Двигатель в разрезе: описание, детали

Строение двигателя внутреннего сгорания известно широкой массе автолюбителей. Но, вот не все, зная какие детали установлены в моторе, знают их расположение и принцип работы. Чтобы полностью понять устройство автомобильного движка необходимо посмотреть разрез силового агрегата.

Работа двигателя в разрезе представлена в данном видеоматериале

Работа двигателя

Что понимать расположение деталей автомобильного двигателя и перед тем, как показать двигатель в разрезе необходимо понимать принцип работы мотора. Итак, рассмотрим, что приводит в движение колеса автомобиля.

Топливо, которое находиться в бензобаке при помощи топливного насоса подаётся на форсунки или карбюратор. Стоит отметить, что горючее проходит такой важный этап, как фильтрующий топливный элемент, который останавливает примеси и чужеродные элементы, что не должны попасть в камеру сгорания.

После нажатия педали акселератора электронный блок управления даёт команду подать горючее во впускной коллектор. Для карбюраторных ДВС — педаль газа привязана к карбюратору и чем больше давление идёт на педаль, тем больше топлива льётся в камеру сгорания.

Далее, со второй стороны подаётся воздух, проходя воздушный фильтр и дроссель. Чем больше открывается заслонка, тем большее количество воздуха поступит непосредственно во впускной коллектор, где образуется воздушно-топливная смесь.

В коллекторе воздушно-топливная смесь равномерно разделяется между цилиндрами и поочерёдно поступает через впускные клапана в камеры сгорания. Когда поршень движется в ВТМ, создаётся давление смеси и свеча зажигания образует искру, которая поджигает горючее. От данной детонации и взрыва поршень начинает двигаться вниз в НМТ.

Движение поршня передаётся на шатун, который прикреплён к коленчатому валу и приводит его в действие. Так, делает каждый поршень. Чем быстрее движутся поршни, тем больше обороты коленчатого вала.

После того, как воздушно-топливная смесь сгорела, открывается выпускной клапан, который выпускает отработанные газы в выпускной коллектор, а затем сквозь выхлопную систему наружу. На современных автомобилях, часть отработанных газов помогает работе двигателя, поскольку приводит в работу турбонаддув, который увеличивает мощность ДВС.

Также, стоит отметить, что на современных движках не обойтись без системы охлаждения, жидкость которой циркулирует через рубашку охлаждения и подкапотное пространство, чем обеспечивает постоянную рабочую температуру.

Двигатель в разрезе

Теперь можно рассмотреть, как выглядит ДВС в разрезе. Для большей наглядности и понятности рассмотрим двигатель ВАЗ в разрезе, с которым знакомы большинство автомобилистов.

На схеме представлен двигатель ВАЗ 2121 в продольном разрезе:

1. Коленчатый вал; 2. Вкладыш коренного подшипника коленчатого вала; 3. Звёздочка коленчатого вала; 4. Передний сальник коленчатого вала; 5. Шкив коленчатого вала; 6. Храповик; 7. Крышка привода механизма газораспределения; 8. Ремень привода насоса охлаждающей жидкости и генератора; 9. Шкив генератора; 10. Звёздочка привода масляного насоса, топливного насоса и распределителя зажигания; 11. Валик привода масляного насоса, топливного насоса и распределителя зажигания; 12. Вентилятор системы охлаждения; 13. Блок цилиндров; 14. Головка цилиндров; 15. Цепь привода механизма газораспределения; 16. Звёздочка распределительного вала; 17. Выпускной клапан; 18. Впускной клапан; 19. Корпус подшипников распределительного вала; 20. Распределительный вал; 21. Рычаг привода клапана; 22. Крышка головки цилиндров; 23. Датчик указателя температуры охлаждающей жидкости; 24. Свеча зажигания; 25. Поршень; 26. Поршневой палец; 27. Держатель заднего сальника коленчатого вала; 28. Упорное полукольцо коленчатого вала; 29. Маховик; 30. Верхнее компрессионное кольцо; 31. Нижнее компрессионное кольцо; 32. Маслосъёмное кольцо; 33. Передняя крышка картера сцепления; 34. Масляный картер; 35. Передняя опора силового агрегата; 36. Шатун; 37. Кронштейн передней опоры; 38. Силовой агрегат; 39. Задняя опора силового агрегата.

Кроме рядного расположения цилиндров двигателя, как показано на схеме выше существуют ДВС с V- и W-образным расположением поршневого механизма. Рассмотри W-образный мотор в разрезе на примере силового агрегата Audi. Цилиндры ДВС располагаются так, что если смотреть на мотор спереди, то образуется английская буква W.

Данные движки обладают повышенной мощностью и используются на спорткарах. Данная система была предложена японским производителем Субару, но из-за высокого расхода горючего не получила широкого и массового применения.

V- и W-образные ДВС имеют повышенную мощность и крутящий момент, что делает их спортивной направленности. Единственным недостатком такой конструкции является то, что такие силовые агрегаты потребляют значительное количество топлива.

С развитием автомобилестроения компания General Motors предложила систему отключения половины цилиндров. Так, эти неработающие цилиндры приводятся в действие, только когда необходимо увеличить мощность или быстро разогнать автомобиль.

Такая система позволила значительно экономить топливо в повседневном использовании транспортного средства. Эта функция привязана к электронному блоку управления двигателем, поскольку, она регулирует, когда необходимо задействовать все цилиндры, а когда они не нужны.

Вывод

Принцип работы двигателя достаточно простой. Так, если посмотреть на разрез ДВС и понять расположение деталей можно легко разобраться с устройством движка, а также последовательности его процесса работы.

Вариантов расположения деталей мотора достаточно много и каждый автопроизводитель сам решает, как расположить цилиндры, сколько их будет, а также какую систему впрыска установить. Все это и даёт конструктивные особенности и характеристики мотора.

Как устроен ДВС снаружи и в разрезе

Машина едет за счёт вращения колёс, имеющих сцепление с дорогой. Колёса вращаются за счёт трансмиссии, передающей на них крутящий момент от двигателя. А вот этот самый крутящий момент является продуктом преобразования энергии сжигания топлива в механическую работу, для чего собственно и предназначен двигатель внутреннего сгорания (ДВС).

В славное семейство ДВС входят роторные, газотурбинные и поршневые двигатели. Именно последние находятся под капотом львиной доли автомобилей для частной и коммерческой эксплуатации. О них и поговорим и рассмотрим схемы в разрезе далее.

Устройство двигателя

Итак, поршневой ДВС является сердцем большинства современных легковушек и включает в себя обязательный джентльменский набор из корпуса, двух механизмов и семи систем. Посмотрите одну из схем устройства двигателя в разрезе:

Корпус связывает в единое целое головку блока цилиндров, в которой находятся основные элементы газораспределительного механизма (ГРМ). Функция ГРМ — обеспечивать своевременную подачу топливо-воздушной смеси (воздуха) и отвод отработанных газов. ГРМ приводится в действие посредством цепи или ремня от зубчатого венца маховика коленвала, являющегося частью кривошипно-шатунного механизма, преобразующего возвратно-поступательные движения поршней в тот самый крутящий момент, который снимается с коленчатого вала и через трансмиссию передается колёсам.

Системы Двигателя (ДВС) на схеме в разрезе

• Впускная. Горючее не сможет воспламениться без доступа кислорода, и именно впускная система обеспечивает забор, фильтрацию и подачу в нужном объёме воздуха в двигатель.
• Топливная обеспечивает питание мотора. Для современных двигателей в качестве горючего используются бензин, ДТ, биотопливо, водород, как перспективное топливо, сводящее к минимуму отрицательное воздействие на окружающую среду.
• Зажигание обеспечивает воспламенение рабочей смеси. В дизельных двигателях происходит её самовоспламенение.
• Смазка для циркуляции моторного масла, снижающего трение между движущимися частями, создающего защитные плёнки на рабочих поверхностях и нивелирующего негативные эффекты от металлической микро стружки, продуктов сгорания и других вредных факторов работы мотора.
• Охлаждение. Наиболее распространённым является охлаждение ДВС путём принудительной циркуляции антифризов, на худой конец — воды. Есть примеры и воздушного охлаждения мотора, такие как канувший в лету “Запорожец” и широко известный в узких кругах “Porsche 911”.
• Выпускная система отводит от двигателя продукты сгорания, их частичную нейтрализацию и выброс в атмосферу.
• Управление двигателем — это совокупность датчиков и электронных элементов управления остальными системами, завязанная в современных машинах на бортовой компьютер.

Как выглядит схема ДВС в разрезе:

Как работает двигатель внутреннего сгорания (ДВС)

Воспламенения рабочей смеси, состоящей из топлива, воздуха и остатков отработанных газов, происходит в момент максимального верхнего положения поршня, чем достигается наивысшая степень сжатия смеси. Тепловое расширение сгорающих газов толкает поршень вниз, что приводит к вращению коленчатого вала. Двум оборотам коленчатого вала, в четырёхтактном двигателе, соответствуют четыре этапа работы поршня в цилиндре. Для лучшего понимания, рассмотрите еще одну схему ДВС в разрезе:

Как видите на схеме в разрезе показаны: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Подробнее об этом далее.

• Впуск. Поршень идёт вниз. Топливно-воздушная смесь — это продукт совместной деятельности топливной и выпускной систем. В бензиновых двигателях с центральным и распределённым впрыском она образуется во впускном коллекторе. В бензиновых моторах с непосредственным впрыском и в дизелях, данная смесь образуется непосредственно в камере сгорания.
• Сжатие. Ход вверх. При закрытых впускных клапанах происходит смешивание и сжатие смеси до максимальных значений. Апофеозом этого процесса является принудительное или самовоспламенение смеси, знаменующее начало третьего такта.
• Рабочий ход. Поршень идёт вниз. Двигаясь к своей нижней точке, в паре с шатуном передают энергию расширения горящих газов коленвалу.
• Выпуск. Поршень идёт вверх. Через открывающиеся выпускные клапаны ГРМ, отработанные газы отводятся в выпускную систему, где глушатся, охлаждаются и очищаются перед выбросом в окружающую среду.

Стабильная, равномерная работа мотора достигается тем, что цилиндры не совпадают по фазам. Пока один цилиндр совершает полезную работу, в других идут подготовительные циклы, поэтому КПД двигателей внутреннего сгорания не высок (около 40%). Для повышения КПД ДВС и снижения вредных выбросов моторы турбируют, совершенствуют электронное управление рабочим циклом, делая более полным и эффективным сгорание топлива.

Схема цилиндра ДВС в разрезе:

Несколько важных моментов, связанных с устройством ДВС

При всём совершенстве современной электроники, на неё не стоит полагаться на все сто. Знание устройства и принципа работы мотора поможет даже новичку вовремя заметить тревожные симптомы, а значит избежать неприятных последствий поломок и затрат на их ликвидацию. О важности именно ручного контроля уровня масла в картере мы уже неоднократно писали в материалах.

На что ещё нужно обращать внимание?

Не так уж редки случаи растяжения цепи или разрыва приводного ремня ГРМ, особенно у авто с вторичного рынка. Последствия разрыва ремня ГРМ особенно печальны и дороги в устранении. Стоит следить за физическим состоянием ремня, и при появлении бахромы и других визуально определяемых следов его износа, менять на новый без всяких колебаний. Ослабление ремня или цепи привода ГРМ, проявляется в виде свистящих и гремящих звуков, а также определяется тактильно. Неполадки в головке блока цилиндров могут проявлять себя “пением сверчков” кулачкового привода клапанов. Полезно также следить за напором и характером выхлопных газов. Слегка прерывистый напор, с ритмичным чередованием усилений и ослаблений выхлопа, свидетельствует о нормальном рабочем цикле двигателя. Ослабленный и равномерный выхлоп, или “выстрелы” из выхлопной трубы, а также наличие в газах сажи, струйки топлива, и особенно — тосола, является показанием для вызова эвакуатора и скорейшего визита на СТО. Есть ряд ситуаций, когда допустима буксировка автомобиля или можно дотянуть до мастера своим ходом, но новичку не всегда просто определиться с предварительным диагнозом, поэтому лучше не рисковать. Деньги, уплаченные за эвакуацию — ничто, по сравнению с затратами на капитальный ремонт двигателя, или лечение “клина” в автоматических коробках передач.

Итак, мы рассказали и показали разные схемы двигателя в разрезе, надеемся, что информация была вам полезна. Здоровья вам и вашему автомобилю. Удачи на дорогах.

Комментарии

Рекомендованные статьи

Особенности и функции поршневых двигателей – Petrotech, Inc.

Мощные и эффективные двигатели многих типов обеспечивают энергию, необходимую для подачи электроэнергии или привода в секторе энергоснабжения. Нефтяная и газовая промышленность использует двигатели внутреннего сгорания на трех основных рынках: электростанции, компрессоры и насосы. На электростанциях двигатели сжигают топливо, которое нельзя использовать в турбинах; в перекачке обеспечивают механический привод; а при сжатии они используются в газораспределительных линиях. Наиболее популярным типом двигателя внутреннего сгорания, используемым сегодня в этих областях, является поршневой двигатель.

Что такое поршневые двигатели?

Поршневой двигатель, также известный как поршневой двигатель, представляет собой один из двух типов двигателей внутреннего сгорания, которые работают за счет сжигания топлива для выработки энергии. Другой тип — это более ранняя форма, называемая роторным двигателем, и, хотя поршневые двигатели все еще используются сегодня, они более распространены во многих отраслях промышленности. Роторный двигатель имеет четыре отдельных отсека, и в каждом из них выполняется определенная работа: впуск, сжатие, сгорание (или воспламенение) или выпуск. С другой стороны, поршень (поршни) в поршневом двигателе выполняет каждую из этих четырех работ в одном цилиндре.

Как они работают?

Мощность, создаваемая поршневыми двигателями, создается за счет сжатия топлива с помощью поршня или поршней для создания сгорания и, в свою очередь, создания кругового вращательного движения. Этот процесс называется четырехтактным циклом, поскольку, подобно роторному двигателю, поршневые двигатели работают по повторяющейся схеме впуска, сжатия, сгорания и выпуска. Первый шаг — впуск, при котором топливо впрыскивается в цилиндр, толкая поршень к низу. Далее, при сжатии поршень выталкивается к верхней части цилиндра. Это оказывает давление на топливо, и свеча зажигания воспламеняет его, создавая следующий шаг: сгорание. Это воспламенение толкает поршень обратно вниз, создавая энергию. Отходы высвобождаются на последнем этапе, выхлопе, и цикл начинается снова.

Каковы преимущества поршневых двигателей?

Поршневые двигатели являются более современными из двух типов двигателей внутреннего сгорания, и во многих случаях они оказались более эффективными. Хотя на рынке, безусловно, все еще есть место для роторных двигателей, их использование гораздо более ограничено. Например, они встроены во многие гоночные автомобили, поскольку обеспечивают более высокое значение крутящего момента, что, в свою очередь, обеспечивает максимальное ускорение. Однако роторные двигатели гораздо труднее герметизировать, и у них часто возникают проблемы с утечкой давления и проблемами со смазкой. Поршневые двигатели бывают разных конфигураций, чтобы соответствовать конкретным машинам или задачам, и являются наиболее распространенным типом двигателей, используемых в современных автомобилях.

Какое обслуживание и ремонт им требуется?

Как и двигатель в автомобиле, поршневой двигатель на объекте энергоснабжения необходимо надлежащим образом обслуживать и ремонтировать для обеспечения максимальной производительности и долговечности. В Petrotech мы предоставляем решения для любого типа OEM-оборудования, чтобы помочь нашим клиентам контролировать, автоматизировать и обслуживать свои поршневые двигатели, помогая максимизировать эффективность и минимизировать потребность в ремонте. Поскольку мы можем проектировать и устанавливать индивидуальные системы управления для существующего оборудования объекта, мы можем помочь нашим клиентам оптимизировать функциональность без дополнительных затрат времени и средств на перестановку оборудования. Наши системы управления могут включать контроль и мониторинг следующих аспектов технического обслуживания:

• Частота вращения двигателя
• Скорость турбонагнетателя
• Крутящий момент
• Соотношение воздух-топливо
• Температура выхлопных газов
• Давление в воздушном коллекторе
• Вибрация Температура воздушного коллектора
• Момент зажигания

Системы удобны в использовании и адаптированы к требованиям каждого клиента.

Компания Petrotech имеет более чем 50-летний опыт работы в сфере энергоснабжения и предлагает услуги «под ключ» под ответственность одного поставщика, включая бесплатную круглосуточную техническую поддержку и устранение неполадок. Узнайте больше о специализированных интегрированных системах управления, которые мы можем предоставить для поршневых двигателей.

Изображение Mj-bird

ДВИГАТЕЛЬ С РАЗДЕЛЕННЫМИ ЦИЛИНДРАМИ И СПОСОБ РАБОТЫ

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с разделенным цилиндром и, в частности, к устройствам двигателя, обеспечивающим сгорание заряда, включающего высокий процент сгоревших остатков, с минимальным охлаждением стенок цилиндра сгорания для получения требуемых характеристик выбросов выхлопных газов. .

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение сочетает в себе определенные преимущества ранее известных двигателей с раздельным цилиндром с обычными конструктивными особенностями современных двигателей и новыми камерами сгорания и механизмами фаз газораспределения для создания двухтактного двигателя с разделенным цилиндром, обеспечивающего низкий уровень выбросов углеводородов и оксидов азота. в выхлопных газах.

Этот результат достигается за счет обеспечения соединенных пар цилиндров с поршнями, работающими в противофазе; поршень одного цилиндра, называемого асинхронным цилиндром, предпочтительно перемещается несколько меньше чем на половину хода поршня второго цилиндра, называемого силовым цилиндром. Индукционный цилиндр выполнен с возможностью приема и сжатия заряда, который затем передается в силовой цилиндр, где смешивается с оставшимся остаточным зарядом продуктов сгорания от предыдущего цикла.

Комбинированный заряд дополнительно сжимается, воспламеняется от свечи зажигания, сжигается и расширяется для получения энергии. Свеча зажигания расположена в зоне, примыкающей к перепускному клапану между цилиндрами, где имеется относительно неразбавленная порция топливовоздушной смеси для легкого воспламенения сжатого заряда. Ближе к концу рабочего такта выпускной клапан открывается, позволяя сгоревшим выхлопным газам выходить до тех пор, пока давление в цилиндре не упадет примерно до давления в выхлопной системе. Затем выпускной клапан закрывается, оставляя оставшийся заряд сгоревших газов в силовом цилиндре для сжатия и смешивания с последующим частично сжатым зарядом из впускного цилиндра. Затем цикл повторяется.

За счет существенного разбавления заряда для сжигания до 50 или более процентов сгоревших газов ограничиваются температуры горения, что снижает образование оксидов азота в процессе горения. Кроме того, поскольку стенки силового цилиндра не подвергаются воздействию поступающих холодных смесей, температуры поверхности повышаются и уменьшается гашение сгорания с последующим образованием остаточных углеводородов вдоль поверхностей стенок. Дальнейший контроль углеводородов, а также монооксида углерода может быть обеспечен за счет работы с общим обедненным соотношением воздух-топливо или любым другим известным способом, например, путем добавления преобразователя или реакторных устройств в выхлопную систему.

Эти и другие преимущества изобретения станут более понятными из следующего описания некоторых предпочтительных вариантов осуществления вместе с прилагаемыми чертежами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На чертежах:

РИС. 1-4 представляют собой виды в поперечном сечении части двигателя внутреннего сгорания, изготовленного в соответствии с изобретением, схематически иллюстрирующие работу двигателя во время различных событий рабочего цикла;

РИС. 4а представляет собой вид в разрезе, аналогичный фиг. 4, но показывающий модифицированный вариант двигателя;

РИС. 5 представляет собой вид снизу части узла головки блока цилиндров двигателя, предназначенной для использования на двигателе V-8 с обычным расположением цилиндров и иллюстрирующий альтернативный вариант осуществления изобретения, основанный на модификациях конструкции головки блока цилиндров обычного типа;

РИС. 6 представляет собой вид в поперечном сечении узла головки блока цилиндров, показанного на фиг. 5 вообще в плоскости, обозначенной линией 6-6; и

РИС. 7 представляет собой поперечное сечение головки блока цилиндров по фиг. 5 и 6, взятые в целом в плоскости, обозначенной линией 7-7 на фиг. 5 и показан собранным в двигателе.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРАЖЕННЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

РИС. 1-4 чертежей схематически иллюстрируют один вариант осуществления изобретения в виде двухтактного двигателя внутреннего сгорания с разделенным цилиндром, обычно обозначенного цифрой 10.

Двигатель 10 включает блок 12 цилиндров, имеющий множество цилиндров, расположенных попарно, каждая пара включает в себя впускной цилиндр 13 и силовой цилиндр 14. В каждом впускном цилиндре 13 с возвратно-поступательным движением расположен поршень 16, а в каждом силовом цилиндре 14 аналогично расположен поршень 17, причем поршни соединены шатунами 19.к коленчатому валу, не показан. Ходы коленчатого вала устроены таким образом, что поршни 16 впускных клапанов фазированы для перемещения перед силовыми поршнями 17 на 90 градусов коленчатого вала, что равно половине хода поршня или четверти цикла двигателя. Эта фазировка может, при желании, варьироваться в диапазоне от чуть менее полупериода до почти совпадающей по фазе.

Двигатель 10 дополнительно включает головку цилиндров 20, закрывающую концы цилиндров 13, 14 и определяющую поршнями 16, 17 переменного объема впускную и силовую камеры 22 и 23 соответственно. Головка 20 цилиндров содержит впускной канал 24, соединяющий камеру 22 с карбюратором (не показан) для подачи в нее горючей воздушно-топливной смеси. Также предусмотрено выпускное отверстие 26, соединяющее камеру 23 с подходящей выхлопной системой, которая не показана. Камера 27 сгорания образована выемкой в ​​головке 20 цилиндра, которая проходит от камеры 23 и образует продолжение перепускного канала 29., соединяющийся с камерой 22 индукционного цилиндра.

Тарельчатые клапаны 30, 32 и 33 предназначены для управления прохождением газов соответственно через порты 24 и 26 и перепускной канал 29. Все клапаны могут приводиться в действие механически обычным способом с помощью соответствующих средств, не показаны, или клапанов 30 и/или 33 могут приводиться в действие давлением. В варианте осуществления на фиг. 1-4, клапаны 30 и 32 предпочтительно приводятся в действие механически, а клапан 33 приводится в действие давлением. В головке блока цилиндров предусмотрено отверстие 34 для установки свечи зажигания 36, которая проходит в передаточный канал 29.рядом с перепускным клапаном 33 для целей, которые будут описаны позже.

Описанный выше вариант осуществления работает следующим образом. Впускной клапан 30 открывается в начале движения поршня 16 вниз на такте впуска, чтобы обеспечить впуск горючего заряда топливно-воздушной смеси в камеру 22. Когда поршень 16 достигает середины своего такта впуска, как показано на рис. ИНЖИР. 1, поршень 17 достиг высшей точки своего такта сжатия, сжимая ранее сформированный в нем заряд. Примерно в этот момент зажигается свеча 36 зажигания, воспламеняющая относительно неразбавленную смесь в перепускном канале рядом с перепускным клапаном 33 и инициируя сгорание заряда цилиндра.

Возрастающее давление заряда цилиндра в камере 23 толкает поршень 17 вниз по мере завершения сгорания заряда и расширения отработавших газов. На фиг. 2, это расширение достигло примерно половины пути, в то время как поршень 16 завершил свой ход всасывания, и впускной клапан 30 вскоре закроется.

Затем поршень 16 начинает двигаться вверх в такте сжатия, в то время как поршень 17 продолжает двигаться вниз к своему нижнему положению, как показано на РИС. 3. Незадолго до этого момента, в конце такта расширения, открывается выпускной клапан 32, обеспечивающий продувку выхлопных газов в выхлопную систему через порт 26 до тех пор, пока давление в цилиндре в камере 23 не снизится примерно до давления выхлопной системы. . Тем временем горючий заряд в камере 22 сжимается примерно до половины своего объема, как показано на фиг. 3.

Когда давление в камере 23 падает ниже давления в камере 22 настолько, чтобы преодолеть инерцию клапана 33 (который при желании может быть снабжен пружиной для увеличения требуемого перепада давления), клапан 33 открывается, пропуская сжатую смесь в камере 22, чтобы пройти в перепускной канал 29, камеру сгорания 27 и камеру 23. Выпускной клапан 32 рассчитан на раннее закрытие в такте сжатия вверх рабочего поршня 17, до того, как какая-либо значительная часть свежей смеси будет потеряна через выпускное отверстие 26. Это раннее закрытие выпускного клапана улавливает большое количество остаточных продуктов сгорания в камере 23. Дальнейшее движение вверх обоих поршней 16 и 17 продолжает передачу сжатой свежей смеси в полость силового цилиндра 23, при дальнейшем сжатии смешивают свежую смесь и отработанные газы до тех пор, пока поршень 16 не достигнет самой верхней точки своего хода, как показано на фиг. 4. К этому моменту почти вся горючая смесь вытеснена из камеры 22 и находится либо в переходном канале, либо начинает смешиваться с оставшимися отработанными газами в камере 23 и камере сгорания 27.

В этот момент поршень 16 меняет направление, а поршень 17 продолжает движение вверх, еще больше сжимая объединенную смесь и позволяя клапану 33 закрыться, предотвращая возврат смеси в камеру 22. Движение поршня 16 вниз в сочетании с одновременным открытием впускного отверстия клапан 30 позволяет втягивать новый заряд горючего в камеру 22 при повторении предыдущего цикла, в то время как поршень 17 перемещается в свою наивысшую точку, сжимая смесь до точки, показанной на фиг. 1, где повторяются ранее описанные стадии сгорания и расширения.

Следует отметить, что сжатая смесь, образующаяся в камере 23 в момент воспламенения, как показано на фиг. 1, состоит из значительного количества оставшихся сгоревших газов, частично смешанных со свежей смесью, но обычно сконцентрированных в частях камеры, удаленных от перепускного канала 29. Сам перепускной канал образует зону относительно неразбавленной смеси, включая последний части смеси, поступающей из камеры 22, проходят через клапан 33. Эта относительно неразбавленная смесь легко воспламеняется свечой зажигания 36 при ее срабатывании, и именно по этой причине свеча зажигания расположена в положении, близком к перепускному клапану 33.

Ввиду высокого удержания остатков сгоревших газов в камере 23 и смеси этих газов со свежей шихтой, поступающей из камеры 22 до и во время сжигания, температуры горения ограничены таким образом, чтобы свести к минимуму количество оксидов азота, образующихся в процесс горения. Кроме того, температуры стенок цилиндра и камеры сгорания поддерживаются на относительно высоком уровне, так как они никогда не контактируют с холодным топливовоздушным зарядом, который поступает в камеру 22 и сжимается в ней. Соответственно выбросы обоих оксидов азота а углеводороды поддерживаются на низком уровне. Дополнительный контроль содержания угарного газа может быть достигнут за счет работы двигателя с как можно более обедненным соотношением воздух-топливо, а также за счет использования дополнительного воздуха известным образом в цилиндре или выхлопной системе.

В то время как расположение на ФИГ. 1-4, как описано, использует карбюратор для подачи смеси воздуха и топлива во впускное отверстие цилиндра впуска, в равной степени можно было бы использовать средства впрыска топлива. Такие средства впрыска топлива могут подавать топливо в воздух либо перед подачей в впускной цилиндр, либо во время или после процесса перекачки из впускного цилиндра, либо до, либо после перепускного клапана в перепускном канале. В последних случаях проблемы конденсации топлива в индукционном цилиндре можно было бы избежать за счет дополнительных проблем, связанных с обеспечением смешивания воздуха и топлива с образованием легковоспламеняющегося и горючего заряда.

РИС. 4а иллюстрирует модификацию устройства, показанного на фиг. 1-4, включать топливную форсунку 38 для непосредственного впрыска топлива в перепускной канал 29 для смешивания с частично сжатым зарядом воздуха, подаваемым из впускного цилиндра 13.

На фиг. 5-7 иллюстрируют альтернативный вариант осуществления изобретения, содержащий множество компонентов, эквивалентных компоновке, показанной на фиг. 1 — 4, но при этом конструкция перепускного канала и камеры сгорания изменены. Для упрощения описания ссылочные позиции со штрихом используются для частей, соответствующих частям первого описанного варианта осуществления.

Как лучше всего показано на фиг. 7, перепускной канал 40 соединяется непосредственно с камерой 22′ цилиндра 13′, перепускной клапан 42 расположен рядом с противоположным концом перепускного канала, где он открывается в углубленную камеру 43 сгорания, которая образует продолжение перепускного канала. и открывается в силовую камеру 23′. Свеча 36′ зажигания установлена, как лучше всего показано на фиг. 6, в переходнике 44. Переходник, в свою очередь, закреплен сваркой в ​​отверстиях 46 и 47, предусмотренных во внешней и внутренней стенках головки блока цилиндров соответственно, и проходит через водяную рубашку 49.. Выводы свечи зажигания 36′ проходят в верхнюю часть камеры сгорания 43 рядом с перепускным клапаном 42. При таком расположении перепускной клапан 42 приводится в действие механически, как и впускной и выпускной клапаны 30′ и 32′ соответственно. .

Работа альтернативного варианта осуществления в целом такая же, как описанная выше, за исключением того, что перепускной клапан 42 механически приводится в действие синхронно с другими клапанами и устроен так, что нет значительного перекрытия между периодом его открытия и периодом выхлопа. клапан 32′. Это предотвращает любой существенный перенос свежей смеси, поступающей через перепускной клапан, непосредственно из выпускного клапана.

Относительно длинный перепускной канал 40 между всасывающим цилиндром 13′ и перепускным клапаном 42 имеет тенденцию к небольшому снижению объемного КПД цилиндра, поскольку определенный процент сжатых газов остается в передаточном канале при каждом ходе. Однако работа сжатия этих газов может быть восстановлена ​​во время хода впускного поршня 16′ вниз за счет задержки открытия впускного клапана 30′ до тех пор, пока остаточные сжатые газы не расширятся до атмосферного давления.

Расположение перепускного клапана вблизи силовой камеры 23′ также снижает способность поддерживать сегрегированную относительно неразбавленную смесь рядом со свечой зажигания для зажигания. Этой возможности, однако, способствует размещение свечи зажигания в непосредственной близости от перепускного клапана и наличие утопленной камеры сгорания 43. Однако может быть разрешено некоторое разбавление отработавших газов в смеси, окружающей свечу зажигания, без нарушения способности смеси на огонь до тех пор, пока разбавление не станет чрезмерным.