Способ организации рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания и устройство для его реализации
Изобретение относится к области двигателестроения. Технический результат заключается в повышении энергетических качеств двигателя внутреннего сгорания. Согласно изобретению рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания, состоящий из последовательной реализации процессов впуска свежего заряда, сжатия, сгорания, расширения рабочей смеси и выпуска отработавших газов, осуществляется за один ход составного поршня из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку. При этом функция изменения объема нелинейна и может принимать значения, близкие к нулю в верхней и нижней мертвых точках. Указанный рабочий цикл осуществляется в однотактной рабочей полости двигателя, образованной рабочими пластинами составного поршня совместно со стенками камеры сгорания. Причем рабочие пластины шарнирно соединены между собой и рычагом, обеспечивающим передачу усилий на главный шатун и далее на вал отбора мощности. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области двигателестроения.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа является способ организации рабочего цикла, состоящего из последовательной реализации процессов впуска свежего заряда, сжатия, сгорания, расширения рабочей смеси, выпуска отработавших газов, который осуществляется за четыре такта (Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей / В.П.Алексеев, В.Ф.Воронин, Л.В.Грехов и др.; Под общ.ред. А.С.Орлина, М.Г.Круглова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990. - 288 с.). Организация рабочего цикла за два такта увеличивает литровую мощность двигателя более чем в полтора раза. При этом уменьшаются габариты и массовые показатели двигателя. Однако дальнейшее улучшение этих показателей сопряжено с большими экономическими затратами. Кроме того, ужесточаются требования энергооснащенности образцов военной автомобильной техники, в частности мобильной и бронированной техники.
Настоящее изобретение направлено на повышение энергетических качеств двигателя внутреннего сгорания.
Решение поставленной задачи достигается тем, что способ организации рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания, состоящий из последовательной реализации процессов впуска свежего заряда, сжатия, сгорания, расширения рабочей смеси, выпуска отработавших газов, осуществляется за один ход составного поршня из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку, при этом функция изменения объема рабочей полости нелинейна и может принимать значения, близкие к нулю в верхней и нижней мертвых точках.
Решение поставленной задачи достигается тем, что двигатель внутреннего сгорания с оппозитно расположенными поршнями имеет однотактную полость с составным поршнем, а шатуны поршней, расположенных оппозитно, шарнирно соединены с внешней частью рабочей пластины составного поршня, а сами рабочие пластины совместно со стенками камеры сгорания образуют рабочую полость с возможностью осуществления в ней однотактного рабочего процесса, причем рабочие пластины шарнирно соединены между собой и рычагом, обеспечивающим своим расположением передачу усилий от оппозитно расположенных поршней и составного поршня однотактной полости на главный шатун и далее на вал отбора мощности.
Отличительными признаками от прототипа является то, что рабочий цикл осуществляется за один ход составного поршня из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку, при этом функция изменения объема рабочей полости нелинейна и может принимать значения, близкие к нулю в верхней и нижней мертвых точках.
Отличительными признаками от прототипа является то, что двигатель внутреннего сгорания с оппозитно расположенными поршнями имеет однотактную полость с составным поршнем. Шатуны поршней, расположенных оппозитно, шарнирно соединены с внешней частью рабочей пластины составного поршня. Рабочие пластины совместно со стенками камеры сгорания образуют рабочую полость с возможностью осуществления в ней однотактного рабочего процесса, причем рабочие пластины шарнирно соединены между собой и рычагом, обеспечивающим своим расположением передачу усилий от оппозитно расположенных поршней и составного поршня однотактной полости на главный шатун и далее на вал отбора мощности.
Сопоставительный анализ заявляемого решения и выбранного в качестве прототипа показывает, что предлагаемый способ осуществления однотактного цикла и двигатель внутреннего сгорания для его реализации позволяет повысить энергетические качества двигателя за счет перехода на однотактный цикл.
На чертеже - двигатель внутреннего сгорания с оппозитно расположенными поршнями и двумя однотактными полостями.
Двигатель внутреннего сгорания содержит корпус 1, рычаг 2 с шарнирно прикрепленными к нему рабочими пластинами 3 и 4, 5 и 6, к внешней стороне которых шарнирно прикреплены шатуны 7 и 8, 9 и 10 оппозитно расположенных поршней 11 и 12, 13 и 14. Рабочие пластины 3 и 4, 5 и 6 образуют составные поршни, которые совместно со стенками корпуса 1 образуют рабочий объем 15 и 16 соответственно. Рычаг 2 шарнирно соединен с главным шатуном 17, который посредством зубчатой передачи соединен с валом отбора мощности 18. Поршни 11, 12, 13 и 14 обеспечивают возможность осуществления в полостях 19, 20, 21, 22 двухтактного цикла.
Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом. При положении рычага 2 в верхней мертвой точке происходит сжатие рабочей смеси в однотактных полостях 15 и 16 и двухтактных полостях 19 и 20. При осуществлении рабочего хода в полостях 19 и 20 шатуны передают усилие давления газов от поршней 11 и 12 на рабочие пластины 3 и 4 и далее на рычаг 2, возвратно-поступательное движение которого преобразуется во вращательное движение вала отбора мощности 18. Рабочий ход в однотактных полостях 15 и 16 осуществляется одновременно до достижения угла 90° между рабочими пластинами 3 и 4, 5 и 6, после чего следует продувка полостей 15 и 16 и наполнение их свежим зарядом. При дальнейшем движении рычага 2 из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку рабочая смесь сжимается в однотактных полостях 15 и 16 и полостях 21 и 22. Таким образом, рабочий цикл в полостях 15 и 16 выполнен полностью и при дальнейшем движении рычага 2 из нижней мертвой точки в верхнюю повторяется.
1. Способ организации рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания, состоящий из последовательной реализации процессов впуска свежего заряда, сжатия, сгорания, расширения рабочей смеси, выпуска отработавших газов, отличающийся тем, что рабочий цикл осуществляется за один ход составного поршня из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку, при этом функция изменения объема нелинейна и может принимать значения, близкие к нулю в верхней и нижней мертвых точках.
2. Двигатель внутреннего сгорания с оппозитно расположенными поршнями, отличающийся тем, что имеет однотактную полость с составным поршнем, а шатуны поршней, расположенных оппозитно, шарнирно соединены с внешней частью рабочей пластины составного поршня, а сами рабочие пластины совместно со стенками камеры сгорания образуют рабочую полость с возможностью осуществления в ней однотактного рабочего процесса, причем рабочие пластины шарнирно соединены между собой и рычагом, обеспечивающим своим расположением передачу усилий от оппозитно расположенных поршней и составного поршня однотактной полости на главный шатун и далее на вал отбора мощности.
