Двигатель внутреннего сгорания

 

Изобретение . использовано для утилизации теплоты в двигателях внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение КПД двигателя путем утилизации тепла охлаждения поршня. Цилиндр 1 установлен на картере 14 и

союз сонетсиих социАлистичесних

- РЕСПУБЛИК

СВ <1И

Ш 4 F G 5/04, Р 02 В 37/00.ЕАЯ

ЕЛ 1 ,B ii1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изоБретениям и отнеытиям пРИ Гкнт сссР (21) 4210022/25-06 (22) 17.03.87 (46) 07.01.89. Бюл. У 1 (75) В.П.Коротков (53) 621.43.018.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1348543, кл. F 02 B 37/00, 1986. (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение м б. использовано для утилизации теплоты в двигателях внутреннего сгорания ° Цель изобретения — повышение КПД двигателя путем утилизации тепла охлаждения поршня.

Цилиндр 1 установлен на картере 14 и

1449690 отделен от него перегородкой 15.

Полый поршень 2 размещен в цилиндре, с образованием рабочей и подпоршневой полостей 16,17, в последней из которых размещен конденсатор 12.

Коленчатый вал 4 подсоединен к связанному с поршнем штоку 3 через шатун 18 и крейцкопф 19. Система охлаждения поршня снабжена форсункой 9 подачи мелкодисперсного теплоносите-! ля во внутреннюю полость 10 поршня, магистралью 11 отвода пара из полости 10 в конденсатор и насосом 13 подачи теплоносителя. Последний подсоединен впускным каналом 20 к конденсатору и связан через напорный трубопровод 22 и телескопический элемент

23 с форсункой 9. Пара реактивных сопел с входными патрубками прикреплена к штоку 3 в полости 17 параллельно его оси. Сопла 5, 6 выполнены ! в виде участка магистрали отвода паИзобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано для утилизации теплоты в двигателях внутреннего сгорания.

Целью изобретения является иовы-! шение КПД путем утилизации тепла охлаждения поршня.

На фиг.1 показан двигатель внутреннего сгорания, общий вид; на фиг. 2 — реактивные сопла.

Двигатель содержит по меньшей мере один цилиндр 1, полый поршень 2, шток 3, коленчатый вал 4, по меньшей мере одну пару реактивных сопел 5 и 6 с входными патрубками 7 и 8 и систему охлаждения поршня 2, снабженную форсункой 9 подачи мелкодисперсного теплоносителя во внутреннюю полость 10 поршня 2, магистралью 1i отвода пара из этой полости 10 в конденсатор 12 и насосом 13 подачи теплоносителя. Цилиндр 1 установлен иа картере 14 и отделен от него перегородкой 15. Полый поршень .2 размещен в цилиндре 1 с образованием рабочей 16 и подпоршненой 17 полостей.

Шток 3 связан с поршнем 2. Колеичара, их выходные отверстия иаправле— ны в противоположные стороны. Патрубки объединены в общий корпус, в котором установлены инерционные золотники для поочередного соединения сопел с магистралью 11. Патрубок каждого сопла м.б. выполнен с полым центральным стержнем, снабженным боковым отверстием и упором. Каждый золотник выполнен в виде подвижной шайбы, размещенной между упорами на стержне с возможностью перекрытия боковых отверстий при своем перемещении. Жидкий тенлоноситель через форсунку 9 подается в виде мелкодисперсной жидкой фазы в полость 10 на горячее днище поршня, где капли воды нагреваются и испаряются. Перегретый водяной пар заполняет патрубки сопел 5, 6. Наличие сопел создает на валу 4 дополнительный вращающий момент. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

2 тый вал 4 подсоединен через шатун 18 и крейцкопф 19 к штоку 3. Насос 13 подачи теплоносителя подсоединен впускным каналом 20 к фильтру 21 и связан через напорный трубопровод 22 и телескопический элемент 23 с форсункой 9 подачи мелкодисперсного теп. лоносителя.

Реактивные сопла 5 и 6 выполнены

10 в виде участка магистрали отвода пара, прикреплены к штоку 3 в подпоршневой полости 17 параллельно его оси, а их выходные отверстия 24 и 25 направлены в противоположные стороны, 15 входные патрубки 7 и 8 объединены в общий корпус, в котором установлены инерционные золотники для поочередного соединения сопел 5 и 6 с магистралью l1 отвода пара. Коиден20 сатор 12 размещен в подпоршневой полости 17.

Р>ходной патрубок 7 (8) каждого сопла 5 (6) выполнен с полым центральным стержнем 26 (27), снабженным боковым отверстием 28 (29) и упором

30 (31), а инерционные золотники выполнены каждый в виде подвижной шайбы 32 (33), размещенной между упора1449690 ми 30 и 31 на полом цилиндрическом стержне 26 (27) с возможностью перекрытия бокового отверстия 28 (29) при своем перемещении.

Двигатель работает следующим образом.

Преобразование теплоты сгорания топлива в механическую работу осуществляется в рабочей полости 16 цилиндра 1 двигателя. Сила давления газов передается на поршень 2, а затем через шток 3, крейцкопф 19 и шатун 18 на коленчатый вал 4, размещенный в картере 14, связанном через перегородку 15 с цилиндром 1.

Для повышения эффективности двигателя с помощью насоса 13 через его напорный трубопровод 22 и телескопический элемент 23 жидкий теплоноситель подается в форсунку 9, которая обеспечивает подачу теплоносителя в виде мелкодисперсной жидкой фазы во внутреннюю полость 10 охлаждения на горячее днище поршня 2.

В полости 10 мелкие капли воды нагреваются и испаряются. Перегретый водяной пар из полости 10 через магистраль 11 в штоке 3 заполняет корпус входных патрубков 7 и 8 реактивных сопел 5 и 6.

При движении вниз в конце хода поршня 2 за счет сил инерции подвижная шайба 32 прижимается к упору 30 и перекрывает боковое отверстие 28 полого центрального стержня 26 во входном патрубке 7 сопла 5. Напротив, на стержне 27 шайба 33 прижата к упору 31 и открывает отверстие 29. Перегретый водяной пар поступает в сопло

6 и его отверстие 25, где, расширяясь, совершает работу. При этом сила тяги реактивного сопла б направлена в сторону движения поршня 2 и на коленчатом валу создается дополнительный вращающий момент.

При движении поршня 2 вверх и при его остановке в верхней точке шайба 33 перекрывает отверстие 29, а с другой стороны отверстие 28 на стержне 26 открывается. Перегретый пар поступает в выходное отверстие 24 сопла 5, где, расширяясь, создает дополнительную тягу, направленную в сторону движения поршня 2, создавая

55 допоннительный вращающий момент на валу 4 двигателя.

Таким образом, обеспечивается повышение КПД двигателя за счет использования энергии перегретого пара.

Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один цилиндр, установленный на картере и отделенный от него перегородкой, полый поршень, размещенный в цилиндре с образованием рабочей и подпоршневой полостей, шток, связанный с поршнем, коленчатый вал, подсоединенный через шатун и крейцкопф к штоку, и систему охлаждения поршня, снабженную форсункой подачи мелкодисперсного теплоносителя во внутреннюю полость поршня, магистралью отвода пара из этой полости в конденсатор и насосом подачи теплоносителя, подсоединенным впускным каналом к конденсатору и связанным через напорный трубопровод и телескопический элемент с форсункой подачи мелкодисперсного теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем утилизации тепла охлаждения поршня, двигатель снабжен по меньшей мере одной парой реактивных сопел с входными патрубками, причем реактивные сопла выполнены в виде участка магистрали отвода пара, прикреплены к штоку в подпоршневой полости параллельно его оси и их выходные отверстия направлены в противоположные стороны, входные патрубки объединены в общий корпус, в котором установлены инерционные золотники для поочередного соединения сопел с магистралью отвода пара, а конденсатор размещен в подпоршневой полости.

2. Двигатель по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что входной патрубок каждого сопла выполнен с полым центральным стержнем, снабженным боковым отверстием и упором, а инерционные золотники выполнены каждый в виде подвижной шайбы, размещенной между упорами на полом центральном стержне с воэможностью перекрытия бокового отверстия при своем перемещении.

26

28

f0

Составитель В. Козлов

Редактор О.Головач Техред И.Дидык Корректор В.Бутяга

Ю»

Заказ 6944/33 Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКйГ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4