Двигун внутрішнього згоряння

Реферат: UA 110593 U UA 110593 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі машинобудування, зокрема до двигунобудування, і може бути використана як первинне джерело енергії стаціонарних і мобільних енергетичних засобів. Відомий, найбільш близький за суттю і технічною реалізацією, двигун внутрішнього згоряння із зовнішнім сумішоутворенням, працюючий за двотактним циклом, містить нерухомий циліндр, рухомий поршень, що утворюють камеру згоряння із запальною свічкою, сполучену з впускним і випускним вікнами, кривошипну камеру з розміщеним колінчастим валом і маховиком, з'єднаним через кривошипно-шатунний механізм із поршнем і карбюратор (див. кн. Гуревич О.М., Сорокін Є.М. Трактори і автомобілі. - К.: Урожай, 1965. - С. 26-27, рис. 16). Однак, недоліком відомого двигуна є неповне використання його індикаторної потужності, обумовлене робочим ходом поршня тільки в один бік, при додатковій затраті частини потужності для здійснення зворотного ходу, що в результаті знижує вихідну потужність двигуна. Отже, відомий двигун внутрішнього згоряння не розвиває закладених в ньому функціональних можливостей і має понижену потужність. Тому в основу запропонованого технічного рішення поставлено задачу підвищити вихідну потужність двигуна внутрішнього згоряння із зовнішнім сумішоутворенням. Для розв'язання даної задачі пропонується його удосконалення, суттєвими ознаками якого є те, що підвищення вихідної потужності двигуна досягається шляхом забезпечення робочим зворотного ходу поршня. Це реалізується залученням додаткової другої камери згоряння із запальною свічкою, утвореної нерухомим поршнем і додатково установленим поршнемциліндром з ущільнювальними кільцями в рухомих з'єднаннях. Поршень-циліндр двома шатунами зв'язаний із колінчастим валом з маховиком, а в циліндрі розміщені впускні і випускні вікна з можливістю при переміщені сполучатися з відповідними вікнами нерухомого циліндра. Між карбюратором і нерухомим циліндром двигуна додатково установлений вентилятор, з приводом через зубчасту передачу від маховика, і сполучений через дифузор з карбюратором, а через впускні вікна - з камерами згоряння. Таке технічне рішення забезпечить систему двох робочих ходів за один оберт в двотактному двигуні. Перший робочий хід при переміщенні поршня-циліндра від верхньої мертвої точки до нижньої від згоряння пальної суміші в першій камері і другий робочий хід при переміщенні поршня-циліндра від нижньої до верхньої мертвої точки від згоряння пальної суміші в другій камері. Поєднання двох робочих ходів за один оберт колінчастого вала розширить функціональні можливості і підвищить вихідну потужність двигуна внутрішнього згоряння. На представленому кресленні схематично показано загальний вигляд двигуна внутрішнього згоряння. Запропонований двигун містить нерухомий циліндр 1 з приєднаним картером 2, в підшипниках 3 яких установлений колінчастий вал 4 з маховиком 5. Усередині циліндра 1 розміщений нерухомий поршень 6, а над ним - рухомий поршень-циліндр 7, зв'язаний з установленими в кривошипній камері "А" двома шатунами 8, 9 із шатунними шийками колінчастого вала 4. Герметичність в з'єднаннях рухомий поршень-циліндр 7 з нерухомим поршнем 6 і циліндром 1 забезпечується ущільнювальними кільцями 10, 11. До циліндра 1 приєднаний вентилятор наддуву 12 з приводом 13 від маховика 5 через зубчасту передачу, всмоктуючий дифузор 14 якого сполучений з карбюратором 15, а нагнітальний канал - з впускними вікнами 16, 17 першої "В" і другої "С" камер, з відповідними випускними вікнами 18, 19. Запалювання робочої суміші у камерах "В", "С" здійснюється від електричної іскри свічок 20, 21. Робочий цикл в двигуні відбувається наступним чином. В результаті обертання колінчастого вала 4, поршень-циліндр 7 рухається, від нижньої мертвої точки до верхньої, перекриваючи на початку ходу випускне вікно 18, а потім впускне 16. Після цього в першій камері "В" починається стиск робочої суміші, що надійшла в неї раніше від вентилятора 12. В цей час в другій камері "С" створюється розрідження. Як тільки поршеньциліндр 7 відкриє впускне вікно 17, через нього в камері "С" здійснюється продувка в кривошипну камеру "А" і засмоктується пальна суміш, що нагнітається вентилятором 12. При положенні поршня-циліндра 7 близькому до верхньої мертвої точки стиснена робоча суміш займається від електричної іскри запальної свічки 20, підвищуючи тиск в камері "В" нерухомого циліндра 1. Під тиском газів поршень-циліндр 7 переміщується до нижньої мертвої точки і в камері "В" відбувається розширення газів. Як тільки поршень-циліндр 7 при своєму русі вниз закриє впускне вікно 17 в камері "В" починається стиск робочої суміші, що надійшла в неї раніше. В кінці ходу поршня-циліндра 7 відкривається випускне вікно 18, а потім впускне 16, забезпечуючи з великою швидкістю вихід відпрацьованим газам в атмосферу. 1 UA 110593 U 5 10 15 20 25 30 При положенні поршня-циліндра 7, близькому до нижньої мертвої точки, стиснена робоча суміш в камері "С" займається від електричної іскри запальної свічки 21, підвищуючи в ній тиск. Під тиском газів поршень-циліндр 7 переміщується до верхньої мертвої точки, а в камері "С" відбувається розширення газів. Як тільки поршень-циліндр 7 при своєму русі догори закриє впускне вікно 16 в камері "В" починається стиск робочої суміші, що надійшла в неї раніше. В кінці ходу поршень-циліндр 7 відкриє випускне вікно 18, через яке відпрацьовані гази з великою швидкістю виходять з камери "С" в атмосферу. Далі всі процеси повторюються в такій самій послідовності. Запропонований двигун внутрішнього згоряння може працювати також і за циклом із внутрішнім сумішоутворенням (дизеля), але буде відрізнятися тільки тим, що у ньому в камери згоряння надходитиме не робоча суміш, а чисте повітря. Таке технічне рішення, завдяки забезпеченню зворотного ходу поршня-циліндра робочим ходом, підвищить вихідну потужність двигунів, працюючих за циклами як із зовнішнім, так і внутрішнім сумішоутворенням. Застосування запропонованого двигуна, в порівнянні з відомим, дасть можливість підвищити ефективну потужність, рівномірність руху всіх рухомих частин, а також надійність і довговічність при незначних конструктивних змінах основних деталей, що розширить область його застосування. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Двигун внутрішнього згоряння, що містить нерухомий циліндр, рухомий поршень, що утворюють першу камеру згоряння з впускними і випускними вікнами, кривошипну камеру з колінчастим валом і маховиком, а також карбюратор, який відрізняється тим, що в ньому поршень виконаний нерухомим із запальною свічкою, а над ним додатково установлений рухомий поршень-циліндр, з утворенням другої камери згоряння, який двома шатунами, установленими в кривошипній камері, зв'язаний з колінчастим валом і виконаними в його циліндрі впускними і випускними вікнами з можливістю при переміщенні сполучатися з вікнами нерухомого циліндра, а також між карбюратором і нерухомим циліндром додатково установлений вентилятор з приводом через зубчасту передачу від маховиків і сполучений через дифузор з карбюратором, а через впускні вікна - з камерами згоряння, причому в з'єднаннях рухомий поршень-циліндр з нерухомими поршнем і циліндром установлені ущільнюючі кільця. 2 UA 110593 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3