Двухтактный двигатель с поршнем обратного действия

Полезная модель относится к двухтактным двигателям, в частности к двухтактному двигателю - поршень которого использует растягивающие усилия, передаваемые на вал двигателя.
Известен двухтактный двигатель (патент РФ№59733), содержащий головку блока цилиндров, блок цилиндров, поршни, коленвал, согласно решения в головке блока цилиндров расположены впускные клапана, по одному на цилиндр, сечение впускного клапана (группы клапанов) равно сечению цилиндра, в блоке средний цилиндр большего диаметра выполняет роль компрессора, выхлопные окна расположены в цилиндре, на нижней части юбки поршня расположено компрессионное кольцо, предотвращающее попадание выхлопных газов в картер двигателя и перекос поршня.
Недостатком данного решения является его сложность и возможные потеря устойчивости, подверженность шатунов значительным знакопеременным нагрузкам.
Известен двигатель(патент РФ№2128778) внутреннего сгорания, содержащий камеру сгорания, образованную внутренней поверхностью цилиндра и днищами поршней, последние имеют не взаимовстречное движение, а разведены на некоторый угол (угол разбежки поршней), согласно решения, оптимальная величина его составляет 35-60°C и фиксируется путем зацепления одинаковых шестерен, неподвижно закрепленных на концах коленчатых валов, с центральной шестерней-маховиком, приспособленной для стартерного пуска двигателя и отбора мощности с ее вала.
Недостатком данного решения является его сложность и возможные потери устойчивости, подверженность шатунов значительным знакопеременным нагрузкам.
Технической задачей заявляемого решения является исключение потери устойчивости за счет использования растягивающих усилий, передаваемых от поршня к валу.
Указанный технический результат достигается тем, что предложен вухтактный двигатель с поршнем обратного действия содержащий: поршень, поршневой цилиндр, шатун, вал, шарнирное соединение поршня и шатуна, шарнирное соединение шатуна и вала, форсунку, впускной и выпускной клапаны отличающийся тем, что днище поршня и днище поршневого цилиндра расположены между шарнирным соединением поршня и шатуна и шарнирным соединением шатуна и вала, так что днище поршневого цилиндра расположено между днищем поршня и валом, при этом выпускной клапан размещен в днище поршневого цилиндра, а на валу размещен кулачок, открывающий выпускной клапан, впускной клапан выполнен внутри поршня, форсунка размещена в днище поршневого цилиндра, впускной клапан выполнен внутри поршня, форсунка размещена в днище цилиндра, на валу дополнительно размещен кулачок для перемещения штока форсунки, поршень со стороны противоположной днищу выполнен с дополнительным нагнетательным поршнем большего диаметра, размещенным в дополнительном цилиндре, в котором выполнен обратный атмосферный клапан.
Возможность достижения цели обеспечивается тем, что при расположении днища поршневого цилиндра и днища поршня между шарнирным соединением поршня и шатуна и шарнирным соединением шатуна и вала, так что днище поршневого цилиндра расположено между днищем поршня и валом - в процессе рабочего хода поршня на вал от поршня через шатун передается растягивающее усилие, при этом шатун, работающий в тянущем режиме не теряет устойчивость при перемене усилия, отсутствие потери устойчивости позволяет выполнять шатуны в более облегченном варианте, чем при работе на сжатие.
На фиг. 1 представлена общая схема двухтактного двигателя с поршнем обратного действия. Двухтактный двигатель содержит: поршень - 1, поршневой цилиндр 2, шатун 3, вал 4, шарнирное соединение поршня и шатуна 5, шарнирное соединение шатуна и вала 6, форсунку 7, впускной 8 и выпускной 9 клапаны, при этом днище поршня 10 и днище поршневого цилиндра 11 расположены между шарнирным соединением поршня и шатуна 5 и шарнирным соединением шатуна и вала 6, так что днище поршневого цилиндра 11 расположено между днищем поршня 10 и валом 4, при этом выпускной клапан размещен в днище поршневого цилиндра 2, а на валу размещен кулачок 12, открывающий выпускной клапан, впускной клапан выполнен внутри поршня, форсунка 7 размещена в днище поршневого цилиндра 2, на валу 4 дополнительно размещен кулачок 13 для перемещения штока форсунки 7, поршень со стороны противоположной днищу выполнен с дополнительным нагнетательным поршнем большего диаметра 14, размещенным в дополнительном нагнетательном поршневом цилиндре 15, в котором выполнен обратный атмосферный клапан 16.
Устройство работает следующим образом: при вращении вала шатун перемещает поршень к днищу поршневого цилиндра, сжимая и нагревая при этом воздух, находящийся между поршнем и поршневым цилиндром, кулачок управления форсункой нажимает на шток форсунки и топливо подается в нагретый воздух, где происходит воспламенение топливно-воздушной смеси, ее расширение и поршень совершает рабочий ход, при этом поршень давит на нагнетательный поршень, сжимая воздух, находящийся между нагнетательным поршнем и дополнительным нагнетательным поршневым цилиндром. В конце расширения кулачок открывает выпускной клапан и отработанные газы выходят наружу, давление внутри поршневого цилиндра падает, открывается впускной клапан и производится продувка и наполнение воздухом поршневого цилиндра. При дальнейшем вращении вала выпускной клапан закрывается поршень сжимает воздух и цикл работы повторяется. В момент, когда давление в дополнительном нагнетательном цилиндре падает, в нем открывается атмосферный клапан и в дополнительный нагнетательный цилиндр поступает новая порция воздуха.
Таким образом, решается технической задача исключение потери устойчивости за счет использования растягивающих усилий, передаваемых от поршня к валу.