Способ работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания

 

621.43.052

Изобретение относится к способам работы двигателей внутреннего сгорания с продолженным расширением. Целью изобретения является повьппение экономичности двигателя за счет подачи отобранного сжатого воздуха в цилиндр в два этапа: на рабочем ходе и в конце процесса выпуска из него продуктов сгорания. В цилиндр 1 двигателя воздух нагнетают компрессором 6 с приводом от турбины 1,1, работающей на выхлопных газах. Затем воздух сжимают в цилиндре поршнем 2 с отбором части его в аккумулирующую полость 9. В период рабочего хода открывают клапан 10 и часть отобранного сжатого воздуха выпускают в цилиндр для улучшения процесса сгорания. Оставшуюся часть воздуха подают в цилиндр в конце процесса выпуска из него продуктов сгорания, i что улучшает очистку цилиндра от ос (Л таточных газов. Изобретение дополни-, тельное к авт.св. № 1016546. 1 э.п. ф-лы, 2 ил. 1Ч

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (su 4 F 02 В 37/00, 41/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5 7 ф

Iform. (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1016546 (21) 3853929/25-06 (22). 13 ° 02 ° 85 (46) 30.10.86. Бюл. М- 40 (71) Коломенский филиал Всесоюзного заочного политехнического института

:(72) А.И. Хуциев и Б.В. Евстифеев (57) 621.43.052(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1016546, кл. F 02 В 37/00, 1982. (54) СПОСОБ РАБОТЫ ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к способам работы двигателей внутреннего сгорания с продолженным расширением. Целью изобретения является повышение экономичности двигателя за счет подачи отобранного сжатого воздуха в цилиндр в два этапа: на рабочем ходе и в конце процесса выпуска иэ него продуктов сгорания. В цилиндр 1 двигателя воздух нагнетают компрессором 6 с приводом от турбины 11, работающей на выхлопных газах. Затем воздух сжимают в цилиндре поршнем

2 с отбором части его в аккумулирующую полость 9. В период рабочего хода открывают клапан 10 и часть отобранного сжатого воздуха выпускают в цилиндр для улучшения процесса сгорания. Оставшуюся часть воздуха подают в цилиндр в конце процесса выпуска иэ него продуктов сгорания, что улучшает очистку цилиндра от остаточных газов. Изобретение дополни-. тельное к авт.сн. 1(1016546. 1 э.п. ф-лы, 2 ил.

7020

50

1 126

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, в частности к способам работы двигателей внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом, и является усовершенствованием основного изобретения по авт,св. 9 1016546.

На фиг. 1 представлена схема четырехтактного дизеля, иллюстрирующая предлагаемый способ, на фиг. 2— схема, иллюстрирующая изменение давления в цилиндре, в полости воздушного аккумулятора и фазы работы перепускного клапана.

Цилиндр 1 и размещенный в нем поршень 2 образуют камеру сгорания 3, ограниченную крышкой 4 цилиндра с впускным клапаном 5. Компрессор (К)

6 подключен к впускному клапану. В крышке установлены форсунка 7 и выпускной клапан 8 и выполнена аккумулирующая полость 9. Кроме того, в крышке установлен перепускной клапан 10. Турбина (Т) 11 связана с выпускным клапаном. Стрелками показано направление движения газов.

На фиг. 2 введены следующие обо- . значения: А — давление в цилиндре, Б — давление в полости Воздушного аккумулятора,  — фазы перепускного клапана, Г - период продувки, Д— период частичного отбора сжатого воздуха из цилиндра в аккумулятор, Е— период использования отобранного воздуха на рабочем ходе. Стрелкой обозначено изменение угла поворота коленчатого вала, ВХ, ВП, СЖ и РХ— процессы соответственно выпуска,, впуска, сжатия и рабочего хода.

Двигатель работает следующим образом.

Поступающий воздух сжимают в компрессоре 6 и направляют в цилиндр 1 двигателя, обеспечивая тем самым заполнение его свежим зарядом. Затем воздух сжимают в цилиндре 1 поршнем 2 с отбором части его в аккумулирующую полость 9 при открытом перепускном клапане 10, после чего клапан 10 закрывают, а в цилиндре производят процессы поджига, сгорания и расширения (рабочий ход).

В период рабочего хода клапан: 10 открывают и отобранный сжатый воздух направляют в цилиндр, где используют часть его в процессе горения. Кроме того, в конце процесса расширения открывают выпускной кла пан 8 и смесь продуктов сгорания с избыточным воздухом направляют в форсажную камеру (не показана),где сжигают дополнительное топливо, а затем отработавшие газы расширяют в турбине 11.

В конце рабочего хода перепускной клапан 10 закрывают, а в аккумулирующей полости 9 при этом остается некоторое количество сжатого воздуха с давлением, превышающим давление на выпуске.

В процессе выпуска отработавших газов из цилиндра их направляют вдоль стенок аккумулирующей полости, чем обеспечивают подогрев отобранного сжатого воздуха и повышение его энергоемкости (в частности, давления).

В конце процесса выпуска газов из цилиндра перепускной клапан 10 от" крывают и остаток аккумулированной в полости 9 части сжатого воздуха направляют в цилиндр, чем осуществляют удаление остаточных газов из надпоршневого пространства (продувку) при открытом выпускном и закрытом впускном клапане. По окончании продувки перепускной клапан закрывают, цилиндры заполняют свежим зарядом и процесс повторяется.

Осуществление продувки способствует уменьшению количества остаточных газов и улучшению наполнения, что увеличивает воздушный заряд цилиндра.

Начало возврата в цилиндр на продувку остатка аккумулированной части отобранного сжатого воздуха с верхней мертвой точки такта впуска увеличивает положительную работу поршня (иэ-за увеличения давления в цилиндре) при его движении вниз (образование положительной петли на индикаторной диаграмме насосных ходов).

Более раннее начало возврата остатка воздуха в цилиндр увеличивает отрицательную работу поршня при его движении вверх на такте выпуска, а более позднее начало подачи сопровождается увеличением надпоршневого объема и увеличением вследствие этого количества заполня эщих этот объем остаточных газов, что ухудшает качество продувки.

Окончание возврата остатка воздуха на продувку одновременно с окончанием процесса выпуска (закрытие выпускного клапана) исключает обратный заброс продуктов сгорания в цилиндр двигателя, (что возможно при окончании) и исключает гидравлические потери при перетоке воздуха из аккумулятора в цилиндр (а затем в процессе сжатия обратно) при более позднем окончании перетока.

Положительный эффект от применения новых технологических приемов превышает суммарный эффект в случае раздельного применения известных способов, т.е. использования отобранного из цилиндра воздуха на рабочем ходе и отдельно на продувку.

Техред Л.Олейник

Корректор М. Максимишинец

Редактор Н. Горват

Подписное

Заказ 5739/28 Тираж 523

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5..Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгдрод, ул. Проектная, 4

Таким образом, совокупность предлагаемых технологических приемов (признаков) обеспечивает повыщение .экономичности двигателя за счет отбора части воздушного заряда иэ цилиндра с одновременным увеличением давления наддува и с использованием этого воздуха на рабочем ходе и в конце процесса выпуска на продувку, а также за счет оптимизации фаэ ис- пользования сжатого воздуха.

12670 20

Формула из обретения

1. Способ работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания по авт.св. У 1016546, о т л и ч а юшийся тем, что,с целью повышения экономичности путем более полного использования отобранного сжатого воздуха, возврат аккумулирован1О ной части воздуха в цилиндр на рабачем ходе производят не полностью, а остаток аккумулированной части воздуха возвращают в цилиндр в конце процесса выпуска из него продуктов cro1g рания.

2. Способ по п. 1, отличаюшийся тем, что заполнение цилиндра воздухом начинают до завершения процесса выпуска из него продуктов

2О сгорания в ходе поршня к верхней мертвой точке, начало возврата остатка аккумулированной части воздуха в цилиндр совмещают с приходом поршня в верхнюю мертвую точку, а оконча25 ние совмещают с окончанием процесса выпуска.