ЦИЛИНДР ДВУХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к области двигателестроения, а именно к конструкции цилиндров двухтактных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может использоваться в двигателях бензиномоторных пил.
В цилиндре протекают основные рабочие процессы ДВС, поэтому конструкция цилиндра и ее состояние в значительной степени определяет мощность и моторесурс двигателя. Большое значение на мощность влияют процессы газообмена в двигателе, которые осуществляются в газовой полости цилиндра, а также через его окна и газоподводящие каналы, связывающие газовую полость цилиндра с рабочей полостью картера двигателя.
Известны цилиндры, предназначенные для ДВС с кривошипно- камерной продувкой, содержащие впускное, продувочные и выпускное окно с каналами (см. ав. св. СССР №103990 по кл. F 02 F 1/22 за 1955 г., патент США №3687118 кл.123-73 за 1972 г.)
Известен также цилиндр двухтактного двигателя внутреннего сгорания с кривошипно-камерной продувкой, содержащий впускной канал с впускным окном, боковые продувочные каналы с окнами и выпускное окно с каналом(см. книгу С.Ю.Иваницкого, Ю.В.Игнатова, Б.С.Карманова, В.В.Рогожина « Мотоцикл», Машгиз, М., 1958 г., с.29-31), принятый авторами за прототип. Данная конструкция цилиндра, являясь, кроме своего основного назначения, главной деталью системы газообмена, не обеспечивает качественную подготовку заряда горючей смеси. Это приводит к неполноте сгорания, к быстрому загрязнению (закоксовыванию) камеры сгорания цилиндра, головки поршня и поршневого кольца и, как следствие, к низким параметрам надежности и мощности двигателя.
Технической задачей настоящей полезной модели является устранение указанных недостатков и создание конструкции цилиндра, обеспечивающего качественную подготовку заряда горючей смеси, практически полностью сгорающей в камере сгорания цилиндра, обеспечивая тем самым высокий коэффициент полезного действия (не менее 0,8) и мощность двигателя.
Техническое решение предлагаемой полезной модели состоит в том, что объем рабочей части цилиндра выше отсечки выпускного окна составляет 5,0 объемов камеры горения цилиндра.
На фиг.1 изображена конструкция предложенного цилиндра двигателя внутреннего сгорания для бензиномоторных пил.
Он имеет впускной канал 1 с впускным окном 2, продувочные каналы 3 с окнами 4 и выпускное окно 5 с каналом 6, камера сгорания 7, рабочая часть цилиндра 8. Газодинамические процессы в цилиндре двигателя осуществляются следующим образом. В начале горючая смесь (топливо+воздух) поступает из кривошипной камеры (картера двигателя) по боковым продувочным каналом 3 и через продувочные окна 4 входит в цилиндр, затем два боковых потока горючей смеси встречаются и поднимаются к головке цилиндра в камеру сгорания 7. Происходит наполнение цилиндра зарядом горючей смесью и вытеснение отработанных газов. В цилиндре двигателя при ходе поршня вверх от крайнего нижнего положения называемого нижней мертвой точкой (н.м.т.) закрывается выпускное окно 5, и в цилиндре начинается сжатие горючей смеси. При сжатии давление и температура горючей смеси возрастают, и в момент, когда поршень не доходит до крайнего верхнего положения, называемого верхней мертвой точкой (в.м.т.) подается искра на свечу зажигания, через некоторое время начинается процесс сгорания в камере 7, сопровождаемый резким нарастанием давления в цилиндре. При обратном движении поршня происходит рабочий ход - расширение продуктов сгорания. После открытия выпускного окна начинается выпуск продуктов сгорания. К моменту открытия продувочных окон давление в цилиндре значительно снижается и вскоре начинается процесс продувки цилиндра, во время которого большая часть продуктов сгорания вытесняется через выпускное окно и заменяется свежей горючей смесью (топливно-воздушной) из кривошипной камеры.
Большое значение на коэффициент полезного действия и мощность двигателя оказывает качество подготовки заряда горючей смеси (топливо-воздух).
На основании многочисленных экспериментальных данных авторами полезной модели было установлено оптимальное соотношение между объемом рабочей частью цилиндра 8 выше отсечки выпускного окна 5 и объемом камеры сгорания цилиндра 7. Это отношение указанных объемов равно 5.
При объеме рабочей части цилиндра выше отсечки выпускного окна менее 5,0 объемов камеры сгорания цилиндра происходит недожатие горючей смеси до требуемого уровня по давлению и температуре, в результате чего происходит неполное сгорание горючей смеси, снижающей мощность двигателя. При объеме рабочей части цилиндра выше отсечки выпускного окна более 5,0 объемов камеры сгорания цилиндра затрудняет запуск двигателя и требуется установка декомпрессионного клапана, устанавливаемого на многих моделях бензиномоторных пил (см. журнал «Husgvarna» 1998 г., c.9
представительство в Москве: 141400, г. Химки Московской обл., ул. Московская, 21). Установка декомпрессионного клапана в двигателе усложняет его конструкцию и надежность на минусовых температурах запуска двигателя (требуется дополнительный обогрев карбюратора двигателя).
Таким образом, при отношении объема рабочей части цилиндра выше отсечки выпускного окна, равного 5,0 объемам камеры сгорания цилиндра обеспечивается максимальная мощность двигателя и легкий его запуск на минусовых температурах.