Способ работы двигателя внутреннего сгорания и двигатель внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателестроёнию и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение эффективности работы.двигателя путем уменьшения нагрузки на него, Способ работы двигателя включает создание противодавления сжатием газа в подпоршневой зоне, при этом двигатель дополнительно снабжен цилиндрами 21 и 22 с поршнями 19 и 20. 2 с. и 2 з.п. ф-лы. 1 йл.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з F 42 В 17/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4929226/23

{22) 22.04.91 (46) 07.06.93. Бюл. М 21 (75) Ф.Ф.Дебердеев (56) Патент США М 4307687, кл. Г 02 В 17/00, 1981. (54) спосОБ РАБоты дВиГАтеля ВнутРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ДВИГАТЕЛЬ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ. Ы2,, 1820179 А1 (57) Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, Целью изобретения является повышение эффективности работы. двигателя путем уменьшения нагрузки на него. Способ работы двигателя включает создание противодавления сжатием газа в подпоршневой зоне, при этом двигатель дополнительно снабжен цилиндрами 21 и 22 с поршнями 19 и 20. 2 с. и 2 an, ф- лы. 1 ил.

Изобретение относится к двигателестроению.

Цель изобретения — повышение эффективности двигателя.

На чертеже изображен двигатель внутреннего сгорания, Двигатель содержит по меньшей мере одну цилиндро-Г)оршневую группу, состоящую из расширительного i и по меньшей мере одного основного 2 цилиндров, соединенных перепускным клапаном 3, впуСкной

4 и выпускной "к,лапаны,,поршни 6 и 7 в цилиндрах, соединенных с кривошипами валов 8 и 9, через шатуны 10 и 11. Канал

ВыпyaêèOÃO клапана 5 подкл)очен к мнОГОступенчатому турбокомг рессору 12 со средствами 13 проме>куточного подогрева расширяющихся газов и средствами 14 проме>куточного охлаждения сжимаемых газов и средствами 14 промежуточного охлаждения сжимаемых Газов, среДствами 15 пОДжига (например, свечу) и ц)едствами 16 образования Ton)lviao-воздушной смеси с органами 1! подачи топлива (например, карбюратор), подключенные к каналу клапаНа 4 ПО Связи T-T, Двигатель содержит дополнительно подогреватель 18 свежего заряда, подключенный подогревающей частью к выхлопу последней ступени турбины (связь а — а}, све«а 15 зажигания при этом устанавливается в нижней части цилиндра 2, удаленной от клапана 3, поршни 19 и 20 с цилиндрами 21 и 22, расположенными напротив цилиндров

1 и 2. Поршни 6,19 и 7,20 соединены между

2(30 собой жесгко реэьбовыми или иным соединением с образованием цельного поршнг! с отверстиями (не показаны) для прохода валов 8 и 9. ШатуР! 10 состоит иэ пружины 23 и гибкого ограничителя 24. Цилиндры 21 и

22 име!от постоянный объем, заполнены сжатым рабочим телом и могут быть подключены через обратный клапан 25 к источнику постоянного давления газа (например, по связи б — б к одной из ступеней «Ovnpef:- 45 сора). Цилиндр 22 может иметь впускной 26 и выпускной 27 клапаны с свечой aaæfòaHèff

28, канал клапана 26 через средства 29 смесеобразования ". ОрГаном подачи 30 i.pïëèÁa к одной из ступеней компрессора (по связи в-в}. КаР!ал клапана 27 подклю „ и к одной из ступеней турбины (например, по связи г — r), Цилиндр 21 имее догюлнительно noflocTb 31 постоянноГО Oбьема, ге!!)!Ообменних 32, поцключенный flo нагрева!О!Дему 55 телу к каналу ОтработаВших Газов (РРап()имер, по связи д — д). Полость 31 может бить подключена к цилиндру 21 двумя каналами, перекрытыми автоматическими клапанами 33 и 34 с пружинами, действующими в направлении стрелок. Цилиндр 21 имеет интенсивную систему охлаждения в стенках в виде каналов с хладагентом (не n01:333Ht

Остальные цилиндры име!от обычную (например, воздушную) систему охлаждения (не показана). Цилиндр 2 может иметь дополнительно выпускной клапан 35, канал которого по связи л — л поцключается к турбине, При этом Banè 8 и 9 вьЗполнены саМостоятельными ""о связь!О между собой шестернями (не показаны), а к цилиндру 1 подключаются дополнительные цилиндры, аналогичные цилиндрам 2, при этом в зависимости от числа подключенных цилиндром типа 2 (П) число зубьев (Нэ) шестерни вала 8 и число зубьев (Hg) шестерни вала 9 находятся в соотношении П = Нэ: Hg. Двигатель дополнительно может иметь котлоагрегат

36 со ц)едствами ввода топлива и воздуха, средствами удаления отработавших газов (не показаны), " испарителем 37, водяная полость которого подкл!Очена от емкости 38 води через насос 39, а паровая полость (по связи к-к ) подкл!Очена к паровой форсунке

40 и активному соилу (не показано} эжектора 41, пассивное сопло (не показано) которого связано через. конденсатор 42.

flap03yf0 турбину 43, подогреватель 44 к каналу 35, Подогреватель 44 подключаеРся к каHapy отработавших газов двигателя (по связи м — м). Конденсат по связи е — G подается ь емкость 38 воды. Стрелками показаны направления врацения валов и движения

p360 iHx TGll При распо))О>кении порц!Р)я 6 В верхней мертвой точке поршень 7 располагается В нижней мертвой точке, форсунка 40 имеет сопловые каналы, вправленные гю стрелкам в сторону клаг)ана 3. 3)!еР)енты

3,4,5,26,27,38,40 связаны с валами 8 и 9.

Цилиндры 2 и 22 могут рабогать по принципудвигателей внутреннего сгорания с впрыском топлива (как дизели), Цилиндр 1 имеет средства поджига 45 в виде теплоиэогл!рующего слоя на поверхности поршня 6.

Воздух по стрелк" A Всасывается в тур:бокомпрессор 12, сжимается в ступенях компрессора. пОДОГГ)евается В теплообме!.!" нике 18, в средстве 16 образуется топливовоздушная смесь и по стрелке направляется в канал K)fanaH3 4, Вращает ся компрессор о) турбины с !)або !им телом канала клапана 5, которые далее проходят через средства подогрева 13 и удаляются по линии а, Валы 8 и 9 име!От одинаковую скорость, смесь впускают в цилиндр 2 через клапан 4, поджига от све !ей при расположении поршня 7 в нижней мертвой точке, одновременно с поджигом !врез клапан 3 впускают смесь в цилиндр 1 и поджигают от средства 4 .

1820179

15 линии г-r. 55

При расширении газов в цилиндре 1, работа расширения при перемещении поршня 6 к нижней мертвой точке передается валу 8 через пружину 23 частично, а при обратном движении поршня на последний

Продукты сгорания ходом поршня 7 вытесняются в цилиндре 1, где расширяются, так

KBK объем цилиндра 1 значительно превосходит объем цилиндра 2, вплоть до достижения поршнем 6 нижней мертвой точки, а поршнем 7 верхней, после чего клапан 5 открывается и производится выпуск, клапан

3 закрывается и в цилиндр 2 впускается свежий заряд, а поршень 6 осуществляет

"выпуск" вплоть до прихода поршня 6 — в верхнюю мертвую точку, где клапан 5 закрывается, и цикл поджига повторяется, Вал 8 имеет скорость в два раза большую, чем вал 9, при этом к валу 8 подключены два поршня 7 с цилиндрами 2 и клапанами 3. При этом цилиндры 2 подключаются к цилиндру 1 клапанами 3 поочередно, После поджига в первом цилиндре 2, домомента прихода поршня 7 этого цилиндра в верхнюю мертвую точку, поршень 6 приходит снова в верхнюю мертвую точку, при этом смесь поджигается у>хе во втором цилиндре 2, а вал 8 вращается в удвоенной скоростью вала 9. При подключении к цилиндру 1 трех цилиндров 2, вал 8 вращается уже с утроенной скоростью. Все процессы в цилиндрах аналогичны, за исключением выпуска из цилиндра 2, откуда газы закрытия клапана 3 выпускаются через клапан 35 по линии л — л — а.

Поршни 19 и 20, перемещаясь совместно с поршнями 6 и 7 в цилиндрах 21 и 22 обеспечивают снижение нагрузки на кривошипно-шатунный механизм, создавая противодавление газами последних: а) сжатием рабочего тела последних; б) цилиндр 22 при расположении поршня 20 в нижней мертвой точке продувают свежим зарядом при открытых клапанах 26 и 27 от одной из ступеней компрессора, путь б-в-в, сжатия впущенного заряда при закрытых клапанах

26, 27, поджига при расположении поршня

20 в верхней мертвой точке, расширения их; в) сжатие рабочего тела цилиндра 21 при движении поршня 19 от нижней мертвой точки к верхней с переносом рабочего тела чере". клапан 33 в емкость 31, подогрева его от теплообменника 32, записанного продуктами сгорания линии а — а-д-м, расширения рабочего тела (при движении поршня 19 к нижней мертвой точке) через клапан 34 (клапан 33 закрыт) с одновременным охлаждением рабочего тела от стенок цилиндра 21. Газы удаляются из цилиндра 22 по

50 передается работа. накопленная рабочим телом цилиндра 21 через поршень 19 и ограничитель 24, Дальнейший рост эффективности двигателя обеспечивают впрыском пара через клапан 4 (сразу после поджига свечей 15) в зону поджига, при этом пар и получают в котлоагрегате 36 к линии е — к. Перепуск продолжается при расположении поршня в нижней мертвой точке, после чего клапан закрывается и открывается клапан 35 с дальнейшим вытеснением газов по линии л — 44-43 — 42 — 41, при этом пар в цилиндр 2 впускают в количестве, достаточном, чтобы пар к моменту закрытия клапана 3 и расширения в цилиндре 1 заполнил бы весь объем цилиндра 2, а через клапан 35 в дальнейшем будет вытесняться пар. Процесс подачи пара продолжается в течение 60 — 80 поворота вала 9.

Параметры рабочих тел. участвующих в рабочем цикле двигателя.

Свежий заряд, впускаемый через клапан 4 по линии давления (5 — 20) мПа. температура (500 — 900) К, Свежий заряд, впускаемый в цилиндр

22 по линии давления 0,3 — 1 мПа,температура (300-320) К.

Рабочее тело цилиндра 21 — давление при расположении поршня 19 в нижней мертвой точке (1 — 3) мПа, степень сжатия цилиндра (1,5 — 3); параметры пара, вырабатываемого котлоагрегатом и подаваемого по линии к 30 — 40 мПа. соормула изобретения

1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания, включающий подачу топливной смеси в основной цилиндр и ее сжигание, перепуск продуктов сгорания в расширительный цилиндр и их выпуск, последующий поджиг смеси в основном цилиндре. в зоне противоположной от перепускного клапана, с одновременным поджигом смесив ч расширительном цилиндре и впрыск пара в зону поджига основного цилиндра, о т л и ч аю шийся тем, что, с цегью повышения эффективности в работе двигателя путем уменьшения нагрузки на его вал, в подпоршневой зоне цилиндров создают противодавление сжатием газа этой зоны.

2. Способ по п,1, отличающийся тем, что противодавление создают сжатием и поджигом газа.

3. Способ по п1, от л и ч а ю щи и с я тем, что для создания противодавления газ подают в дополнительную камеру и подогреваютт.

4, Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндры с поршнями, расширительными перепускными клапанами, 1820179

Составитель Ф. Дебердеев

Техред М.Моргентал Корректор C. Дисина

Редактор

Заказ 2021 „ Тираж Подписное

ВНИИПЙ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101 средства поджига и паровую форсунку, размещенную в основном цилиндре, в противоположной от перепускного клапана зоне, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе двигателя путем уменьшения нагрузки на ег0 вал, в подпоршневой зоне установлены дополнительный цилиндр с поршнем.