RU2246013C2 - Two-stroke internal combustion engine - Google Patents
Two-stroke internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2246013C2 RU2246013C2 RU2002131797/06A RU2002131797A RU2246013C2 RU 2246013 C2 RU2246013 C2 RU 2246013C2 RU 2002131797/06 A RU2002131797/06 A RU 2002131797/06A RU 2002131797 A RU2002131797 A RU 2002131797A RU 2246013 C2 RU2246013 C2 RU 2246013C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- purge
- air
- window
- channel
- piston
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Рассматриваемое изобретение относится к двухтактному двигателю внутреннего сгорания с продувкой картера двигателя, имеющему, по меньшей мере, один цилиндр и один воздушный канал, расположенный между воздухозаборником и верхней частью, по меньшей мере, двух продувочных каналов с продувочными окнами, расположенными близко от выхлопного отверстия цилиндра, и, по меньшей мере, одно направленное в сторону впуска продувочное окно, которое расположено близко от впускного отверстия цилиндра и подача в которое осуществляется с помощью, по меньшей мере, одного продувочного канала или тому подобного, и воздушный канал и продувочные каналы имеют такую конструкцию, что в продувочные каналы может быть подано и удержано так много воздуха, что во время последующего процесса продувки из них не будет выходить по существу ничего кроме воздуха. Таким образом, происходит приток свежего воздуха в продувочные каналы, расположенные наиболее близко от отверстия для выхлопных газов, и свежий воздух предназначен для того, чтобы служить в качестве буфера для воздушно-топливной смеси, подаваемой ближе к впускному отверстию, по отношению к отверстию для выхлопных газов. Тем самым уменьшается расход топлива и выбросы с выхлопными газами. Двигатель прежде всего предназначен для ручного инструмента.The present invention relates to a two-stroke internal combustion engine with a crankcase blower having at least one cylinder and one air channel located between the air intake and the upper part of at least two purge channels with purge windows located close to the exhaust port of the cylinder , and at least one purge window directed toward the inlet, which is located close to the inlet of the cylinder and which is supplied with at least it least one scavenging duct or similar, and the air passage and the scavenging ducts have such a structure that a purge channels may be lodged and retained so much air that during the subsequent process of purging of them will not go essentially nothing but air. Thus, fresh air is introduced into the purge ducts closest to the exhaust opening, and fresh air is intended to serve as a buffer for the air-fuel mixture supplied closer to the inlet, with respect to the exhaust outlet gases. This reduces fuel consumption and exhaust emissions. The engine is primarily intended for hand tools.
Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Известны двигатели внутреннего сгорания, предусмотренные с подачей дополнительного воздуха в продувочные каналы. Они позволяют уменьшить расход топлива и выделение продуктов сгорания с выхлопными газами, но в таком двигателе трудно регулировать отношение количества воздуха к количеству топлива. Кроме того, значительное уменьшение выделений с выхлопными газами может быть затруднено.Known internal combustion engines provided with the supply of additional air to the purge channels. They allow you to reduce fuel consumption and the emission of combustion products with exhaust gases, but in such an engine it is difficult to regulate the ratio of air to fuel. In addition, a significant reduction in emissions with exhaust gases may be difficult.
В недавно опубликованном докладе Общества автотракторных инженеров со ссылочным номером 2000-01-9000 описан двигатель с конструкцией, подобной описанной вначале. С помощью обратных клапанов, так называемых Reed-клапанов (пластинчатых клапанов), в два продувочных канала, расположенных ближе всего к выхлопному отверстию, подается так много воздуха, что его достаточно для всего процесса продувки. Один или более продувочных каналов с окнами, расположенными близко к стороне впуска, будут вместо этого обеспечивать продувку воздушно-топливной смесью в то время, как другие окна будут обеспечивать продувку воздухом. Следует указать на то, что эта продувка происходит параллельно, то есть начинается одновременно и продолжается в течение всего процесса продувки. Данный принцип описан как послойная продувка в пространстве. Расход топлива и выбросы с отработавшими газами будут значительно уменьшены по сравнению с обычным двухтактным двигателем. Однако в то же время следует отметить, что будут иметь место потери воздушно-топливной смеси через отверстие для выхлопных газов в конце процесса продувки в течение времени поворота кривошипа на последние 40-50 градусов перед закрытием отверстия для выхлопных газов. Очевидно, что эта потеря является нежелательной. Кроме того, обратные клапаны используются для подачи в продувочные каналы, расположенные близко к отверстию для выхлопных газов, известным образом. Сужение поперечного сечения потока в обратных клапанах затрудняет заполнение каналов воздухом. Однако клапаны этого типа, обычно называемые Reed-клапанами, имеют ряд других недостатков. Они часто имеют склонность входить в резонансные колебания, и при высоких числах оборотов, которых могут достигать многие двухтактные двигатели, в работе эти клапанов могут возникнуть трудности. Кроме того, это приводит к дополнительным затратам и росту числа компонентов двигателя.A recent report by the Society of Automotive Engineers with the reference number 2000-01-9000 describes an engine with a design similar to that described at the beginning. With the help of check valves, the so-called Reed valves (plate valves), so much air is supplied into the two purge channels closest to the exhaust outlet that it is enough for the entire purge process. One or more purge channels with windows close to the inlet side will instead provide an air-fuel mixture purge while other windows will provide air purge. It should be noted that this purge occurs in parallel, that is, it starts simultaneously and continues throughout the entire purge process. This principle is described as layered blowing in space. Fuel consumption and exhaust emissions will be significantly reduced compared to a conventional two-stroke engine. However, at the same time, it should be noted that there will be a loss of the air-fuel mixture through the exhaust outlet at the end of the purge process during the crank rotation by the last 40-50 degrees before closing the exhaust opening. Obviously, this loss is undesirable. In addition, check valves are used to supply purge channels located close to the exhaust opening in a known manner. The narrowing of the cross section of the flow in the check valves makes it difficult to fill the channels with air. However, valves of this type, commonly called reed valves, have a number of other disadvantages. They often have a tendency to enter resonant vibrations, and at high speeds that many two-stroke engines can achieve, these valves can be difficult to operate. In addition, this leads to additional costs and an increase in the number of engine components.
В международной заявке на патент WO 98/57053 показаны несколько отличающихся вариантов осуществления двигателя, в которых воздух подается в продувочные каналы через L-образные или Т-образные углубления в поршне. Таким образом, обратные клапаны отсутствуют. Воздух подается во все продувочные каналы и служит в качестве буфера по отношению к расположенной ниже воздушно-топливной смеси. Таким образом, происходит чередование продувки во времени, а не в пространстве, в отличие от двигателя, упомянутого выше. Во всех вариантах осуществления углубление в поршне имеет очень ограниченную высоту в месте его соединения с соответствующим продувочным каналом, при этом указанная высота по существу равна высоте реального продувочного канала. Результатом реализации данного варианта осуществления является то, что канал для подачи воздуха через поршень к продувочному окну открывается значительно позднее по сравнению с каналом для подачи воздушно-топливной смеси в картер двигателя, открываемым с помощью поршня. Таким образом, период подачи воздуха значительно короче периода подачи воздушно-топливной смеси, при этом данный период можно определить с помощью угла или времени поворота кривошипа. Это может создать сложности при регулировании отношения общего количества воздуха к количеству топлива в двигателе. Это также означает, что количество воздуха, которое может быть добавлено в каждый продувочный канал, существенно уменьшено, поскольку разрежение, вызывающее это добавление, значительно уменьшается вследствие того, что впускное отверстие уже было открыто в течение определенного периода времени до открытия канала для подачи воздуха. Это означает, что как период подачи воздуха, так и движущая сила, вызывающая подачу воздуха, малы. Кроме того, сопротивление потоку в L-образных и Т-образных каналах, подобных показанным, довольно высокое, частично вследствие того, что поперечное сечение канала мало в зоне рядом с продувочным окном, и частично вследствие резкого изменения направления потока, обусловленного L-образной или Т-образной формой. Когда воздух поступает в продувочное окно, тотчас же направление его потока принудительно изменяется резко в сторону от поперечного направления цилиндра так, что вместо поперечного направления воздух будет проходить по продувочному каналу наружу и затем вниз, то есть по двум кривым под углом 90° последовательно при быстром изменении направления. Это обусловлено тем, что продувочные каналы двигателя проходят в радиальном направлении по отношению к цилиндру. Все это способствует увеличению сопротивления потоку и уменьшению количества воздуха, которое может быть добавлено в продувочные каналы, что уменьшает возможности снижения расхода топлива и выбросов с выхлопными газами за счет использования этой конструкции.International patent application WO 98/57053 shows several different embodiments of the engine in which air is supplied to the purge channels through L-shaped or T-shaped recesses in the piston. Thus, check valves are absent. Air is supplied to all purge ducts and serves as a buffer with respect to the air-fuel mixture below. Thus, the purge alternates in time rather than in space, in contrast to the engine mentioned above. In all embodiments, the implementation of the recess in the piston has a very limited height at its junction with the corresponding purge channel, while the specified height is essentially equal to the height of the actual purge channel. The result of the implementation of this embodiment is that the channel for supplying air through the piston to the purge window opens much later in comparison with the channel for supplying the air-fuel mixture to the crankcase opened by the piston. Thus, the air supply period is much shorter than the air-fuel mixture supply period, and this period can be determined using the angle or time of rotation of the crank. This can make it difficult to adjust the ratio of total air to fuel in the engine. This also means that the amount of air that can be added to each purge channel is significantly reduced, since the vacuum causing this addition is significantly reduced due to the fact that the inlet has already been opened for a certain period of time before the air channel opens. This means that both the air supply period and the driving force causing the air supply are small. In addition, the flow resistance in the L-shaped and T-shaped channels similar to those shown is quite high, partly due to the fact that the cross-section of the channel is small in the area near the purge window, and partly due to a sharp change in flow direction due to the L-shaped or T-shaped. When air enters the purge window, immediately the direction of its flow is forcibly changed sharply to the side from the transverse direction of the cylinder so that instead of the transverse direction the air will pass through the purge channel out and then down, that is, in two curves at an angle of 90 ° in series with change of direction. This is because the purge channels of the engine extend radially with respect to the cylinder. All this contributes to an increase in flow resistance and a decrease in the amount of air that can be added to the purge channels, which reduces the possibility of reducing fuel consumption and exhaust emissions through the use of this design.
Задача изобретенияObject of the invention
Задача рассматриваемого изобретения заключается в значительном снижении остроты вышеуказанных проблем и в достижении преимуществ во многих отношениях.The objective of the invention is to significantly reduce the severity of the above problems and to achieve benefits in many ways.
Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention
Вышеупомянутая задача решается с помощью двухтактного двигателя внутреннего сгорания согласно изобретению, имеющего отличительные признаки, указанные в приложенной формуле изобретения.The aforementioned problem is solved by a two-stroke internal combustion engine according to the invention having the distinguishing features indicated in the attached claims.
Таким образом, двигатель внутреннего сгорания согласно изобретению является двухтактным двигателем внутреннего сгорания с продувкой картера двигателя, имеющим, по меньшей мере, один цилиндр и, по меньшей мере, один воздушный канал, расположенный между воздухозаборником и верхней частью, по меньшей мере, двух продувочных каналов с направленными в сторону выпуска продувочными окнами, расположенными близко от выхлопного отверстия цилиндра, и, по меньшей мере, одно направленное в сторону впуска продувочное окно, расположенное близко от впускного отверстия цилиндра, и подача в это окно осуществляется с помощью, по меньшей мере, одного продувочного канала или тому подобного, и воздушный канал и продувочные каналы имеют такую конструкцию, что в продувочные каналы может быть подано и удержано так много воздуха, что во время последующего процесса продувки из них не будет выходить по существу ничего кроме воздуха, в котором воздушный канал проходит от воздухозаборника, предусмотренного с ограничительным клапаном, управление которым осуществляется путем, по меньшей мере, одного параметра двигателя, например, посредством управления дроссельной заслонкой карбюратора, и направленное в сторону впуска продувочное (-ые) окно расположено (-ы) таким образом, что оно/они обеспечивает (-ют) начало продувки воздушно-топливной смесью позднее, чем направленные в сторону выпуска продувочные окна начинают продувку воздухом.Thus, the internal combustion engine according to the invention is a two-stroke internal combustion engine with a crankcase blower having at least one cylinder and at least one air channel located between the air intake and the upper part of at least two purge channels with purge windows directed toward the outlet located close to the exhaust port of the cylinder, and at least one purge window directed toward the inlet close to the inlet a cylinder bore, and this window is supplied with at least one purge channel or the like, and the air channel and the purge channels are so designed that so much air can be supplied and held in that during the subsequent purge process, essentially nothing will come out of them except the air in which the air duct extends from the air intake provided with the restriction valve, which is controlled by at least one engine parameter, for example, by controlling the carburetor throttle, and the purge window (s) directed towards the intake side is located (s) so that it (they) provide the start of purging with the air-fuel mixture later than directed to the side of the outlet, the purge windows begin to purge with air.
Каждое направленное в сторону впуска продувочное окно имеет верхний край, который расположен ниже в аксиальном направлении, то есть ближе к картеру двигателя, чем соответствующий верхний край других продувочных окон.Each purge window directed toward the inlet has an upper edge that is axially lower, i.e. closer to the engine crankcase, than the corresponding upper edge of the other purge windows.
Кроме того, верхняя часть каждого продувочного канала с направленным в сторону впуска продувочным окном соединена с воздухозаборником, но имеет такую конструкцию, что в нее/них будет подано такое адаптированное количество воздуха, что это количество во время последующего процесса продувки закончится до того, как закончится количество воздуха в направленных в сторону выпуска продувочных окнах, так что направленное в сторону впуска продувочное окно (-а) обеспечивает (-ют) начало продувки воздушно-топливной смесью во время процесса продувки.In addition, the upper part of each purge channel with the purge window facing the inlet is connected to the air intake, but has such a design that such an adapted amount of air will be supplied to it / them that this quantity will end before the purge process is completed before the amount of air in the purge windows directed towards the outlet, so that the purge window (s) directed towards the inlet (s) provides the start of the purge with the air-fuel mixture during the purge process and.
Воздухозаборник посредством, по меньшей мере, одного соединительного канала соединен с, по меньшей мере, с одним соединительным отверстием в стенке цилиндра двигателя, которое расположено таким образом, что оно при нахождении поршня в верхней мертвой точке соединяется с углублениями, имеющимися в поршне, при этом данные углубления ведут к ряду продувочных каналов через направленные в сторону выпуска продувочные окна.The air intake through at least one connecting channel is connected to at least one connecting hole in the wall of the engine cylinder, which is arranged so that when the piston is at top dead center it is connected to the recesses in the piston, these recesses lead to a series of purge channels through purge windows directed towards the outlet.
Углубления также ведут к ряду продувочных каналов через направленные в сторону впуска продувочные окна.The recesses also lead to a series of purge channels through the purge windows directed toward the inlet.
В двигателе согласно изобретению в случае, когда поршень расположен в своей верхней мертвой точке, расстояние в аксиальном направлении между верхним краем каждого углубления в поршне и нижним краем каждого направленного в сторону впуска продувочного окна меньше соответствующего расстояния для каждого направленного в сторону выпуска продувочного окна, так что каждое направленное в сторону впуска продувочное окно будет соединяться с воздухозаборником позднее, когда поршень перемещается вверх в направлении его верхней мертвой точки.In the engine according to the invention, in the case where the piston is located at its top dead center, the distance in the axial direction between the upper edge of each depression in the piston and the lower edge of each inlet side of the purge window is less than the corresponding distance for each purge window directed towards the outlet, so that each purge port directed toward the inlet will be connected to the air intake later when the piston moves up in the direction of its top dead center.
По меньшей мере, одно направленное в сторону впуска продувочное окно с продувочным каналом выполнено в виде углубления в стенке цилиндра, при этом данное углубление во время процесса продувки взаимодействует с отверстием в поршне, так что продувочные газы будут проходить мимо поршня через данное отверстие и углубление.At least one purge window with a purge channel directed towards the inlet is made in the form of a recess in the cylinder wall, while this recess interacts with the hole in the piston during the purge process, so that the purge gases pass through the piston through the hole and the recess.
Причем, когда поршень находится в своей верхней мертвой точке, он перекрывает все углубление, так что воздух не может просачиваться из углубления.Moreover, when the piston is at its top dead center, it covers the entire recess, so that air cannot leak out of the recess.
Соединительное отверстие цилиндра и каждое направленное в сторону выпуска продувочное окно смещены в сторону друг относительно друга вдоль периферии стенки цилиндра, и направленные в сторону выпуска продувочные окна проходят по существу в поперечном направлении цилиндра от каждого продувочного окна.The connecting hole of the cylinder and each purge portion directed toward the outlet are offset relative to each other along the periphery of the cylinder wall, and the purge portions directed toward the outlet extend substantially in the transverse direction of the cylinder from each purge window.
Каждое соединительное ответвление, которое ведет к каждому соответствующему соединительному отверстию, направлено в поперечном направлении цилиндра или немного вверх от него.Each connecting branch that leads to each corresponding connecting hole is directed in the transverse direction of the cylinder or slightly upward from it.
Углубление в поршне, которое стыкуется с соответствующим направленным в сторону выпуска продувочным окном, расположено так, что подача воздуха происходит в течение периода по существу равной или большей длительности, рассчитанного в виде угла поворота кривошипа или периода времени относительно впуска.The recess in the piston, which fits into the corresponding purge window directed towards the outlet, is positioned so that air is supplied for a period of substantially equal or greater duration, calculated as the angle of rotation of the crank or the period of time relative to the inlet.
Период подачи воздуха составляет более 90% от периода впуска, но менее 100% периода впуска.The air supply period is more than 90% of the intake period, but less than 100% of the intake period.
Углубление в поршне, которое стыкуется с соответствующим направленным в сторону выпуска продувочным окном, локально у этого окна имеет высоту в аксиальном направлении, которая более чем в 1,5 раза превышает высоту каждого продувочного окна, предпочтительно более чем в 2 раза превышает высоту продувочного окна.The recess in the piston, which fits into the corresponding purge window directed towards the outlet, locally at this window has an axial height that is more than 1.5 times the height of each purge window, preferably more than 2 times the height of the purge window.
Верхний край каждого соединительного отверстия расположен так же высоко, как и нижний край каждого направленного в сторону выпуска продувочного окна, или выше, чем нижний край каждого направленного в сторону выпуска продувочного окна, в аксиальном направлении цилиндра.The upper edge of each connecting hole is located as high as the lower edge of each purge window directed toward the outlet, or higher than the lower edge of each purge window directed towards the outlet, in the axial direction of the cylinder.
По меньшей мере, один канал, предусмотренный с обратным клапаном, проходит от воздухозаборника к верхней части ряда продувочных каналов.At least one channel provided with a non-return valve extends from the air intake to the top of a series of purge channels.
В варианте выполнения двигателя, по меньшей мере, один канал, предусмотренный с обратным клапаном, проходит от воздухозаборника к верхней части, по меньшей мере, одного продувочного канала с направленным в сторону впуска продувочным окном, и этот обратный клапан приспособлен для подачи более ограниченного воздушного потока по сравнению с обратными клапанами, принадлежащими продувочным каналам, расположенным рядом с выхлопным отверстием цилиндра.In an embodiment of the engine, at least one channel provided with a check valve extends from the air intake to the top of at least one purge channel with a purge window facing the inlet side, and this check valve is adapted to supply a more limited air flow compared to non-return valves belonging to the purge ducts located adjacent to the cylinder exhaust port.
Как указывалось выше, поскольку направленные в сторону впуска продувочные окна обеспечивают начало продувки воздушно-топливной смесью позже, чем посредством направленных в сторону выпуска продувочных окон начинается продувка воздухом, у воздушно-топливной смеси будет меньше времени для того, чтобы достичь выхлопного отверстия. Тем самым можно уменьшить потери воздушно-топливной смеси через выхлопное отверстие. Это может быть осуществлено за счет того, что продувочные каналы, имеющие направленные в сторону впуска продувочные окна, частично заполнены воздухом или выхлопными газами перед началом процесса продувки. Тем самым сначала будет проходить этот газ, что вызовет задержку прохода воздушно-топливной смеси при продувке. Кроме того, направленные в сторону впуска продувочные окна могут также быть расположены таким образом, что их соответствующий верхний край будет расположен ниже в аксиальном направлении по сравнению с соответствующим краем других продувочных окон. Вследствие того, что, по меньшей мере, одно соединительное отверстие в стенке цилиндра двигателя расположено таким образом, что оно в тот момент, когда поршень находится в верхней мертвой точке, оказывается соединенным с путями потока, имеющимися в поршне, подача свежего воздуха в верхнюю часть продувочных каналов может быть осуществлена совсем без обратных клапанов. Это может быть выполнено, поскольку в зонах у верхней мертвой точки или рядом с верхней мертвой точкой существует разрежение в продувочном канале по отношению к окружающему воздуху. Следовательно, тем самым может быть осуществлен проход воздуха через каналы в поршне без каких-либо обратных клапанов, что является большим преимуществом. Поскольку подача воздуха происходит в течение очень длительного периода времени, может быть добавлено значительное количество воздуха, так что может быть достигнута очень приемлемая степень снижения выбросов с выхлопными газами. Управление осуществляют с помощью ограничительного клапана в воздухозаборнике, при этом данным клапаном управляют с помощью, по меньшей мере, одного параметра двигателя. Такая конструкция органов управления является значительно менее сложной конструкцией по сравнению с регулируемым впуском. Воздухозаборник предпочтительно имеет два соединительных канала, которые в одном варианте осуществления расположены таким образом, что поршень перекрывает их в своей нижней мертвой точке. Управление ограничительным клапаном предпочтительно можно осуществлять с помощью дросселирования двигателя или частоты оборотов, по отдельности или в сочетании с другим параметром двигателя.As mentioned above, since the purge windows directed towards the inlet provide a start for purging with the air-fuel mixture later than the air purge starts by blowing out towards the exhaust side, the air-fuel mixture will have less time in order to reach the exhaust outlet. In this way, losses of the air-fuel mixture through the exhaust opening can be reduced. This can be done due to the fact that the purge channels having purge ports directed towards the inlet are partially filled with air or exhaust gases before starting the purge process. Thus, this gas will first pass, which will delay the passage of the air-fuel mixture during purging. In addition, the purge windows directed toward the inlet can also be arranged so that their corresponding upper edge is axially lower than the corresponding edge of the other purge windows. Due to the fact that at least one connecting hole in the wall of the engine cylinder is positioned so that when the piston is at top dead center, it is connected to the flow paths available in the piston, fresh air is supplied to the upper part purge channels can be carried out completely without check valves. This can be done because in areas near top dead center or near top dead center there is a vacuum in the purge channel with respect to the surrounding air. Therefore, in this way, air can pass through the channels in the piston without any check valves, which is a great advantage. Since air is supplied over a very long period of time, a significant amount of air can be added so that a very acceptable degree of reduction in exhaust emissions can be achieved. The control is carried out using a restriction valve in the air intake, while this valve is controlled using at least one engine parameter. This design of controls is a significantly less complex design compared to the adjustable inlet. The air intake preferably has two connecting channels, which in one embodiment are arranged so that the piston overlaps them at its bottom dead center. The control of the restriction valve can preferably be accomplished by throttling the engine or speed, individually or in combination with another engine parameter.
Приведенные выше и другие отличительные признаки и преимущества станут более очевидными из нижеприведенного подробного описания различных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на приложенные фигуры чертежей.The above and other features and advantages will become more apparent from the following detailed description of various embodiments of the invention with reference to the attached drawings.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Ниже изобретение будет описано более подробно посредством различных вариантов его осуществления со ссылкой на сопровождающие фигуры чертежей. Что касается элементов, которые симметрично расположены в двигателе, то элементу, расположенному с одной стороны, было дано числовое обозначение, в то время как элементу, расположенному с противоположной стороны, было дано то же самое обозначение, но с символом ‘. На чертежах элементы с символом ‘ расположены над плоскостью бумаги и, следовательно, не видны.Below the invention will be described in more detail by means of various variants of its implementation with reference to the accompanying figures of the drawings. As for the elements that are symmetrically located in the engine, the element located on one side was given a numerical designation, while the element located on the opposite side was given the same designation, but with the symbol ‘. In the drawings, elements with the symbol ‘are located above the paper plane and are therefore not visible.
Фиг.1 показывает вид сбоку двигателя согласно изобретению. Цилиндр показан в поперечном сечении, как и части поршня, который показан в верхней мертвой точке. Продувочные каналы полностью или частично заполнены воздухом.1 shows a side view of an engine according to the invention. The cylinder is shown in cross section, as are the parts of the piston, which is shown at top dead center. The purge channels are fully or partially filled with air.
Фиг.2 показывает второй вариант осуществления изобретения, имеющий открытые продувочные каналы. Фиг.2-5 представляют собой подробные изображения, увеличенные по сравнению с фиг.1.Figure 2 shows a second embodiment of the invention having open purge channels. Figure 2-5 are detailed images enlarged compared to figure 1.
Фиг.3 показывает третий вариант осуществления изобретения, имеющий направленные в сторону впуска продувочные каналы, выполненные в виде углублений в стенке цилиндра, взаимодействующих с углублениями в поршне. Продувочные каналы заполнены воздухом.Figure 3 shows a third embodiment of the invention having purge channels directed towards the inlet, made in the form of recesses in the cylinder wall, interacting with recesses in the piston. The purge channels are filled with air.
Фиг.4 показывает продувочный канал такого же типа, что и на фиг.3, но в данном случае воздух в канал не подан.Fig. 4 shows a purge duct of the same type as in Fig. 3, but in this case no air is supplied to the duct.
Фиг.5 показывает продувочный канал такого типа, какой используется как единственный продувочный канал, и поэтому он расположен прямо над впускным каналом двигателя.5 shows a purge channel of the type used as the sole purge channel, and therefore is located directly above the engine inlet.
Описание вариантов осуществленияDescription of Embodiments
На фиг.1 ссылочный номер 1 обозначает двигатель внутреннего сгорания согласно изобретению. Он представляет собой двигатель двухтактного типа и имеет продувочные каналы 3, 3’. Канал 3’ не виден, поскольку он расположен над плоскостью бумаги. Двигатель имеет цилиндр 15 и картер 16 двигателя, поршень 13 с шатуном 17 и кривошипно-шатунным механизмом 18. Кроме того, двигатель имеет впускной канал 22 с впускным отверстием 33 и промежуточную часть 24, соединенную с впускным каналом, при этом данная часть, в свою очередь, соединена с карбюратором 25 с дроссельной заслонкой 26. Топливо 37 подают через карбюратор. Обычно карбюратор соединен с входным глушителем с помощью фильтра. Это не показано для обеспечения ясности изображения. То же самое относится к выхлопному отверстию и глушителю двигателя. Эти элементы являются традиционными во всех отношениях. Каналы 3, 3’ для перемещения имеют направленные в сторону выпуска окна 9, 9’ в стенке 12 цилиндра двигателя, расположенные близко от выхлопного отверстия 19 цилиндра. Двигатель имеет камеру 32 сгорания со свечой зажигания, которая не показана. Все это является обычным и поэтому не будет описано более подробно.1, reference numeral 1 denotes an internal combustion engine according to the invention. It is a two-stroke type engine and has purge channels 3, 3 ’. Channel 3’s is not visible because it is located above the paper plane. The engine has a
Отличительным признаком является то, что воздухозаборник 2, предусмотренный с ограничительным клапаном 4, расположен таким образом, что свежий воздух может быть подан в цилиндр. Воздухозаборник 2 имеет соединительный канал 6, ведущий к цилиндру, который выполнен с наружным соединительным отверстием 7. Под соединительным отверстием с данного места описания понимается соединительное отверстие на внутренней стороне цилиндра, в то время как отверстие цилиндра на наружной стороне цилиндра называется наружным соединительным отверстием. Воздухозаборник 2 соответствующим образом соединен с входным глушителем с помощью фильтра, так что обеспечивается всасывание очищенного свежего воздуха. Если требования ниже, естественно, необходимость в этом будет отсутствовать. Входной глушитель не показан для ясности.A distinctive feature is that the air intake 2 provided with the restriction valve 4 is arranged so that fresh air can be supplied to the cylinder. The air inlet 2 has a connecting channel 6 leading to a cylinder which is provided with an external connecting hole 7. By a connecting hole from this place of description is meant a connecting hole on the inside of the cylinder, while a cylinder hole on the outside of the cylinder is called an external connecting hole. The air intake 2 is suitably connected to the inlet silencer by means of a filter, so that purified fresh air is drawn in. If the requirements are lower, of course, there will be no need for this. The front silencer is not shown for clarity.
Таким образом, соединительный канал 6 соединен с наружным соединительным отверстием 7. Это является преимуществом. У или после этого отверстия канал разделяется на два ответвления 11, 11’, каждое из которых ведет к соответствующему соединительному отверстию 8, 8’. Эти элементы расположены симметрично, и элементы с символом ‘, как указано выше, расположены над плоскостью бумаги. Таким образом, наружное соединительное отверстие расположено ниже впускного канала 22, что обеспечивает ряд преимуществ, таких как более низкая температура воздуха и лучшее использование пространства для ручного инструмента.Thus, the connecting channel 6 is connected to the outer connecting hole 7. This is an advantage. At or after this opening, the channel is divided into two branches 11, 11 ’, each of which leads to a corresponding connecting
Однако наружное соединительное отверстие 7 может также быть расположено над впускным каналом 22, который в этом случае направлен более горизонтально. Можно использовать два соединительных отверстия 7, 7’, где бы они ни были расположены. Таким образом, они могут также быть расположены с каждой стороны впускного канала 22. Следовательно, впускной канал для воздуха проходит посредством, по меньшей мере, одного соединительного канала 6, 6’ до, по меньшей мере, одного соединительного отверстия 8, 8’.However, the outer connecting hole 7 may also be located above the
Углубления 10, 10’ в поршне, формирующие пути потока, расположены в поршне таким образом, что они при нахождении поршня в верхней мертвой точке обеспечивают соединение соответствующего соединительного отверстия 8, 8’ с верхней частью каналов 3, 3’ для перемещения, имеющих направленные в сторону выпуска продувочные окна 9, 9’. Углубления 10, 10’ образованы локальными углублениями в поршне. Поршень изготовлен простым образом, обычно отлит, с этими локальными углублениями.The
Пути потока также соединяют продувочные каналы 5, 5’ с направленными в сторону впуска продувочными окнами 14, 14’ соответственно с каждым соединительным отверстием 8, 8’. На фигуре схематично показано, как различные продувочные каналы были заполнены перед началом процесса продувки. Воздушно-топливная смесь, имеющаяся в картере двигателя, обозначена ссылочным номером 29. Следует отметить, что воздушно-топливная смесь 29 доходит приблизительно до половины продувочного канала 5. Над ней находится воздух, который поступил из воздухозаборника 2. С другой стороны, весь продувочный канал 3 заполнен воздухом. Это необходимо для того, чтобы из направленного в сторону выпуска продувочного окна 9 и соответствующего ему окна 9’ во время продувки не выходило ничего кроме воздуха, который служит в качестве буфера по отношению к выхлопному отверстию 19. С другой стороны, из направленных в сторону впуска продувочных окон 14, 14’ сначала должен подаваться воздух, а затем воздушно-топливная смесь 29. Тем самым имеет место задержка ввода воздушно-топливной смеси, что позволяет уменьшить потери при продувке. Как очевидно из фигуры, верхний край направленного в сторону впуска продувочного окна 14, 14’ также расположен ниже в аксиальном направлении, то есть ближе к картеру двигателя, чем соответствующий верхний край других продувочных окон 9, 9’. Это может способствовать задержке процесса продувки в направленном в сторону впуска продувочном окне. В этом случае также будет иметь место задержка продувки воздухом, что, в свою очередь, вызывает задержку продувки воздушно-топливной смесью 29. Это явление зависит в основном от того, насколько высоко верхний край направленного в сторону впуска продувочного окна расположен относительно, с одной стороны, направленных в сторону выпуска продувочных окон и, с другой стороны, выхлопного отверстия. Когда поршень при своем опускании начинает открывать выхлопное отверстие, давление в камере сгорания над поршнем будет быстро падать, при этом одновременно давление в картере 16 двигателя под поршнем будет медленно возрастать. Когда поршень начинает открывать направленные в сторону выпуска продувочные окна 9, 9’, будет возникать поток через каждое окно, который приводит к уменьшению перепада давлений между камерой сгорания и картером двигателя. Поскольку поршень смещается вниз быстро, обычно часто сначала будет иметь место небольшой приток выхлопных газов в окно, после чего будет происходить истечение выхлопных газов и воздуха через окно в обратном направлении. За счет размещения верхнего края, направленного в сторону впуска продувочного окна, значительно ниже верхнего края, направленного в сторону выпуска продувочного окна, обеспечивают то, что продувка через это окно будет начинаться уже до того, как за счет движения поршня начнет открываться направленное в сторону впуска продувочное окно. Важно, чтобы в каждый продувочный канал 5, 5’ с соответствующим направленным в сторону выпуска продувочным окном 14, 14’ подавалось некоторое количество воздуха, которое закончится во время последующего процесса продувки до того, как закончится количество воздуха в направленных в сторону выпуска продувочных окнах 9, 9’. Тем самым каждый продувочный канал 5, 5’ с направленным в сторону впуска продувочным окном 14, 14’ обеспечивает начало продувки воздушно-топливной смесью во время процесса продувки, что необходимо для того, чтобы заставить топливо дойти до камеры сгорания. Количество воздушно-топливной смеси, которое "успеет" дойти до камеры сгорания, зависит главным образом, во-первых, от того, когда начнется продувка, что было рассмотрено выше, и, во-вторых, от того, сколько воздуха было подано в верхнюю часть каждого направленного в сторону впуска продувочного канала 5, 5’. Данное количество воздуха определяется параметрами потока из воздухозаборника 2 и через направленные в сторону выпуска продувочные окна 9, 9’ и через направленные в сторону впуска продувочные окна 14, 14’. Поскольку значительно большее количество воздуха должно быть подано в направленные в сторону выпуска продувочные окна 9, 9’, этому притоку воздуха отдается приоритет. Это происходит частично вследствие того, что каждое направленное в сторону впуска продувочное окно будет соединяться с воздухозаборником 2 позднее при перемещении поршня в направлении его верхней мертвой точки. Это достигается, поскольку, когда поршень расположен в своей верхней мертвой точке, измеряемое в аксиальном направлении расстояние между верхним краем углубления 10, 10’ в поршне и нижним краем каждого направленного в сторону впуска продувочного окна 14, 14’ будет меньше соответствующего расстояния для каждого направленного в сторону выпуска продувочного окна 9, 9’. То, что приток воздуха в каждое направленное в сторону выпуска продувочное окно 9, 9’ должен происходить раньше, также обусловлено тем, что эти окна выполнены с большей площадью по сравнению с направленными в сторону впуска продувочными окнами 14, 14’. Это достигается главным образом за счет того, что верхний край расположен значительно выше. Но и нижний край также расположен ниже. Очевидно, что направленные в сторону выпуска продувочные окна также могут быть выполнены более широкими по сравнению с направленными в сторону впуска окнами. Однако сопротивление потоку в каждом продувочном канале также имеет большое значение. Следовательно, предпочтительно, чтобы в направленных в сторону выпуска продувочных каналах 3, 3’ было низкое сопротивление потоку. Предпочтительно, если направленные в сторону выпуска продувочные каналы 3, 3’ проходят от соответствующего продувочного окна 9, 9’ по существу в поперечном направлении цилиндра, то есть по существу по касательной к окружности стенки 12 цилиндра. Таким образом, поток происходит в поперечном направлении цилиндра от соединительных отверстий 8, 8’ и к направленным в сторону выпуска продувочным окнам 9, 9’ и дальше в том же поперечном основном направлении у начала каждого продувочного канала 3, 3’. Эти каналы проходят в поперечном направлении к стороне выпуска цилиндра, при этом у данной стороны цилиндра они плавно повернуты вниз в сторону картера двигателя и соединяются с ним в отверстии 20 картера двигателя. Такая конструкция каждого продувочного канала 3, 3’ очевидна из заявки PCT/SE 00/00058, поданной 14.01.2000. Также очевидно, что соответствующий направленный в сторону впуска продувочный канал может быть выполнен с такой формой и направлением. Однако, поскольку направленный в сторону впуска продувочный канал должен иметь большее сопротивление потоку и вообще не должен содержать в себе так много воздуха, может оказаться предпочтительным вместо этого направить направленные в сторону впуска продувочные каналы 5, 5' вниз к картеру двигателя самым простым образом. На фиг.1 показано такое простое расположение закрытого продувочного канала 5, 5’ с отверстием 21, 21’ картера двигателя. Тем не менее этот канал может быть выполнен еще более простым за счет того, что он будет открыт в направлении цилиндра на всей своей длине. В этом случае он предпочтительно выполнен в виде такой аксиальной канавки в стенке цилиндра, которая может быть образована непосредственно в процессе литья цилиндра под давлением. Когда поршень расположен в своей верхней мертвой точке, как показано на фиг.1, он будет закрывать эту канавку приблизительно на трети ее длины. Тем самым канавка может быть заполнена воздухом только до этой трети. При этом учитывается воздух, который поступает после верхней мертвой точки, когда поршень смещается вниз и перекрывает большую часть канавки. По сравнению с закрытым направленным в сторону впуска продувочным каналом это представляет собой ограничение, которое, однако, также означает преимущество. Это обусловлено тем, что в определенных режимах работы двигателя воздух может просачиваться от нижней стороны поршня, так что при различных режимах работы двигателя будет обеспечено в меньшей степени изменяющееся количество воздуха.The flow paths also connect the purge ducts 5, 5 ’to the inlet-side purge ports 14, 14’, respectively, with each connecting
Подача воздуха в продувочные каналы также может быть осуществлена с помощью, по меньшей мере, одного канала, предусмотренного с обратным клапаном и проходящего от воздухозаборника 2 к верхней части продувочных каналов 3, 3’; 5, 5’. За счет выполнения обратного клапана, принадлежащего продувочному каналу с направленным в сторону впуска продувочным окном 14, с параметрами, отличными от параметров обратного клапана, принадлежащего продувочному каналу, расположенному рядом с выхлопным отверстием 19 цилиндра, меньшее количество воздуха может быть подано в продувочные каналы с направленными в сторону впуска продувочными окнами. Это означает, что результат, описанный выше, может быть достигнут также и таким способом. Предпочтительно обратный клапан, принадлежащий продувочному каналу 5, выполнен более трудно открывающимся по сравнению с обратным клапаном, принадлежащим продувочному каналу 3. Тем самым он будет открываться позже и закрываться раньше, так что воздушный поток будет ограничен.The air supply to the purge channels can also be carried out using at least one channel provided with a check valve and passing from the air intake 2 to the upper part of the purge channels 3, 3 ’; 5, 5 ’. By making the check valve belonging to the purge channel with the purge window 14 directed towards the inlet, with parameters different from the parameters of the check valve belonging to the purge channel located next to the
В варианте осуществления по фиг.2 продувочный канал 28 расположен со стороны фактического углубления 10 в поршне. Этот канал выполнен в виде открытого продувочного канала, то есть в виде проходящей в аксиальном направлении канавки на поверхности стенки 12 цилиндра. В верхней мертвой точке верхняя сторона поршня расположена приблизительно вровень с верхним краем соединительного отверстия 8, 8’. В данном случае та часть открытого продувочного канала 28, которая расположена над этим уровнем, рассматривается как продувочное окно 27. В данном случае используются два симметрично расположенных продувочных канала 28, 28’. Следует обратить внимание на то, что продувочный канал 5 с окном 14 на фиг.1 имеет более предпочтительное расположение по отношению к выхлопному отверстию 19. Он в большей степени направлен в сторону от выхлопного отверстия, чем продувочное окно 27 на фиг.2. Даже несмотря на то, что продувочный канал 28 расположен со стороны фактического углубления 10 в поршне, воздух в него по-прежнему может подаваться из данного углубления при положениях поршня, близких к верхней мертвой точке. На фигуре показаны две альтернативные системы подачи воздуха, при этом данная фигура также иллюстрирует возможность поступления выхлопных газов вниз в продувочный канал 28, когда поршень движется вниз в сторону своей нижней мертвой точки. Три показанных решения могут быть использованы или по отдельности или в виде комбинации двух или трех решений.In the embodiment of FIG. 2, the
В своей верхней части продувочное окно 27 выполнено с выступающей частью 35, которая соответствует углублению 10 в поршне, когда он расположен близко к его верхней мертвой точке. Тем самым воздух может проходить из соединительного отверстия 8 через углубление 10 и выступающую часть 35 к верхней части продувочного канала 28. При выполнении выступающей части 35 с соответствующим размером по ширине в канал 28 будет поступать адаптированное количество воздуха, так что он будет заполнен приблизительно до нижней стороны поршня 13. Выступающая часть 34 углубления 10 иллюстрирует альтернативный способ подачи воздуха в продувочный канал 28. В показанном положении в верхней мертвой точке и непосредственно перед и после него никакой воздух не поступает через выступающую часть 34. Очевидно, что эта часть может быть расположена ниже, но для ясности она показана в виде части, расположенной полностью над продувочным окном 27. Однако, когда верхний край углубления 10 входит в контакт с нижней стороной соединительного отверстия 8, воздух начинает поступать из выступающей части 34 в продувочный канал 28, и это продолжается до тех пор, пока она не окажется над каналом. Таким образом, подача воздуха в верхнюю часть канала 28 будет осуществляться из выступающей части 34 аналогично тому, как осуществляется подача воздуха из выступающей части 35. На фиг.2 верхний край продувочного окна 27 показан расположенным выше, чем верхний край направленного в сторону выпуска продувочного окна 9. Это означает, что поршень будет "открывать" продувочный канал 28 до того, как он "откроет" продувочный канал 3. Тем самым в продувочном канале 28 будет создаваться более высокое давление и будет иметь место больший поток выхлопных газов вниз, чем в продувочном канале 3. Верхний край продувочного канала 28 предпочтительно расположен так высоко в аксиальном направлении, что желательное количество выхлопных газов будет проходить вниз в продувочный канал 28. Адаптация может быть такой, что данное количество выхлопных газов само по себе обеспечивает желательную задержку продувки продувочного канала 28 воздушно-топливной смесью. Но адаптация также может быть такой, что определенное количество выхлопных газов подается после ранее поданного количества воздуха через выступающую часть 35 и/или 34. Поскольку подача выхлопных газов происходит, когда поршень расположен существенно ниже по сравнению с его положением в верхней мертвой точке, открытый продувочный канал может быть заполнен выхлопными газами до более низкого уровня, чем он мог бы быть заполнен только воздухом, поскольку нижняя сторона поршня расположена ниже во время поступления выхлопных газов.In its upper part, the
На фиг.3 показан вариант осуществления, в котором продувочное окно 27 имеет предпочтительное расположение рядом с продувочным окном 9 аналогично фиг.1. Однако это достигается совершенно другим путем. По меньшей мере, одно направленное в сторону выпуска продувочное окно 27, 27’ с продувочным каналом 28, 28’ выполнено в виде углубления 27, 28; 27’, 28’ в стенке цилиндра. В процессе продувки это углубление будет взаимодействовать с отверстием 30, 30’ в поршне, так что продувочные газы будут проходить мимо поршня через данное отверстие и углубление. Когда поршень будет находиться в своей верхней мертвой точке, он будет перекрывать все углубление за исключением возможной выступающей вниз части 36. За счет этой части адаптированное меньшее количество воздушно-топливной смеси и воздуха может быть всосано, когда поршень приближается к своей верхней мертвой точке. В том случае, когда эта выступающая вниз часть 36 не используется, эта смесь вместо этого будет оставаться или будет переноситься проходящим потоком воздуха вниз в направленный в сторону выпуска продувочный канал 3. Это означает, что, когда поршень находится близко к верхней мертвой точке, углубление, вероятно, будет заполнено воздухом в таком количестве, какое оно может принять. Однако это количество воздуха является очень малым. Основная часть всего воздуха вместо этого будет заполнять продувочные каналы 3, 3’ рядом с выхлопным отверстием. В процессе продувки поршень будет расположен таким образом, что его верхний край будет располагаться приблизительно вровень с верхним краем соединительного отверстия 8. Тем самым отверстие 30 будет соединяться с продувочным каналом 28, т.е. с нижней частью углубления, представляющей собой продувочный канал, в то время как верхняя сторона углубления будет служить в качестве продувочного окна 27. Следует обратить внимание на то, что верхний край продувочного окна 27 расположен значительно ниже верхнего края продувочного окна 9. Это означает, что будет иметь место задержка процесса продувки, и он начнется затем с небольшого количества воздуха, за которым должна последовать воздушно-топливная смесь.Figure 3 shows an embodiment in which the
На фиг.4 показан вариант осуществления, в котором в углубление 27, 28 не подается воздух из соединительного отверстия 8. Следовательно, данное углубление обеспечивает начало продувки воздушно-топливной смесью непосредственно в тот момент, когда при движении поршня начинается открываться продувочное окно 27. За счет размещения верхнего края углубления 27, 28 особенно низко может быть обеспечена очень короткая и поздняя продувка. Возможно, верхний край поршня может быть локально скошен, чтобы способствовать этому. Однако следует отметить, что это происходит позже, чем продувочное окно 9 начнет открываться при движении поршня. В углубление 27, 28; 27’, 28’ воздух может подаваться с помощью выступающих частей 34, 35, 36, как показано на фиг.2 и 3. Его верхний край также может быть приспособлен для заполнения углубления выхлопными газами, как показано на фиг.2.Figure 4 shows an embodiment in which air is not supplied to the
На фиг.5 используется только одно углубление 27, 28, и оно расположено прямо над впускным отверстием. Если поршень опущен в описанное положение в нижней мертвой точке, становится очевидным, как поток может проходить через отверстие 30 и проходить мимо поршня через углубление 27, 28. Преимуществом данного варианта осуществления является то, что требуется только одно углубление, но недостаток заключается в том, что это углубление заканчивается напротив выхлопного отверстия 19, так что существует опасность того, что продувочные газы будут проникать в выхлопное отверстие раньше, чем в других примерах, особенно в примерах по фиг.1 и 3. Углубление 27, 28 может быть выполнено во вставляемой детали, которую вставляют снаружи в цилиндр, который тем самым может быть изготовлен посредством литья под давлением, что приводит к получению более дешевого цилиндра. Это соответствующим образом применимо для примеров согласно фиг.3 и 4.5, only one
Обычно соединительные отверстия 8, 8’ расположены таким образом в аксиальном направлении цилиндра, что поршень перекрывает их, когда он расположен в своей нижней мертвой точке. Тем самым выхлопные газы не могут проникать в соединительное отверстие и дальше через возможный воздушный фильтр. Но также возможна конструкция, при которой соединительные отверстия 8, 8’ расположены настолько высоко, что они будут до некоторой степени открыты, когда поршень будет находиться в своей нижней мертвой точке. В этом случае размеры подогнаны так, что желательное количество выхлопных газов будет подаваться в соединительный канал 6. Расположенное высоко, соединительное отверстие может также обеспечить уменьшение сопротивления потоку воздуха при переключении от соединительного отверстия на продувочное окно 9.Typically, the connecting
Период подачи воздуха из соединительных отверстий 8, 8’ в направленное в сторону выпуска продувочное окно 9, 9’, куда воздух должен поступать в первую очередь, имеет очень важное значение и в большой степени определяется путями потока в поршне, то есть углублением 10, 10’ в поршне.The period of supply of air from the connecting
Предпочтительно верхний край углубления 10, 10’ расположен настолько высоко, что при перемещении поршня вверх из нижней мертвой точки этот край достигает нижнего края соответствующего направленного в сторону выпуска продувочного окна 9, 9’ в тот же момент или раньше, чем нижний край поршня достигнет нижнего края впускного отверстия. Тем самым обеспечивающее проход воздуха соединение между соединительными отверстиями 8, 8’ и продувочными окнами 9, 9’ открывается в тот же момент или раньше, чем открывается впускное отверстие. Когда поршень перемещается вниз после пребывания в верхней мертвой точке, соединение, обеспечивающее проход воздуха, будет также перекрываться в тот же момент или позже, чем впуск из впускного отверстия. Тем самым подача воздуха будет происходить в течение периода по существу равной или большей длительности, рассчитанного в виде угла поворота кривошипа или периода времени по сравнению с впуском. Это приводит к уменьшению сопротивления потоку. Часто желательно, чтобы период впуска и период подачи воздуха имели по существу одинаковую продолжительность. Период подачи воздуха предпочтительно должен составлять 90-110% от периода впуска. Поскольку оба этих периода ограничены максимальным периодом, в течение которого давление в картере двигателя будет достаточно низким для того, чтобы обеспечить возможность максимального притока. Предпочтительно обеспечивают максимальную и одинаковую продолжительность обоих периодов. Таким образом, положение верхнего края углубления 10, 10’ будет определять то, как рано углубление "войдет в контакт" с каждым соответствующим продувочным окном 9, 9’. Следовательно, предпочтительно, чтобы углубление 10, 10’ в поршне, которое стыкуется с каждым соответствующим направленным в сторону выпуска продувочным окном 9, 9’, локально у этого окна имело высоту в аксиальном направлении, которая более чем в 1,5 раза превышает высоту соответствующего продувочного окна, но предпочтительно более чем в 2 раза превышает высоту продувочного окна. При этом выполняется условие, что окно имеет нормальную высоту, так что верхняя сторона поршня при нахождении его в его нижней мертвой точке располагается вровень с нижней стороной продувочного окна или выступает на один или два миллиметра.Preferably, the upper edge of the
Предпочтительно внизу углубление выполнено с такой формой, чтобы зона соединения между углублением 10, 10’’ и соединительным отверстием 8, 8' была максимальной, поскольку это приводит к уменьшению сопротивления потоку. Это означает, что в тот момент, когда поршень находится в своей верхней мертвой точке, углубление 10, 10’ предпочтительно находится так далеко внизу, что оно вообще не перекрывает соединительное отверстие 8, 8’, как показано на фиг.1. В целом это означает, что углубление 10, 10’ в поршне, которое стыкуется с каждым соединительным отверстием 8, 8’, локально у этого отверстия имеет высоту в аксиальном направлении, которая более чем в 1,5 раза превышает высоту соответствующего соединительного отверстия, но предпочтительно более чем в 2 раза превышает высоту соединительного отверстия.Preferably, the recess is formed at the bottom so that the connection zone between the
Положение соединительного отверстия 8, 8’ относительно направленного в сторону выпуска выхлопных газов продувочного окна 9, 9’ в аксиальном направлении можно менять в значительной степени при условии, что отверстия и окна смещены в сторону друг от друга, то есть в направлении по касательной к окружности цилиндра, как показано на фиг.1. На фиг.1 проиллюстрирован случай, когда соединительное отверстие и продувочное окно 9, 9’ перекрываются в аксиальном направлении, то есть верхний край каждого соответствующего соединительного отверстия расположен на той же высоте или выше в аксиальном направлении цилиндра, чем нижний край каждого соответствующего продувочного окна. Одно преимущество состоит в том, что в конструкции данного типа отверстие и окно в большей степени выровнены друг относительно друга, что позволяет уменьшить сопротивление потоку, когда воздух поступает из соединительного отверстия в продувочное окно. Следовательно, больше воздуха может пройти, что может привести к усилению положительных эффектов, обеспечиваемых данной конструкцией, то есть к уменьшенному расходу топлива и уменьшению выбросов с выхлопными газами. Во многих двухтактных двигателях верхняя сторона поршня находится на одной высоте с нижним краем выхлопного отверстия и нижним краем продувочного окна, когда поршень находится в своей нижней мертвой точке. Однако довольно часто встречается конструкция, в которой поршень выступает на миллиметр или два над нижним краем продувочного окна. Если нижний край продувочного окна будет находиться на еще более низкой высоте, между соединительным отверстием и продувочным окном будет создаваться еще большее перекрытие в аксиальном направлении. При этом во время подачи воздуха в продувочный канал сопротивление потоку уменьшается как благодаря тому, что соединительное отверстие и продувочное окно в большей степени выровнены друг относительно друга, так и благодаря большей площади поверхности продувочного окна.The position of the connecting
Выше была подчеркнута важность наличия продолжительного периода подачи воздуха, чтобы обеспечить низкое сопротивление потоку при переключении между цилиндром и поршнем. Кроме того, было указано на преимущество того, что соединительное отверстие расположено на той же высоте или выше в аксиальном направлении цилиндра, чем нижний край каждого соответствующего продувочного окна. При этом выполняется условие, заключающееся в том, что соединительное отверстие/продувочное окно смещены в сторону друг относительно друга вдоль периферии стенки цилиндра. Тем самым переход из отверстия 8 в окно 9 через поршень может происходить в направлении немного вверх относительно поперечного направления цилиндра. Если вместо этого отверстие 8 было бы расположено непосредственно под окном 9, то переход происходил бы в направлении прямо вверх. Результатом этого было бы то, что поток сначала поворачивался бы вверх и затем, после достижения продувочного окна, изменял бы свое направление на горизонтальное, то есть последовательно совершал бы два резких поворота. Благодаря тому, что соединительное отверстие и продувочное окно смещены в боковую сторону друг от друга, обеспечивается возможность прохода потока в направлении немного вверх с небольшими поворотами.The importance of having a long air supply period was emphasized above to ensure low flow resistance when switching between cylinder and piston. In addition, it has been pointed out that the connecting hole is located at the same height or higher in the axial direction of the cylinder than the lower edge of each respective purge window. In this case, the condition is satisfied that the connecting hole / purge window is offset to one side relative to each other along the periphery of the cylinder wall. Thus, the transition from the
Как было упомянуто, обеспечивается большое преимущество, если направленные в сторону выпуска продувочные каналы 3, 3’ будут проходить по существу в поперечном направлении цилиндра. В результате проходящий в направлении слегка вверх поток из отверстия 8 в окно 9 будет совершать небольшой поворот и затем проходить прямо в поперечном направлении в канал для перемещения. Предпочтительно канал для перемещения проходит в поперечном направлении цилиндра до того места на стенке цилиндра, где происходит плавный поворот, так что канал для перемещения соединяется с картером двигателя, где картер имеет входное отверстие 20. Предпочтительно каждое ответвление 11, 11’, ведущее к каждому соответствующему соединительному отверстию 8, 8’, расположено таким образом, что оно проходит в поперечном направлении цилиндра или немного вверх от этого направления. Тем самым указано предпочтительное главное направление потока, который проходит через цилиндр и поршень. В показанном варианте осуществления каждое ответвление проходит под углом снизу от наружного соединительного отверстия 7, так что ответвление имеет сначала поворот вверх после наружного соединительного отверстия, и затем проходит вверх и изменяет свое направление на поперечное, и проходит в поперечном направлении до соединительного отверстия 8, 8’ в стенке 12 цилиндра. Следовательно, в месте перехода от цилиндра к поршню создается зона прохода потока в направлении немного вверх, после которой направление потока предпочтительно немного изменяется на поперечное направление потока в канале для перемещения, по которому поток проходит прямо. Поскольку соединительное отверстие 8 должно быть расположено на более низкой высоте, чем каждое соответствующее продувочное окно 9, это расположение является естественным. Но также можно расположить одно или два наружных соединительных отверстия над впускным каналом 22-25. В этом случае он предпочтительно будет проходить в большей степени под углом в поперечном направлении цилиндра, чем в показанном случае. В этом случае он может быть расположен таким образом, что каждое ответвление 11, 11’ будет проходить по существу в поперечном направлении цилиндра до каждого соответствующего соединительного отверстия 8, 8’.As mentioned, there is a great advantage if the purge channels 3, 3 ’directed towards the outlet extend substantially in the transverse direction of the cylinder. As a result, the flow in the slightly upward direction from the
Представляется, что можно видеть предпочтительный поток сверху от наружного соединительного отверстия 7 к соединительному отверстию 8 и дальше к продувочному окну 9 и в продувочный канал 3. В этом случае становится очевидным, что продувочный канал 3, проходящий до продувочного окна 9, проходит по существу в направлении по касательной относительно цилиндра, и то же самое в значительной степени также справедливо для первой части ответвления 11, проходящего от соединительного отверстия 8. Тем самым изменения направления станут небольшими, когда воздух будет проходить из ответвления 11 к углублению 10 поршня и в продувочный канал 3.It appears that the preferred flow can be seen from above from the outer connecting hole 7 to the connecting
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002131797/06A RU2246013C2 (en) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | Two-stroke internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002131797/06A RU2246013C2 (en) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | Two-stroke internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002131797A RU2002131797A (en) | 2004-06-27 |
| RU2246013C2 true RU2246013C2 (en) | 2005-02-10 |
Family
ID=35209012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002131797/06A RU2246013C2 (en) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | Two-stroke internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2246013C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2466281C1 (en) * | 2008-09-24 | 2012-11-10 | Макита Корпорейшн | Two-cycle engine with layer-by-layer blowdown |
-
2000
- 2000-04-27 RU RU2002131797/06A patent/RU2246013C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2466281C1 (en) * | 2008-09-24 | 2012-11-10 | Макита Корпорейшн | Two-cycle engine with layer-by-layer blowdown |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4515688B2 (en) | 2-stroke internal combustion engine | |
| JP3024072B2 (en) | Stratified scavenging two-cycle engine | |
| FI87007C (en) | Cylinder cover for direct injection diesel engines | |
| JP4966548B2 (en) | 2-cycle engine | |
| JP2012077756A (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
| RU2232907C2 (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
| EP0381163A1 (en) | 2-Cycle engine | |
| KR100385698B1 (en) | Four-stroke internal combustion engine with at least two inlet valves | |
| EP1405994B1 (en) | Intake apparatus for internal combustion engine | |
| JP3222857B2 (en) | Air-scavenging two-stroke engine | |
| EP1248901B1 (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
| JP4340470B2 (en) | Two-cycle engine operation method and two-cycle engine | |
| US5832881A (en) | Supplementary port for two stroke engine | |
| RU2246013C2 (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
| US6158215A (en) | Varible exhaust resonance chamber valve system for two-cycle engines | |
| JP4481547B2 (en) | Two-cycle internal combustion engine | |
| US6588382B2 (en) | Two-cycle internal combustion engine | |
| KR950009261B1 (en) | Intake port device | |
| JP4153643B2 (en) | Layered scavenging two-cycle engine and disc valve device | |
| JPS584167B2 (en) | Crank tension 2 cycle engine | |
| JPH10231729A (en) | Intake device for internal combustion engine | |
| JP2001254623A (en) | Stratified scavenging two-stroke engine | |
| JP3994026B2 (en) | 2-stroke motor with air reservoir | |
| JPH05302521A (en) | Scavenging device of two-cycle engine | |
| KR100405786B1 (en) | Variable tumble flow type fuel-air injection device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050428 |
|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20090318 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190428 |