Способ работы двигателя внутреннего сгорания и двигатель для его осуществления

Авторы патента:

Васин Федор Петрович (RU)

F02B41/06 - в цилиндрах вторичного расширения

Владельцы патента RU 2359137:

Васин Федор Петрович (RU)

Изобретение относится к двигателестроению. Техническим результатом является увеличение КПД. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит последовательно соединенные модули, каждый модуль содержит блок низкого, среднего и высокого давления. Блок высокого давления содержит цилиндр, форсунку и два поршня. Впускные клапаны блоков высокого давления подключены к механизму автоматического сдвига фаз. Каждый модуль двигателя содержит две основные группы, работающие в противофазе. В каждом модуле блок низкого давления соединен с блоком среднего давления входным и выходным веерами каналов. Это позволяет объединить преимущества двух- и четырехтактных двигателей. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 39 ил.

Текст описания приведен в факсимильном виде.

1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания, включающий сжатие атмосферного воздуха последовательно в блоке низкого давления, в блоке среднего давления и в блоке высокого давления, подачу топлива и воспламенение топлива в блоке высокого давления, расширение горячего газа последовательно в блоке высокого давления, в блоке среднего давления и в блоке низкого давления и выброс отработанного газа в атмосферу, отличающийся тем, что в блоке высокого давления, в котором находится камера сгорания, второй поршень механически связан с первым поршнем этого же блока, при этом второй поршень блока высокого давления движется с опережением по отношению к первому поршню этого же блока, угол опережения движения второго поршня блока высокого давления, расположенного со стороны выпускного окна цилиндра блока высокого давления, по отношению к движению первого поршня блока высокого давления, расположенного со стороны впускного окна цилиндра блока высокого давления, выбирают от 0 до 135° угла поворота коленвалов двигателя для получения различных рабочих схем основной группы модуля и получения различных характеристик одного и того же двигателя, в блоке высокого давления, работающем в двухтактном режиме, длительность фазы выпуска горячего газа равна 180° угла поворота коленвалов двигателя, начало фазы продувки цилиндра блока высокого давления регулируют моментом открытия впускного клапана блока высокого давления в зависимости от оборотов двигателя, при этом конец фазы продувки цилиндра наступает автоматически в момент закрытия выпускного окна цилиндра блока высокого давления поршнем выпускного узла блока высокого давления, после чего начинается фаза зарядки цилиндра блока высокого давления свежим зарядом из узла сжатия блока среднего давления, фазу продувки и фазу зарядки цилиндра блока высокого давления свежим зарядом осуществляют без наложения друг на друга, высоту впускного окна цилиндра блока высокого давления выбирают в зависимости от быстроходности двигателя, при этом фаза открытого впускного окна находится в пределах от 90° для тихоходных двигателей до 180° угла поворота коленвалов двигателя для быстроходных двигателей, блок среднего давления и блок высокого давления в модулях двигателя связаны между собой и с потребителем механической связью, в узле сжатия блока среднего давления, работающего в двухтактном режиме, длительность фазы впуска свежего заряда и фазы сжатия свежего заряда равны между собой и равны 180° угла поворота коленвалов двигателя, в узле расширения блока среднего давления, работающего в двухтактном режиме, длительность фазы расширения горячего газа и фазы выпуска горячего газа равны между собой и равны 180° угла поворота коленвалов двигателя, длительность общей фазы расширения одного заряда в основной группе модуля, энергию которого передают на выходной вал двигателя, составляет от 202 до 270° угла поворота коленвалов двигателя в зависимости от выбранной рабочей схемы основной группы модуля, полный цикл прохождения газового заряда по двигателю происходит от 4,5 до 5 тактов в зависимости от выбранной рабочей схемы основной группы модуля двигателя, при этом ведут трехстадийное сжатие свежего заряда и четырехстадийное расширение горячего газа, для всех рабочих схем основной группы модуля при закрытии впускного окна цилиндра блока высокого давления поршнем впускного узла блока высокого давления поршень узла сжатия блока среднего давления должен находиться в верхней мертвой точке, для всех рабочих схем основной группы модуля при открытии выпускного окна цилиндра блока высокого давления поршнем выпускного узла блока высокого давления поршень узла расширения блока среднего давления должен находиться в верхней мертвой точке, общая степень сжатия свежего заряда меньше общей степени расширения горячего газа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выбирают общую степень сжатия свежего заряда, равную общей степени расширения горячего газа.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выбирают общую степень сжатия свежего заряда больше общей степени расширения горячего газа.

4. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий последовательно соединенные модули, систему подачи топлива, каждый модуль содержит блок низкого давления, блок среднего давления, блок высокого давления, отличающийся тем, что каждый блок высокого давления содержит цилиндр, диаметр которого в 2,5…3 раза меньше диаметра цилиндра узла сжатия блока среднего давления, форсунку, расположенную посередине цилиндра блока высокого давления, два поршня, движущихся по обе стороны форсунки не доходя до нее, каждый из этих поршней соединен через шатун с кривошипом, все кривошипы в блоках высокого давления во всех модулях объединены в два коленвала, по одному на каждую сторону от форсунки, цилиндр блока высокого давления содержит впускное окно, расположенное тангенциально, и выпускное окно, между узлом сжатия блока среднего давления и впускным окном цилиндра блока высокого давления расположен впускной клапан блока высокого давления, который подключен к механизму автоматического сдвига фаз для сдвига начала фазы продувки цилиндра блока высокого давления в зависимости от оборотов двигателя, коленвал блоков высокого давления, расположенный со стороны впускного окна цилиндра блока высокого давления, содержит кулачки для управления впускными клапанами блока среднего давления, коленвал блоков высокого давления, расположенный со стороны выпускного окна цилиндра блока высокого давления, содержит кулачки для управления выпускными клапанами блока среднего давления, каждый модуль двигателя содержит две основные группы, работающие в противофазе, каждая основная группа содержит узел сжатия блока среднего давления, впускной узел блока высокого давления, выпускной узел блока высокого давления, узел расширения блока среднего давления, при этом углы опережения поршней выпускных узлов блоков высокого давления в основных группах в модуле равны, при этом углы опережения поршней выпускных узлов блоков высокого давления в разных модулях двигателя могут быть различны, в каждом модуле блок низкого давления соединен с блоком среднего давления входным и выходным веерами, каждый веер содержит короткие и геометрически одинаковые каналы, расположенные по окружности, коленвал узлов сжатия блоков среднего давления и коленвал узлов расширения блоков среднего давления в двигателе подключены к редуктору двух шестерен, коленвалы блоков высокого давления и коленвал узлов расширения блоков среднего давления подключены к редуктору центральной шестерни, передачу механической энергии от газа потребителю осуществляют от обоих концов коленвала узлов расширения блоков среднего давления, от центральной шестерни, от обоих концов коленвала впускных узлов блоков высокого давления, от обоих концов коленвала выпускных узлов блоков высокого давления.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к поршневым моторам с парогазовым циклом. .

Четырехтактный комбинированный двигатель // 2338076

Изобретение относится к моторостроению, преимущественно к двигателям внутреннего сгорания. .

Двигатель внутреннего сгорания // 2327048

Изобретение относится к области поршневых двигателей внутреннего сгорания. .

Двигатель внутреннего сгорания со вспомогательным цилиндром (варианты) // 2299999

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания. .

Способ получения механической энергии из тепловой // 2272918

Изобретение относится к области двигателестроения. .

Двигатель внутреннего сгорания с сообщающимися цилиндрами // 2246014

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве силовой установки на автомобилях, тракторах, тепловозах и т.д. .

Двигатель внутреннего сгорания (варианты) // 2244138

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двухтактным и четырехтактным двигателям внутреннего сгорания, которые содержат рабочий цилиндр с поршнем, впускные и выпускные окна цилиндра и каналы для подвода и отвода рабочей среды.

Способ работы силовой установки с поршневым двигателем внутреннего сгорания (его варианты) и силовая установка для осуществления способов // 2214525

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к силовым установкам с поршневым двигателем внутреннего сгорания. .

Способ работы адаптируемого двигателя внутреннего сгорания // 2170834

Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение при проектировании двигателей внутреннего сгорания. .

Двигатель внутреннего сгорания // 2169276

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в качестве силовой установки на автомобилях, тракторах, тепловозах. .

Устройство для работы двигателя внутреннего сгорания с перерасширением // 2382889

Изобретение относится к энергетическим и транспортным установкам

Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания // 2407899

Изобретение относится к машиностроению

Способ и устройство для производства механической энергии в двигателе внутреннего сгорания // 2408789

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания

Двигательная установка с двигателем внутреннего сгорания и не требующей регулирования автоматически запускаемой поршневой машиной // 2417327

Способ осуществления рабочего цикла и устройство пульсирующего двигателя внутреннего сгорания // 2455507

Изобретение относится к двигателестроению

Способ осуществления цикла поршневого двигателя и поршневой двигатель // 2477375

Изобретение относится к энергомашиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано при создании поршневых двигателей внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания // 2503832

Изобретение относится к четырехтактным двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение пусковых качеств двигателя внутреннего сгорания путем разъединения основного и дополнительного цилиндров в период пуска и прогрева двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что в канале, соединяющем основной и дополнительный цилиндры, установлен лепестковый клапан, шторка которого выполнена из материала, обладающего эффектом памяти формы. При пуске и прогреве холодного двигателя шторка лепесткового клапана перекрывает канал, соединяющий основной и дополнительный цилиндры. Работает основной цилиндр. Площадь охлаждения рабочего тела минимальна и двигатель легче пускается и быстрее прогревается. После прогрева шторки лепесткового клапана происходит мартенситное превращение материала, и она изменяет свою форму, открывая канал, соединяющий основной и дополнительный цилиндры. 2 ил.

Двигатель с расщепленным циклом и способ его эксплуатации // 2517006

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Двигатель (10) с расщепленным циклом содержит коленчатый вал (16), поршень (20) сжатия, введенный в цилиндр сжатия (12), поршень (30) расширения, введенный в цилиндр (14) расширения, и переходный канал (22). Поршень (20) сжатия совершает возвратно-поступательное движение в течение такта впуска и такта сжатия, при одном обороте коленчатого вала (16). Поршень (30) расширения совершает возвратно-поступательное движение в течение такта расширения и такта выпуска, при одном обороте коленчатого вала (16). Переходный канал (22) соединяет цилиндры (12) и (14) сжатия и расширения и содержит расположенный в нем переходный клапан (26) расширения. Двигатель (10) работает в режиме зажигания двигателя (в EF режиме) и имеет остаточную степень расширения при закрывании переходного клапана (26) расширения 10 к 1 или больше. Раскрыт способ эксплуатации двигателя. Технический результат заключается в снижении выбросов. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 14 ил.

Способ работы поршневого двигателя // 2520772

Изобретение относится к области двигателестроения. Техническим результатом является повышение эффективности работы за счет расширения функциональных возможностей двигателя при работе на разных нагрузках. Сущность изобретения заключается в том, что при работе двигателя, содержащего четыре одинаковых цилиндра, используют попеременно режим его работы, при котором по очереди сжимают воздух в каждом цилиндре и подают в него топливо, которое воспламеняют, образуя горячий газ, выпускаемый после его расширения наружу, и режим работы, при котором прекращают подавать воздух и топливо в средние цилиндры. При этом увеличивают в два раза частоту открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов средних цилиндров, перепускают в средние цилиндры при увеличении их объема горячий газ поочередно из крайних цилиндров и выпускают расширившийся горячий газ из средних цилиндров при уменьшении их объема. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Комбинированный четырехцилиндровый двигатель // 2520791

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к комбинированным поршневым двигателям внутреннего сгорания. Технический результат - расширение функциональных возможностей двигателя для улучшения его характеристик при малых, средних и больших нагрузках. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит одинаковые основные 1, 4 и дополнительные 2, 3 цилиндры с расположенными в них поршнями, связанными с коленчатым валом. Двигатель снабжен двухпозиционными золотниковыми распределителями 19, 20 потоков воздуха и горячего газа, содержащими механически связанные между собой поворотные золотники 21, 22. Золотники сделаны с пазами для перепуска воздуха в первой их позиции из цилиндров 2, 3 при уменьшении их объема в цилиндры 1, 4 при увеличении их объема при открытом впускном клапане и для перепуска горячего газа во второй их позиции из цилиндров 1, 4 при уменьшении их объема в цилиндры 2, 3 при увеличении в них объема. Золотник 21 расположен между каналами прохода воздуха, а золотник 22 расположен между каналами прохода горячего газа. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.