Патент на изобретение №2173398
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ РАБОТЫ ДВУХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
(57) Реферат: Изобретение может быть использовано в двухтактных двигателя внутреннего сгорания. Способ работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания заключается в сжатии свежего заряда воздуха или горючей смеси, подаче свежего заряда в камеру сгорания, выполненную в головке блока цилиндров, закрытии впускным клапаном впускного отверстия, отделяющего накопительную полость свежего заряда от камеры сгорания, открытии перепускного клапана, разделяющего камеру сгоранию от рабочей полости цилиндра, воспламенении горючей смеси в камере сгорания, перепуске продуктов сгорания в рабочую полость из камеры сгорания через перепускное отверстие. При подходе поршня к нижней мертвой точке, перепускной клапан перемещается по направлению к нижней мертвой точке, перекрывая перепускное отверстие камеры сгорания своей уплотняющей поверхностью от рабочей полости цилиндра, впускной клапан открывает впускное отверстие, производя продувку камеры сгорания. При перемещении поршня к верхней мертвой точке на такте выхлопа при открытом выпускном клапане открывается перепускной клапан, производя продувку камеры сгорания и рабочей полости цилиндра. Момент начала закрытия перепускного и выпускного клапанов после окончания продувки регулируют в зависимости от величины нагрузки двигателя, обеспечивая более ранний момент начала закрытия клапанов при увеличении мощности двигателя и более поздний момент начала закрытия клапанов при снижении мощности. Обеспечивают сохранение неизменной продолжительности от начала перемещения клапанов из открытого положения до остановки их в закрытом положении при всех режимах работы двигателя. Технический результат заключается в повышении эффективности двухтактного процесса работы двигателя. 4 з.п. ф-лы, 3 ил. Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к двухтактным двигателям. Известен способ работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в сжатии свежего заряда воздуха или горючей смеси, подаче свежего заряда в камеру сгорания, выполненную в головке блока цилиндров, закрытии впускным клапаном впускного отверстия, отделяющего накопительную полость свежего заряда от камеры сгорания, открытии перепускного клапана, разделяющего камеру сгоранию от рабочей полости цилиндра, воспламенении горючей смеси в камере сгорания и перепуске продуктов сгорания в рабочую полость из камеры сгорания через перепускное отверстие, продувке и удалении продуктов сгорания из рабочей полости цилиндра при открытом выпускном клапане, (см. патент США N 5333582 МПК F 02 B 19/02, опубликованный 1994 г.). Недостаток известного двигателя заключается в недостаточно эффективном двухтактном процессе работы двигателя. Задачей изобретения является повышение эффективности двухтактного процесса работы двигателя. Поставленная задача решается тем, способ работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в сжатии свежего заряда воздуха или горючей смеси, подаче свежего заряда в камеру сгорания, выполненную в головке блока цилиндров, закрытии впускным клапаном впускного отверстия, отделяющего накопительную полость свежего заряда от камеры сгорания, открытии перепускного клапана, разделяющего камеру сгоранию от рабочей полости цилиндра, воспламенении горючей смеси в камере сгорания и перепуске продуктов сгорания в рабочую полость из камеры сгорания через перепускное отверстие, продувке и удалении продуктов сгорания из рабочей полости цилиндра при открытом выпускном клапане, согласно изобретению при подходе поршня к нижней мертвой точке перепускной клапан перемещается по направлению к нижней мертвой точке, перекрывая перепускное отверстие камеры сгорания своей уплотняющей поверхностью от рабочей полости цилиндра, впускной клапан открывает впускное отверстие, производя продувку камеры сгорания, а при перемещении поршня к верхней мертвой точке на такте выхлопа при открытом выпускном клапане открывается перепускной клапан, производя продувку камеры сгорания и рабочей полости цилиндра, причем момент начала закрытия перепускного и выпускного клапанов после окончания продувки регулируют в зависимости от величины нагрузки двигателя, обеспечивая более ранний момент начала закрытия клапанов при увеличении мощности двигателя и более поздний момент начала закрытия клапанов при снижении мощности, сохраняя при этом продолжительность от начала перемещения клапанов из открытого положения до остановки их в закрытом положении неизменной при всех режимах работы двигателя. Кроме того, поставленная задача решается и тем, что перепускной клапан имеет возможность дополнительного перекрытия впускного отверстия посредством дополнительной уплотняющей поверхности, выполненной на тарелке клапана. По завершении выхлопа обеспечивают давление в камере сгорания большее, чем давление сжатия в рабочей полости цилиндра. В рабочей полости цилиндра осуществляют частичное досжатие заряда воздуха или горючей смеси, поступивших через впускной и перепускной клапаны. Осуществляют одновременное начало закрытия впускного, перепускного и выпускного клапанов. На фиг. 1 показано положение впускного и перепускного клапанов в начале процесса сгорания, на фиг. 2 – положение впускного и перепускного клапанов при завершении рабочего хода и начале выхлопа, на фиг. 3 – положение впускного и перепускного клапанов при завершении выхлопа и заполнении камеры сгорания и полости цилиндра свежим зарядом. Заявленный способ может быть реализован в двухтактном двигателе. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус, блок цилиндров, головку 1 блока, по меньшей мере один цилиндр 2 с поршнем 3, по меньшей мере одну камеру сгорания 4, выполненную в головке 1 блока. Впускной и выпускной клапаны 5 и 6 установлены в головке 1 блока. Накопительная полость 7, выполненная в головке 2, сообщена с одной стороны с источником давления воздуха или рабочей смеси, а с другой стороны – с камерой сгорания 4. Камера сгорания 4 выполнена с возможностью периодического сообщения с накопительной полостью 7 через по меньшей мере одно впускное отверстие 8, перекрываемое впускным клапаном 5 и с рабочей полостью 9 цилиндра 2 через по меньшей мере одно перепускное отверстие 10, перекрываемое перепускным клапаном 11. Перепускной клапан 11 установлен в камере сгорания 4 с возможностью перемещения и периодического перекрытия по меньшей мере одного впускного отверстия 8, (которое в свою очередь перекрывает впускной клапан 5) и по меньшей мере одного перепускного отверстия 10. Перепускной клапан 11 снабжен двумя противоположно расположенными уплотняющими поверхностями 12 и 13, периодически взаимодействующими с седлами 14 и 15, выполненными соответственно после впускного отверстия 8 и в перепускном отверстии 10. Противоположно расположенные уплотняющие поверхности 12 и 13 выполнены на тарелке перепускного клапана 11. Площадь поперечного сечения средней части камеры сгорания 4 больше площади поперечного сечения впускного 8 или перепускного 10 отверстий камеры сгорания 4. Реализация заявленного способа показана на примере работы двухтактного двигателя. При включении зажигания источник давления воздуха или рабочей смеси создает в накопительной полости 7 давление сжатия, после чего срабатывает стартер, приводя в движение коленчатый вал двигателя. Во время рабочего хода впускной клапан 5 и перепускной клапан 11 находятся в верхнем положении. Впускной клапан 5 выполнен с возможностью разобщения камеры сгорания 4 с накопительной полостью 7 (посредством перекрытия впускного отверстия 8). Периодическое сообщения камеры сгорания 4 с полостью 9 цилиндра осуществляется перепускным клапаном 11 через перепускное отверстие 10. При сгорании топлива перепускной клапан 11 находится в верхнем положении, при этом перепускное отверстие 10 открыто, и продукты сгорания воздействуют на поршень 3, перемещая последний от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ), как показано на фиг. 1. При завершении рабочего хода, при подходе поршня 3 к НМТ, перепускной клапан 11 опускается в нижнее положение (см. фиг. 2), при этом уплотняющие поверхности 13 контактируют с седлом 15, перекрывая тем самым перепускное отверстие 10, и открывается выпускной клапан 6. Завершается рабочий ход и начинается процесс выхлопа, т. е. очистки полости 9 цилиндра от продуктов сгорания. При перемещении поршня 3 к верхней мертвой точке на такте выхлопа при открытом выпускном клапане 6 открывается перепускной клапан 11, производя продувку камеры сгорания и рабочей полости 9 цилиндра (см. фиг. 3). Момент начала закрытия перепускного 11 и выпускного 6 клапанов после окончания продувки регулируют в зависимости от величины нагрузки двигателя, обеспечивая более ранний момент начала закрытия клапанов при увеличении мощности двигателя и более поздний момент начала закрытия клапанов при снижении мощности. При этом сохраняют неизменной продолжительность от начала перемещения клапанов 6 и 11 из открытого положения до остановки их в закрытом положении при всех режимах работы двигателя. Регулировка момента начала закрытия или открытия клапанов, а также продолжительность их открытия может быть произведена путем перестановки соответствующих профилированных кулачков при механическом приводе клапанов или путем формирования соответствующего рабочего сигнала в гидравлическом или электрическом приводе клапанов. При этом предпочтительно по завершении выхлопа обеспечивать давление в камере сгорания 4 большее, чем давление сжатия в рабочей полости 9 цилиндра. В рабочей полости 9 цилиндра осуществляют частичное досжатие заряда воздуха или горючей смеси, поступившего через впускной 5 и перепускной 11 клапаны. Для обеспечения безаварийной работы двигателя следует осуществлять одновременное начало закрытия перепускного 11 и выпускного 6 клапанов. Далее впускной клапан 5 перемещается в верхнее положение, перекрывая впускное отверстие 8, при этом перепускной клапан 11 также перемещается в верхнее положение, перекрывая свое уплотняющей поверхностью 12 седло 14 после впускного отверстия 8, осуществляя дополнительное перекрытие возможных утечек свежего заряда через впускное отверстие 8. Далее в камере сгорания 4 происходит воспламенение топлива, после чего процесс повторяется, как было указано выше. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 29.12.2001
Номер и год публикации бюллетеня: 11-2003
Извещение опубликовано: 20.04.2003
|
||||||||||||||||||||||||||
