PL198862B1 - Dwusuwowy silnik spalinowy wewnętrznego spalania - Google Patents

Abstract

Dwusuwowy silnik spalinowy wewn etrznego spalania zawieraj acy cylinder (10; 50) wraz z umieszczonym wewn atrz ruchomym t lokiem (11; 52), który to cylinder na jednym ze swoich kra nców posiada komor e spalania (16; 51), a na drugim po laczony jest ze skrzyni a korbow a (15; 53). Skrzynia korbowa oraz komora spala- nia s a wzajemnie polaczone poprzez kana l przedmuchuj acy (17; 56), którego otwieranie i zamykanie jest sterowane ruchem t loka, po- nadto poprzez otwór wlotowy (21) ze skrzyni a korbow a polaczony jest ga znik (20; 55). Aby u latwi c rozruch silnik jest wyposa zony w urz a- dzenie (23-26; 61-65; 70-72) dostarczaj ace paliwo do kana lu przedmuchuj acego (17; 56), s asiaduj acego z komor a spalania. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest dwusuwowy silnik spalinowy wewnętrznego spalania, zawierający cylinder wraz z umieszczonym wewnątrz ruchomym tłokiem, który to cylinder na jednym ze swoich krańców posiada komorę spalania a na drugim połączony jest ze skrzynią korbową, przez co skrzynia korbowa oraz komora spalania są wzajemnie połączone poprzez kanał przedmuchujący, którego otwieranie i zamykanie jest sterowane ruchem tłoka, ponadto poprzez otwór wlotowy ze skrzynią korbową połączony jest gaźnik.

W konwencjonalnym dwusuwowym silniku spalinowym (pos. I) wewnętrznego spalania mieszanka paliwowo-powietrzna jest doprowadzana z gaźnika do skrzyni korbowej, a stamtąd poprzez jeden lub kilka kanałów przedmuchujących do komory spalania. Droga od gaźnika do komory spalania jest więc stosunkowo długa. Ponadto skrzynia korbowa posiada stosowną pojemność, która jest w przybliżeniu pięciokrotnie większa od pojemności cylindra. Oprócz tego, aby osiągnąć komorę spalania, paliwo musi zostać odparowane. Podczas rozruchu silnika oznacza to, że w szczególności gdy silnik jest zimny, korbowód silnika musi zostać wielokrotnie obrócony, zanim palna mieszanka paliwowo-powietrzna osiągnie komorę spalania. Rozruch silnika wymaga więc więcej czasu i wysiłku niż należałoby oczekiwać. Jest to wadą w szczególności w przypadku, gdy silnik posiada ręczne urządzenie rozruchowe, takie jak rozrusznik linkowy, ale także w przypadku gdy silnik jest wyposażony w rozrusznik.

Celem prezentowanego wynalazku jest wyeliminowanie lub przynamniej zredukowanie wspomnianej powyżej wady, w celu uzyskania silnika dwusuwowego posiadającego zasadniczo poprawione możliwości rozruchu silnika. Cel ten osiągnięto w silniki spalania wewnętrznego typu opisanego powyżej, a który według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera urządzenie służące do dostarczania paliwa do kanału przedmuchującego w sąsiedztwie komory spalania w celu ułatwienia rozruchu silnika.

Dwusuwowy silnik spalinowy wewnętrznego spalania zawierający cylinder wraz z umieszczonym wewnątrz ruchomym tłokiem, który to cylinder na jednym ze swoich krańców posiada komorę spalania, a na drugim połączony jest ze skrzynią korbową, skrzynia korbowa oraz komora spalania są wzajemnie połączone poprzez kanał przedmuchujący, którego otwieranie i zamykanie jest sterowane ruchem tłoka, ponadto poprzez otwór wlotowy ze skrzynią korbową połączony jest gaźnik, według wynalazku charakteryzuje się tym, że posiada co najmniej jeden kanał powietrzny służący do dostarczania powietrza atmosferycznego do co najmniej jednego kanału przedmuchującego, połączonego przepływowo z komorą spalania, oraz posiada rurę paliwową z jednej strony połączoną z gaźnikiem a z drugiej z kanałem powietrznym. Silnik ponadto posiada kanał powietrzny otwierający się na cylinder poprzez otwór, natomiast tłok posiada wgłębienie, poprzez które otwór jest połączony z otworem przedmuchującym, gdy tłok znajduje się pozycji górnej. Rura paliwowa, służąca do dostarczania paliwa z gaźnika do kanału powietrznego, jest wyposażona w pompę.

Dostarczanie paliwa do kanału powietrznego jest regulowane przez jednostkę sterującą zawierającą urządzenia określające prędkość obrotową, ciśnienie lub temperaturę, lub wykrywające różne kombinacje tych parametrów.

Do odcięcia dopływu paliwa, gdy silnik został uruchomiony, wprowadzony został zawór.

Zawór jest połączony ze źródłem ciśnienia i jest przystosowany do uruchomienia w zależności od zmiany ciśnienia wspomnianego źródła ciśnienia.

Zawór jest połączony ze skrzynią korbową silnika i jest przystosowany do uruchomienia w zależności od zmiany ciśnienia wewnątrz skrzyni korbowej.

Dopływ paliwa do kanału powietrznego jest regulowany przez zawór, który jest przystosowany do uruchomienia w zależności od nastaw gaźnika pomiędzy pozycją uruchomieniową a pozycją pracy.

W kanale powietrznym umieszczony jest zawór ograniczający, który jest przystosowany do uruchamiania w zależności od nastaw gaźnika pomiędzy pozycją uruchomieniową a pozycją pracy.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w korzystnych-przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny rzut silnika dwusuwowego wyposażony w przykład wykonania urządzenia według wynalazku; fig. 2 - schematyczny rzut silnika dwusuwowego wyposażonego w inny przykład wykonania urządzenia według wynalazku; a fig. 3 - schematyczny rzut silnika dwusuwowego wyposażonego w kolejny przykład wykonania urządzenia według wynalazku.

Silnik przedstawiony na pos. I zawiera cylinder 10 wraz z umieszczonym wewnątrz ruchomym tłokiem 11. Poprzez łącznik 12 tłok 11 jest połączony z mechanizmem korbowym 13, połączonym

PL 198 862 B1 z wałem korbowym 14 obracającym się wewnątrz skrzyni korbowej 15. Komora spalania 16 umieszczona powyżej tłoka 11, jest połączona ze skrzynią korbową 15 kanałem przedmuchującym 17, który uchodzi do komory spalania poprzez zamykany przez tłok otwór przedmuchujący 18. Komora spalania 16 posiada także zamykany przez tłok otwór wydechowy 19, poprzez który gazy spalinowe są odprowadzane do systemu wydechowego, który tu nie został przedstawiony.

Gaźnik 20 jest połączony z otworem wlotowym 21 zamykanym przez tłok, poprzez który do skrzyni korbowej 15 dostarczana jest mieszanka paliwowo-powietrzna. Gaźnik 20 jest konwencjonalnym gaźnikiem membranowym, tak więc nie będzie opisywany tu szczegółowo.

Komora pomiarowa 22 gaźnika 20 jest przy pomocy środków rury paliwowej 23 połączona z kanałem przedmuchującym 17. Rura paliwowa 23 jest wyposażona w uruchamianą ręcznie pompę 24 z zaworami kontrolnymi 25. Alternatywnie rura paliwowa może być połączona z wlotem paliwa gaźnika, tak jak to zaznaczono linią przerywaną i oznaczono numerem 26.

W przykładzie wykonania pokazanym na fig. 1 odpowiednie części silnika i gaźnika otrzymały te same oznaczenia numeryczne co na pos. I. Silnik w tym przykładzie wykonania jest wyposażony w urządzenie służące do automatycznego dostarczania paliwa rozruchowego do komory spalania 16, wspomniane urządzenie nie wymaga żadnych czynności ze strony użytkownika. Aby zredukować starty na przedmuchiwanie, silnik posiada kanał powietrzny 30, który jest połączony z kanałem przedmuchującym 17 w pobliżu jego górnego krańca. Kanał powietrzny 30 uchodzi do kanału przedmuchującego 17 poprzez otwór 31, który jest sterowany zaworem kontrolnym 32. Poprzez kanał powietrzny 30 powietrze atmosferyczne zostaje zassane do kanału przedmuchującego 17 tak, jak to zaznaczono strzałkami na rysunku. Podczas fazy wstępnej procesu uzyskujemy wstępne przedmuchanie (przepłukanie) komory korbowej powietrzem atmosferycznym, co redukuje straty niespalonej mieszanki paliwowo-powietrznej, wydostającej się przez otwór wydechowy 19.

Podczas rozruchu silnika paliwo jest przesyłane z gaźnika 20 poprzez rurę paliwową 23 lub 26 do kanału powietrznego 30. Dopływ paliwa jest regulowany przez zawór, który ogólnie jest oznaczony numerem 33. Zawór 33 zawiera cylinder 35 oraz umieszczony w nim ruchomy tłok 36, wspomniany tłok jest połączony ze stożkowym korpusem zaworu 37, który współpracuje z gniazdem zaworu 38. W cylindrze 36 znajduje się sprężyna naciskowa 39, która stara się przełączyć zawór do pokazanej pozycji otwartej. Przy pomocy kanału 40 (nieprzedstawiony) wnętrze cylindra 35 jest połączone ze skrzynią korbową 15. Kanał 40 został wyposażony w zawór zwrotny 41. Korzystnie zawór temperaturowy, który tu nie został przedstawiony, jest umieszczony we wlocie rury 23 do zaworu 33, jego zadaniem jest odcięcie dopływu paliwa do zaworu 33, gdy silnik jest rozgrzany. Na przykład temperaturowy zawór może składać się z bimetalicznej sprężyny, która otwiera i zamyka wlot do zaworu 33.

Gdy korbowód obraca się z zamiarem uruchomienia silnika, paliwo jest zasysane z gaźnika 20 do kanału powietrznego 30 poprzez zawór 33, który jest utrzymywany w pozycji otwartej przez sprężynę 39. Przy pomocy przepływu powietrza paliwo jest unoszone do kanału powietrznego 30 poprzez zawór zwrotny 32 do kanału przedmuchującego 17, a następnie w czasie kolejnej fazy przedmuchiwania dalej do komory spalania 16, co ułatwia rozruch silnika. Gdy silnik został uruchomiony, kanał 40 zostanie opróżniony w czasie trwania fazy podciśnienia w skrzyni korbowej 15, co wytworzy podciśnienie w cylindrze 35, które wpłynie na tłok 36, przyciskając korpus tłoka 37 do sprężyny 39. Zawór zwrotny 41 uniemożliwi nadciśnieniu panującemu w czasie trwania fazy sprężania w skrzyni korbowej dotarcie do zaworu 33, który w ten sposób zostaje zamknięty tak długo jak długo silnik pracuje. Gdy silnik zostanie zatrzymany, korpus zaworu 37 zostanie przesunięty do pozycji otwartej przez sprężynę 39, przez co zawór 39 powróci do początkowej pozycji uruchomieniowej.

Dwusuwowy silnik, taki jak pokazany na fig. 2, posiada cylinder 50 wraz z komorą spalania 51, tłok 52 oraz korbowód 53, które poprzez kanał wlotowy 54 są połączone z gaźnikiem 55. Kanał przedmuchujący 56 uchodzi do cylindra poprzez otwór przedmuchujący 57. Silnik posiada urządzenie służące do wstępnego przedmuchiwania komory spalania powietrzem atmosferycznym, zawierające kanał powietrzny 58, który uchodzi do cylindra poprzez otwór 59. Tłok 52 posiada wgłębienie, stanowiące część kanału powietrznego 60, które zostało pokazane linią przerywaną, a przez które otwór jest połączony z otworem przedmuchującym 57, gdy tłok znajduje się w przedstawionej pozycji. Jak zaznaczono strzałkami na figurze, powietrze atmosferyczne w tym położeniu przepłynie poprzez kanał powietrzny 58 do kanału przedmuchującego 56. W czasie kolejnej fazy przedmuchiwania, przedmuchiwanie w fazie początkowej odbywać się będzie z wykorzystaniem powietrza atmosferycznego z kanału przedmuchującego 56.

PL 198 862 B1

Aby ułatwić rozruch silnika, rura paliwowa 61 ciągnie się od komory pomiarowej 62 gaźnika 55, poprzez zawór zwrotny 63 oraz jednostkę sterującą 64 uchodząc do kanału powietrznego 58. Alternatywnie, rura paliwowa może być połączona do strony wlotowej gaźnika 55, tak jak to zaznaczono linią przerywaną i oznaczono numerem 65. Podczas rozruchu silnika paliwo jest wprowadzane poprzez rurę paliwową 61 do kanału powietrznego 58, dzięki czemu dopływ paliwa jest sterowany przy pomocy jednostki sterującej 64. Do realizacji sterowania dopływem paliwa rozważanych jest kilka alternatyw. Na przykład, jednostka sterująca 64 może zawierać czujniki prędkości obrotowej, które określają prędkość obrotową wału korbowego i odcinają dopływ paliwa, gdy silnik został uruchomiony. Inną możliwością jest wykorzystanie czujników ciśnienia, które sterują dopływem paliwa, w zależności od ciśnienia w komorze spalania 51, komorze korbowej 53 lub kanale wlotowym 54. Jednostka sterująca ponadto może zawierać czujniki temperatury, które odcinają dopływ paliwa, gdy uruchamiany jest silnik gorący. Możliwe jest zrealizowanie sterowania wyłącznie przy pomocy czujników temperatury.

Silnik przedstawiony na fig. 3 zasadniczo odpowiada temu przedstawionemu na fig. 2 i otrzymał te same oznaczenia numeryczne. Aby ułatwić rozruch silnika poprzez rurę paliwową 70, która jest wyposażona w zawór 71, z gaźnika do kanału powietrznego 58 wprowadzane jest paliwo. Kanał powietrzny 58 posiada zawór ograniczający 72, który jest umieszczony przed wylotem rury paliwowej do tego kanału, patrząc w kierunku przepływu. Zawór 71 i zawór ograniczający 72 są przy pomocy środków jednostki sterującej, która tu nie została pokazana, połączone z zaworem uruchomieniowym 73 gaźnika.

Podczas uruchamiania silnika, zawór uruchomieniowy 73 gaźnika jest ustawiany w pozycji uruchomieniowej, tak jak to pokazano na figurze tak, że zawór 71 zostaje otwarty a zawór ograniczający jest ustawiony w pokazanej pozycji, w której kanał powietrzny 58 zostaje przysłonięty. Gdy silnik obrócił się, paliwo zostaje zassane do kanału powietrznego 58 z rury 70 i zostaje uniesione przez przepływ powietrza do kanału przedmuchującego 56, a następnie, w czasie procesu przedmuchiwania, dalej do komory spalania 51. Oznacza to, że w czasie rozruchu bogata mieszanka paliwowo-powietrzna jest przenoszona do komory, co ułatwia proces rozruchu. Gdy silnik został uruchomiony, zawór uruchomieniowy 73 gaźnika zostaje przesunięty do pozycji biegu roboczego, przez co w tej samej chwili zawór 71 zostaje zamknięty a zawór ograniczający otwarty. To przełączenie może zostać wykonane ręcznie lub automatycznie.

W przedstawionych powyżej przykładach wykonania przedstawiono różne urządzenia, które w czasie rozruchu silnika dostarczają paliwo co najmniej do jednego kanału przedmuchującego. Przykłady pokazują trzy do pewnego stopnia różne typy silników dwusuwowych. Każde z przedstawionych urządzeń może zostać zastosowane w każdym przedstawionym typie silnika.

Claims (9)

1. Dwusuwowy silnik spalinowy wewnętrznego spalania zawierający cylinder wraz z umieszczonym wewnątrz ruchomym tłokiem, który to cylinder na jednym ze swoich krańców posiada komorę spalania, a na drugim połączony jest ze skrzynią korbową, skrzynia korbowa oraz komora spalania są wzajemnie połączone poprzez kanał przedmuchujący, którego otwieranie i zamykanie jest sterowane ruchem tłoka, ponadto poprzez otwór wlotowy ze skrzynią korbową połączony jest gaźnik, znamienny tym, że posiada co najmniej jeden kanał powietrzny (30; 58; 60), służący do dostarczania powietrza atmosferycznego do co najmniej jednego kanału przedmuchującego (17), połączonego przepływowo z komorą spalania, oraz posiada rurę paliwową (23; 61, 70) z jednej strony połączoną z gaźnikiem (20) a z drugiej z kanałem powietrznym (30; 58, 60).

2. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że posiada kanał powietrzny (58) otwierający się na cylinder poprzez otwór (59), natomiast tłok (52) posiada wgłębienie (60), poprzez które otwór (59) jest połączony z otworem przedmuchującym (57), gdy tłok znajduje się pozycji górnej.

3. Silnik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że rura paliwowa (23; 61, 70), służąca do dostarczania paliwa z gaźnika (20; 55) do kanału powietrznego (30; 58, 60), jest wyposażona w pompę (24).

4. Silnik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że dostarczanie paliwa do kanału powietrznego (58; 30) jest regulowane przez jednostkę sterującą (64) zawierającą urządzenia określające prędkość obrotową, ciśnienie lub temperaturę, lub wykrywające różne kombinacje tych parametrów.

5. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że do odcięcia dopływu paliwa, gdy silnik został uruchomiony, wprowadzony został zawór (33).

PL 198 862 B1

6. Silnik według zastrz. 5, znamienny tym, że zawór (33) jest połączony ze źródłem ciśnienia i jest przystosowany do uruchomienia w zależności od zmiany ciśnienia wspomnianego źródła ciśnienia.

7. Silnik według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że zawór (33) jest połączony ze skrzynią korbową (15) silnika i jest przystosowany do uruchomienia w zależności od zmiany ciśnienia wewnątrz skrzyni korbowej.

8. Silnik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że dopływ paliwa do kanału powietrznego (58; 30) jest regulowany przez zawór (71), który jest przystosowany do uruchomienia w zależności od nastaw gaźnika (55; 20) pomiędzy pozycją uruchomieniową a pozycją pracy.

9. Silnik według zastrz. 3, znamienny tym, że w kanale powietrznym (58) umieszczony jest zawór ograniczający (72), który jest przystosowany do uruchamiania w zależności od nastaw gaźnika (55) pomiędzy pozycją uruchomieniową a pozycją pracy.