Способ управления уровнем зарядки пневмоаккумулятора двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания

Авторы патента:

F02B33/00 - Двигатели с нагнетателями для заполнения или продувки (с насосами для отсасывания продуктов сгорания из цилиндров F02B 35/00; с нагнетателями, приводимыми в действие энергией выхлопа F02B 37/00)

F01L9/026 - Клапанные распределительные механизмы с немеханическим приводом

F01L9/02 - гидравлическим или пневматическим

Владельцы патента RU 2641998:

Рыбаков Анатолий Александрович (RU)

Изобретение относится к двухтактным двигателям с внешней камерой сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что двухтактный двигатель с внешней камерой сгорания включает пневмоаккумулятор, систему управления и клапан выброса излишка воздуха в атмосферу. Для соответствия уровня зарядки пневмоаккумулятора с задаваемой мощностью двигателя и оптимального значения коэффициента избытка воздуха система управления открывает клапан выброса излишка воздуха в атмосферу в момент времени, когда давление в пневмоаккумуляторе достигнет уровня, при котором обеспечивается требуемое давление подаваемого во внешнюю камеру сгорания воздуха. 1 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ближайший аналог заявленного изобретения патент 2398118 «Поршневой двигатель с внешней камерой сгорания».

При пуске двигателя (см. чертеж) в камеру сгорания 1 форсункой 2 подается топливо и воспламеняется свечой зажигания 3. Продукты сгорания из внешней камеры сгорания 1 через открытый впускной клапан 4 поступают в надпоршневую полость силового поршня 5, и он под действием продуктов сгорания начинает движение вниз, которое кривошипно-шатунным механизмом 6 преобразуется во вращательное движение соединительного вала 7, через который передается кривошипно-шатунному механизму поршня компрессора 8 таким образом, что поршень компрессора 9 движется вверх. Сжимаемый в надпоршневой полости поршня компрессора 9 воздух через обратный клапан 10 поступает во внешнюю камеру сгорания 1 и пневмоаккумулятор 11, пополняя расход воздуха во внешней камере сгорания 1 в процессе горения топлива и заряжая пневмоаккумулятор 11. Площадь силового поршня 5 больше площади поршня компрессора 9, и поэтому давление сжимаемого воздуха на входе во внешнюю камеру сгорания 1 больше, чем давление продуктов сгорания на ее выходе. После того как силовой поршень 5 окажется в нижней мертвой точке, а поршень компрессора 9 в верхней мертвой точке, кинетическая энергия маховика 12 меняет направление движения обоих поршней. При движении поршня компрессора 9 в нижнюю мертвую точку воздух из атмосферы через обратный клапан 13 засасывается в надпоршневую полость поршня компрессора 9. Одновременно система управления переводит впускной клапан 4 в закрытое (левое) положение, а выпускной клапан 14 в открытое (правое) положение, и при движении силового поршня 5 в верхнюю мертвую точку отработавшие продукты сгорания из надпоршневой полости силового поршня 5 через выпускной клапан 14 выбрасываются в атмосферу. После прибытия силового поршня 5 в нижнюю мертвую точку, а поршня компрессора 9 в верхнюю мертвую точку система управления снова переводит впускной клапан 4 в открытое положение, а выпускной клапан 14 в закрытое положение, и начинается очередной рабочий такт.

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель заявленного изобретения - обеспечить управление уровнем зарядки пневмоаккумулятора двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сущность изобретения поясняется на основе принципа действия поршневого двигателя с внешней камерой сгорания, патент 2398118.

С уменьшением задаваемой мощности двигателя необходимо соответственно уменьшать и массу подаваемого во внешнюю камеру сгорания 1 воздуха из пневмоаккумулятора 11. Однако при движении поршня компрессора 9 из нижней мертвой точки в верхнюю в пневмоаккумулятор 11 подается вся масса воздуха, находящаяся в надпоршневой полости поршня компрессора 9. Таким образом, в пневмоаккумулятор 11 поступает масса воздуха, превышающая ту, которая требуется для обеспечения оптимального значения коэффициента избытка воздуха на переходных режимах - при мощности, меньшей максимальной. В результате происходят нерациональные расходы энергии и ресурса - кривошипно-шатунный механизм поршня компрессора 9 испытывает избыточные нагрузки, через зазор между цилиндром и поршнем компрессора 9 происходит сверхнеизбежная утечка воздуха, и дополнительная потеря тепла через стенки цилиндра. Для соответствия уровня зарядки пневмоаккумулятора 11 с задаваемой мощностью двигателя и оптимального значения коэффициента избытка воздуха система управления открывает клапан выброса воздуха 16 в момент времени, когда давление в пневмоаккумуляторе 11 достигнет уровня, при котором обеспечивается требуемое давление подаваемого во внешнюю камеру сгорания 1 воздуха, излишек воздуха выбрасывается в атмосферу.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ управления уровнем зарядки пневмоаккумулятора двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания, включающего поршень компрессора, внешнюю камеру сгорания, пневмоаккумулятор, систему управления и клапан выброса излишка воздуха в атмосферу, при этом из пневмоаккумулятора подают воздух во внешнюю камеру сгорания, отличающийся тем, что для соответствия уровня зарядки пневмоаккумулятора воздухом, подаваемым из компрессора, с задаваемой мощностью двигателя и оптимального значения коэффициента избытка воздуха путем уменьшения массы подаваемого во внешнюю камеру сгорания воздуха система управления открывает клапан выброса излишка воздуха в атмосферу в момент времени, когда давление в пневмоаккумуляторе достигнет уровня, при котором обеспечивается требуемое давление подаваемого во внешнюю камеру сгорания воздуха.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Затраты на НИОКР заявленного изобретения не могут значительно отличаться от таковых при проектировании и отработке классических ДВС.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Чертеж. Принципиальная схема двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания.

1 - внешняя камера сгорания; 2 - форсунка; 3 - свеча зажигания; 4 - газораспределительный клапан; 5 - силовой поршень; 6 - кривошипно-шатунный механизм силового поршня; 7 - соединительный вал; 8 - кривошипно-шатунный механизм поршня компрессора; 9 - поршень компрессора; 10, 13 - обратные клапаны; 11 - пневмоаккумулятор; 12 - маховик; 14 - выпускной канал; 15 - вал отбора мощности: 16 - клапан выброса воздуха.

Изобретение относится к области двигателестроения, а имеено к двухтактным двигателям с внешней камеры сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя.

Способ обеспечения действия тандемного двухтактного двигателя энергией продуктов сгорания из общей внешней камеры сгорания // 2631179

Изобретение относится к двигателям с внешней камерой сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя.

Поршневой двигатель // 2619516

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано преимущественно в качестве силовой установки для транспортных средств с экологически чистым выхлопом.

Аксиально-поршневой двигатель и способ работы аксиально-поршневого двигателя // 2548839

Изобретение может быть использовано в аксиально-поршневых двигателях. Аксиально-поршневой двигатель (1101) содержит по меньшей мере один рабочий цилиндр, питание которого осуществлено от непрерывно работающей камеры (1110) сгорания.

Устройство адиабатного двигателя // 2541490

Изобретение относится к устройствам двигателей внутреннего сгорания с разделенным термодинамическим циклом. Техническим результатом является повышение эффективности процесса сгорания.

Аксиальный поршневой двигатель и способ управления работой аксиального поршневого двигателя // 2490488

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. .

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

Изобретение относится к двигателестроению. .

Двигатель внутреннего сгорания меньшова // 2435975

Изобретение относится к области двигателестроения. .

Поршневой двигатель казанцева // 2413084

Изобретение относится к тепловым двигателям, в частности к автотракторным. .

Способ работы двигателя внутреннего сгорания с регенерацией тепла в цикле и двигатель для его осуществления // 2641180

Изобретение относится к двигателестроению. Техническим результатом является повышение коэффициента полезного действия двигателя внутреннего сгорания.

Унифицированный поршневой двигатель без системы охлаждения // 2636642

Изобретение относится к машиностроению, а в частности к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), и может быть использовано в качестве привода транспортных средств, механизмов и оборудования.

Способ работы двс // 2625889

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания с распределенным рабочим циклом. Техническим результатом является улучшение экономичности при упрощении конструкции.

Двигатель внутреннего сгорания на основе изотермического сжатия, способ его работы и его управления // 2622457

Группа изобретений относится к области двигателестроения. Техническим результатом является повышение удельной мощности и экономичности.

Способ работы двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления // 2516046

Изобретение относится к дизельным двигателям. Техническим результатом является повышение эффективности цикла и упрощение конструкции.

Способ наддува в цилиндр двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления // 2509901

Группа изобретений может быть использована в двигателях внутреннего сгорания. Способ наддува в цилиндр двигателя внутреннего сгорания (ДВС) характеризуется тем, что во время хода сжатия горючей смеси в цилиндре ДВС в подпоршневое пространство через воздухопровод засасывают атмосферный воздух, выход которого обратно автоматически перекрывают в начале рабочего хода.

Тепловой двигатель и способ работы теплового двигателя // 2440499

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно тепловым двигателям, преимущественно двигателям внутреннего сгорания и способам работы тепловых двигателей.

Нагнетатель воздуха // 2351778

Способ работы двигателя внутреннего сгорания и двигатель внутреннего сгорания // 2338079

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к механизмам поршневого привода, и может быть использовано при создании двигателей внутреннего сгорания. .

Дизельный двигатель // 2316658

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к поршневым двигателям внутреннего сгорания. .

Привод клапанов газораспределения двигателя внутреннего сгорания // 2606723

Изобретение может быть использовано в четырехтактных двигателях внутреннего сгорания с клапанным газораспределением. Привод клапанов газораспределения двигателя внутреннего сгорания содержит два распределительных вала (5), (6), включающих постоянные магниты (7), (8).