Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (11 9865 В 25/04; Е 02 В 75,34 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ЕТЕНИЯ 1У ОПИСАНИЕ ИЗО АВТ-0 юл. Ло 1каровй орденаеволюциио Орджон088.8)ША% 24 енина и ордена виационный инкидзе 157, кл. 123 - 65,ХТАКТНЫИ ДВИГАТЕЛЬСГОРАНИЯ, содержащий мещенным в нем поршнем, чра, снабженную свечой за(54) (57) ДВУ ВНУТРЕННЕГО цилиндр с раз головку нилин,(21) 3526813/25(56) 1. Патентопублик. 1947. ОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВ жигания, расположенный в головке впускной канал с клапаном, подключенный к впускному трубопроводм, и, размегценный встречно относительно впускного трубопровода, выпускной трубопровод, сообщенный с выпускным окном цилиндра, отличающийся тем, что, с целью улучшения смесеобразования, впускной канал выполнен в виде кольцевой камеры, сообщенной с цилиндром при помощи перепускных каналов, равно удаленных от вертикальной оси цилиндра и наклоненных к ней, клапан выполнен лепесткового типа, а впускной и выпускной трубопроводы расположены по одну сторону от поперечной оси цилиндра.Изобретение относится к машиностроению, в частности к ДВС, и может быть использовано в двухтактцых авиамодельных и мотоциклетных двигателях.Известен двухтактный ДВС, с:держапсий цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра, сцабженцук свечой зажигания, расположенный в головке впускной канал с клапаном, подключенный к впускному трубопроводу, и размесценный встречно относительно впускного трубопровода вы- О пускной трубопровод, сооощенный с выпускным окном цилиндра 1.Недостатком известного двигателя является низкое качество смесеобразования, что связано с отсутствием прямого согласо 15 вания работы впускной и выпускной систем дви гателя.Целью изобретения является улучшение смесеобразования.Цель достигается тем, что в двухтактном двигателе внутреннего сгорания, содержа цсем цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра, снабженную свечой зажигания, расположенный в головке впускной канал с клапаном, подключенный к впускному трубопроводу, и, размещенный встречно относительно впускного трубопровода, выпускной трубопровод, сооощенный с выпускным окном цилиндра, впускной капал выполнен в виде кольцевой камеры, сосбщепной с цилиндром при помощи перепускных каналов, равноудаленных от вертикальной оси цилиндра и наклоненных к цей, клапан выполнен лепесткового типа, а впускной и выпускцой трубопроводы располокены по одну сторону от поперечной оси цилиндра.На фиг. 1 показан предлагаемый двухтактный двигатель; на фиг. 2 - схема движения горючей смеси в цилиндре; на фиг. 3 - клапан лепесткового типа, установленный в головке цилиндра; на фиг. 4 - винт крепления клапана; на фиг. 5фиксирующая шайба; ца фиг. 6 - процесс выпуска отработавших газов из цилиндра; на фиг. 7 начало процесса всасывация горючей смеси; на фиг. 8 - конец процесса всасывания горючей смеси; на фиг. 9 - сжатие горючей смеси в цилиндре; на фиг. 10 - 45 пример компоновки двухтактного ДВС. Двухтактный ДВС содержит цилиндр 1 с размещенным в нем поршнем 2, головку 3 цилиндра, сцабженцук свечой зажигания 4. В головке 3 цилиндра расположен впускной канал, выполненный в виде кольцевой камеры 5, сообщенной с цилиндром 1 при помощи перепускных каналов 6, равно- удаленных от вертикальной оси 7 цилиндра и наклоненных к ней. Перепускные каналы 6, кроме того, смещены по своей длине в направлении движения горючей смеси. Коль. цевая камера 5 подключена к впускному трубопроводу 8, установленному цо касательной к кольцевой камере 5.Впускной канал управляется каналом 9, выполненным лепесткового типа из упругой термостойкой стали, толщиной 0,05 - 0,25 мм или из углеродистой стали. Клапан 9 имеет фиксатор 10 для его точной установки. Для ограничения отклонения лепестков 11 установлена ограничительная шайба 12, диаметр которой составляет 0,6- О,5 от наружного диаметра клапана. Клапан 9 и ограничительная шайба 12 закреплены в центре головки 3 с помощью фасонного винта 13. Ограничительная шайба 12 прижимается к головке цилиндра буртом 14 фасон- ного винта и прочно удерживает клапан в фиксированном положении.После затяжки винта он фиксируется шайбой 15 с гребешками 16, которые входят в шлицы 17 фасонного винта 13 и шлица 18 головки 3. В фасонный винт 13 вво рачивается свеча 4 зажигания с уплотнительной шайбой 19.К выпускному окну 20 цилиндра подключен выпускной трубопровод 21, расположенный встречно с впускным трубопроводом 8 и по одну с ним сторону от поперечной оси 22 цилиндра, Причем выпускной трубопровод установлен по касательной к цилиндру 1. Выпускной трубопровод 21 снабжен конической частью 23 и удлиненной выпускной трубой 24. У основания высота конической части (высота выпускного окна 20) не превышает половины хода поршня, а длина конической части составляет 1 1,5 диаметра выхлопной трубы 24. Причем диаметр последней равен 0,4 - 0,5 диаметра цилиндра двигателя, а ее длина 5 - -6,5 диаметра цилиндра двигателя.На коленчатый вал 25 двигателя, при применении его в качестве авиамодельного, устанавливается воздушный винт 26, обеспечивающий воздушное охлаждение двигателя.Двухтактный ДВС работает следхющим образом.При вращении коленчатого вала 25 на свечу зажигания 4 подается высокое напряжение, обеспечивающее искровой разряд, воспламеняющий горючую смесь в цилиндре 1. При воспламенении смеси резко повышается давление (до 40 атм) и лепестковый клапан плотно закрывает перепускные каналы 6. Поршень 2 при расширении продуктов сгорания совершает механическую работу, которая определяется средним индикаторным давлением (1 О - 12 атм) .В момент начала фазы выпуска (фиг. 6) поршень 2 открывает выпускное окно. Отработавшие газы вылетают в коническую часть 23 выпускного трубопровода 21 и образуют газовый поршень, который изза конической части выпускного трубопровода имеет четкие границы, фронт, дли 079865тельность и хвост. Газовый поршень (или акустический импульс распространяется по цилиндрической цасти выпускной трубы и за своим хвостом создает разряжение (фиг. 7). Разряжение, распространяясь в противоположную сторону, вызывает падение давления в цилиндре 1. Лепестки 1 клапана 9 открываются и горючая смесь поступает в цилиндр. При этом поток смеси закручивается и, устремляясь по перепускным каналам 6, создает в цилиндре вихре- О вой поток, так как каналы направлены к центру рабочего объема цилиндра и закручены,Вихревое движение обеспечивает лучшее наполнение цилиндра и перемешивания рабочей смеси. В этот момент, когда рабочая смесь начинает переполнять цилиндр и выходить в выпускное окно 20, газовый поршень проходит почти всю длину выпускной трубы и вслед за разряжением формирует фронт второго газового поршня акустического импульса) по закону распространения акустической волны. Этот импульс, сформировавшись, резко повышает давление у выпускного окна 20 и подпирает свежую горючую смесь (фиг. 8). Встречный поток горючей смеси, заталкиваемый назад в выпускное окно 20, повышенным давлением газового поршня, закручивается в цилиндре в результате тангенциальному расположению выпускного трубопро вода 21 по отношению к цилиндру 1 двигателя.Этот поток горючей смеси, вращаясь встречно к основному, обеспечивает лучшее смесеобразование и наполнение цилиндра двигателя,В этот момент поршень 2 подннмается, закрывает выпускное окно 20 и обеспечивает сжатие смеси ( фи г. 9) . Лепестковы й клапан закрывается. Вблизи верхней мертвой точки поршня подается искра и вновь наступ ает ра боч и й ход.Перед открытием выпускного окна 20 второй газовый поршень, проходя по выпускному трубопроводу, обеспечивает зону разряжения перед окном 20, что способствует развитию процесса выпуска выпуск происходит в зону разряжения). Затем вновь создается газовый поршень и т. д., процесс повторяется.Таким образом, в двухтактном двигателе ооеспечено согласование всасывающей и выпускной системы, что позволяет улучшигь смесеобразование и обеспечивает прирост могцности 15 20 ЧО. Путь газового потока в предлагаемом дви гателс проходит практически по прямой линии, что снижает гидродинамические потери на продувку.Показанный на фиг. 1 О авиамодельный двигатель имеет прямой газодинамический тракт и позволяет, кроме того, получить на выходе реактивную тягу благодаря значительной массе газов и скорости их истечения. Так при рабочем объеме цилиндра 00 см реактивная тяга будет составлять около 1,5 кг. У этого двигателя головка цилиндра и днище поршня выполнены;,ля ориентации рабочего объема цилиндра вдоль газодинамического тракта с целью уменьшения газодинамических потерь.1130Филиал Редактор М. ТовтинЗаказ 1292/35ВН Составитель А. Байков Техред И. Ыерес К Тираж 524 П ИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и откры 5, Москва, Ж - 35, Раушская на ППП Патент, г. Ужгород, ул. орректор И.МускаодписноеСССРийд. 4/5Проектная, 4