Двигатель внутреннего сгорания

 

Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: в двигателе внутреннего сгорания, имеющем оппозитно расположенные цилиндры (1), (13) с поршнями

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕ СКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю F 02 В 75/24, 75/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4606508/06 (22) 21,11.88 (46) 15.05.92. Бюл. N. 18 (72) Н.Я.Нижельский и В.И,Пурий (53) 621.43(088,8) (56) Патент Германии N150605,,Н КИ 47Н- 1, опублик. 1902 r. (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57)Использование: двигателестроение.

Сущность изобретения: в двигателе внутреннего сгорания,. имеющем оппозитно расположенные цилиндры (1), (13) с поршнями (2), (14), соединенными штоком (13), коленчаИзобретение относится к двигателестроению, в частности к поршневым двигателям внутреннего сгорания.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий оппоэитно расположенные цилиндры, в которых расположены поршни, соединенные между собой штоком, и один из которых является компрессорным.

Недостатками такого двигателя являются низкая экономичность и удельная мощ. ность, а также наличие повышенных боковых нагрузок от поршней на стенки цилиндров.

Известен также двигатель внутреннего сгорания с регенератором-теплообменником, установленным между компрессорным и рабочим цилиндрами.

Основным недостатком такого двигателя являются низкая удельная мощность и наличие повышенных боковых воздействий поршней на стенки цилиндров.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является

» . Ж 1733652 А1 тый вал, выполненный в виде двух кривошипов (5), соединенных шарнирно двумя шатунами (4) со штоком (3) поршней, путем выполнения радиуса кривошипов (15) порядка 0,90. „0,95 длина шатунов (4), что обеспечивает задержку одного поршня в верхней мертвой точке (ВМТ)„который выполнен рабочим, а другого в нижней мертвой точке (НМТ), который выполнен компрессорным. B нагнетательной магистрали,соединяющей компрессорный и рабочий цилиндры, установлен теплообменник (15) для подогрева сжатого воздуха выходящими газами, 1 з.п, ф-лы, 1 ил. двигатель внутреннего сгорания с коленчатым валом в виде двух кривошипов, соединенных двумя шатунами со штоком поршней, Недостатком такого двигателя является низкая экономичность и удельная мощность.

Целью изобретения является повышение экономичности и удельной мощности двигателя внутреннего сгорания.

Указанная цель достигается тем. что в известном двигателе внутреннего сгорания, имеющем оппозитно расположенные цилиндры с поршнями, соединенными штоком, и коленчатый вал, выполненный в виде двух кривошипов, соединенных двумя шатунами со штоком поршней, согласно изобретению, радиус кривошипов выполнен порядка 0,90...0,95 длины шатунов, что обеспечивает задержку одного поршня в верхней мертвой точке (ВМТ), который выполнен рабочим, а другого в нижней мертвой точке (НМТ), который выполнен компрессорным, 1733652 тем самым обеспечивая более высокий коэффициент заполнения компрессорного цилиндра, вследствие задержки компрессорного поршня у НМТ, и более полное сгорание топлива за время нахождения рабочего поршня у ВМТ (т.е, осуществляется подвод теплоты при более высоком давлении, так как догорание топлива происходит при практически постоянном рабочем объеме). Кроме того, в нагнетательной магистрали, соединяющей компрессорный и рабочий цилиндры, установлен теплообменник для подогрева сжатого воздуха выходящими газами.

На чертеже схематически показан двигатель внутреннего сгорания с относительным расположением деталей и механизмов в момент нахождения рабочега поршня в HMT.

Двигатель внутреннего сгорания состо-ит из рабочего цилиндра 1, связанного с корпусом двигателя, в котором находится рабочий поршень 2, связанный со штоком 3, двух шатунов 4, шарнирно связывающих шток 3 с двумя соосными кривошипами 5, радиус которых равен 0,90...0,95 длины шатунов 4, и вращающимися в противоположные стороны, передавая вращающий момент посредством кинематический связи (шестерен 7,8,9,10,11) на выходной вал

12 двигателя, оппозитно расположенного компрессорного цилиндра 13, связанного с корпусом двигателя, в котором находится компрессорный поршень 14, связанный со штоком 3, теплообменника 15, связывающего магистраль выхлопа 16 компрессорного цилиндра и магистраль всасывания 17 рабочего цилиндра с одной стороны и магистраль выхлопа 18 рабочего цилиндра с выхлопным патрубком 19 с другой стороны, впускного патрубка 20, связанного с впускным окном компрессорного цилиндра 13, Устройство работает следующим образом.

При перемещении поршня 2 рабочего цилиндра 1 из HMT в BMT происходит вращение шатунов 4 в противоположные стороны и при подходе поршня к ВМТ, т.е. при повороте кривошипов 5 на 90 в противоположные стороны поршень свое дальнейшее продвижение приостанавливает вследствие небольшой разницы длин кривошипов и шатунов и при дальнейшем повороте кривошипа еще на 90 поршень переместится всего лишь на 2-10 от всего хода поршня и прийдет в ВМТ. Дальнейший поворот кривошипа на 90 также приведет к перемещению поршня на 2-107; от ВМТ в сторону

НМТ, т.е. поршень в диапазоне 180 поворота кривошипа практически стоит на месте

Таким образом, за один рабочий ход поршня одновременно происходит и рабочий процесс расширения газа в рабочем цилиндре двигателя и процесс сжатия воздуха в компрессоре, а также и подготовка рабочего тела в теплообменнике-регенераторе.

При дальнейшем движении поршня двигателя из НМТ в ВМТ происходит выхлоп отработанных газов иэ магистрали 18 через теплообменник и одновременно заполнение камеры сгорания двигателя рабочим телом по магистрали 17 и впрыск горючего непосредственно в камеру сгорания.

Заявляемый двигатель внутреннего сгорания имеет следующие преимущества: достигнут процесс подвода тепла в цикле при практически постоянном объеме, что повышает полезную работу цикла; увеличен коэффицйент заполнения компрессорного цилиндра, что особенно важно для рыстроходных двигателей, 55 вблизи ВМТ, и во время нахождения поршня вблизи BMT (в диапазоне поворота кривошипов на 180 ) в начальный момент подается из теплообмен ника-регенератора

5 15 сжатый горячий воздух в камеру сгорания рабочего цилиндра 1, Для продувки камеры сгорания от отработанных газов клапан выпуска при открытии клапана впуска закрывается с запаздыванием на время, 10 необходимое для очистки камеры сгорания от отработанных газов. В конце подачи воздуха в камеру сгорания и закрытия клапана впуска в камеру сгорания впрыскивается горючее и воспламеняется. Процесс подачи

15 воздуха и воспламенения горючего заканчивается при подходе поршня к ВМТ, т.е. при продвижении поршня на 2 — 10 от всего его хода. Сгорает топливо практически в постоянном объеме. давление газов существенно

20 нарастает и перемещение поршня в HMT будет происходить под более высоким давлением, а следовательно, и работа в такте расширения будет получена значительно выше, чем при сгорании топлива в перемен25 ном объеме. Одновременно с тактом выхлопа в рабочем цилиндре происходит такт всасывания в цилиндре компрессора через всасывающий патрубок 20 компрессора, так как компрессорный поршень замедляет

30 свое движение у HMT (аналогично рабочему поршню у ВМТ), то коэффициент заполнения компрессорного цилиндра увеличивается, а при движении поршня в рабочем цилиндре иэ BMT в HMT воздух из цилиндра

35 компрессора, сжимаясь, поступает в теплообменник-регенератор, являющийся, в свою очередь, накопителем горячего воздуха.

1733652

Формула изобретения

Составитель В,Пурий

Редактор М.Васильева Техред . 1.Моргентал Корректор А.Осауленко

Заказ 1649 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с оппозитными цилиндрами, поршни, размещенные в цилиндрах и 5 жестко соединенные между собой штоком, два соосных кривошипа, кинематически связанных между собой с возможностью вращения в противоположные стороны, два шатуна, шарнирно соединенные со штоком 10 поршней и кривошипами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности работы путем задержки поршней в мертвой точке, радиус кривошипа составляет 0,90...0,95 длины шатуна.

2, Двигатель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем. что снабжен теплообменником, один из оппозитных цилиндров выполнен компрессорным, причем в нагнетательной магистрали, соединяющей компрессорный и рабочий цилиндры; установлен теплообменник.