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 продувочные, впускное 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.« Бензиномоторная пила МП-5 «Урал-2». Техническое описание и инструкция по эксплуатации, г.Пермь, 1977 г., стр.6), принятой авторами за прототип. Данная конструкция цилиндра, являясь, кроме своего основного назначения, главной деталью системы газообмена, не обеспечивает качественную подготовку заряда горючей смеси в кривошипной камере (картере) с точки зрения максимального наполнения ее горючей смесью. Это приводит к низким параметрам мощности двигателя..
Технической задачей настоящей полезной модели является устранение указанных недостатков и создание конструкции цилиндра, обеспечивающего максимальное наполнение кривошипной камеры новой порцией заряда на каждом полном цикле работы ДВС.
Техническое решение предлагаемой полезной модели состоит в том, что площадь впускного окна цилиндра со стороны рабочей полости цилиндра составляет 1,17 от площади впускного окна цилиндра со стороны карбюратора ДВС.
На фиг.1 изображена конструкция предложенного цилиндра двигателя внутреннего сгорания для бензиномоторных пил, на фиг.2- сечение А-А на фиг.1.
Он имеет впускное окно 1 со стороны карбюратора двигателя, впускное окно 2 со стороны рабочей полости цилиндра, впускной канал 3, связывающий впускное окно 1 и 2, продувочные каналы 4 с окнами 5 и два выпускных окна 6 с каналами 7, рабочая полость цилиндра 8.
Газодинамические процессы в цилиндре двигателя осуществляются следующим образом. В начале горючая смесь (топливо+воздух) поступает из кривошипной камеры (картера) по боковым продувочным каналом 4 и через продувочные окна 5 входит в цилиндр, затем два боковых потока горючей смеси встречаются и поднимаются к головке рабочей полости цилиндра 8. 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.) закрываются выпускные окна 6, 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, 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 степень наполнения кривошипной камеры новой порцией заряда на каждом полном цикле работы ДВС.
На основании многочисленных экспериментальных данных по газодинамическим продувкам кривошипной камеры ДВС бензиномоторных пил авторами полезной модели было установлено оптимальное соотношение между площадями впускных окон 1,2 цилиндра со стороны рабочей полости цилиндра 8 и карбюратора, связанных между собой впускным каналом 3. Это соотношение составляет 1,17.
При площади впускного окна цилиндра со стороны рабочей полости цилиндра менее 1,17 от площади впускного окна цилиндра со стороны карбюратора поток горючей смеси в впускном канале цилиндра поджат (недорасширен). В результате этого впускной канал цилиндра является гидравлическим сопротивлением для горючей смеси и не обеспечивается максимальное наполнение кривошипной камеры ДВС горючей смесью.
При площади впускного окна цилиндра со стороны рабочей полости цилиндра более 1,17 поток горючей смеси в впускном канале цилиндра перенасыщен. В результате этого происходит отрыв струи горючей смеси от стенок впускного канала. Возникают скачки уплотнения в впускном канале, что также приводит к гидравлическому сопротивлению и потерям горючей смеси в кривошипной камере ДВС.
При площади впускного окна со стороны рабочей полости цилиндра, равной 1,17 от площади впускного окна цилиндра со стороны карбюратора в любом сечении впускного канала полное давление горючей смеси, поступающей из карбюратора, постоянно. В результате этого отсутствуют потери горючей смеси на гидравлическое сопротивление (см. книгу Г.Н. Абрамовича «Прикладная газовая динамика»,изд. «Наука», Москва, 1969 г., стр.405) и обеспечивается максимальная степень наполнения кривошипной камеры новой порцией заряда на каждом полном цикле работы ДВС.