Инженеры из Санкт-Петербурга Андрей Ширин и Георгий Козлов разработали концепцию, согласно которой два соседних цилиндра объединяются в одну камеру сгорания. По их расчетам, это позволит дольше поддерживать высокое давление и обеспечит более продолжительный впрыск топлива.
Суть изобретения
В патентной заявке представлен новый тип поршневого двигателя внутреннего сгорания, в котором два поршня функционируют в общей камере сгорания. Уникальное конструктивное решение подразумевает угловое смещение шатунных шеек коленчатого вала, что обеспечивает асинхронное движение поршней.
Конструктивные особенности
Разработанный двигатель представляет собой поршневой ДВС с двойными П-образными рабочими цилиндрами. В отличие от традиционных конструкций с отдельными камерами впуска и выпуска, в данной модели пара цилиндров объединена общей рабочей камерой и головкой, в которой размещены форсунка и свеча зажигания. Поршни двигаются в единой камере и взаимодействуют с общим газовым объёмом.
Принцип работы и роль смещения шатунных шеек
Основная идея заключается в угловом смещении шатунных шеек коленчатого вала, что позволяет одному поршню опережать другой в фазе. В процессе вращения это способствует более интенсивному уменьшению объема рабочей камеры по сравнению с классической одноцилиндровой схемой и, по словам авторов, помогает дольше поддерживать повышенное давление. Впускные и выпускные клапаны управляются распределительным валом, который соединен с коленчатым валом через механическую передачу.
Расчётные параметры и геометрия
В патенте представлены расчетные диаграммы и сравнение с традиционным одноцилиндровым двигателем объемом 611 см³ и степенью сжатия 16. По расчетам, ходы поршней вписываются в высоту цилиндра, что критически важно для корректной работы механизма.
В одном из вариантов конструкции диаметр поршня в впускном цилиндре составляет 73 мм, в выпускном — 68,5 мм. Ходы поршней равны 73 мм и 83 мм соответственно, а угол между шатунными шейками — 50 градусов. По расчетам, такое сочетание диаметров и ходов создает участок рабочего процесса с почти постоянным давлением.
Ожидаемые эффекты и ограничения
Авторы считают, что новые условия в объединенной камере позволят продлить впрыск топлива и обеспечить более полное сгорание, что, в свою очередь, должно повысить среднее эффективное давление и общий КПД двигателя. Однако в патентной заявке подчеркивается, что эти выводы основаны на расчетах, и фактические испытания для подтверждения этих эффектов пока не проведены.
Исторические аналогии и возможные области применения
В описании изобретения упоминаются примеры двухтактных моторов со сдвоенными П-образными цилиндрами, включая мотоциклетные модели Puch 350 и Triumph Twin. Разработчики отмечают, что угол опережения поршней можно регулировать независимо от числа сдвоенных цилиндров, а геометрию двигателя можно адаптировать под нужные рабочие характеристики.
Замечание о результатах
В ходе анализа предложенной схемы авторы и эксперты обращают внимание на важность различения расчетных показателей и данных, подтвержденных стендовыми или натурными испытаниями. До получения экспериментальных результатов оценка экономии топлива и повышения КПД остается лишь предположением, основанным на математических моделях и расчетах.
