Двигатель внутреннего горения для тепловоза

 

Класс 46а, 2;, 20

Хо 28080

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТ(НИЕ

ОПИСАНИЕ двигателя внутреннего горения для тепловоза.

К авторскому свидетельству H. H. IOposc oro, заявленному 5 мая 1928 года (заяв. свид. М 27291), с. присоединением .заявки от 18 мая 1928 года (заяв. свид. ° № 28548) Приоритет по и. 1 предмета изобретения от 5 мая 1928 года по п. 2 — от 18 мая

1928 года.

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 октября 1932 года.

1 9 ЛRnhTTTQl л О л ттгъътлтттт тл Ктт ОЛ

С целью допустить изменение силы тяги тепловозного двигателя внутреннего горения обратно пропорциойальйо скорости движения тепловоза, в предлагаемом двигателе применяются два рабочих цилиндра, из которых один действует на не связанный с ведущими осями тепловоза вал и служит для подачи:воздуха в камеру горения и ресивер; другой же цилиндр действует при изменяемом наполнении на ведущие оси тепловоза и предназначен для расширения в нем продуктов горения, поступающих из ресивера.

На чертеже фит. 1 схематически изображает вид сбоку предлагаемого- двигателя с разрезом по АВ фиг. 3; фиг. 2— разрез по CD фиг. 1; фиг. 3 — разрез по

7761 фиг. 2 и по EL фиг. 1; фиг. 4— видоизмененную деталь двигателя; фиг.

5 — 8 — разрез по CD фиг. 1, при различных положениях поршней; фиг. 5а, ба, 7 а и 8а — положения кривошяпЮь, соответствующие положениям поршней на фиг. 5 — 8; фиг. 9 — продольный разрез тепловоза, снабженного предлагаемым двигателем; фиг. 10 — разрез его по MN фиг. 9; фиг. 11 — разрез его по OP фиг. 9; фиг. 12 — вид его сбоку; фиг. 13—

ВИЛ ЕГО СПЕПЕЛи. Фиг. 14 — 6лтт ага лп,апт,т ° фиг. 15 — разрез видоизмененного двига.теля по АВ фиг. 1б: фиг. 1б — разрез его по ASTU фиг. 15.

В цилиндре 1, снабженном форсункой

7 и продувочными и выхлопными окнами

5 и 6, ходит поршень 2, связанный шатуно;м с кривошипом 3 коленчатого вала 4.

На последнем заклинен кривошип 15, отстающий от кривошипа 3 на 90 и приводящий э движение поршень 13, движущийся в цилиндре 8. Последний сообщается с цилиндром 1 с помощью окна 9 и снабжен, кроме поршня 13, поршнем 14, приводимым в движение кулачной шайбой

17, сидящей на, валу 18, связанном с валом

4. Действительное расположение ва.та 18, шайбы 17 и рычага 16 изображено на фиг. 1, а на фиг. 2 они вместе с поршнем

14 представлены для ясности описания повернутыми на угол 90 около продольной оси цилиндра 8. Глубина впадины кулачной шайбы 17 такова, что при касании ролика рычага 16 с низшей точкой впадины получается полное открытие поршнем 14 окна, 10, сообщающего цилиндр 8 с камерой 11 и ресивером 12. Камера 11 снабжена форсункой 19, подающей в нее горючу1о жидкость, а ресивер

1 О an nve rresnrr NQ TTDTA впускного клапана 21 с цилиндром 22, поршень 23 которого связан с кривошипом 24 ведущей оси 25 тепловоза..

Для пуска двигателя в ход, сначала запускается с помощью пускового воздуха Щлиндр 1. Вал 4 вращается по часовой стрелке, а вал 18- против часовой стрелки. При нахождении поршня 2 в крайнем прззом положении (фиг. 1 и 2), выхлопные и продувочные окна 5 и б вполне открыты, и происходит промывка цилиндра

1 продувочным воздухом; поршни 13 и 14 закрывают окна 9 и 10. При дальнейшем вращении вала 4, поршень 13 начинает .открывать окно 9, и продувочный воздух постепенно заполняет разреженное пространство, образующееся в процессе работы между поршнями 13 и 14. В момент закрытия поршнем 2 выхлопных окон 5 (фиг. 5 и 5а), окно 9 почти вполне открыто, окно 10 закрыто и через продувочные окна происходит наддувка. После закрытия продувочных окон, в цилиндре 1 происходит процесс сжатия; поршень же

13 постепенно перекрывает окно 9. Когда поршень 2 приходит-в левое мертвое положение (фиг. 6 и 6а), окно 10 еще закрыто, а окно 9 перекрыто поршнем 18 и тем самым объем полной камеры сжатия разделяется на две части: первую камеру сжатия — между днищем поршня 2 и крышкой цилиндра 1 и вторую камеру сжатия в цилиндре 8 между днищами поршней 13 — 14.

Посредством форсунки 7 в первую камеру сжатия впрыскивается топливо и начинается рабочий ход поршня 2; шайба же 17 дает возможность поршню 14 открывать окно 10, а поршень 18 подводит к нему воздух второй камеры сжатия.

При работе двигателя, давление в ресивере 12 поддерживается равным конечному давлению сжатия; вследствие этого в положении, изображенном на фиг. 7 — 7а, т.-е. при повороте кривошипа 3 на угол

45 из крайнего левого положения сжатый воздух второй камеры и при открытом окне 10 находится в цилиндре 8 и при дальнейшем движении проталкивается поршнями 13 — 14 в камеру 11. После перекрытия поршнем 14 окна 10 (фиг, 8—

8а), в раскаленный воздух второй камеры сжатия, введенный в камеру 11 (фиг. 3), впрыскивается с помощью. форсунки 19 горючая жидкость. Так как объем второй камеры сжатия мал по отношению к объему ресивера 12, то горение топлива в камере 11 происходит при почти постоянном давлении. Продукты горения, постудля совершения внепшей работы в цилиндр 22, вращая скаты колес тепловоза, и затем отводятся через выхлопную трубу 26 и выпускной клапан 27 в атмосферу. Распределительные органы цилиндра

22 выполняются так, что он может работать с изменением степени наполнения и, следовательно, с изменением среднего индикаторного давления. В целях уменьшения силовых напряжений и повышения механического коэфициента полезного действия двитателя, поршень 14 может быть выполнен уравновешенным (фиг. 4).

Для достижения этого, цилиндр 8 закрывается крышкой со стороны поршня 14 и пространство между поршнем и крьппкой сообщается с ресивером 12 посредством змеевика, в котором температура горячих газов ресивера 12 понижается, для улучшения условий работы поршня

14. Шайба поршня 14 в этом случае выполняется, как показано на фиг. 4 чертежа, и в прорезы ее заводится ролик рычага 16.

В начале действия двигателя давление в ресивере 12 может не быть равным конечному давлению сжатия. Для правильного горения топлива во второй камере сжатия нужно сначала довести давление в ресивере до нормальной величины и лишь затем вк.почать в работу форсунку

19. Во время работы двигателя, давление в ресивере постоянно, если объем вводимого газа равен объему выводимого из него газа; если же он больше объема выводимого газа, давление в ресивере повышается. При невозможности в этом случае регулировать давление с помощью форсунки 19 и увеличением степени наполнения цилиндра 22 (что может быть при стоянке поезда), — пользуются регулирующим приспособлением, устройство которого показано на фиг. 1 — 3. Небольшая втулка 28, отлитая заодно с рабочей втулкой ццлиндра 1, сообщается с последним посредством окна 29, закрываемого поршеньком 30, находящимся под воздействием пружины 31 и давления газов в ресивере 12. Упругость пружины 81 такова, что позволяет поршеньку 80 открывать окно лишь в том случае, когда давление в ресивере выше нормального.

Поршенек 30 также управляется механизмом от распределительного нала цилиндра

1, при чем окно 29 может быть откры1 ваемо избыточным давлением газов ресивера только при переходе поршня 2 из ле вого мертвого положения до момента открытия выхлопных окон 5; во все остальное время окно 29 закрыто. Таким образом, когда давление в ресивере становится выше нормального, — часть газов из него направляется во время рабочего хода поршня 2 через окно 29 в цилиндр 1 и передает свою энергию валу 4. Подача топлива в цилиндр 1 форсункой 7 в этом случае соответственно уменьшается.

На фиг. 9 — 14 показан тепловоз, снабженный описанным двигателем, который снабжен цилиндром 1, работающим по циклу с наддувкой, и цилиндром 2 второй камеры сжатия с поршнем-клапаном

3 и отсечным поршнем 4. Движение последнему соЮбщается от хривошипа 5, насаженного на маховике холостого вала 6, шатуном через коленчатый кривошип 8.

Радиус коленчатого кривошипа 8 больше радиуса кривошипа 5, вследствие чего вращение кривошип а 5 преобразуется в качательное движение кривошипа 8, а от этого последнего шатуном 9 передается отсечному поршню 4. Распределительный вал цилиндра 1 приводится в движение цепной и зубчатой передачей от холостого вала В. Газы второй камеры горения 11 поступают в ресивер 12 и из него, через регуляторную головку 13 с уравновешеннымм поршнем 14, управляемым регуляторным рычагом 15, а 11 направляются по газопроводам 16 для расходования во вторые цилиндры 17 двигателя.

Кривашипная камера 21 цилиндра 1 используется, после соответствующих уплотнений в подшипниках и в точке качания балансира, ъ качестве продувочного резервуара. Продувочный воздух подается в нее продувочным насосом 19, приводимым в действие от крейцкопфа 20, и по воздухопроводу 22 поступает для пра дувки цилиндра 1. Для выведения поршня цилиндра 1 из мертвых положений может служить цилиндр 2 второй камеры сжатия, поршень 4 которой связан с кривошипом 5, расположенным под прямым углом к главному кривошипу холостого вала.

Для улучшения технического эффекта двигателя можно производить сжигание горючей жидкости в воздухе второй камеры сжатия, игводимом из цилиндра 1 двигателя, не в камере 11, а в цилиндре

22; для этой цели форсунка 19 устанавливается на цилиндре 22 (фиг. 15 и 16).

При приходе поршня 23 цилиндра 22 в левое мертвое положение (фиг. 15), выпускной клапан открывается, и начинается наполнение цилиндра 22 воздухом из ресивера, и с таким расчетом, чтобы давление в цилиндре почти не изменялось; вследствие близкого раоположения выпускного клапана 21 относительно цилиндра 8, из каторга поступает в камеру 11 воздух второй камеры сжатия,— температуру этого воздуха при впуске в цилиндр 22 можно принять равной наи высшей температуре при сжатия в цилиндре 1. После закрытия впускного клапана, с помощью форсунки !9 в цилиндр

22 впрыскивается топливо, которое сгорает при постоянном давлении. По окон- чании политропическога расширения, часть отработанных газов отводится по . трубе 26 в атмосферу, другая же их час ь псдвергается предварительному !сжатию, так что давление газов в цилиндре 22 перед пуском в него воздуха из камеры 11 равно давлению в ресивере 12.

Предмет изобретения.

1. Двигатель внутреннего горения для тепловоза,, отличаюшмйся применением двух рабочих цилиндров 1 и 22, из коих цилиндр 1 действует на не связанный с ведущими осями тепловоза вал 4, от которого приводятся в движение продувачный насос и компрессор, и служит для подачи воздуха в камеру 11 и ресивер 12 через снабженный окнами 9 и 10 цилиндр

8, в котором движется поршень 13, получающий движение от вала 4, и поршень

14, получающий движение от кулачной шайбы 17, цилиндр же 22 действует при изменяемом наполнении на ведущие оси

25 тепловоза и служит для расширения продуктов горения из ресивера 12 и камеры 11, в которой происходит горение горючей жидкости, подаваемой форсунеой

19 (фиг. 1 — 8 и 5a — 8а).

2. Видоизменение охарактеризованного в и. 1 двигателя, m m cs тем, что форсунка 19 установлена на цилиндре 22, в котором происходит горение в воздухе, подаваемом цилиндром 1 через камеру 11 и ресивер 12 (фиг. 15 и 16).

P. Ч.