RU52112U1

RU52112U1 - TWO-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE CYLINDER

Info

Publication number: RU52112U1
Application number: RU2005116556/22U
Authority: RU
Inventors: Владислав Игорьевич Петенко; Александр Борисович Ладыгин; Владимир Николаевич Аликин; Владимир Фатихович Ахмадеев; Александр Константинович Дибижев
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Машиностроительный завод имени Ф.Э Дзержинского"
Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2006-03-10

Abstract

Цилиндр двухтактного двигателя внутреннего сгорания для бензиномоторных пил имеет впускной канал 1 с впускным окном 2, продувочные каналы 3 с окнами 4 и выпускные окна 5 с каналами 6, рабочий объем цилиндра 7. При суммарной площади двух выпускных окон цилиндра, равной 1,7 от суммарной площади двух боковых продувочных окон цилиндра обеспечивается качественная продувка рабочего объема цилиндра и практически полное освобождение его от отработанных газов при ходе поршня вверх от крайнего нижнего положения.The cylinder of a two-stroke internal combustion engine for gasoline-powered saws has an inlet channel 1 with an inlet window 2, purge channels 3 with windows 4 and exhaust windows 5 with channels 6, the working volume of the cylinder 7. With a total area of two exhaust windows of the cylinder equal to 1.7 of the total The area of two lateral purge windows of the cylinder provides a high-quality purge of the working volume of the cylinder and its almost complete release from exhaust gases when the piston moves upward from its lowermost position.

Description

Полезная модель относится к области двигателестроения, а именно к конструкциям цилиндров двухтактных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использоваться в двигателях бензиномоторных пил.The utility model relates to the field of engine building, namely to the cylinder structures of two-stroke internal combustion engines (ICE) and can be used in gasoline-powered saw engines.

В цилиндре протекают основные рабочие процессы ДВС, поэтому конструкция цилиндра и ее состояние в значительной степени определяет мощность и моторесурс двигателя. Большое значение на мощность влияют процессы газообмена в двигателе, которые осуществляются в газовой полости цилиндра, а также через его окна и газоподводящие каналы, связывающие газовую полость цилиндра с рабочей полостью картера двигателя.The main internal combustion engine operating processes take place in the cylinder; therefore, the design of the cylinder and its condition largely determines the power and engine life of the engine. The gas exchange processes in the engine, which are carried out in the gas cavity of the cylinder, as well as through its windows and gas supply channels connecting the gas cavity of the cylinder with the working cavity of the crankcase, are of great importance to power.

Известны цилиндры, предназначенные для ДВС с кривошипно-камерной продувкой, содержащие впускное, продувочные и выпускное окно с каналами (см. ав. св. СССР №103990 по кл. F 1/22 за 1955 г., патент США №3687118 по кл.123-73 за 1972 г.)Known cylinders designed for ICE with a crank chamber purge containing an inlet, purge and exhaust window with channels (see av. St. USSR No. 103990 according to CL F 1/22 for 1955, US patent No. 3687118 according to CL. 123-73 for 1972)

Известен также цилиндр двухтактного ДВС с кривошипно-камерной продувкой, содержащий впускной канал с впускным окном, боковые продувные каналы с окнами и выпускное окно с каналом(см. книгу Д.К. Шмаков «Бензиномоторная пила МП-5 «Урал-2» М.: изд-во «Лесная промышленность», 1970 г. стр.13), принятый авторами за прототип. Данная конструкция цилиндра, являясь, кроме своего основного назначения, главной деталью системы газообмена, не обеспечивает качественное наполнение цилиндра новым зарядом горючей смеси из-за того, что некоторые зоны рабочего объема цилиндра остаются не продутыми и заполненными отработанными газами. Это приводит к быстрому загрязнению (закоксовыванию) камеры сгорания цилиндра, свечи зажигания, головки поршня и поршневого кольца и, как следствие, к низким параметрам надежности и мощности двигателя.A cylinder of a two-stroke ICE with a crank-chamber purge is also known, containing an inlet channel with an inlet window, side purge channels with windows and an outlet window with a channel (see the book by DK Shmakov "Gasoline-powered saw MP-5" Ural-2 "M. : publishing house "Forest industry", 1970, p. 13), adopted by the authors as a prototype. This design of the cylinder, being, in addition to its main purpose, the main part of the gas exchange system, does not provide high-quality filling of the cylinder with a new charge of the combustible mixture due to the fact that some areas of the cylinder’s working volume remain not blown and filled with exhaust gases. This leads to rapid contamination (coking) of the cylinder’s combustion chamber, spark plug, piston head and piston ring and, as a result, to low reliability and engine power parameters.

Технической задачей настоящей полезной модели является устранение указанных недостатков и создание конструкции цилиндра, обеспечивающего качественную проводку рабочего объема цилиндра и практически полное освобождение его от отработанных газов при ходе поршня вверх от крайнего нижнего положения.The technical task of this utility model is to eliminate these drawbacks and create a cylinder design that provides high-quality wiring of the cylinder’s working volume and almost completely releases it from exhaust gases when the piston moves upward from its lowermost position.

Техническое решение предлагаемой полезной модели состоит в том, что суммарная площадь двух выпускных окон цилиндра составляет 1,7 от суммарной площади двух боковых продувочных окон его.The technical solution of the proposed utility model consists in the fact that the total area of the two exhaust windows of the cylinder is 1.7 of the total area of the two side purge windows.

По многочисленным результатам газодинамических продувок рабочих объемов цилиндров двухтактного ДВС для бензиномоторных пил, авторами полезной модели было установлено, что при площади выпускного окна цилиндра менее 1,7 от суммарной площади продувочных каналов его во время вытеснения продуктов сгорания через выпускное окно цилиндра свежей топливно-воздушной смесью, поступающей из кривошипной камеры (картера) в рабочий объем цилиндра через боковые продувочные окна, поток свежей топливно-воздушной смеси в рабочем объеме цилиндра поджат (адиабатически недорасширен) и обладает большой энергией в результате чего в верхней части рабочего объема цилиндра образуется застойная зона, заполненная отработанными продуктами сгорания. В результате этого не обеспечивается полное наполнение рабочего объема цилиндра новым зарядом топливно-воздушной смеси. У цилиндра ДВС бензиномоторной пилы «Урал-2», принятой авторами за прототип площадь выпускного окна цилиндра составляет 0,7 от суммарной площади боковых продувочных окон.According to numerous results of gasdynamic purging of the working volumes of cylinders of a two-stroke internal combustion engine for gasoline-powered saws, the authors of the utility model found that when the area of the exhaust window of the cylinder is less than 1.7 of the total area of the purge channels during the displacement of combustion products through the exhaust window of the cylinder with a fresh fuel-air mixture coming from the crank chamber (crankcase) into the working volume of the cylinder through the side purge windows, the flow of fresh fuel-air mixture in the working volume of the cylinder is preloaded ( adiabatically underexpanded) and has a high energy, as a result of which a stagnant zone is formed in the upper part of the cylinder’s working volume, filled with waste combustion products. As a result of this, the working volume of the cylinder is not completely filled with a new charge of the fuel-air mixture. At the cylinder of the internal combustion engine of the Ural-2 gasoline-powered saw, adopted by the authors as a prototype, the area of the exhaust window of the cylinder is 0.7 of the total area of the side purge windows.

Предложенная авторами конструкция цилиндра ДВС в отличие от прототипа дополнительно содержит выпускное окно с каналом, что обеспечивает качественное наполнение цилиндра новым зарядом топливно-воздушной смеси.The design of the ICE cylinder proposed by the authors, unlike the prototype, additionally contains an outlet window with a channel, which ensures high-quality filling of the cylinder with a new charge of the fuel-air mixture.

При суммарной площади выпускных окон цилиндра более 1,7 от суммарной площади продувочных окон также не обеспечивается полное наполнение рабочего объема цилиндра топливно-воздушной смесью из-за отсутствия достаточного подпора топливно-воздушной смеси в рабочем объеме цилиндра и потери ее через выпускные окна цилиндра.When the total area of the cylinder’s exhaust windows is more than 1.7 from the total area of the purge windows, the cylinder’s working volume is not completely filled with the fuel-air mixture due to the lack of sufficient air-fuel mixture in the cylinder’s working volume and its loss through the cylinder’s exhaust windows.

На фиг.1 изображена конструкция предложенного цилиндра двухтактного ДВС для бензиномоторных пил, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.Figure 1 shows the design of the proposed cylinder two-stroke internal combustion engine for gasoline saws, figure 2 - section aa in figure 1.

Он имеет впускной канал 1 с впускным окном 2, продувочные каналы 3 с окнами 4 два выпускных окна 5 с каналами 6, рабочий объем цилиндра 7.It has an inlet channel 1 with an inlet window 2, purge channels 3 with windows 4, two exhaust windows 5 with channels 6, the working volume of the cylinder 7.

Газодинамические процессы в цилиндре двигателя осуществляются следующим образом. В начале топливно-воздушная смесь поступает из кривошипной камеры (картера двигателя) по боковым продувочным каналам 3 и через продувочные окна 4 входит в рабочий объем цилиндра, затем два боковых потока топливно-воздушной смеси встречаются и поднимаются вверх к головке цилиндра. Происходит наполнение рабочего объема цилиндра зарядом топливно-воздушной смеси и вытеснение отработанных газов. В цилиндре двигателя при ходе поршня вверх от крайнего нижнего положения, называемого нижней мертвой точки (н.м.т.) закрываются выпускные окна и в рабочем объеме цилиндра начинается сжатие топливно-воздушной смеси. При сжатии давление и температура топливно-воздушной смеси возрастают, и в момент, когда поршень не Gas-dynamic processes in the engine cylinder are as follows. At the beginning, the air-fuel mixture enters from the crank chamber (engine crankcase) through the side purge channels 3 and through the purge windows 4 enters the working volume of the cylinder, then two side streams of the air-fuel mixture meet and rise up to the cylinder head. The working volume of the cylinder is filled with the charge of the fuel-air mixture and the exhaust gases are displaced. In the engine cylinder, when the piston moves upward from the lowermost position, called the bottom dead center (NM), the exhaust windows close and the fuel-air mixture begins to compress in the cylinder’s working volume. During compression, the pressure and temperature of the fuel-air mixture increase, and at the moment when the piston does not

доходит до крайнего верхнего положения, называемого верхней мертвой точкой (в.м.т.) подается искра на свечу зажигания. Через некоторое время начинается процесс сгорания, сопровождаемый резким нарастанием давления в цилиндре при обратном движении поршня - происходит рабочий ход - расширение продуктов сгорания. После открытия выпускных окон начинается выпуск продуктов сгорания. К моменту открытия выпускных окон давление в цилиндре значительно снижается и вскоре начинается процесс продувки цилиндра. При суммарной площади двух выпускных окон цилиндра равной 1,7 от суммарной площади двух боковых продуктов окон цилиндра практически все продукты сгорания вытесняются через выпускные окна и рабочий объем цилиндра заполняется свежей топливно-воздушной смесью.reaches the extreme upper position, called top dead center (bmc), a spark is supplied to the spark plug. After some time, the combustion process begins, accompanied by a sharp increase in pressure in the cylinder during the reverse movement of the piston - a working stroke occurs - expansion of the combustion products. After opening the exhaust windows, the release of combustion products begins. By the time the exhaust windows open, the pressure in the cylinder is significantly reduced and the cylinder purge process soon begins. With a total area of two exhaust windows of the cylinder equal to 1.7 of the total area of the two side products of the cylinder windows, almost all combustion products are displaced through the exhaust windows and the cylinder’s working volume is filled with fresh air-fuel mixture.

Claims

A cylinder of a two-stroke internal combustion engine for gasoline-powered saws with channels and windows for a crank chamber purge, comprising an inlet channel with an inlet window, purge channels with windows and exhaust windows with channels, characterized in that the cylinder further comprises an exhaust window with a channel, the area of the two exhaust windows of the cylinder is 1.7 of the total area of the two side purge windows of the cylinder.