технического решения позволит уменьшить выбросы в атмосферу вредных веществ, уменьшить габариты и массу выпускаемых двигателей, а также снизить их себестоимость.

Источники информации
1. Журнал "Авто" N 9 - 10, 1996, с. 30, изд - во "Авто".

2. Журнал "Техника-молодежи", N 4, 1997, с. 2 (прототип).

Формула изобретения

Двигатель внутреннего сгорания с принудительной продувкой, отличающийся тем, что он снабжен клапаном, который садится на седло с наружной по отношению к цилиндру стороны и выполняет функции продувочного окна, газораспределительным механизмом, позволяющим использовать один клапан в качестве впускного и выпускного одновременно, системой рычагов, удерживающих клапан в закрытом состоянии, электромагнитной муфтой и турбокомпрессором.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4