Двигун внутрішнього згоряння

Винахід відноситься до двигунів внутрішнього згоряння як карбюраторних, так і дизельних. Відомий двигун вн утрішнього згоряння , що містить принаймні одну пару робочих циліндрів, між якими установлений допоміжний циліндр, поршні котрих кінематично пов'язані з колінчастим валом, при цьому робочі циліндри споряджені випускними каналами з клапанами [див. наприклад, патент Російської Федерації №2126091 6F02В33/22 за 1999р]. Недоліком цього двигуна є низький ККД двигуна з-за виходу відпрацьованих газів у атмосферу з великим тиском та температурою та ненадійність в роботі через зношування циліндрів при боковому тиску на них поршнів. В основу винаходу поставлене завдання підвищення ККД двигуна. Поставлене завдання вирішується тим, що в двигуні внутрішнього згоряння, який містить принаймні одну пару робочих циліндрів, між якими встановлений допоміжний циліндр, поршні яких кінематично пов'язані з колінчастим валом, при цьому робочі циліндри споряджені випускними каналами з клапанами. Згідно з винаходом робочі циліндри та допоміжний циліндр розділені поршнями на надпоршневі та підпоршневі камери, при чому підпоршневі камери робочих циліндрів пов'язані каналами з допоміжним циліндром, а надпоршнева компресорна камера допоміжного циліндра пов'язана з надпоршневими камерами робочих циліндрів каналами за допомогою нагнітального та випускного клапанів. Поршні циліндрів жорстко з'єднані з траверзою, кінематично пов'язаною за допомогою шатунів з колінчастим валом, виконаним з односторонніми кривошипами. Таке виконання дає можливість використати повторно відпрацьовані гази в надпоршневих камерах робочих циліндрів для повернення поршнів у вихідне положення до ВМТ, чим забезпечується економія пального та підвищення ККД двигуна. Повний робочий цикл здійснюється за один оберт колінчастого валу, що підвищує потужність двигуна. Відсутність бокового тиску поршнів на стінки циліндрів зменшує їх зношування і підвищує надійність роботи двигуна. На кресленні зображений двигун внутрішнього згоряння з трьома циліндрами в розрізі 1, 2, 3 (двигун може бути виконаний також з двома циліндрами) розташованими в одній площині. Середній циліндр 2 виконаний більшого діаметра. В кожному циліндрі розміщені поршні 4, 5 та 6, працюючі в одній і тій же фазі, що поділяють циліндри на дві камери: надпоршневі 7, 8 та 9 і підпоршневі 10, 11 та 12. Поршні 4, 5 та 6 з'єднані штоками 13, 14 та 15, пропущеними через отвори, виконані в перегородці 16, що відділяє циліндри від картера 17, з траверзою 18, котра кінематично пов'язана з шатунами 19 та 20 і з валом 21, виконаним з двома односторонніми кривошипами 22 та 23. У перегородці 16 на штоках установлені ущільнювальні елементи 24, 25 і 26. Надпоршневі камери 7 і 9 (камери згоряння) циліндрів меншого діаметра 1 і 3 з'єднані каналом 27 (трубопроводом) з компресорною камерою 8 циліндра 2 більшого діаметра, в якому установлені всмоктуючий 28 та нагнітальний 29 клапани. На каналі (трубопроводі) 30 встановлений випускний клапан 31, що взаємодіє з ексцентриковою шайбою 32, закріпленою на валу 21. Підпоршневі камери 10, 11 та 12 циліндрів з'єднані перепускними каналами 33 та 34 між собою, а випускним каналом 35 (трубопроводом), на якому розміщений випускний клапан 36 - з атмосферою. На випускному каналі., зв'язаному з випускними вікнами (не показані) циліндру 2 більшого діаметру, установлений випускний патрубок 37. На валу 21 установлена шестерня (маховик) відбору потужності 38. Б камерах згоряння циліндрів меншого діаметру установлені форсунки 39. Двигун внутрішнього згоряння працює таким чином. При обертанні шестерні 38 (маховика), поршні 4, 5 та 6 переміщаються вверх (за кресленням). Надпоршневі камери 7, 8 і 9 циліндрів 1, 2 та 3 сполучаються з атмосферою за допомогою трубопровода 30 та клапана 31, що взаємодіє з ексцентриковою шайбою 32, закріпленою на валу 21. При підході поршнів до верхнього положення (за кресленням), клапан 31 перекриває канал для випуску повітря ε атмосферу. Стиснене повітря з надпоршневої камери 8 циліндра більшого діаметру подається в камери згоряння 7 і 9 циліндрів меншого діаметру 1 і 3 через нагнітальний клапан 29. При мінімальному об'ємі камер згоряння 7 і 9 в них через форсунки 39 подається паливо, яке, зайнявшись, тиском газу переміщує поршні вниз (за кресленням). Підпоршневі камери 10, 11 та 12 циліндрів сполучаються з атмосферою по каналах 33, 34 та 35 через випускний клапан 31, що взаємодіє з ексцентриковою шайбою 32. При підході поршнів 4, 5 та 6 до нижнього положення (за кресленням), підпоршневі камери 10, 11 та 12 відокремлюються від атмосфери трубопроводом 35 і сполучаються каналами 33 і 34 між собою. З надпоршневих камер циліндрів 1 та 3 меншого діаметру газ перетікає в підпоршневі камери циліндрів 1, 2 та 3, Поршні 4, 5 та 6 тиском газу переміщаються вверх ( за кресленням). Після перекриття поршнями 4 та 6 перепускних клапанів 33 та 34, випускний клапан 31 взаємодіє з ексцентриковою шайбою 32 та сполучає надпоршневі камери циліндрів 1 та 3 каналом (трубопроводом) 30 з атмосферою. При підході поршнів до верхнього положення відкривається канал, зв'язаний з випускними вікнами (не показано) циліндра 2 більшого діаметру, з відпрацьовані гази виходять в атмосферу. Із компресорної камери 8 циліндра більшого діаметру стиснене повітря поступає в надпоршневі камери (камери згоряння) через нагнітальний клапан 29. Подане в камери згоряння паливо займається і переміщує поршні вниз (за кресленням), після чого цикл повторюється. Ва запропонованою схемою двигуни можуть виконуватися двоциліндровими та багатоциліндровими, з однаковими розмірами циліндрів і з різними їх розмірами, як показано на кресленні. В запропонованій схемі робочий цикл здійснюється за один оберт колінчастого валу, що збільшує потужність двигуна при його незначній масі.