Инженеры из Санкт‑Петербурга Андрей Ширин и Георгий Козлов предложили объединить соседние цилиндры в единую камеру сгорания. По их расчётам, такая схема должна дольше поддерживать высокое давление и позволить реализовать более продолжительный впрыск топлива.
Суть изобретения
В патентной заявке описан новый вариант поршневого двигателя внутреннего сгорания, в котором два поршня работают в общей камере сгорания. Ключевым конструктивным решением стало угловое смещение шатунных шеек коленчатого вала, что обеспечивает смещённое по фазе движение поршней.
Конструктивные особенности
Предложенный двигатель — поршневой ДВС со сдвоенными П‑образными рабочими цилиндрами. В отличие от традиционных схем с отдельными камерами впуска и выпуска, здесь пара цилиндров объединена общей рабочей камерой и общей головкой, в которой размещены форсунка и свеча зажигания. Два поршня перемещаются внутри объединённой камеры и взаимодействуют с общим газовым объёмом.
Принцип работы и роль смещения шатунных шеек
Главная идея — задать угловое смещение шатунных шеек коленчатого вала, чтобы один из поршней опережал другой по фазе. При вращении это позволяет уменьшать объём рабочей камеры более интенсивно, чем в классической одноцилиндровой схеме, и, как утверждают авторы, поддерживать повышенное давление в камере дольше. Впускные и выпускные клапаны приводятся в действие распределительным валом, который связан с коленчатым валом механической передачей.
Расчётные параметры и геометрия
В патенте приведены расчётные диаграммы и сравнение с классическим одноцилиндровым двигателем объёмом 611 см³ и степенью сжатия 16. По расчётам, ходы поршней укладываются в высоту цилиндра, что важно для корректной работы механизма.
В одном из вариантов конструкции диаметр поршня во впускном цилиндре указан как 73 мм, во выпускном — 68,5 мм. Ходы поршней составляют 73 мм и 83 мм соответственно, угол между шатунными шейками — 50 градусов. По расчётам, сочетание этих диаметров и ходов формирует участок рабочего процесса с почти постоянным давлением.
Ожидаемые эффекты и ограничения
Авторы связывают новые условия в объединённой камере с возможностью продления впрыска топлива и более полным сгоранием, что в свою очередь должно повысить среднее эффективное давление и общий КПД двигателя. При этом в патентной заявке подчёркивается, что такие выводы основаны на расчётах — фактические испытания и подтверждение этих эффектов пока не представлены.
Исторические аналогии и возможные области применения
В описании изобретения приводятся примеры двухтактных моторов со сдвоенными П‑образными цилиндрами, среди которых упоминаются мотоциклетные Puch 350 и Triumph Twin. Разработчики отмечают, что угол опережения поршней можно настраивать независимо от числа сдвоенных цилиндров, а геометрию двигателя подбирать под требуемые рабочие характеристики.
Замечание о результатах
При анализе предложенной схемы авторы и эксперты обращают внимание на необходимость различать расчётные показатели и данные, подтверждённые стендовыми или натурными испытаниями. До получения экспериментальных результатов оценка экономии топлива и роста КПД остаётся предположением, основанным на математических моделях и расчётах.
