Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_5254
.pdf
CQ,5 J 4 way период, в течение которого поршень высокого давления открывает выпускные отверстия при
своем ходе наружу, будет отличаться от периода, в течение которого 1) тот же поршень удерживает
выпускные отверстия открытыми при своем ходе внутрь; с другой стороны, период, в течение которого
поршень низкого давления открывает впускные отверстия при своем ходе наружу, будет отличаться от
периода, в течение которого тот же поршень удерживает открытыми впускные отверстия при своем ходе
внутрь; Кроме того, период, в течение которого поршень высокого давления будет удерживать закрытыми
каналы связи между цилиндрами высокого и низкого давления во время своего хода внутрь, будет отличаться
от периода, в течение которого указанные каналы связи будут удерживаться закрытыми поршнем высокого
давления во время его хода наружу. Или, в то время как поршень высокого давления может открыть
выпускные отверстия, скажем, в положении 600 градусов поворота коленчатого вала до своего нижнего
положения мертвой точки, это положение может снова закрыть эти отверстия после того, как коленчатый вал
пройдет всего 400 градусов после своего нижнего положения мертвой точки. С другой стороны, поршень
низкого давления может открыть впускные отверстия для воздуха, скажем, в положении 400 градусов
поворота коленчатого вала до своего верхнего положения мертвой точки, и может снова закрыть их после
того, как коленчатый вал пройдет, скажем, 600 градусов после своего верхнего положения мертвой точки.
Аналогично этому принципу, поршень высокого давления может закрыть сообщение между цилиндрами
высокого и низкого давления, когда он находится, скажем, в положении -45° до верхней мертвой точки, и
может снова открыть указанные каналы, когда он находится в положении -30° после прохождения верхней
мертвой точки.
Функция двигателя заключается в следующем: предполагая, что цилиндры заполнены предварительно
сжатым воздухом, и оба поршня не движутся внутрь на одном сжатом ходе, высокое давление...
Поршень, движущийся вверх, и поршень с 16-ю цилиндрами, движущийся вниз, сжимают всасываемый воздух
внутри компрессионных пространств обоих цилиндров в положении, скажем, или вблизи него. За 450 градусов
до верхней мертвой точки поршень высокого давления закрывает каналы, образующие сообщение между
цилиндрами высокого и низкого давления, и начинается процесс дальнейшего сжатия: часть всасываемого
воздуха в цилиндре высокого давления отделяется от процесса дальнейшего сжатия оставшейся части
всасываемого воздуха в цилиндре низкого давления. Это раздельное сжатие части воздушного заряда в
цилиндре высокого давления и оставшейся части воздушного заряда в цилиндре низкого давления
продолжается до достижения максимального сжатия. В этот момент или около него, когда оба цилиндра
высокого и низкого давления все еще не сообщаются друг с другом, топливо впрыскивается в цилиндр
высокого давления, и начинается сгорание топлива в этом цилиндре. Вскоре после этого оба поршня
начинают свой ход наружу, но движение поршня высокого давления наружу будет относительно быстрее, чем
движение поршня низкого давления наружу. Поршень высокого давления и, скажем, -80° при 300° повороте
коленчатого вала за положение верхней мертвой точки - открывают каналы, образующие сообщение между
цилиндрами высокого и низкого давления. Как только будет обеспечено сообщение 8,5° между цилиндрами
высокого и низкого давления, сжатый воздух, находящийся в цилиндре низкого давления, смешается с
горящим зарядом, заключенным в цилиндре высокого давления 90°, и благодаря этому воздуху,
добавленному после первоначального сгорания топлива, сгорание впрыскиваемого топлива завершится и
может быть продолжено, при определенных обстоятельствах, до такой степени, что конечное давление
расширяющегося заряда может быть приблизительно равно атмосферному давлению. Этот расширяющийся
заряд будет выталкивать оба поршня дальше наружу во время рабочего хода, пока поршень высокого
давления 100° не начнет открывать выпускные отверстия, тем самым позволяя отводить сгоревшие газы из
обоих цилиндров.
Вскоре после этого поршень низкого давления начинает открывать воздухозаборные отверстия 105,
поступающий предварительно сжатый воздух проходит через цилиндр низкого давления и через
сообщающиеся каналы попадает в цилиндр высокого давления, тем самым также продувая этот цилиндр 110
и выводя все отработанные газы через выпускные отверстия, пока эти отверстия остаются открытыми.
После того, как оба поршня начнут свой ход внутрь, поршень высокого давления 115 будет двигаться вверх, а
поршень низкого давления — вниз, поршень высокого давления снова наберет относительно большую
скорость, и поэтому выпускные отверстия будут закрыты этим поршнем 12-0 раньше, чем впускные отверстия,
которые закрываются поршнем низкого давления, следовательно, впуск воздуха A.
Выпускные отверстия будут оставаться открытыми в течение определенного периода после того, как
выпускные отверстия уже будут закрыты. Таким образом, все количество предварительно сжатого воздуха,
поступающего в цилиндры после закрытия выпускных отверстий, будет эффективно насыщать рабочие
цилиндры свежим воздухом. Для достижения этих целей необходимо обеспечить подачу воздуха в двигатель.
Двигатель может быть сконструирован либо в соответствии с принципом, согласно которому предварительно
сжатый воздух подается в верхнюю часть цилиндров низкого давления во время хода поршня низкого
давления наружу.
В других случаях весь необходимый объем предварительно сжатого воздуха может быть получен с помощью
отдельных насосов или воздуходувок, которые могут приводиться в движение либо самим двигателем, либо
подходящим вспомогательным двигателем. Система впрыска топлива, клапаны или средства могут быть
любого желаемого типа, может использоваться как твердый, так и воздушный впрыск. Способ воспламенения
топлива может быть любой желаемой системы, или он может осуществляться только с помощью сильно
сжатого высокотемпературного воздуха. Камеры сгорания могут быть снабжены нагревательными колбами,
лампами накаливания или электрическими свечами, или аналогичными средствами для воспламенения
впрыскиваемого топлива. Понятно, что при обычной работе топливо впрыскивается в цилиндр высокого
давления только в требуемое время, но если необходимо обеспечить работу двигателя в режиме
непрерывной или временной перегрузки, цилиндр низкого давления также может быть снабжен клапанами
впрыска топлива, так что топливо впрыскивается в этот последний, называемый цилиндром 70, в
соответствующее время.
—Дата: 27 марта 1926 г.
CHATWIN & COMPANY, -Консультативное патентное агентство, Грейс Инн Роуд, 253, Лондон, -WX C 7,5
Агенты -для заявителя.
Позже воздухозаборные отверстия также будут закрыты, и по мере того, как оба поршня будут продолжать
движение внутрь во время такта сжатия, процессы будут повторяться, как описано выше.
Ссылаясь на описанное выше расположение конструктивных деталей двигателя, следует понимать, что они
могут быть изменены без отступления от принципа работы, являющегося частью цели настоящего
изобретения. В другом варианте комбинации конструктивных деталей каждый двигатель может иметь
коленчатый вал с тремя коленчатыми валами, два из которых имеют точно одинаковые угловые положения,
тогда как третий коленчатый вал установлен под углом, близким или точно равным 18°, по отношению к двум
другим коленчатым валам.
Два коленчатых вала, расположенных в одинаковых положениях, управляют движением поршня низкого
давления, а третий, средний коленчатый вал, управляет движением поршня высокого давления. Дальнейшая
комбинация также относится к расположению коленчатого вала с тремя коленчатыми валами на каждый
двигательный агрегат, в котором предусмотрены два цилиндра высокого давления и один цилиндр низкого
давления. Движение поршней высокого давления контролируется двумя внешними коленчатыми валами,
расположенными в точно одинаковых угловых положениях, а движение поршня низкого давления
контролируется центральным коленчатым валом. Настоящее изобретение также не ограничивается
определенным процессом, посредством которого предварительно сжатый воздух, необходимый для
5-ступенчатой системы охлаждения и заправки. ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Усовершенствования в двухтактных двигателях внутреннего сгорания. Чарльз Джо Эф Тотс, проживающий по
адресу: улица Мерседес, Монтевидео, Республика Уругвай, Южная Америка, представитель Республики
Уругвай, настоящим заявляет о характере данного изобретения и о том, каким образом оно должно быть
выполнено, что будет подробно описано и установлено в следующем заявлении:
Целью настоящего изобретения является создание двух типовых шестицилиндровых двигателей внутреннего
сгорания, в которых каждый двигательный агрегат состоит как минимум из двух рабочих цилиндров и поршней
внутри каждого цилиндра. Поршни могут иметь одинаковый или разный ход и соединены с раздельными
коленчатыми валами (если используется общий коленчатый вал) таким образом, чтобы рабочие поршни,
скользяще расположенные внутри рабочих цилиндров одинакового или разного диаметра, двигались в
противоположных направлениях при соответствующих наружном и внутреннем ходе. Поскольку цилиндры
разного диаметра каждого двигателя выполняют несколько различную работу, в дальнейшем они будут
спроектированы таким образом, чтобы цилиндр меньшего диаметра... Диаметр будет называться «цилиндром
высокого давления», а цилиндр большего диаметра будет называться «цилиндром низкого давления». Потоки
воздуха в цилиндрах высокого и низкого давления соединены между собой одним или несколькими каналами.
Открытие указанных каналов, ведущих в цилиндры высокого давления, контролируется рабочим поршнем
цилиндра высокого давления; в зависимости от относительного положения рабочего поршня высокого
давления, находятся ли цилиндры высокого и низкого давления в определенный момент времени в связи друг
с другом или нет. Цилиндры высокого и низкого давления расположены с параллельными осями, но каждый
из них смещен в разные стороны относительно плоскости, проходящей вдоль оси коленчатого вала
двигателя, с целью обеспечения цилиндров высокого и низкого давления рядом отверстий. Прорези в стенках
цилиндров высокого давления, расположенные вблизи их внешних концов, предназначены для отвода
отработанных газов из всех цилиндров одного двигателя, а прорези в стенке цилиндра низкого давления —
для подачи сжатого воздуха, необходимого для продувки и заправки всех цилиндров. Следовательно, отвод
отработанных газов контролируется движением поршня или поршней высокого давления, а продувка и
заправка — движением поршня низкого давления двигателя. Управление выпускными и впускными
отверстиями осуществляется соответствующими поршнями таким образом, что после завершения рабочего
хода поршень высокого давления сначала открывает выпускные отверстия, а затем поршень низкого
давления открывает впускные отверстия; эти операции выполняются во время ходов соответствующих
поршней наружу, а затем и во время последующих ходов соответствующих поршней внутрь. Поршень
высокого давления первым закрывает выпускные отверстия, а впускные отверстия для воздуха закрываются
позже поршнем низкого давления, так что после полного выпуска и продувки рабочих цилиндров
предварительно сжатый воздух все еще подается в рабочие цилиндры для их наддува. Согласно данному
изобретению, после завершения такта впуска, когда оба поршня находятся в своем внутреннем ходе,
поступающий объем воздуха сжимается обычным образом в обоих цилиндрах, но в определенный момент, и
все еще до достижения максимального давления сжатия 10 в любом из цилиндров, поршень высокого
давления закрывает каналы между цилиндрами высокого и низкого давления, и, следовательно, на последней
стадии сжатия процесс дальнейшего сжатия объема воздуха, заключенного внутри цилиндра высокого
давления, отделяется от процесса дальнейшего сжатия оставшегося воздуха, заключенного внутри цилиндра
низкого давления. Непосредственно перед достижением максимального давления в цилиндре высокого
давления топливо впрыскивается в него и будет Воспламенение происходит либо только за счет высокой
температуры сильно сжатого воздуха, либо с помощью раскаленной стенки, раскаленной чашки или свечей
зажигания, удобно установленных в камере сгорания цилиндра высокого давления. В течение всего времени
впрыскивания топлива, а также в течение времени начала сгорания впрыскиваемого топлива, внутренние
поверхности цилиндров высокого и низкого давления не сообщаются друг с другом. Однако, как только
сгорание впрыскиваемого топлива в цилиндре высокого давления значительно продвинется вперед, и поршни
высокого и низкого давления уже будут находиться в движении наружу, поршень высокого давления откроет
каналы, образующие сообщение между цилиндрами высокого и низкого давления, и сгорающий в цилиндре
высокого давления заряд будет проникать в сильно сжатый воздух, содержащийся в цилиндре низкого
давления. Это смешивание сгорающего заряда со сильно сжатым воздухом приводит к тому, что давление в
обоих цилиндрах выравнивается.и что сгорание 100 горящего заряда, вызванное воздухом, поступающим из
баллона низкого давления, будет завершено и может быть продолжено до тех пор, пока конечное давление
горящего заряда не сравняется с атмосферным давлением 105.
В некоторых конструкциях, воплощающих цель данного изобретения, цилиндрическая структура может быть
расположена таким образом, что поршень низкого давления выполняет дополнительную работу по
предварительному сжатию необходимого количества воздуха для продувки и заправки рабочих цилиндров.
Изобретение дополнительно включает в себя 15 новых особенностей конструкции, сочетания и расположения
деталей, которые будут сначала подробно описаны, а затем конкретно указаны в прилагаемых пунктах
формулы изобретения со ссылкой на 120 прилагаемых чертежей, на которых: Фиг. 1 представляет собой
частично продольный разрез, а частично боковой вид моторного блока; Фиг. 2 представляет собой
горизонтальный разрез вдоль линии 2-2 моторного блока, показанного на Фиг. 1; Фиг. 3 представляет собой
вертикальный разрез цилиндров моторного блока, состоящего из цилиндра высокого и низкого давления,
причем разрез расположен вдоль плоскости, проходящей поперек осей обоих цилиндров по линии 3-3 на Фиг.
2 и 6; Фиг. 4 представляет собой поперечный разрез цилиндра низкого давления моторного блока; Фиг. 5
представляет собой поперечный разрез цилиндра высокого давления моторного блока; На фиг. 6 показан
горизонтальный разрез (линия 6 на фиг. 1) через двигательный агрегат, состоящий из двух цилиндров
высокого давления и одного цилиндра низкого давления, имеющий коленчатый вал с тремя кривошипами; на
фиг. 7 представлена рабочая схема некоторых двигателей, описанных в данном полном описании.
Рис. 8 представляет собой вертикальное сечение цилиндров высокого и низкого давления двигателя,
состоящего из одного цилиндра высокого и одного цилиндра низкого давления и имеющего коленчатый вал с
тремя кривошипами; рис. 9 представляет собой горизонтальное сечение по линии 9-9 двигателя, показанного
на рис. 8; рис. 10 представляет собой вертикальное сечение по линии 10-10 двигателя, показанного на рис. 8 и
9; рис. 11 представляет собой вертикальное сечение цилиндров высокого и низкого давления двигателя,
имеющего один цилиндр низкого и один цилиндр высокого давления и коленчатый вал с тремя кривошипами;
рис. 12 представляет собой горизонтальное сечение по линии 12-12 двигателя, показанного на рис. 11; рис. 13
представляет собой схематическое расположение цилиндров высокого и низкого давления, а также
соответствующих поршней и шатунов двигателя, показанного на рис. 11 и 12; :40 На рис. 14 показана другая
комбинация двигателя, изображенного на рис. 11, но вместо одного показаны два цилиндра высокого
давления; на рис. 1-5 представлена рабочая схема двигателя, показанного на рис. 11-14.
Рис. 16 представляет собой поперечное сечение двигателя, имеющего два цилиндра высокого давления и
один цилиндр низкого давления, а также коленчатый вал с тремя кривошипами; рис. 17 представляет собой
поперечное сечение цилиндров высокого давления двигателя, показанного на рис. 16; сечение выполнено
вдоль линий 17-17 на рис. 16.
Рис. 18 представляет собой продольный разрез одного из цилиндров высокого и низкого давления двигателя,
показанного на рис. 600; рис. 19 представляет собой продольный разрез двух цилиндров высокого давления
двигателя, показанного на рис. 16; рис. 20 представляет собой схему, показывающую расположение трех
коленчатых валов двигателя, показанного на рис. 16, а также двух поршней высокого давления и одного
поршня низкого давления и их соответствующие соединения с тремя коленчатыми валами; рис. 21
представляет собой поперечный разрез двухцилиндрового двигателя с поршнями, движущимися в
противоположных направлениях; рис. 22 представляет собой вид сверху двигателя, имеющего два цилиндра
высокого давления, цилиндр низкого давления и цилиндр продувочного насоса; рис. 23 представляет собой
поперечный разрез двигателя, расположение которого показано на рис. 22; На рис. 24 представлен
продольный разрез 80, проходящий через два цилиндра высокого давления и цилиндр продувочного насоса
двигателя, показанного на рис. 22 и 23.
В двигателе, показанном на рисунке 1, цилиндр малого диаметра / является цилиндром высокого давления
85, внутри которого скользяще расположен поршень высокого давления a, соединенный посредством шатуна t
с кривошипом o коленчатого вала. В нижней части цилиндра высокого давления 90 расположен ряд отверстий
h, предназначенных для отвода продуктов сгорания обоих рабочих цилиндров; эти отверстия регулируются
поршнем a, а в верхней части цилиндра 95 находится камера сгорания g.
Цилиндр большего диаметра c представляет собой цилиндр низкого давления, внутри которого скользящим
образом расположен поршень низкого давления b, соединенный посредством штока s, крестовины mn и
шатуна z с шатуном N коленчатого вала.
Коленчатый вал N установлен под углом, близким или точным к кривошипному валу o, и, следовательно, два
поршня n -105 a и b движутся в противоположных направлениях во время хода наружу и внутрь. Нижний
выступ c' цилиндра низкого давления может быть цилиндрическим и может служить направляющей для
крейцкопфа 11 m'. Камера сгорания i цилиндра низкого давления герметизирована лабиринтной набивкой u,
расположенной вокруг штока поршня s. Верхняя часть цилиндра низкого давления содержит 115 ряд портов d,
предназначенных для подачи предварительно сжатого воздуха с целью зарядки и продувки рабочих
цилиндров. Указанные порты цилиндра d управляются поршнем низкого давления 120. b) Цилиндры f и c
могут быть объединены в один, или каждый может представлять собой отдельную отливку, скрепленную
болтами или гайками. Что касается формы жесткого узла, на рисунке 2 представлен горизонтальный разрез
вдоль линии 22 двигателя, показанного на рисунке 1, и показаны некоторые детали цилиндра высокого
давления, расположение выпускных отверстий и удлинение i 5 272,314 -p, к которому можно удобно
прикрепить болтами выхлопную трубу двигателя.
Рисунок 3 представляет собой вертикальный разрез обоих цилиндров двигателя, показанного на рисунке 1
(см. рис. 51), который выполнен вдоль плоскости, проходящей по осям обоих цилиндров, и наглядно
демонстрирует расположение одного или нескольких каналов k, соединяющих камеры сгорания g и i
цилиндров высокого и низкого давления.
На рисунке 3 поршни высокого и низкого давления расположены в своих самых внутренних положениях, то
есть поршень высокого давления — в верхней части, а поршень низкого давления — в нижней мертвой точке.
Можно заметить, что в этом положении, из-за того, что поршень высокого давления перекрывает отверстия
каналов, ведущих в цилиндр высокого давления, каналы сгорания g и i отсоединяются друг от друга.
Под цифрой 1 обозначен клапан впрыска топлива, который может располагаться в любом желаемом
положении в камере сгорания.
Верхняя часть цилиндра низкого давления закрыта крышкой цилиндра w, так что между рабочим поршнем b и
крышкой цилиндра W образуется замкнутое пространство e, которое может быть выгодно использовано в
качестве пространства для предварительного сжатия необходимого количества продувочного и
нагнетательного воздуха. Дополнительное количество продувочного и нагнетательного воздуха может быть
предварительно сжато внутри цилиндрической части c'. В этом случае внутренняя часть a цилиндрической
части c' удобно соединена трубой с соответствующими впускными и выпускными клапанами (не показаны) с
пространством e, а крестовина mn имеет форму поршня; Количество воздуха, заправленного в пространствах
e и x, затем подается приблизительно через входные отверстия ci во внутреннюю часть рабочих цилиндров.
Крышка цилиндра wv затем несет автоматические или механически управляемые всасывающие клапаны m',
предусмотренные в необходимом количестве и размерах и удобно расположенные в своих корпусах q.
Остальные части двигателя обозначены буквами, идентичными обозначениям, используемым в связи с
описанием двигателя, показанного на рис. 1. Вертикальный разрез на рис. 4 через цилиндр низкого давления
c показывает принципы относительно смещенного положения этого цилиндра или, если смотреть на
двигатель в направлении оси коленчатого вала и предположить вращение последнего против часовой
стрелки, цилиндр низкого давления установлен слева от центральной линии коленчатого вала. Это
смещенное положение цилиндра низкого давления приостанавливает такое воздействие на поршень низкого
давления. б) что это позволит удерживать воздухозаборные отверстия открытыми в течение более короткого
периода времени при движении наружу, чем при движении внутрь.
Вертикальный разрез на рисунке 5–70 показывает принцип работы цилиндра высокого давления, исходя из
его смещенного положения. Если смотреть на двигатель в направлении оси коленчатого вала и предположить
вращение последнего против часовой стрелки, цилиндр высокого давления смещен вправо от центральной
линии коленчатого вала. Благодаря этому смещенному положению цилиндра высокого давления достигается
движение поршня высокого давления, что позволяет удерживать выпускные отверстия открытыми в течение
более длительного времени при движении наружу, чем при движении внутрь. Горизонтальный разрез на
рисунке 6 относится к такому особому сочетанию описанных выше конструктивных деталей, в котором каждый
двигательный агрегат состоит из трех цилиндров, два из которых, f1–9 и ft, являются цилиндрами высокого
давления и расположены по обе стороны от одного цилиндра низкого давления. Коленчатый вал такого
двигателя имеет три коленчатых вала, средний из которых управляет движением. Поршень низкого давления,
скользяще расположенный внутри единственного цилиндра низкого давления, и два боковых толкателя o и ol,
расположенные точно в тех же угловых положениях, что и толкатель, управляют движением поршней
высокого давления, расположенных внутри цилиндров высокого давления f и PK. В этом случае цилиндры
высокого давления f и PK имеют аналогичные соединения между своими камерами сгорания и камерой
сгорания единственного цилиндра низкого давления, как показано на рисунке 3.
На вертикальном сечении на рис. 6-8 изображен двигатель, состоящий из одного цилиндра низкого давления
c и одного цилиндра высокого давления f, но с коленчатым валом, имеющим три кривошипа o, nt и iii,
кривошип o, управляющий посредством шатуна t, движение поршня высокого давления a и кривошипы N и ni
управляют движением поршня низкого давления b. Этот поршень низкого давления соединен с кривошипами
-m и t посредством штоков поршней 9 120 aifd St, головок цилиндров mt и in и шатуна 'Z; и -z'l, как показано на
рисунке 10. Рисунок 9 представляет собой горизонтальный разрез через цилиндр высокого давления 6
двигателя 1-5, показанного на рисунке 8. Рисунок 10 представляет собой продольный разрез через цилиндр
низкого давления и показывает, как указано выше, способ соединения 6 поршня; Штоки S' и -'1-$o 11 -Qv A 4 l
to'h поршни низкого давления T-образным поршнем U r 6 d могут быть установлены в едином литом корпусе I
с 6, штоками 6 s' цилиндров, и таким образом лабиринтные уплотнения, указанные на рисунках 1, 3 и 4, могут
быть исключены, а штоки поршней S и s' W будут затем снабжены рядом небольших колец для обеспечения
идеальной герметизации камеры сгорания цилиндра низкого давления от атмосферного давления. В этой
комбинации деталей двигателя, описанных выше со ссылкой на рисунок 8, верхняя часть цилиндра низкого
давления может быть закрыта крышкой цилиндра W и, таким образом, использоваться в качестве
пространства предварительного сжатия для обеспечения необходимого продувочного и нагнетательного
воздуха, что делает двигатель автономным и не требующим внешних средств или вспомогательных
устройств. Механизм для подачи необходимого количества предварительно сжатого воздуха. Двигатель,
изображенный на рисунке 11, представляет собой именно такое сочетание конструктивных деталей,
описанных ранее, но положение цилиндров низкого и высокого давления, соответственно, изменено, то есть
цилиндр высокого давления расположен в верхней части конструкции цилиндра, а цилиндр низкого давления
— в нижней части конструкции двигателя. Смещенное положение цилиндров высокого и низкого давления
точно такое же, как было описано со ссылкой на двигатели, показанные на рисунках 1–10. Нижняя часть
цилиндра низкого давления предназначена для образования замкнутого пространства, в котором
необходимое количество продувочного и нагнетательного воздуха предварительно сжимается поршнем
низкого давления во время его хода наружу. Все остальные детали двигателя, комбинация камеры сгорания
высокого давления, камеры сгорания низкого давления и каналов, образующих сообщения между этими
камерами сгорания, идентичны тем, которые были описаны ранее. Ранее описанные детали конструкции
обозначены аналогичными буквенными обозначениями. Управление движением поршня низкого давления b
осуществляется посредством управления движением поршня высокого давления a, которое, в свою очередь,
осуществляется двумя боковыми кривошипами o:-auid a 1, соединенными с соответствующими поршнями
высокого давления o посредством шатунов t и t I, штоков поршней v и 'v' и поперечной вилки j, как показано на
схеме на рисунке 13. Схема на рисунке 14 относится к еще одной возможной комбинации деталей двигателя,
описанной в разделе «С двигателем, показанным на рисунке 12, но вместо одного цилиндра высокого
давления два цилиндра высокого давления».
Цилиндры расположены в верхней части 7-го цилиндра низкого давления. Два поршня высокого давления a и
a1, скользящие внутри соответствующих цилиндров, затем соединены с одинарной поперечной скобой j, как
показано на рисунке.
Двигательный агрегат, показанный на рисунках 75, 16–20, в основном идентичен описанному в связи с
двигателем, показанным на рисунках 11–14, с небольшим отличием в том, что шатуны v и v' напрямую
соединены с поршнями высокого давления a и a1, что позволяет обойтись без ранее существовавшей
поперечной хомуты.
Предпочтительное расположение камеры сгорания высокого давления таково, что камера сгорания находится
между двумя цилиндрами высокого давления, предотвращая тем самым контакт впрыскиваемого топлива с
поршневыми штоками во время впрыска. Для обеспечения идеальной герметизации камер высокого давления
цилиндров 90 и 11 вокруг поршневых штоков не устанавливаются сальниковые уплотнения, но поршневые
штоки 1 и 1 снабжены рядом поршневых колец, которые обеспечивают идеальную герметизацию между
самими штоками и той частью отливки цилиндра, в которой штоки совершают возвратно-поступательное
движение.
Рисунок 21 представляет собой поперечное сечение двигателя, в котором описанные выше конструктивные
детали объединены таким образом, что четыре рабочих цилиндра c и c' образуют двойной двигатель; Из этих
четырех цилиндров пары цилиндров / и c, а также /1 и c'1 O o 5 образуют соответствующие отдельные
рабочие блоки и смещены в разные стороны от центральной линии коленчатого вала. Каждый цилиндр
содержит поршень, скользящий внутри него и управляющий соответствующими каналами цилиндра. Поршни
a и a1 управляют выпускными каналами h и h', а поршни b и btm управляют каналами подачи воздуха d и cl'.
Соответствующие поршни двух отдельных рабочих блоков, выполняющих аналогичную работу, соединены
между собой. Таким образом, поршни a и a', управляющие выпускными каналами, соединены между собой
парой диагональных стержней 'va и vat', а поршни b и bl, управляющие каналами подачи воздуха, соединены
между собой диагональными стержнями vb и 'vbtm'.
Коленчатый вал двигателя имеет на каждые две пары цилиндров три кривошипа: n, o и o1, причем кривошип n
расположен посередине между двумя кривошипами o и o1, и все три расположены таким образом, что
кривошипы ca и o установлены под углом 135°, приблизительно или точно 180°, относительно положения
кривошипа N. Поскольку поршни b и b' соединены с кривошипом N, а поршни a и at — с кривошипами o и o1,
поршни a и a' будут двигаться в противоположных направлениях относительно движения поршней b и b'.
Камеры сгорания g и i сообщаются посредством каналов k, последние управляются поршнем a, а камеры
сгорания g' и il сообщаются посредством каналов k', которые последние управляются поршнем a'. Шатун z
обеспечивает соединение между кривошипами N и поршнями b и b', а шатуны t и tl обеспечивают соединение
между кривошипами o и ol и поршнями a и a'. Как показано на рисунке 21, когда коленчатый вал m находится в
верхней мертвой точке, поршни b и a' находятся во внутренней мертвой точке и вот-вот начнут свой ход
наружу в противоположных направлениях на рабочем такте. После 1800 оборотов коленчатого вала именно
кривошипы o и ol достигнут своих верхних мертвых точек, и именно поршни a и b1 начнут свой ход наружу в
противоположных направлениях на рабочем такте. В конструкции, показанной на рисунке 21, четыре рабочих
цилиндра cl; На рисунке показано, что цилиндры f и P имеют одинаковый диаметр 35°, но в некоторых
случаях, когда потребуется более высокая степень расширения, цилиндры c и cl могут иметь больший
диаметр, чем цилиндры f и fl. Аналогично, ход четырех рабочих поршней не обязательно должен быть
одинаковым, как показано на двигателе, изображенном на рисунке 21, но поршни a и a' могут иметь ход,
отличающийся от хода поршней b 4,5° и bt. В камерах сгорания g и gl предусмотрены клапаны впрыска
топлива, как указано буквами 1 и 11 соответственно.
Показанные на рисунках 22–24 двигательные установки представляют собой комбинацию ранее описанных
конструктивных деталей со ссылкой на рисунки 16–24, за исключением того, что отдельный цилиндр
продувочного насоса B расположен над двумя цилиндрами высокого давления f и fl, а поршень продувочного
насоса A жестко соединен с двумя рабочими поршнями высокого давления a и a', и продувочный воздух
подается по трубе D в цилиндр низкого давления c, который содержит простой поршень b.
Независимо от различных комбинаций конструктивных деталей и компонентов, расположения автоматических
или механически управляемых клапанов впрыска топлива, расположения раскаленных стенок камеры
сгорания или оборудования камер сгорания или свечей зажигания для целей воспламенения впрыскиваемого
топлива, или адаптации рабочего процесса, при которой впрыскиваемое топливо воспламеняется
исключительно высокой температурой сжатого воздуха внутри камеры сгорания или камер, предварительного
сжатия необходимого количества продувочного и нагнетательного воздуха либо внутри самого двигателя,
либо с помощью отдельных насосов или воздуходувок, настоящее изобретение относится к тем конкретным
типам двухтактных двигателей внутреннего сгорания, альтернативные рабочие схемы которых показаны на
рисунках 7 и 15, где кривые, обозначенные буквой «а», то есть нижняя кривая на рисунке 7 и верхняя кривая
на рисунке 15, относятся к движению поршня или поршней высокого давления, а кривая «б», верхняя кривая
на рисунке 7 и нижняя кривая Цифра 900 на рисунке 15 обозначает относительное движение рабочего поршня
низкого давления.
Согласно приведенным схемам и конструктивным деталям описанных выше двигателей, работа двигателя 95
осуществляется следующим образом: Предположим, что поршни высокого и низкого давления находятся в
ходе внутреннего хода и прошли положение, обозначенное VI. Когда оба цилиндра высокого и низкого
давления заполнены предварительно сжатым воздухом, этот заряд воздуха совместно сжимается внутри
одного и того же цилиндра. В положении, обозначенном VII, поршень высокого давления перемещается
настолько внутрь, что закрывает каналы, образующие сообщение между камерами сгорания цилиндров
высокого и низкого давления. До этого положения и до тех пор, пока оба поршня продолжают свой ход внутрь,
часть поступающего заряда воздуха дополнительно сжимается поршнем высокого давления a или поршнями
a и al внутри камеры сгорания g цилиндра высокого давления, а оставшаяся часть всасываемого заряда
воздуха дополнительно сжимается поршнем низкого давления 6 внутри камеры сгорания i цилиндра низкого
давления.
Незадолго до достижения максимального сжатия 12-0 или незадолго до положения, обозначенного I, топливо
впрыскивается в цилиндр или цилиндры высокого давления, вызывая взрыв внутри них и прекращая сгорание
впрыскиваемого топлива в цилиндре или цилиндрах высокого давления. В течение всего времени, пока
топливо впрыскивается в цилиндры высокого давления, камеры сгорания этих цилиндров остаются
отрезанными от камеры сгорания цилиндра низкого давления. Вблизи или в положении, обозначенном II, или
когда поршни высокого и низкого давления движутся наружу, движение поршня высокого давления наружу
ускоряется относительно движения поршня низкого давления наружу, впрыск топлива уже прекращен, и
началось сгорание впрыскиваемого топлива внутри цилиндра высокого давления, поршень высокого
давления открывает каналы, тем самым снова устанавливая прямую связь между камерами сгорания g и i
цилиндров высокого и низкого давления со следующим результатом: Предполагая, что конечное давление
сжатия внутри цилиндра высокого давления Давление в цилиндрах высокого и низкого давления было
одинаковым, но поскольку топливо впрыскивалось только в цилиндр высокого давления, в течение периода
впрыска и сгорания топлива внутри цилиндра высокого давления произойдет повышение давления, и как
только каналы k будут открыты поршнем высокого давления, обеспечивая сообщение между цилиндрами
высокого и низкого давления, существующее давление в обоих цилиндрах будет стремиться к выравниванию,
или же сгорающий заряд будет поступать через каналы k в цилиндр низкого давления, давление в обоих
цилиндрах выровняется, и по мере того, как сгорающий заряд будет поступать в сжатый воздух внутри
цилиндра низкого давления, сгорание этого заряда завершится, поршни высокого и низкого давления будут
выталкиваться дальше наружу расширяющимся зарядом во время рабочего хода.
Конкретный метод смещения цилиндра низкого давления относительно цилиндра высокого давления имеет
своей целью, среди прочих особенностей, то, что после достижения максимального давления сжатия в
цилиндрах высокого и низкого давления поршень высокого давления начнет свое движение наружу с
относительно большим ускорением, чем поршень низкого давления, так что, когда будет достигнуто
положение, обозначенное II, и цилиндры высокого и низкого давления снова будут сообщаться друг с другом,
поршень высокого давления сместится дальше наружу, чем поршень низкого давления, и, следовательно,
несмотря на сгорание впрыскиваемого топлива в цилиндре высокого давления, разница давлений в обоих
цилиндрах не будет чрезмерной. Следовательно, больших разностей давлений в цилиндрах высокого и
низкого давления не возникает, когда необходимо выровнять давление в обоих цилиндрах.
Далее поршни высокого и низкого давления продолжают свой ход наружу, при этом поршень высокого
давления движется относительно быстрее, чем поршень низкого давления. В положении 70, обозначенном
буквой III, поршень высокого давления начнет открывать выпускные отверстия, таким образом, отвод
отработанных газов начнется в обоих рабочих цилиндрах.
Вскоре после этого, в положении -7,5, обозначенном IV, поршень низкого давления начинает открывать
воздухозаборные отверстия, через которые затем поступает предварительно сжатый воздух для продувки
рабочих цилиндров. Поступающий предварительно сжатый воздух проходит через внутреннюю часть
цилиндра низкого давления и поступает по сообщающимся каналам в цилиндр или цилиндры высокого
давления, вытесняя общее количество отработанных газов к выпускным отверстиям h в течение времени,
пока указанные отверстия остаются открытыми. В положении, обозначенном V, когда поршни высокого и
низкого давления снова движутся внутрь, поршень высокого давления, опережая движение поршня низкого
давления внутрь, закрывает выпускные отверстия h, завершая таким образом период продувки рабочих
цилиндров. В это время воздухозаборные отверстия d остаются открытыми, и поэтому предварительно
сжатый воздух продолжает поступать внутрь рабочих цилиндров, тем самым насыщая указанные цилиндры
свежим воздухом в течение времени, пока воздухозаборные отверстия остаются открытыми после выпускных
отверстий. «Уже закрыты». В положении, обозначенном VI, поршень низкого давления снова закрывает
впускные отверстия для воздуха, тем самым завершая период наддува рабочих цилиндров. Теперь
движущиеся внутрь рабочие поршни будут сжимать всасываемый объем воздуха в рабочих цилиндрах, и
операции повторяются, как уже было описано.
Что касается количества воздуха, необходимого для продувки и заправки рабочих цилиндров,
предпочтительное решение 115 заключается в том, что поршни низкого давления двигателей расположены
таким образом, чтобы предварительно сжимать воздух в части самого цилиндра низкого давления. Однако
следует понимать, что 120 настоящее изобретение не ограничивается строго этим конкретным процессом
предварительного сжатия воздуха для продувки и заправки, и что необходимое количество воздуха может
быть предварительно сжато отдельными 12,5 насосами или воздуходувками без существенного отклонения от
изобретения, являющегося предметом настоящей Спецификации.
Теперь, подробно описав и установив природу моего вышеупомянутого 130 9.
2
V 2-,314 ris Pl Ct 1 y 1:inehtn a 4 i in -what manner he: ame is_-to be perf ormed, I declari_ -that what Q-1 oaimllis:
1 В двухтактном двигателе внутреннего сгорания пара параллельных цилиндров, камеры сгорания которых
удобно соединены между собой, имеет поршни, соединенные с указанными цилиндрами и коленчатым валом,
причем оси указанных цилиндров расположены на некотором расстоянии друг от друга, близком или точном к
-180°, а соединения между указанными поршнями и коленчатыми валами расположены таким образом, чтобы
поршни и коленчатые валы совершали прямое движение в противоположных направлениях в течение
соответствующих периодов сжатия и расширения двигателя. Один из поршней расположен таким образом,
чтобы резко прерывать связь между ними в течение определенного периода времени и до того, как оба
поршня достигнут нужного положения. их внутренние мертвые точки -положения -для восстановления -и -за
более короткое время, чем требуется для закрытия этой связи 6 между обоими цилиндрами, впрыск топлива в
один из указанных цилиндров является более эффективным, чем среднее отключение связи 0 - между обоими
цилиндрами и период впрыска топлива, чем повторное открытие связи между обоими цилиндрами. 2 В
двухтактном двигателе внутреннего сгорания с цилиндрами, работающими на двух или более параллельных
цилиндрах, цепи сгорания которых временно отключаются от прямой связи между собой, когда поршни
скользят. 49, умело расположенные внутри указанного цилиндра, находятся в точке или вблизи точки, из
которой они начнут двигаться одновременно во время своих внешних тактов в противоположных
направлениях, а также в течение всего времени, когда в один или два цилиндра впрыскивается топливо, но
камеры сгорания указанных параллельных цилиндров находятся в прямой связи друг с другом в течение
большей части периода расширения и в течение всего времени, когда отработанные газы выходят, когда оба
цилиндра продуваются и насыщаются предварительно сжатым воздухом, а также в течение большей части
последующего периода сжатия. В двухтактном двигателе внутреннего сгорания цилиндрическая конструкция,
включающая пару параллельных цилиндров, расположена таким образом, что их оси не совпадают с
центральной линией коленчатого вала. В указанных цилиндрах и соединениях между указанными поршнями и
цилиндрами на коленчатом валу, расположенных таким образом, что оба поршня начнут движение
одновременно на определенных тактах, из соответствующих точек, перемещаясь в соответствующие
цилиндры приблизительно в одно и то же время и в противоположных направлениях, но один поршень
получит преимущество над другим после прохождения этих точек, и указанный поршень прервет прямую
связь между обоими цилиндрами до того, как топливо будет впрыскено в один из указанных цилиндров, и оба
цилиндра снова будут соединены напрямую до того, как будет завершено сгорание всего впрыскиваемого
топлива.
4
В двухтактном двигателе внутреннего сгорания цилиндрическая конструкция включает цилиндры с разным
диаметром поршня, причем цилиндр с большим диаметром имеет впускные каналы, а цилиндр или цилиндры
с меньшим диаметром имеют выпускные каналы; поршни с равным или разным ходом, скользяще
расположенные в указанных цилиндрах и управляющие указанными каналами; единый вал 85 с отдельными
кривошипами, расположенными в противоположных точках; шатуны между указанными отдельными
кривошипами и поршнями, приводящие поршни в движение таким образом, что выпускные каналы
открываются одним из поршней до того, как впускные каналы открываются другими поршнями, и выпускные
каналы закрываются первым указанным поршнем до того, как впускные каналы закрываются вторым
указанным поршнем 95; оба поршня действуют совместно для сжатия заряда воздуха в обоих цилиндрах до
достижения максимального давления сжатия в обоих цилиндрах; и средства для прекращения (190)
сообщения между цилиндрами до впрыска топлива в один из указанных цилиндров и для восстановления
сообщения между указанными цилиндрами, как только В двухтактном двигателе внутреннего сгорания
коленчатый вал, имеющий отдельные кривошипы, расположенные под углом 180°, пара параллельных
цилиндров, множество каналов, обеспечивающих сообщение между указанными параллельными
цилиндрами, поршни, скользяще расположенные в указанных цилиндрах, и шатуны, соединяющие указанные
поршни и кривошипы, причем один из указанных поршней управляет открытием и закрытием каналов,
обеспечивающих сообщение между параллельными цилиндрами, в соответствующие моменты времени, и
средства для впрыскивания топлива в один из цилиндров в момент, когда цилиндры не сообщаются друг с
другом, и средства для перемещения поршней таким образом в противоположных направлениях, чтобы оба
цилиндра снова сообщались друг с другом, когда впрыскиваемое топливо сгорает в одном из цилиндров.
Конструкция цилиндра включает в себя пару параллельных цилиндров, один из которых имеет впускные
отверстия, а другой — выпускные, поршни в этих цилиндрах управляют этими отверстиями, коленчатый вал с
отдельными кривошипами, соединяющий отдельные кривошипы с указанными поршнями, и средства для
возвратно-поступательного движения указанных поршней таким образом, что во время рабочих ходов обоих
цилиндров перемещение поршня, управляющего выпускными отверстиями, ускоряется относительно
перемещения поршня, управляющего впускными отверстиями, так что первый поршень открывает выпускные
отверстия раньше, чем другой поршень откроет впускные отверстия, а во время такта сжатия, когда оба
поршня движутся внутрь и в противоположных направлениях, перемещение поршня, управляющего
выпускными отверстиями, снова ускоряется, так что один из поршней закрывает выпускные отверстия
раньше, чем другой поршень закроет впускные отверстия, и между цилиндрами осуществляется связь в
соответствующие моменты времени, причем эта связь контролируется тем же поршнем, который управляет
открытием выпускных отверстий, а также средства для впрыскивания топлива в цилиндр. при этом выпускные
Соседние файлы в папке патенты