RU2008454C1

RU2008454C1 - Method of operation of two-stroke internal combustion engine

Info

Publication number: RU2008454C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Михайлович Шмаков
Original assignee: Юрий Михайлович Шмаков
Priority date: 1990-03-21
Filing date: 1990-03-21
Publication date: 1994-02-28

Abstract

FIELD: combustion engine. SUBSTANCE: method comes to scavenging of cylinder by air from crank chamber and delivering fuel mixture under constant pressure through valve. Fuel mixture delivery pressure is less than charge compression pressure and greater than scavenging pressure. Used as fuel mixture is gasoline-air mixture or previously compressed gas. EFFECT: enhanced operation. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к двухтактным двигателям внутреннего сгорания с продувкой чистым воздухом и впрыском топливной смеси в цилиндр. The invention relates to two-stroke internal combustion engines with a purge of clean air and injection of the fuel mixture into the cylinder.

Известен способ работы двухтактного двигателя путем сжатия воздуха в цилиндре двигателя, подачи легкого топлива под давлением от пневмокомпрессора в цилиндр в начале сжатия, принудительного воспламенения, сгорания, выпуска и продувки. There is a method of operating a two-stroke engine by compressing air in the engine cylinder, supplying light fuel under pressure from a pneumatic compressor to the cylinder at the beginning of compression, forced ignition, combustion, exhaust and purge.

Недостатки данного способа:
1. Впрыск бензина с воздухом предъявляет большие требования к качеству распыления бензина, что трудно достижимо для всех режимов работы двигателя, приводит к снижению экономичности работы, разжижению масла в цилиндре бензином. Особенно трудно осуществить качественный впрыск в двигателях малых кубатур.The disadvantages of this method:
1. Injection of gasoline with air makes great demands on the quality of spraying gasoline, which is difficult to achieve for all engine operating modes, leading to reduced operating efficiency, and dilution of oil in the cylinder with gasoline. It is especially difficult to provide high-quality injection in small cubic engines.

2. Наличие пневмокомпрессора и клапана момента подачи усложняет и увеличивает вес двигателя, снижает надежность и долговечность его работы, увеличивает механические и гидравлические потери. 2. The presence of a pneumatic compressor and a valve of the feed moment complicates and increases the weight of the engine, reduces the reliability and durability of its operation, and increases mechanical and hydraulic losses.

Цель изобретения - улучшение технико-экономических показателей способа работы двигателя. The purpose of the invention is the improvement of technical and economic indicators of the method of engine operation.

С этой целью по способу работы двухтактного двигателя, состоящему из продувки цилиндра воздухом из кривошипной камеры, подачи топливной смеси за счет нагнетания через клапан в цилиндр, сжатия заряда, воспламенения, сгорания и расширения продуктов сгорания и выпуска отработанных газов, давление топливной смеси перед клапаном поддерживают постоянным, меньшим давления сжатия заряда и большим давления продувки. В качестве топливной смеси может быть использован предварительно сжатый горючий газ. To this end, according to the method of operation of a two-stroke engine, which consists of flushing the cylinder with air from the crank chamber, supplying the fuel mixture by pumping the valve through the cylinder, compressing the charge, igniting, burning and expanding the combustion products and exhaust gas, the pressure of the fuel mixture in front of the valve is maintained constant, lower charge compression pressure and greater purge pressure. As the fuel mixture can be used pre-compressed combustible gas.

Новыми отличительными признаками по сравнению с прототипом являются:
1. Давление топливной смеси перед клапаном постоянно, меньше давления сжатия заряда и больше давления продувки.New distinctive features in comparison with the prototype are:
1. The pressure of the fuel mixture in front of the valve is constant, less charge compression pressure and more purge pressure.

2. В качестве топливной смеси может быть использован предварительно сжатый горючий газ. 2. As a fuel mixture can be used pre-compressed combustible gas.

Способ заключается в продувке цилиндра 1 воздухом из кривошипной камеры через окна 2, 3 перепускных каналов, подаче топливной смеси путем нагнетания через клапан 4 в камеру сгорания 5, сжатии заряда, воспламенении, сгорании и расширении продуктов сгорания и выпуске отработанных газов через выпускное окно 6. Давление топливной смеси в топливной системе 7 перед клапаном 4 поддерживается определенным для каждого режима работы двигателя. В качестве топливной смеси используется бензиновоздушная смесь, нагнетаемая насосом 8, или предварительно сжатый горючий газ из баллона 9 через понижающий редуктор 10. The method consists in blowing the cylinder 1 with air from the crank chamber through the windows 2, 3 of the bypass channels, supplying the fuel mixture by pumping through the valve 4 into the combustion chamber 5, compressing the charge, igniting, burning and expanding the combustion products, and exhausting the exhaust gases through the exhaust window 6. The pressure of the fuel mixture in the fuel system 7 in front of the valve 4 is maintained specific for each operating mode of the engine. As a fuel mixture, a gas-air mixture is used, pumped by a pump 8, or pre-compressed combustible gas from a cylinder 9 through a reduction gear 10.

При рабочем ходе поршня 11 первым в цилиндре 1 открывается выпускное окно 6 и начинается выпуск. Давление в цилиндре 1 падает. При дальнейшем опускании поршня 11 открываются окна 2, 3 перепускных каналов, а в верхней части цилиндра 1 открывается автоматически клапан 4. When the stroke of the piston 11 is first in the cylinder 1, the exhaust window 6 opens and the release begins. The pressure in cylinder 1 drops. With further lowering of the piston 11, the windows 2, 3 of the bypass channels open, and in the upper part of the cylinder 1, the valve 4 opens automatically.

В нижней части цилиндра 1 происходит продувка чистым воздухом, в верхней части - нагнетание через клапан 4 топливной смеси и вытеснение отработавших газов к окнам 2, 3, 6 каналов. In the lower part of the cylinder 1 there is a purge with clean air, in the upper part - the fuel mixture is injected through the valve 4 and the exhaust gases are forced out to the windows 2, 3, 6 of the channels.

При подъеме поршня 11, перекрытии окон 2, 3, 6 и сжатии заряда давление в цилиндре 1 растет, клапан 4 автоматически закрывается с некоторым запаздыванием из-за инерции, это способствует дозарядке - увеличению величины топливного заряда за счет использования кинетической энергии потока топливной смеси. When the piston 11 rises, the windows 2, 3, 6 are blocked and the charge is compressed, the pressure in the cylinder 1 increases, valve 4 automatically closes with a certain delay due to inertia, this contributes to recharging - an increase in the fuel charge due to the use of the kinetic energy of the fuel mixture flow.

После перезарядки в верхней части цилиндра 1 располагается богатая бензиновоздушная смесь или горючий газ, а в нижней части - воздух. After recharging, a rich gasoline-air mixture or combustible gas is located in the upper part of cylinder 1, and air is in the lower part.

При работе только на бензине конструкция деталей обеспечивает сохранение расслоения заряда по высоте при сжатии и воспламенении заряда. When working only on gasoline, the design of the parts ensures the preservation of charge stratification in height during compression and ignition of the charge.

При работе только на газе конструкция деталей обеспечивает перемешивание заряда при сжатии, при этом воспламенение возможно или от свечи зажигания, или от форсунки жидкого топлива. When working only on gas, the design of the parts provides mixing of the charge during compression, while ignition is possible either from the spark plug or from the liquid fuel nozzle.

При работе на газе и на бензине (например, при заводке) конструкция деталей обеспечивает перемешивание заряда при такте сжатия и воспламенение от искры зажигания. When working on gas and gasoline (for example, during winding), the design of the parts provides mixing of the charge during the compression stroke and ignition from the spark.

Основной режим работы двигателя может быть обеспечен путем подбора оптимальных фаз газораспределения, давления в топливной системе 7 перед клапаном 4, числа клапанов 4, жесткости пружин 12 клапанов 4. Переходные режимы работы двигателя можно обеспечить путем изменения давления в топливной системе 7 вручную или бортовым компьютером при помощи понижающего редуктора 10, если топливная смесь - горючий газ, или при помощи насоса 8 переменной производительности, если топливная смесь - бензиновоздушная смесь, а также изменением жесткости пружины 12 клапана 4. The main engine operation mode can be provided by selecting the optimal valve timing, pressure in the fuel system 7 in front of valve 4, number of valves 4, spring stiffness 12 of valves 4. Transient engine operation can be achieved by changing the pressure in the fuel system 7 manually or by the on-board computer when using a reduction gearbox 10, if the fuel mixture is combustible gas, or using a variable-capacity pump 8, if the fuel mixture is a gas-air mixture, and also by changing the stiffness of the spring 12 4 valve performance.

Способ позволяет эффективней использовать потенциальную энергию предварительно сжатого горючего газа при перезарядке цилиндра, повысить коэффициент наполнения цилиндра за счет наддува топливной смесью. The method allows more efficient use of the potential energy of pre-compressed combustible gas when recharging the cylinder, to increase the filling factor of the cylinder due to boosting the fuel mixture.

Подачу топливной смеси просто осуществить через два, три, четыре, пять клапанов 4, что улучшает охлаждение камеры 5, уменьшает массу клапана 4, позволяет повысить число оборотов, степень сжатия и мощность двигателя. The fuel mixture can be simply supplied through two, three, four, five valves 4, which improves the cooling of the chamber 5, reduces the mass of the valve 4, and makes it possible to increase the speed, compression ratio and engine power.

Клапан 4 работает в автоматическом режиме. Управление двигателем осуществляется изменением давления в топливной системе 7 перед клапаном 4. Valve 4 operates in automatic mode. The engine is controlled by changing the pressure in the fuel system 7 in front of the valve 4.

Способ универсален, применим как для двигателей с воспламенением от искры зажигания, так и для двигателей с воспламенением от форсунки (газодизель). Способ применим и для двигателей малых кубатур (50 см³). (56) Авторское свидетельство СССР N 1441080, кл. F 02 M 67/02, 1986. The method is universal, applicable both to engines with ignition from a spark of ignition, and for engines with ignition from a nozzle (gas diesel). The method is applicable to small cubic capacity engines (50 cm ³ ). (56) Copyright certificate of the USSR N 1441080, cl. F 02 M 67/02, 1986.

Claims

1. METHOD OF OPERATION OF A TWO-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE by blowing the cylinder with air from the crank chamber, supplying the fuel mixture by pumping through the valve into the cylinder, compressing the charge, ignition, combustion and expanding the combustion products and exhaust gas discharge, characterized in that, in order to improve technical and economic indicators, the pressure of the fuel mixture in front of the valve is kept constant, lower than the compression pressure of the charge and higher purge pressure.

2. The method according to p. 1, characterized in that as the fuel mixture using pre-compressed combustible gas.