Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

 

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус, блок цилиндров, головку блока, цилиндр с поршнем, камеру сгорания, впускной и выпускной клапаны, установленные в головке блока, накопительную полость, размещенную в головке блока и сообщенную с одной стороны с источником давления воздуха или рабочей смеси, а с другой стороны - с камерой сгорания. Головка блока снабжена подвижным стаканом, в днище которого выполнено перепускное отверстие с седлом. Камера сгорания ограничена головкой блока, наружной поверхностью подвижного стакана, стенкой цилиндра и поршнем. Впускной клапан размещен внутри подвижного стакана между впускным и перепускным отверстиями. Впускной клапан снабжен двумя противоположно расположенными уплотняющими поверхностями, взаимодействующими с седлами впускного и перепускного отверстий. Впускной клапан разобщает камеру сгорания с накопительной полостью во время процесса сгорания. После окончания рабочего хода впускной клапан совместно перемещается с подвижным стаканом в камере сгорания в сторону нижней мертвой точки поршня. При остановке впускного клапана совместно с подвижным стаканом во время процесса выхлопа происходит процесс заполнения полости подвижного стакана перед впускным клапаном свежим зарядом. При перемещении поршня к верхней мертвой точке впускной клапан перемещается к впускному отверстию при остановленном подвижном стакане, сообщая накопительную полость через перепускное отверстие с камерой сгорания. Подвижный стакан перемещается к впускному клапану после перекрытия последним впускного отверстия. Технический результат заключается в повышении эффективности двухтактного процесса работы двигателя и снижении сопротивления воздуха или горючей смеси при попадании в камеру сгорания. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к двухтактным двигателям.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, блок цилиндров, головку блока, по меньшей мере один цилиндр с поршнем, по меньшей мере одну выносную камеру сгорания, выполненную в головке блока, впускной и выпускной клапаны, установленные в головке блока, накопительную полость, размещенную в головке блока и сообщенную с одной стороны с источником давления воздуха или рабочей смеси, а с другой стороны - с камерой сгорания, последняя выполнена с возможностью периодического сообщения с накопительной полостью через по меньшей мере одно впускное отверстие и с полостью цилиндра через по меньшей мере одно перепускное отверстие (см. патент США N 5333582 МПК F 02 B 19/02, опубл. 1994 г.).

Недостаток известного двигателя заключается в недостаточно эффективном двухтактном процессе работы двигателя, а также большим сопротивления воздуха или горючей смеси при попадании в камеру сгорания.

Задачей изобретения является повышение эффективности двухтактного процесса работы двигателя и снижение сопротивления воздуха или горючей смеси при попадании в камеру сгорания.

Поставленная задача решается тем, что двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий, корпус, блок цилиндров, головку блока, по меньшей мере один цилиндр с поршнем, по меньшей мере одну камеру сгорания, впускной и выпускной клапаны, установленные в головке блока, накопительную полость, размещенную в головке блока и сообщенную с одной стороны с источником давления воздуха или рабочей смеси, а с другой стороны - с камерой сгорания, последняя выполнена с возможностью периодического сообщения с накопительной полостью через по меньшей мере одно впускное отверстие, имеющее седло, согласно изобретению головка блока снабжена, подвижным стаканом, в днище которого выполнено по меньшей мере одно перепускное отверстие с седлом, камера сгорания ограничена головкой блока, наружной поверхностью подвижного стакана, стенкой цилиндра и поршнем, впускной клапан размещен внутри подвижного стакана между впускным и перепускным отверстиями с возможностью перемещения и периодического перекрытия по меньшей мере одного впускного отверстия и по меньшей мере одного перепускного отверстия, впускной клапан снабжен двумя противоположно расположенными уплотняющими поверхностями, периодически взаимодействующими с седлами впускного и перепускного отверстий, при этом впускной клапан выполнен с возможностью разобщения камеры сгорания с накопительной полостью во время процесса сгорания, путем перекрытия впускного и перепускного отверстий, а также с возможностью после окончания рабочего хода последующего совместного перемещения впускного клапана и подвижного стакана в камеру сгорания в сторону нижней мертвой точки поршня и с возможностью перекрытия впускным клапаном перепускного отверстия, а также остановки впускного клапана совместно с подвижным стаканом во время процесса выхлопа при открытом выпускном клапане и процесса заполнения полости подвижного стакана перед впускным клапаном, причем при перемещении поршня к верхней мертвой точке, впускной клапан имеет возможность переместиться к впускному отверстию при остановленном подвижном стакане, сообщая накопительную полость через перепускное отверстие с камерой сгорания, а подвижный стакан имеет возможность перемещения к впускному клапану после перекрытия последним впускного отверстия.

Кроме того, поставленная задача решается и тем, что противоположно расположенные уплотняющие поверхности выполнены на тарелке впускного клапана.

На фиг. 1 показано положение впускного клапана и подвижного стакана во время рабочего хода; на фиг. 2 - положение впускного клапана и подвижного стакана при завершении рабочего хода и начале выхлопа; на фиг. 3 - положение впускного клапана во время выхлопа; фиг. 4 - положение впускного клапана при завершении выхлопа и заполнении камеры сгорания свежим зарядом.

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус, блок цилиндров, головку 4 блока, по меньшей мере один цилиндр 1 с поршнем 2, по меньшей мере одну камеру сгорания 10, впускной и выпускной клапаны 6 и 5 соответственно, установленные в голове 4 блока. Накопительная полость 9 размещена в головке 4 блока и сообщена с одной стороны с источником 8 давления воздуха или рабочей смеси, а с другой стороны - с камерой сгорания 10, последняя выполнена с возможностью периодического сообщения с накопительной полостью 9 через, по меньшей мере, одно впускное и перепускное отверстия, имеющие седла. Головка 4 блока снабжена подвижным стаканом 7, в днище которого выполнено по меньшей мере одно перепускное отверстие с седлом. Камера сгорания 10 ограничена, головкой блока, наружной поверхностью подвижного стакана 7, стенкой цилиндра 1 и поршнем 2. Впускной клапан 6 размещен внутри подвижного стакана 7 между впускным и перепускным отверстиями с возможностью перемещения и периодического перекрытия по меньшей мере одного впускного отверстия и по меньшей мере одного перепускного отверстия.

Впускной клапан 6 снабжен двумя противоположно расположенными уплотняющими поверхностями, периодически взаимодействующими с седлами впускного и перепускного отверстий. Противоположно расположенные уплотняющие поверхности выполнены на тарелке впускного клапана 6. Поршень 2 через шатун 3 связан с коленчатым валом. Перемещение подвижного стакана 7 и его остановка может осуществляться кулачком от распределительного вала, аналогично перемещению впускного и выпускного клапанов.

Двигатель работает следующим образом.

При включении зажигания источник 8 давления воздуха или рабочей смеси создает в накопительной полости 9 давление сжатия, после чего срабатывает стартер, приводя в движение коленчатый вал двигателя. Во время сгорания впускной клапан 6 находится в верхнем положении. Поскольку впускной клапан 6 выполнен с возможностью разобщения камеры сгорания 10 с накопительной полостью 9 (посредством контакта уплотняющих поверхностей с седлом впускного отверстия), то продукты сгорания воздействуют на поршень 2, перемещая последний от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ), как показано на фиг. 1. При этом впускной клапан 6 и подвижный стакан 7 остаются в верхнем положении, а уплотняющие поверхности контактируют с седлами впускного и перепускного отверстий.

После окончания рабочего хода, начинается процесс выхлопа, следует совместное перемещение впускного клапана 6 и подвижного стакана 7 в камеру сгорания 10 в сторону НМТ поршня 2 и перекрытие впускным клапаном 6 перепускного отверстия. Далее следует остановка впускного клапана 6 совместно с подвижным стаканом 7 во время процесса выхлопа при открытом выпускном клапане 5. При этом начинается процесс заполнения полости подвижного стакана 7 перед впускным клапаном 6 свежим зарядом воздуха или горючей смеси (см. фиг. 2).

При перемещении поршня 2 к верхней мертвой точке (см. фиг. 3), т.е. при выхлопе, производится очистка полости цилиндра от продуктов сгорания при открытом выпускном клапане 5, одновременно при этом продолжается процесс заполнения полости подвижного стакана 7 перед впускным клапаном 6 свежим зарядом воздуха или горючей смеси.

При подходе поршня 2 к ВМТ (см. фиг. 4) впускной клапан 6 начинает перемещаться в верхнее положение, а подвижный стакан 7 остается на месте. В образовавшийся зазор между подвижным стаканом 7 и тарелкой впускного клапана 6 свежий заряд воздуха или горючей смеси начинает перетекать из полости перед впускным клапаном 6 в полость после впускного клапана 6, заполняя объем камеры сгорания 10 и полости цилиндра, продувая оттуда остатки продуктов сгорания и заполняя объем свежим зарядом. После касания уплотняющих поверхностей впускного клапана 6 седла впускного отверстия подвижный стакан 7 перемещается в верхнее положение и касается своим седлом уплотняющих поверхностей впускного клапана 6. Далее в камеру сгорания 10 происходит воспламенение топливной смеси и процесс повторяется как было указано выше.

Формула изобретения

1. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, блок цилиндров, головку блока, по меньшей мере, один цилиндр с поршнем, по меньшей мере, одну камеру сгорания, впускной и выпускной клапаны, установленные в головке блока, накопительную полость, размещенную в головке блока и сообщенную с одной стороны с источником давления воздуха или рабочей смеси, а с другой - с камерой сгорания, последняя выполнена с возможностью периодического сообщения с накопительной полостью через, по меньшей мере, одно впускное отверстие, имеющее седло, отличающийся тем, что головка блока снабжена подвижным стаканом, в днище которого выполнено, по меньшей мере, одно перепускное отверстие с седлом, камера сгорания ограничена головкой блока, наружной поверхностью подвижного стакана, стенкой цилиндра и поршнем, впускной клапан размещен внутри подвижного стакана между впускным и перепускным отверстиями с возможностью перемещения и периодического перекрытия, по меньшей мере, одного впускного отверстия и, по меньшей мере, одного перепускного отверстия, впускной клапан снабжен двумя противоположно расположенными уплотняющими поверхностями, периодически взаимодействующими с седлами впускного и перепускного отверстий, при этом впускной клапан выполнен с возможностью разобщения камеры сгорания с накопительной полостью во время процесса сгорания путем перекрытия впускного и перепускного отверстий, а также с возможностью после окончания рабочего хода последующего совместного перемещения впускного клапана и подвижного стакана в камеру сгорания в сторону нижней мертвой точки поршня и с возможностью перекрытия впускным клапаном перепускного отверстия, а также остановки впускного клапана совместно с подвижным стаканом во время процесса выхлопа при открытом выпускном клапане и процесса заполнения полости подвижного стакана перед впускным клапаном, причем при перемещении поршня к верхней мертвой точке впускной клапан имеет возможность переместиться к впускному отверстию при остановленном подвижном стакане, сообщая накопительную полость через перепускное отверстие с камерой сгорания, а подвижный стакан имеет возможность перемещения к впускному клапану после перекрытия последним впускного отверстия.

2. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что противоположно расположенные уплотняющие поверхности выполнены на тарелке клапана.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4