Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

СООЭ СОВЕТСНИХсбйЦМРнепаРЕСПУЬЛИН ИВ 61) 80ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский, конструкторский и технологический институт мотоциклов и малолитражных бензиновых двигателей внутреннего сгорания(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 95682, кл, Р 02 В 17/00,1982. ,(54)(57) 1. ДВУХТАКТНЫИ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий два одноразмерных цилиндра, общую головку цилиндров, впускные, выпускные и продувочные окна в каждом цилиндре и снабженную свечой зажигания, установленной в головке, камеру сгорания, образованную из двух, не равных по объему полостей, размещенных в одном и другом цилиндрах, ограниченных головкой цилиндров и днищем соответствующего поршня и сообщенных между собой при помощи соединительного канала, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности путем улучшения процесса сгорания, соединительный канал выполнен в плане с отклонением его оси от общей оси Цилинд-, ров на 5-20 и расширением его в сто 0 рону большей по объему полости, при этом минимальная площадь канала составляет 3,5-4 Х от площади поршня, и максимапьная - 7-97, а свеча зажигания размещена в полости большего объема со стороны, противоположной выпускному окну,и равноудалена от продувочных окон.2. Двигатель по и. 1, о т л и -ч а ю щ и й с.я тем, что свеча зажигания заглублена в головке цилиндра.3. Двигатель по пп. 1, 2, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что полость меньшего объема дополнительно снабжена С -образным вытеснителем, размещенным на головке напротив соединительного канала.Изобреч ение относится к машиностроению, а более конкретно - к двухтактным ДВС с двумя сообщающимися цилиндрами и синхронно движущимися поршнями, и может быть использовано в двигателях для мототранспортных средств,35 Известен двухтактный двигательвнутреннего сгорания, содержащий 1 Одва одноразмерных цилиндра, общуюголовку цилиндров, впускные, выпускные и продувочные окна в каждом цилиндре и снабженную свечойзажигания, установленной в головкекамеру сгорания, образованную извух не равных по объему полостей,размещенных в одном и другом цилиндре, ограниченных головкой цилиндров и днищем соответствующегопоршня, и сообщенных между собойпри помощи соединительного канала Г 12.Однако в из вест ном устрой ствейе обеспечивается высокая степеньтурбулизации и соответственно максимальная скорость сгорания в основной фазе сгорания, что не позволяетполучать более высокие экономические показатели двигателя.Цель иэ обретения - повышениеэкономичности путем улучшения процес. са сгорания.Указанная. цель достигается тем, что в двухтактном двигателе внут реннего сгорания, содержащем два ,одноразмерных цилиндра, общую головку цилиндров, впускные, выпускные и продувочные окна в каждом цилиндре и снабженную свечой зажигания, установленной в головке,камеру сгорания, образованную из двух, не равных по объему полостей, размещенных в одном и другом цилиндрах, ограниченных головкой цилиндров и днищем соответствующего поршня и сообщенных между собой при цомощи соединительного канала, соединительный канал выполнен в плане с отклонением его оси от общей оси цилиндров на 5-20 и расширением его в сторону 50йбольшей по объему полости, при этом минимальная площадь канала состав, ляет 3,5-47 от площади поршня, и мак симальная - 7-93,.а свеча зажигания размещена в полости большего э 5 объема со стороны, противоположной выпускному окну, и равноудалена от продувочных окон. При этом свеча зажигания эаглублена в головке цилиндров,Кроме того,.полость меньшегообъема дополнительно снабжена С-образным вытеснителем, размещеннымна головке напротив соединительного канала.Такое выполнение двигателя позволит реализовать газодинамическиевозможности заряда при перетеканиииз одного цилиндра в другой, обеспечить высокую степень турбулизациизаряда и максимально сократить времяосновной фазы сгорания топлива и засчет улучшения процесса сгоранияповысить экономические показателидвигателя.На фиг. 1 представлен двигатель,разрез А-А на фиг, 2; на фиг. 2разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 -сечениеВ-В на фиг. 2; на фиг. 4сечение Г-Г на фиг. 2.Двигатель внутреннего сгорания содержит два одноразмерных цилиндраи 2, общую головку 3 цилиндров,ь впускные (не показаны), выпускные 4 и продувочные 5 и 6 окна в цилиндре.1, впускные (не показаны), выпускные 7 и продувочные окна 8 и 9 в цилиндре 2, камеру сгорания, образованную из полостей высокого сжатия 10 и низкого сжатия 11, размещенных соответственно в цилингре 1 и 2. Полости 10 и 11 ограничены головкой 3 и .днищем соответствующего поршня 12 и 13 и сообщены между собой при помощи соединительного канала 14,поперечное сечение которого увеличивается от 3,5-4,5 Х площади поршня фиг.3 в зоне полости 10 цилиндра 1 высокого сжатия до 7,0-9,07 площади поршня (фиг.4) в зоне полости 11 цилиндра 2 низкого сжатия. Канал 4 отклонен от нормали к цилиндрам 1 и 2 на угол ф =5-20 фиг.2) и направлен в сторону, противоположную месту расположения свечи зажигания 15. В камере сгорания в полости 1, выполненной по сфере, установлена свеча 15 зажигания, размещенная в углублении 6 головки 3 цилиндров. Углубление 16 размещено напротив выпускного окна 7 и равноудалено от продувочных окон 8 и 9. Полость 10 меньшего объема снабжена С-образным вытеснителем 17, порожек 18 которого отстоит от самих удаленных точек полости 10 на расз 1116 стоянии 2, равном 0,4-0,6 радиуса 1 цилиндра . Зазор между голов. кой 3 цилиндров и днищем поршня 12 является минимальным и устанавливается из соображений технологии 5 производства 10,6-1,0 мм).ДВС работает следующим образом.Во время такта сжатия топливныи заряд перетекает иэ полости 10 высокого сжатия в полость 11 низкого 10 сжатия через соединительный канал 14. В узкой части канапа 14 сечение В-В на фиг.2) заряд имеет высокую скорость перетекания, а затем, в более широкой части канала 14 усечение Г-Г на фиг.2) скорость падает настоль. ко, что завихрение заряда в зоне свечи 15 зажигания не происходит. Направление канала 14 таково, что заряд в полости 11 низкого сжатия оттесняется перетекающим зарядом от стенок полости 11 и сосредотачивается в зонесвечи 15 зажигания. Это важно при работе двигателя на режимах, при которых яитание цилиндра 1 высокого сжатия осуществляется обедненной смесью или чистым воздухом. В этих условиях заряд в полости 11 цилиндра 2 низкого сжатия не рассекается на части струей воздуха, а концентрируется в зоне свечи 15 зажигания. На ре жимах, когда питание цилиндров 1 и 2 осуществляется смесью примерно одинакового состава, место расположения свечи зажигания и направление соединительного канала также по. ложительно влияет на эффективные показатели двигателя. Снижение скорости перетекания заряда на выходе в свечную полость углубление 6) уменьшает турбулентную пульсацию в40 зоне электродов свечи зажигания, что важно в начале процесса горения топлива; за счет уменьшения сепарации топлива обеспечивается большая полнота и своевременность сгорания. Для улучшения условий очист ки и охлаждения электродов свечи зажигания последняя расположена в зоне полюса продувки, т.е. в месте встречи потоков свежей смеси, поступающей в цилиндр 2 из обоих продувочных окон 8 и 9 фиг.2) . В начале основной фазы сгорания при сравнительно малых скоростях фронта турбулентного пламени происходит боль ший охват объема заряда, так как пло 4щадь поперечного сечения камеры сгорания в плоскости фронта пламени имеет в этот момент наибольшую величину. С развитием процесса горения происходит значительное повышение скорости распространения фронта пламени, и горение перемещается в бессвечную полость 10 через сужающийся сообщающийся канап 14. В результате предотвращается чрезмерное увеличение скорости вовлечения в процессе горения новых объемов заряда, что приводит к увеличению жесткости и шумности работы двигателя.По мере развития процесса сгорания в полости 11 цилиндра 2 низкого сжатия и повышения давления в ней начинается обратное перетекание горящих газов в полость цилиндра 1 высокого сжатия. Газы поступают сначала в часть канала 14, имеющую большую площадь поперечного се- чения, и затем, переходя в более узкую часть канала 14, разгоняются до высоких скоростей, достаточных для интенсивного выжигания смеси различного состава в этой части камеры.Процесс сгорания в бессвечной полости 10 протекает с высокими скорос" тями, и при расстоянии от порожка 13 вытеснителя 17 до наиболее удаленных точек полости О не превышающем 0,4- 0,6 радиуса цилиндра (установлено экспериментально) фронт пламени одно. временно доходит до наиболее удаленных точек камеры сгорания как в свечной, так и бессвечной полостяхи 10. При этом выделение тепла происходит в наиболее оптимальное по углу поворота коленчатого вала время, увеличивается полнота сгорания, улучшаются экономические показатели двигателя, снижается токсичность отработавших газов. 196 Проведенные исследования показали, что применение на двигателе с двумя сообщающимися цилиндрами камеры сгорания предложенной конструкции обеспечивает повышение мощности на идентичных регулировочных режимах до 10-127, а максимальной мощности на 2-47. При этом снижение удельного эффективного расхода топлива достигает 3-8 Е, уменьшается выброс несгоревших углеводородов.