Цилиндр двухтактного ДВС с встречным способом организации продувки
TWO-STROKE ICE CYLINDER WITH COUNTER BLOWDOWN ARRANGEMENT METHOD

Область техники
Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для повышения экономичности и снижения токсичности двухтактных двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
Уровень техники
Известна петлевая двухканальная продувка двухтактного двигателя типа Шнюрле (См. Двухтактные карбюраторные ДВС. Москва. Маш-е. 1990 г. Авторы: В.М. Кондрашев, Ю.С. Григорьев и др. с. 130, рис. 4.17а), когда из двух каналов продувочный поток направляется в противоположную сторону от выпускного окна, поворачивает вверх по стенке цилиндра к головке, омывает головку и опускается к выпускному окну, совершая петлю.
Недостатки такой продувки: не обеспечивается необходимое качество газообмена в центре цилиндра - большое количество остаточных газов, большие утечки продуваемой топливной смеси в выхлопное окно.
Известна трехканальная петлевая продувка двухтактного двигателя (См. Двухтактные карбюраторные ДВС. Москва. Маш-е. 1990 г. Авторы: В.М. Кондрашев, Ю.С. Григорьев и др. с. 130-131, рис. 4.17б). При этом обеспечивается более полная продувка центра цилиндра из дополнительного канала напротив выпуска выхлопных газов и направленного под углом 35 градусов к вертикальной оси.
Недостатки такой продувки: периферийные зоны цилиндра недостаточно наполняются и остаются большие утечки продуваемой топливной смеси в выхлопное окно.
Известна шестиканальная петлевая продувка двухтактного двигателя (См. Двухтактные карбюраторные ДВС. Москва. Маш-е. 1990 г. Авторы: В.М. Кондрашев, Ю.С. Григорьев и др. с. 158, рис. 5.5.) Четыре основных продувочных канала направляют продувочные потоки в сторону, противоположную от выпускного окна, обеспечивают лучшую очистку от отработанных газов и наполнение объема цилиндра. Два дополнительных продувочных канала под углом 35 градусов к вертикальной оси цилиндра способствуют дополнительному поступлению рабочей смеси в цилиндр.
Недостатком такой шестиканальной петлевой продувки является продвижение плотных потоков продувки к выпускному окну и большая утечка топливной смеси в выпускной канал. В результате повышенный расход топлива в сравнении с аналогичными двухтактными ДВС.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является четырехканальная петлевая продувка топливно-воздушной смеси цилиндра двухтактного двигателя внутреннего сгорания с кривошипно-камерной продувкой (См. Двухтактные карбюраторные ДВС. Москва. Маш-е. 1990 г. Авторы: В.М. Кондрашев, Ю.С. Григорьев и др. с. 131, рис. 4.17в, 4.18), содержащая четыре канала, соединяющие кривошипную камеру с надпоршневым пространством цилиндра при положении поршня в нижней мертвой точке (н.м.т.) и направленные в сторону, противоположную от окна выпускного канала. Такая петлевая продувка обеспечивает широкие продувочные потоки по контуру цилиндра, меньшее их смешивание с отработанными газами и лучшее наполнение цилиндра топливной смесью.
Недостатком такой четырехканальной петлевой продувки является продвижение плотных потоков продувки к выпускному окну и большая утечка топливной смеси в выпускной канал. В результате высокий расход топлива в сравнении с четырехтактными ДВС.
Раскрытие изобретения
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение экономичности, улучшение эксплуатационных качеств двухтактного ДВС с кривошипно-камерной продувкой до уровня четырехтактных ДВС, заключающееся в обеспечении полного отсутствия выбросов потоков продувки топливной смеси в окно выпускного канала.
Для решения поставленной задачи разработан цилиндр двухтактного ДВС с встречным способом организации продувки, состоящий из продувочных каналов, соединяющих кривошипную камеру двигателя с надпоршневым пространством цилиндра при положении поршня в нижней мертвой точке (н.м.т.), причем как минимум два канала на выходе в цилиндр направлены в сторону над окном выпускного канала вверх к головке цилиндра и навстречу друг другу под углом от 0 до 50 градусов к вертикальной оси цилиндра в продольном к выпускному окну направлении, в тех же пределах к вертикальной оси цилиндра в поперечном направлении под углом от 50 до 100 градусов к горизонтальной продольной оси на виде сверху, и как минимум два канала на выходе в цилиндр направлены в сторону, противоположную от выпускного канала с поворотом вверх вдоль цилиндра под углом от 0 до 90 градусов к вертикальной оси цилиндра в продольном от выпускного окна направлении, в тех же пределах к вертикальной оси цилиндра в поперечном направлении под углом от 50 до 100 градусов к горизонтальной продольной оси на виде сверху.
Такие направления продувочных потоков обеспечивают встречу (соединение) потоков в верхней области цилиндра вверх в стороне над окном выпускного канала и в стороне, противоположной от окна выпускного канала в верхней области цилиндра, что даст отсутствие выбросов продувочной топливной смеси в окно выпускного канала, короткую и быструю продувку и наполнение цилиндра в сравнении с петлевой продувкой.
При этом как минимум один дополнительный канал на выходе в цилиндр со стороны, противоположной от выпускного окна, направлен в сторону центра головки цилиндра под углом от 20 до 50 градусов к вертикальной оси цилиндра в продольном к выпускному окну направлении. Это обеспечит более полное заполнение центра и верха цилиндра.
Выполнение высоты окон цилиндра продувочных каналов на уровне от 0,2 до 0,7 от высоты выпускного канала и расположение верхних кромок продувочных окон цилиндра на высоте ниже высоты верхней кромки окна выпускного канала на уровне от 0,3 до 0,8 высоты окна выпускного канала обеспечат эффект Каденаси - разряжение в цилиндре в конце выпуска до начала открытия продувочных окон вследствие инерции выброса отработанных газов (см. Двухтактные карбюраторные ДВС. Москва. Маш-е. 1990 г. Авторы: В.М. Кондрашев, Ю.С. Григорьев и др. с. 40, посл. абзац) и, соответственно, максимальную очистку цилиндров от отработанных газов благодаря короткой и быстрой встречной продувке при наполнении цилиндра топливно-воздушной смесью.
Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Перечень фигур
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:
Фиг. 1 - продольный разрез цилиндра двухтактного ДВС со встречной продувкой и наполнением;
Фиг. 2 - сечение по А-А на продольном виде цилиндра сверху;
Фиг. 3 - поперечный разрез (Б-Б) цилиндра двухтактного ДВС со встречной продувкой и наполнением;
Фиг. 4 - продольный разрез цилиндра двухтактного ДВС со встречной продувкой и наполнением и с дополнительным пятым продувочным каналом.
Осуществление изобретения
На фиг. 1-3 показаны разрезы и сечение цилиндра двухтактного ДВС с встречным способом организации продувки, состоящего из продувочных каналов, соединяющих кривошипную камеру двигателя с надпоршневым пространством цилиндра 1 при положении поршня в н.м.т., и как минимум два канала 2 на выходе в цилиндр направлены в сторону над окном выпускного канала 3 навстречу друг другу, соединяясь в один поток к верху цилиндра со стороны окна выпускного канала, и как минимум два канала 4 на выходе в цилиндр направлены в сторону, противоположную от окна выпускного канала 3, что обеспечивает встречное движение продувочных потоков, их соединение в верхе цилиндра в зоне головки цилиндра 5 и отсутствие выбросов продувочной топливной смеси в окно выпускного канала 3, короткую и быструю продувку и наполнение цилиндра в сравнении с петлевой продувкой.
Как минимум один дополнительный (пятый) продувочный канал 6 (фиг. 4) с выходом в цилиндр напротив окна выпускного канала 3 и направленный в сторону центра головки цилиндра 5 обеспечит более полное заполнение центра и верха цилиндра.