Поршневой двигатель внутреннего сгорания с усовершенствованной системой подачи воздуха и поршневой компрессор для него

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению. Двигатель внутреннего сгорания является поршневым двухтактным двигателем внутреннего сгорания (ДВС). При этом двигатель имеет систему нагнетания воздуха с помощью поршневого компрессора двойного действия с системой смазки, осуществляющей подачу масла во внутрь поршня (11), приводимого в движение от коленчатого вала (4) посредством возвратно-поступательного механизма (15). Причем двигатель имеет надпоршневое пространство для заполнения объемом сжатого воздуха, а цилиндр двигателя имеет систему подачи воздуха и отвода выхлопных газов сверху и снизу. Также раскрыт поршневой компрессор двойного действия. Технический результат заключается в улучшении мощностных и экологических показателей двигателей, а также повышение надежности. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 13 ил.

 

Область применения.

Изобретение относится к двигателям, применяемым в автомобильной промышленности и производстве других технических устройств, которые приводятся в движение поршневыми двигателями внутреннего сгорания.

Уровень техники.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания - это вид двигателя, в котором реакция по сжиганию топливовоздушной смеси происходит внутри двигателя, за счет энергии, выделяемой при реакции сжигания, происходит расширение газов, которые толкают поршни, приводящие в движение коленчатый вал, обеспечивающий возвратно-поступательное движение поршней для повторения цикла.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания (ПДВС) (фиг. 1 - пример четырехтактного четырехцилиндрового двигателя) состоит из блока цилиндров, который содержит несколько отельных цилиндров (1), в которых размешены поршни (2). Поршни посредством шатуна (3) соединены с коленчатым валом (4), от длины щеки коленчатого вала (9) зависит длина хода поршня, посредством нее регулируется степень компрессии. В головке цилиндров расположены впускные (5) и выпускные (6) клапаны, которые обеспечивают подачу топливовоздушной смеси (либо только воздуха в зависимости от конструкции и типа двигателя) и выход отработавших газов, полученных в результате реакции сгорания топлива. Клапаны приводятся в движение посредством распределительного вала, который соединен с коленчатым валом. В современных ПДВС подача топлива осуществляется инжекторами (форсунками в случае дизельных двигателей) (7), которые подают топливо либо непосредственно в пространство внутри цилиндра надо поршнями, либо на пространство перед впускными клапанами для предварительного перемешивания топлива с воздухом. Наиболее распространенными ПДВС на сегодняшний день являются приливные двигатели (бензиновые, газовые), в которых воспламенение топлива происходит за счет свечи зажигания (8) и дизельные, в которых топливо самовоспламеняется за счет интенсивного сжатия воздуха (см. http://ru.wikipedia.org/wiki/Поршневой_двигатель_внутреннего_сгорания).

Классификацию современных поршневых двигателей внутреннего сгорания можно провести по циклу их работы. Различают двухтактные и четырехтактные двигатели.

Работа двухтактных двигателей включает такт сжатия топливовоздушной смеси и такт сжигания, в конце такта сжигания происходит продувка (очистка) двигателя от продуктов сгорания и наполнения свежим зарядом. Весь цикл занимает один оборот коленчатого вала.

В четырехтактных двигателях цикл состоит из следующих тактов: 1) заполнение цилиндра топливовоздушной смесью (либо воздухом, в зависимости от конструкции двигателя) 2) сжатие 3) сжигание 4) очистка цилиндра от продуктов горения. Весь цикл из 4-х тактов происходит в ходе 2-х оборотов коленчатого вала.

Как видно из описания выше в двухтактных двигателях 1-му рабочему ходу поршня (сжигания топлива) сопутствует 1 вспомогательный ход, а в четырехтактных двигателях 1-му рабочему ходу сопутствуют 3 вспомогательных хода. Следовательно, теоретически двухтактные двигатели должны быть эффективнее и мощнее четырехтактных двигателей. Но на практике большое распространение получили четырехтактные двигатели, т.к. не был создан двухтактный двигатель, который мог быт иметь такую эффективную систему очистки и заполнения цилиндров как у четырехтактного двигателя. Частично эта проблема решена у судового двигателя финской компании «Вяртсиля» (см. https://ru.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rtsil%C3%A4-Sulzer_RTA96-C) [1], которая обладает схемой продольной продувки. Данный двигатель обладает самым высоким коэффициентом полезного действия среди ПДВС (только при достижении оптимального режима работы), но уровню экологических показателей и расходу масла значительно уступает четырехтактным двигателями.

Основным компонентом реакции сжигания, происходящего внутри ПДВС, является воздух. Современные системы питания позволяют обеспечить подачу в ПДВС топлива в достаточном количестве, но не могут соответственно увеличить подачу воздуха, с целью увеличения мощности двигателя. Необходимость увеличения подачи воздуха можно объяснить на обычном примере: если дуть на тлеющий уголь, то он покраснеет, будет сгорать интенсивнее и выделять больше тепла. Поэтому одним из направлений увеличения мощности двигателя является увеличение поступления воздуха.

По системе подачи воздуха двигатели делятся на два типа: атмосферные и надувные. В атмосферных двигателях воздух под действием атмосферного давления по мере обратного движения поршня всасывается в цилиндр. В надувных двигателях используются различные механические нагнетатели для подачи воздуха в цилиндры под давлением. Можно выделить следующие современные системы нагнетания воздуха: турбо нагнетатели, роторно-лопастные нагнетатели, центробежные нагнетатели, суперчарджер. Из всех видов нагнетателей самое большое распространение получили турбо нагнетатели по причине ряда своих преимуществ. Турбо нагнетатель приводится в движение от кинетической энергии выхлопных газов, которые имеют большое начальное давление и расширение, и в отличие от других нагнетателей не забирает энергию у коленчатого вала. Также проводились эксперименты по установке на ПДВС поршневого компрессора, от чего отказались, т.к. по особенностям конструкции поршневой компрессор не мог работать на очень высоких оборотах, которых достигает двигатель, также не была решена проблема гармонизации действий поршневого компрессора и двигателя.

Недостатком современных систем наддува является то, что все они достигают высокой производительности только при выше средних и высоких оборотах двигателя. Учитывая то, что около 80% времени двигатели работают на низких и низко средних оборотах, то системы наддува не могут полностью реализовать свой потенциал. Для решения этой проблемы устанавливают двойные турбины либо системы, состоящие из компрессора и турбины, для охвата более высокого диапазона оборотов. Еще одной разновидностью улучшения наддува является использование баллона со сжатым воздухом, по мере работы двигателя баллон заполняется сжатым воздухом, при необходимости резкого ускорения сжатый воздух из баллона подается в систему подачи воздуха, запаса баллона хватает всего лишь на несколько секунд работы. Также есть возможность установки электрического нагнетателя, в котором соотношение забираемой и создаваемой энергии не является оптимальным (см. Интернет-ресурс: http://icarbio.ru/articles/nadduv_istory.html; http://avto-blogger.ru/tyuning/elektro-turbina-na-avto-vozmozhno-li-eto-mozhno-li-sdelat-svoimi-rukami-tolko-realnaya-pravda.html) [2].

Негативной стороной такого увеличения надпоршневого пространства является то, что при низких оборотах реальная степень сжатия уменьшается до 7:1 - 8:1 (геометрический объем сжатия не уменьшается, но из-за меньшего заполнения воздухом, давление соответствует тому, который был бы получен при степени сжатия 7:1 - 8:1), что меньше, чем в обычных атмосферных двигателях. А при таком соотношении двигатель эксплуатируется большую часть времени ((Интернет-ресурс: http://racewars.ru/oldforum/index.php?topic=5755.0.) [3].

Для решения проблемы детонации в бензиновых двигателях, оптимальным выходом является переход на систему прямого впрыска топлива инжекторами высокого давления, которые кроме высокой стоимости, требовательны к качеству топлива. Недостатком данной системы по сравнению с системой распределенного впрыска является то, что топливо имеет меньше времени для испарения, полученная фракция топливовоздушной смеси содержит в себе неиспарившиеся микро капли топлива, не успевающие полностью сгорать в такте сгорания. Поэтому при резком ускорении турбированных автомобилей слышен характерный хлопок, которые создают остатки данных перегретых капель при догорании после выхода через глушители на открытый воздух (см. Интернет-ресурсы: http://racewars.ru/oldforum/index.php?topic=5755.0;

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%B1%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C_%D0%B2%D0%BD%D1%83%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%B5%D0%B3%D0%BE_%D1%81%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%82%D0%B5%D0%BF%D0%B5%D0%B D%D1%8C_%D1%81%D0%B6%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%8F;

http://www.gdi.su/audi_vw.php;

http://www.alpsport.ru/turbo.htm;

http://www.studiplom.ru/Technology-DVS/injector.html) [4].

Максимальное давление воздуха при современных системах наддува составляет 2,5 атм. При достижении определенных оборотов двигателя между лопастями нагнетателей может появиться разреженность и вакуум, что приводит к полной остановке подачи воздуха в цилиндры на некоторое время. В результате в атмосферу выбрасывается большое количество несгоревшего топлива, наблюдается темный дым, выходящий из выхлопной системы автомобилей.

Также, следует отметить то, что данные системы наддува требуют установку воздушных фильтров низкого или нулевого сопротивления, которые не способны хорошо очистить поступающий воздух. Поэтому в сильно запыленных регионах происходит попадание частиц пыли в рабочую полость двигателя, вызывая загрязнение цилиндров, поршней, компрессионных колец, что приводит к преждевременному износу двигателя, повышенному расходу масла. Для компенсации этого, производители требуют применить самые высококачественные виды топлива, что, во-первых, не полностью решает данную проблему, во-вторых, увеличивает эксплуатационные расходы автомобилей и прочей техники с ПДВС (Интернет-ресурс: https://www.investtocar.ru/index.php?page=stat&id=filtr_nulevogo_soprotivleniya) [5].

Турбина, которая приводится в движение энергией выхлопных газов, затормаживает их движение, увеличивая давление и температуру в выпускном коллекторе, что приводит к сильному перегреву системы, ускоренному износу и деформации выпускных клапанов. Для частичного решения данной проблемы применяют самые высококачественные материалы, которые увеличивают стоимость двигателя и при этом не могут полностью решить данную задачу.

Все эти характеристики делают непредсказуемым процесс работы и не позволяют улучшить настройки двигателя для достижения максимальной эффективности процесса наддува. Невозможность нормирования и дозирования подачи воздуха была еще более заметна на первых турбированных двигателях. Эффект увеличенного нагнетания воздуха достигался внезапно при достижении двигателем вращения скоростью выше 4000 об/мин., при котором резко изменялись характеристики мощности двигателя, пик наступал внезапно. Поэтому такое внезапное ускорение получило название «ударом по почкам», которое ощущали автомобилисты при таком спонтанном, резком ускорении.

В двухтактных двигателях системы подачи воздуха менее развиты, чем в четырехтактных, поэтому сами эти двигатели нашли меньшее применение. В таких двигателях по способу заполнения цилиндра зарядом топливовоздушной смеси можно выделить автономные двигатели (без продувочного механизма) и двигатели с продувочным механизмом. Первый тип двухтактного двигателя также отличается еще тем, что смазочные масла добавляются в топливный банк и вместе с горючим подаются в цилиндры. Эти двигатели не имеют замкнутой системы смазки, поэтому отличаются большим расходом масла. Двухтактные двигатели с системой продувки имеют недостаток того, что по особенностям конструкции имеются временные ограничения в такте впуска свежего заряда и продувки продуктов сгорания, поэтому не возможна подача воздуха в достаточном объеме. В таких двигателях впускные и выпускные клапаны должны быть открыты одновременно, поэтому создаваемое в цилиндрах давление до сжатия бывает равным атмосферному, только на определенных оборотах незначительно превышать его, что не позволяет увеличить мощность двигателя.

Задачей заявляемого изобретения является создание эффективной системы нагнетания воздуха двигателя внутреннего сгорания (ДВС), которая будет применима к двухтактным двигателям. Предлагаемое техническое решение будет являться составной частью двигателя внутреннего сгорания, потребует внесения изменений в его конструкцию, систему подачи топлива, будет приводиться в движение от коленчатого вала, который также должен быть модифицирован.

Предложенная модификация двухтактного двигателя является гибридом двухтактного и четырехтактного двигателя, в котором часть тактов происходит в камере сгорания, а часть в вспомогательном цилиндре-компрессоре усовершенствованного типа. Такой гибридный двигатель совмещает в себе преимущества двух- и четырехтактных двигателей, освободившись от их недостатков.

Технический результат.

В основу изобретения поставлена задача оптимизации работы двух- и четырехтактного двигателей посредством применения эффективной системы нагнетания воздуха или же топливовоздушной смеси.

Двухтактный двигатель в отличие от четырехтактного совершает работу за один оборот коленчатого вала, а не два. Как было описано выше, в таком двигателе 1-му рабочему такту сопутствует 1 нерабочий такт, а в четырехтактных двигателях - 3 такта. Поэтому теоретически двухтактный двигатель может быть на 50-60% эффективнее и экономичнее. Т.к. не возможно совместить все 4 такта в 1 оборот коленчатого вала в одном цилиндре, предлагается внедрить в конструкцию двигателя такой вид компрессора, который возьмет на себя часть тактов, а именно впуск и сжатие воздуха с подачей в основной цилиндр - камеру сгорания, после рабочего такта - продувку камеры сгорания. В камере сгорания будут происходить такты дополнительного сжатия топливовоздушной смеси и его сжигание.

Предлагаемая система нагнетания воздуха представляет собой специальный поршневой компрессор, который, благодаря конструктивным особенностям, может работать на очень высоких оборотах (имеющиеся поршневые компрессоры в среднем могут осилить вращение коленчатого вала скоростью 1000-2000 об/мин., и не могут работать долговременно по причине перегрева и особенностям системы смазки), имеет специальную форму соединения коленчатым валом, исключающую угловые движения, которые недопустимы в таких типах компрессоров. Отличительной чертой такой системы является то, что в отличие от двухтактных двигателей, которые получают воздух с помощью турбонаддува, работа предлагаемой модели будет полностью автономной, не будут требоваться внешние источники энергии для работы системы наддува перед запуском двигателя.

Предлагаемую систему нагнетания воздуха можно будет применить как к бензиновым, так и дизельным двигателям внутреннего сгорания, также с некоторыми изменениями можно будет внедрить в роторно-поршневой двигатель Ванкеля и некоторые другие виды двигателей тоже.

Сущность изобретения.

Технический результат достигается за счет того, что поршневой двухтактный двигатель внутреннего сгорания согласно изобретения имеет систему нагнетания воздуха с помощью поршневого компрессора двойного действия с системой смазки, осуществляющей подачу масла во внутрь поршня, приводимого в движение от коленчатого вала посредством возвратно-поступательного механизма, причем двигатель имеет надпоршневое пространство для заполнения объемом сжатого воздуха, при этом цилиндр двигателя имеет систему подачи воздуха и отвода выхлопных газов сверху и снизу.

При этом выхлопные отверстия выполнены только в верхней части цилиндра.

При этом выхлопные отверстия выполнены только в нижней части цилиндра.

При этом выхлопные отверстия выполнены только с клапанами в верхней части цилиндра.

При этом в бензиновом двигателе возможно использование одновременно карбюратора и инжектора.

При этом в бензиновом двигателе возможно использование либо только карбюратора, либо только инжектора.

Технический результат достигается также за счет того, что поршневой компрессор двойного действия согласно изобретения имеет систему смазки, подающую масло во внутрь поршня для доставки его к стенкам цилиндра, имеет маслосъемные кольца, снимающие излишки смазочного масла для доставки через шатун в картер; при этом компрессор соединен с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания посредством возвратно-поступательного механизма.

Благодаря конструктивным изменениям улучшится снабжение двигателя зарядом воздуха в достаточных количествах, произойдет более полное сгорание топлива в цилиндре, благодаря большему объему подаваемого воздуха будет достигнуто большее расширение газов и соответственное увеличение полезной работы топливовоздушной смеси. В результате значительно увеличится мощность двигателя, при меньшем расходе топлива.

Двигатели с новой системой нагнетания, получают воздух от поршневого компрессора двойного действия. Чтобы сделать возможным установку такого типа компрессора на двигатель, предлагается следующие изменения:

- Создать систему активной смазки с системой циркуляции. Это позволит компрессору работать на высоких оборотах коленчатого вала, также не позволит компрессору сильно перегреваться. Имеющиеся двусторонние поршневые компрессоры бывают сухие и масляные. Оба типа могут работать на оборотах ниже, чем те, которые достигает коленчатый вал ПДВС.С предложенной системой смазки и установкой металлических компрессионных колец можно повысить скорость работы компрессора.

- Уменьшить габариты компрессора двойного действия, сохранив объемы камер сжатия. Для этого потребуется бескрейцкопфное соединение с коленчатым валом.

- Применить специальные механизмы для бескрейцкомфной установки компрессора на коленчатый вал для гармонизации работы с ПДВС таким образом, чтобы за пол оборота коленчатого вала было возможно получить выход сжатого воздуха из компрессора.

- Подключить компрессор к системе охлаждения двигателя, либо же установить отельную систему.

В отличие от обычного поршневого компрессора одностороннего действия, который не нашел применение в двигателестроении, компрессор двустороннего действия обеспечивает за один оборот коленчатого вала 2 такта подачи воздуха. Регулируя соотношение радиуса поршня компрессора к радиусу поршня двигателя, можно получить подачу воздуха в двигатель под давлением до и более 4 атм. за пол-оборота коленчатого вала. Т.к. объем камеры компрессора является величиной постоянной, то он служит дозатором объема подаваемого воздуха, т.е. нужное соотношение подаваемого воздуха можно регулировать с помощью соотношения радиуса поршней компрессора и двигателя. Другой положительной стороной этого является то, что с помощью регулировочных клапанов давления можно обеспечить подачу нужного объема воздуха при любом обороте коленчатого вала. В результате достигается прогнозируемость и стабильность работы двигателя. Даже при низких оборотах двигателя можно обеспечить подачу воздуха под большим давлением, чего не могут обеспечить современные системы наддува. Учитывая то, что двигатель большую часть времени работает на низких оборотах, где современные системы наддува имеют низкую, а иногда отрицательную эффективность, при предложенной схеме достигается максимальная экономия.

В двухтактных двигателях работа компрессора позволяет обеспечить полную продувку камеры сгорания, чего не было достигнуто до сих пор, а после продувки -заполнение камеры воздухом под высоким давлением, для достижения этих целей предлагается модифицировать камеру сгорания двухтактного двигателя.

Раскрытие изобретения.

Изобретение поясняется чертежами и описанием к ним.

Фиг. 1. Схема известного четырехтактного четырехцилиндрового ДВС.

Фиг. 2. двухтактный двигатель с усовершенствованной системой подачи воздуха (схема поясняет работу и бензинового, и дизельного двигателей).

Фиг. 3. Схема поршневого компрессора двойного действия.

Фиг. 4. Комбинированный компрессор для двигателей с большим количеством цилиндров.

Фиг. 5. Схема поршня компрессора.

Фиг. 6. Схема 1-го варианта соединения компрессора с коленчатым валом.

Фиг. 7. Фронтальный вид (вид А на фиг. 7) соединения шатуна компрессора с коленчатым валом.

Фиг. 8 (А-Н). Схема движения шатуна компрессора.

Фиг. 9. Схема 2-го варианта соединения компрессора с коленчатым валом.

Фиг. 10. Разрез А-А на фиг. 10.

Фиг. 11. Разрез В-В - на фиг. 11.

Фиг. 12. Разрез С-С на фиг. 11.

Фиг. 13. Разрез D-D на фиг. 13.

Перечень позиций для фиг. 1.

1. Цилиндр ПДВС.

2. Поршень двигателя.

3. Шатун поршня.

4. Коленчатый вал.

5. Впускные клапаны двигателя.

6. Выпускные клапаны двигателя.

7. Инжектор подачи бензина (форсунка для дизеля).

8. Свеча зажигания (в дизельных двигателях отсутствует).

9. Щеки коленчатого вала.

Перечень позиций для фиг. 2.

1. Цилиндр ПДВС.

2. Поршень двигателя.

3. Шатун поршня.

4. Коленчатый вал.

5. Впускные клапаны двигателя.

6. Выпускные клапаны двигателя.

7. Инжектор подачи бензина (форсунка для дизеля).

8. Свеча зажигания (в дизельных двигателях отсутствует).

9. Щеки коленчатого вала.

10. Цилиндр поршневого компрессора двойного действия.

11. Поршень компрессора.

12.1 Верхний впускной клапан компрессора.

12.2 Нижний впускной клапан компрессора.

13.1 Верхний выпускной клапан компрессора.

13.2 Нижний выпускной клапан компрессора.

14. Инжектор для подачи масла в компрессор.

15. Механизм для соединения шатуна компрессора с коленчатым валом.

16. Каналы подачи воздуха в цилиндры двигателя.

17. Клапан продувочных окон.

18. Карбюратор.

19. Продувочные окна.

20. Выхлопные окна (для отвода выхлопных газов).

21. Коллектор для сбора масла из выхлопных газов.

22. Канал отвода выхлопных газов.

23. Канал отвода масла из коллектора, соединен с масляным фильтром двигателя.

Поршень компрессора (11) приводится в движение коленчатым (4) валом, с которым он соединен специальным механизмом (15), детальное описание данного механизма будет приведено ниже. Цель соединительного механизма - обеспечение возвратно-поступательного движения шатуна поршня строго по прямой, с исключением угловых движений. При движении поршня компрессора вниз открывается верхний впускной клапан (12.1) и нижний (13.2) выпускной, при обратном движении открываются нижний впускной (12.2) и верхний выпускной (13.1) клапаны. Через открытые впускные клапаны происходит всасывание воздуха под действием атмосферного давления. Через открытые выпускные клапаны поршень толкает воздух из компрессора в каналы (16) для подачи воздуха в цилиндры двигателя. Предлагается новая схема цилиндра (1) двигателя, которая имеет два канала подачи воздуха и два для отвода отработанных газов. Данная схема позволит решить основную проблему двухтактного цикла, которая заключалась в дефиците воздуха для очищения цилиндров и нагнетания свежего заряда воздуха по давлением. При рабочем такте, когда в результате сгорания топливовоздушной смеси поршень (2) двигателя движется вниз, окна (20) для отвода отработавших газов позволяют продуктам горения свободно покинуть цилиндр, тем самым уменьшая внутренне давление и температуру, что благоприятно сказывается на работе выпускных клапанов (6) и сроке их службы. Далее при движении поршня (2) по инерции вниз открывается клапан (17) продувочных окон, воздух нагнетаемых компрессором через продувочные окна (19) толкает из цилиндра продукты горения. Вместе с клапаном (17) открывается выпускной клапан (6) двигателя, благодаря этому становится возможным очищение цилиндра (1) по всей длине. Когда поршень достигает нижней мертвой точки, открывается впускной клапан (5), начинается двусторонний обдув цилиндра.

При движении поршня (2) вверх и прохождении верхнего края продувочного окна (19), закрывается клапан (17) окна, чтобы не происходила потеря воздуха из-за его прохождения в пространство под поршнем.

При прохождении поршня верхнего края окон (20) для отвода выхлопных газов закрывается выпускной клапан (6) двигателя. Остаток заряда компрессора нагнетается через клапан (5) в цилиндр (1).

Подача топлива осуществляется через инжектор (7). В случае бензиновых двигателей зажигание происходит от свечи (8). В дизельном варианте топливо самовоспламеняется от сжатия воздуха.

В бензиновых вариантах в канале (16) после клапана (17) перед клапаном (5) можно установить карбюратор (18). Т.к. в зазоре между поршнем (2) и окнами (20) для отвода газов будет накапливаться смазочное масло, то неизбежно его выталкивание в выхлопную систему.

Коллектор для сборки масла (21) служит для отделения выхлопных газов от масла. По инерции масло будет ударяться об стену коллектора и по действием гравитации будет стекать в канал для отвода масла (23), который соединен с масляным фильтром. Выхлопные газы будут подниматься и уходить через канал (22).

Перечень позиций для фиг. 3.

10. Цилиндр поршневого компрессора двойного действия.

11. Поршень компрессора.

12.1 Верхний впускной клапан компрессора.

12.2 Нижний впускной клапан компрессора.

13.1 Верхний выпускной клапан компрессора.

13.2 Нижний выпускной клапан компрессора.

14. Инжектор для подачи масла в компрессор.

24. Отверстие для забора накопившегося на дне компрессора масла.

Цилиндр компрессора (10) имеет радиус r больший, чем у цилиндра ПДВС.

Объем цилиндра где

V - объем цилиндра,

π - число пи (3.1415),

r - радиус цилиндра,

h - высота цилиндра.

Следовательно, если радиус цилиндра компрессора будет в два раза больше радиуса цилиндра двигателя, то компрессор, согласно закону Бойля, будет подавать в двигатель воздух в объеме в четыре раза больше объема цилиндра, т.е. под давление в 4 атм.

Поршень (11) компрессора изготовлен таким образом, чтобы смазочное масло, подаваемое через его верхнюю часть, вытекало в его центре по бокам и смазывало стенки цилиндра, а маслосъемные кольца, расположенные по верхнему и нижнему краю, собирали излишки масла и через каналы посредством шатуна сливали их в картер. Такая схема позволит увеличить скорость работы поршня компрессора до скорости поршней двигателя. Инжектор подачи масла (14) при поднятии поршня входит в полость внутри него и впрыскивает масло, такая схема позволят избежать разбрызгивания избыточного масла по внутренним стенам компрессора. Впускные (12.1 и 12.2) и выпускные (13.1 и 13.2) клапаны служат для заполнения компрессора воздухом и подачи его в сжатом виде в двигатель. Впускные клапаны (12.1 и 12.2) должны быть максимально большого диаметра, чтобы облегчить заполнение компрессора воздухом при больших оборотах.

На фиг. 4 показан комбинированный компрессор для двигателей с большим количеством цилиндров.

Перечень позиций для фиг. 5.

24. Отверстие для забора накопившегося на дне компрессора масла.

25. Отверстие канала подачи масла.

26. Канал подачи масла.

27. Отверстия для смазки стен цилиндра.

28. Компрессионные кольца.

29. Маслосъемные кольца.

30. Каналы для отвода масел от маслосъемных колец (не пересекаются с каналом подачи масла).

31. Канал для отвода масел в картер.

32. Шатун.

Когда поршень находится на верхней мертвой точке, через отверстие (25) канала для подачи масла (26) происходит впрыск масла, которое через отверстия (27) для смазки стен цилиндра осуществляют смазку системы. Компрессионные кольца (28) позволяют удерживать давление в рабочей полости цилиндра. Маслосъемные кольца (29) помогают собирать излишки масла и посредством каналов (30) для отвода масел подают масло в каналы (31) для слива в картер.

Отверстие (24) служит для забора масла, собравшегося у днища компрессора, которое имеет конусообразную форму.

Когда поршень доходит до верхней мертвой точки, и в нижней секции компрессора наблюдается атмосферное давление воздуха, отверстие (24) входит в рабочую полость компрессора, и происходит слив излишков масла через данное отверстие в картер.

Перечень позиций для фиг. 6-8.

4. Коленчатый вал;

32. Шатун компрессора;

33. Внешнее колесо планетарного направляющего механизма;

34. Сателлит планетарного направляющего механизма;

35. Диск крепления шатуна поршня компрессора с сателлитом;

36. Точка соединения шатуна поршня с сателлитом;

37. Ось движения шатуна компрессора;

На фиг. 6 показано соединение шатуна (32) компрессора с коленчатым валом (4) посредством планетарного направляющего механизма, который обеспечивает строго диагональные движения шатуна по прямой, исключая угловые движения. Сателлит (34) внутреннего колеса механизма в два раза меньше по диаметру внешнего кольца (33) механизма, и имеет соответственно в два раз меньше зубьев (фиг. 7). Поэтому любая точка на внешнем крае сателлита будет двигаться строго по прямой по мере вращения сателлита во внешнем кольце.

Пункты А,В,С…-Н (фиг. 8) показывают вращение сателлита внутри внешнего кольца. Прикрепив шатун в нижнем положении на точку (36), находящуюся тоже на нижнем конце сателлита, можно добиться вертикального движения поршня строго по прямой по оси (37) по мере вращения коленчатого вала. Диск (35) служит усилителем точки соединения.

Перечень позиций для фиг. 9-13.

4. Коленчатый вал;

32. Шатун поршня компрессора;

38. Лопасть коленчатого вала;

39. Зубчатое полуколесо на коленчатом валу;

40. Вырезка для лопасти коленчатого вала;

41. Зубчатая лента.

А-А - срез по оси «А-А» (фиг. 10);

В-В - срез по оси «В-В» (фиг. 11);

С-С - срез по оси «С-С» (фиг. 12);

D-D - срез по оси «D-D» (фиг. 13).

На фиг. 9-13 показано соединение шатуна (32) компрессора с коленчатым валом (4) посредством возвратно-поступательного механизма. В данном механизме коленчатый вал проходит по центру шатуна (32) поршня компрессора. Лопасть (38), установленная на коленчатом валу, служит для облегчения выхода шатуна из нижней и верхней мертвых точек. Она задевает только нижнюю и верхнюю точки вырезки (40) в шатуне, приподнимает его, чтобы зубчатое полуколесо (39) зацепилось за зубчатую ленту (41).

Далее по мере вращения коленчатого вала зубчатое полуколесо, направляя шатун посредством зубчатой ленты, обеспечивает его возвратно поступательное движение.

Работа.

Для лучшего объяснения работы предложенного двигателя внутреннего сгорания с усовершенствованной системой подачи воздуха целесообразно указать этапы становления проекта.

Первоначальной целью данной работы было улучшение характеристик двухтактных двигателей.

Требовалось создать такую схему работы двухтактных двигателей, чтобы они могли бы полностью очиститься от продуктов сгорания и заполниться достаточным количеством свежего заряда воздуха для увеличения эффективности, как у четырехтактных двигателей.

Сначала предполагалась схема, при котором в 4-х цилиндровом двигателе два цилиндра работали бы как односторонние поршневые компрессоры подачи воздуха, а два осуществляли рабочие такты. Т.к. не было возможным совершить четыре такта в одном цилиндре, предполагалось два такта вынести за пределы рабочих цилиндров.

Т.е. вспомогательные цилиндры брали бы на себя такты заполнения воздуха и его сжатия, для передачи в рабочий цилиндр в сжатом виде. Т.е. целью было создание гибрида двух- и четырехтактного двигателей.

Для решения поставленных задач было принято несколько оригинальных решений:

1. В связи с ограниченностью времени работы 1-го такта было бы невозможным через один клапан осуществить и продувку, и нагнетание воздуха.

Поэтому предложен цилиндр, в котором впускные клапаны (окна) и выпускные клапаны (окна) расположены наверху и внизу цилиндра.

2. Предлагаемые выше два цилиндра, которые должны были использоваться как поршневые компрессоры одностороннего действия, были объединены в один компрессор двойного действия. Это уменьшает количество приводимых в движение деталей, уменьшает общую площадь трущихся частей.

3. Т.к. двусторонний поршневой компрессор допускает только движения строго по прямой из-за большего количества точек соприкосновения, которые помимо стенок цилиндра еще находятся на месте выхода шатуна у основания цилиндра, шатун обычно устанавливается на крейцкопф, которые выравнивает угловые движения, получаемые от коленчатого вала. Данная схема увеличивает размеры двустороннего компрессора в несколько раз, что делает невозможным его установку на ДВС. Поэтому предложены схемы соединения компрессора с коленчатым валом посредством возвратно-поступательного механизма.

4. Требовалось создание системы динамической смазки компрессора, чтобы увеличить срок его работы без остановки в несколько раз и увеличить пределы скоростей движения поршней компрессора до пределов скоростей работы поршней двигателя. Предложена уникальная схема подачи смазочного масла во внутрь поршня, посредством которого смазываются стенки цилиндра, собираются избыточные масла и передаются через шатун в картер.

5. При планировании системы смазки, изучались системы смазки распространенных четырехтактных двигателей, и обнаружено, что предлагаемый компрессор двустороннего действия можно применить к четырехтактным двигателям тоже. Предложенный компрессор обладает высокой производительностью и поэтому создаваемой дополнительной мощностью многократно компенсирует забираемую у двигателя энергию.

Применение поршневого компрессора двустороннего действия с системой динамической смазки и приводом от коленчатого вала позволяет эффективно улучшить снабжение двигателя достаточным объемом воздуха для лучшего сгорания топлива. Т.к. компрессор подает воздух в достаточном объеме всего лишь за пол-оборота коленчатого вала, он будет создавать достаточную мощность, чтобы компенсировать создаваемую нагрузку на двигатель.

На всех предложенных схемах диаметр цилиндра указан больше диаметра цилиндра двигателя. Как было упомянуто, объем цилиндра равен произведению числа пи (3.1415) на квадрат радиуса основания на высоту. Увеличив радиус цилиндра компрессора в два раза по сравнению с радиусом цилиндра двигателя, можно будет добиться увеличения объема подаваемого воздуха в 4 раза. Т.е. согласно закону Бойля подача воздуха осуществится под давлением около 4-х, 5-ти, 6-ти атм, в зависимости от степени увеличения радиуса поршня компрессора. В сравнении с другими системами наддува, применение такого компрессора обладает преимуществом того, что подача воздуха под давлением возможна при любых оборотах двигателя: и при низких, и при средних, и при высоких. Следовательно, для низких и средних оборотов, на которых работает двигатель, больше 60-80% процентов времени, данный компрессор является самым эффективным способом увеличения мощности. Достигается значительная экономия топлива. Подача воздуха под таким давлением при любых оборотах способствует самому полному сгоранию топлива, при этом двигатель отвечает самым высоким экологическим требованиям. Еще одним преимуществом такого компрессора является то, что он в результате сжимания подает воздух в принудительной форме, поэтому в отличие от турбонаддува в системе подачи не могут создаваться разреженность и вакуум. Увеличив диаметр впускных клапанов, можно добиться наилучшего заполнения цилиндра компрессора воздухом для подачи в двигатель. Такая схема позволяет установку лучших фильтров воздуха, не требуются фильтры пониженного сопротивления. Благодаря этому в двигатель будет поступать полностью очищенный воздух, что окажет благоприятное влияние на срок службы системы в целом и позволит использовать двигатели в сильно запыленных областях. В результате не будет наблюдаться увеличение внутреннего трения движущихся частей из-за загрязнения, что приводит к повышенному расходу масла и топлива.

Клапаны (12.1 и 12.2) и (13.1 и 13.2) на фиг. 3 можно сделать электромагнитными, чтобы упросить механическую часть системы, увеличить ее надежность. При движении в обратном направлении поршня (11), когда начинается всасывание воздуха, атмосферное давление будет помогать открытию клапана (12.1 или 12.2 в зависимости от направления движения поршня), а при выталкивании воздуха, внутреннее давление цилиндра компрессора будет помогать закрытию клапанов (12.1 и 12.2) и открытию клапана (13.1 или 13.2 в зависимости от направления движения поршня). Такая последовательность работы клапанов уменьшит требования к мощности систем отвечающих за работу клапанов, понизит их энергоемкость, поэтому применение электромагнитов, которые зададут начальную скорость движению клапанов, позволит отказаться от кулачкового механизма, для привода в движение клапанов двигателя, тем самым уменьшить потери энергии двигателя. Если целью будет уменьшение зависимости от вмешательства электроники в работу двигателя, то привод данных клапанов можно соединить с кулачковым механизмом и обеспечить механический привод их работы. Давление в инжекторе масла (14) должно быть выше максимального внутреннего давления компрессора, чтобы сделать возможным подачу масла, когда поршень компрессора достигнет верхней мертвой точки. Это позволит впрыснуть масло во внутрь поршня, чтобы по каналам, расположенным внутри него, смазывались области трения поршня и стен компрессора.

Как видно из фиг. 3 шатун поршня компрессоре проходит по центру днища компрессора, а поршень плотно прикасается стен цилиндра, поэтому движение поршня проходит строго по прямой. Для обеспечения движения поршня по прямой предложены два варианта крепления поршня с коленчатым валом: 1) посредством планетарного направляющего механизма, указанного на фиг. 6-8, и 2) возвратно-поступательного механизма, указанного на фиг. 9-13. Для усиления конструкции можно использовать одновременно и планетарный направляющий, и возвратно-поступательный механизм, которые вместе будут приводить компрессор в движение. В планетарном механизме соотношение диаметров и количества зубов внешнего и внутреннего колец, которое равно двум, обеспечивает то, что каждая точка на периметре внутреннего колеса при движении проходит строго по прямой. Соединение шатуна поршня в данной точке позволит добиться возвратно-поступательного движения поршня по прямой. Того же самого эффекта можно добиться посредством возвратно-поступательного реечного, механизма, однако данный механизм будет создавать вибрации системы, которые могут быть поглощены пружинами в месте соединения механизма с шатуном. Как известно маховик, расположенный на другом конце коленчатого вала, при высоких оборотах из-за действия центробежной силы забирает от 3 до 5% полезной энергии двигателя. Возвратно-поступательный или планетарный механизмы, расположенные на противоположной маховику стороне коленчатого вала, будут балансировать маховик и уменьшать вызванные им потери энергии.

Предложенный компрессор может обеспечить одновременно два цилиндра двигателя, при двухтактном цикле, и четыре цилиндра при четырехтактном цикле. Он оптимально к двигателям с четным количеством цилиндров. Для двигателей с большим количеством цилиндров можно применить следующее использование компрессора: либо увеличить внутренний объем компрессора для подачи избыточного воздуха, а также канал подачи воздуха, чтобы он служил резервуаром сжатого воздуха (по мере каждого впускного такта каждый цилиндр забирал необходимое количество воздуха из резервуара, канал можно разделить на несколько резервуаров с клапанами, а каждый резервуар подсоединить к определенному количеству цилиндров двигателя). Либо установить дополнительный компрессор для обслуживания дополнительных цилиндров воздуха. Установку дополнительного компрессора можно осуществить в ряд друг за другом, либо как показано на фиг. 4 в комбинированном виде.

Для достижения максимальных результатов предлагается сделать следующие изменения в существующем двигателе.

Для двухтактного цикла. Самой эффективной системой двухтактного цикла является продольная продувка цилиндра. Имеющиеся двигатели имеют окно для подачи воздуха в нижней части цилиндра около нижней мертвой точки поршня и выпускной клапан на головке цилиндра. Когда поршень опускается вниз и проходит нижние продувочные окна, открывается верхний клапан. Воздух подаваемый через продувочные окна выталкивает через верхний клапан продукты сгорания и заполняет цилиндр свежим зарядом воздуха. Поршень, как только проходит уровень продувочного окна, начинает движение вверх и прикрывает продувочное окно, поэтому в распоряжении имеется очень мало времени для нагнетания воздуха в большом объеме и становиться невозможным достижение максимально возможной эффективности двухтактного цикла.

На фиг. 2 показаны изменения в цилиндре, которые значительно улучшат характеристики двухтактного цикла. В качестве примера приведен двухтактный цикл двигателя с двумя цилиндрами. Как видно на фиг. 2 у нижней мертвой точки поршня в цилиндре (1) установлены продувочные окна (19). Чуть выше установлены выхлопные окна для выхода отработавших газов (20). В головке цилиндра установлены впускной (5) и выпускной (6) клапаны. В ходе рабочего такта, когда поршень (2) доходит выхлопных окон (20), отработавшие газы начинают покидать цилиндр, тем самым уменьшая давление и уменьшая нагрузку на клапаны (5) и (6), в результате не происходит увеличение их перегрева, а ресурс их работы увеличивается. Когда поршень доходит до продувочных окон (19) открывается выпускной клапан (6), воздух поступающий через продувочные окна (19) выталкивает из цилиндра продукты сгорания. Поршень компрессора (11) настроен таким образом, что достигает нижней и верхней мертвых точек раньше поршня цилиндра (2). Для подачи воздуха в 1-й цилиндр двигателя, поршень компрессора (11) достигает нижней верхней точки, в это время поршень 1-го цилиндра двигателя начинает движение наверх и проходит выхлопные окна. Для подачи во 2-й цилиндр, поршень (11) достигает верхней мертвой точки, в это время поршень 2-го цилиндра двигателя, двигаясь наверх, проходит выхлопные окна. Таким образом, в каналах для подачи воздуха (16) накапливается воздух под давлением для поступления в цилиндры, по мере хода поршня воздух из каналов поступает в цилиндры. При движении поршня (2) наверх и прохождения продувочных окон (19), клапан продувочных окон (17) закрывается, чтобы оставшийся в канале (16) воздух не поступал в пространство под поршнем и не терялся. Когда поршень (2) проходит выхлопные окна (20) открывается впускной клапан (5) и закрывается выпускной клапан (6). Оставшийся в канале (16) воздух под давлением поступает в цилиндр (1). При достижении поршня компрессора (11) мертвой точки, а поршня двигателя (2) середины цилиндра, закрывается выпускной клапан (6). В бензиновом двигателе начинается впрыск топлива в цилиндр (1) топлива через инжектор (7), по мере движения вверх поршня (2) происходит сжатие топливовоздушной смеси. При достижении поршнем (2) верхней мертвой точки свеча зажигания (8) подает искру для воспламенения топлива и начинается рабочий ход поршня. В дизельных двигателях топливо подается форсункой (7) в цилиндр (1) когда поршень (2) достигает верхней мертвой точки, от температуры сжатого воздуха происходит самовоспламенение топлива, начинается рабочий ход поршня (2). В результате расширения газов от реакции сгорания топлива поршень толкается вниз и цикл продолжается. Открывается клапан (17). В щелях между выхлопными окнами (20) и поршнем (2) накапливается смазочное масло, которое по мере выхода газов будет выбрасывается в выхлопную систему. Для сбора масла из выхлопной системы предлагается установить перед окнами коллектор для сбора масла (21). Капли масла, выбрасываемые выхлопными газами, будут ударяться об стену коллектора, прилипать к нему и под действием гравитации стекать вниз по каналу (23) к масляному фильтру. Газы из коллектора будут улетать в канал (22), который расположен наверху.

Для упрощения конструкции двигателя и уменьшения его себестоимости можно отказаться от выхлопных окон. В данном случае выпускной клапан (6) будет открываться раньше, достижения поршнем продувочных окон (19). В таком двигателе весь поток выхлопных газов будет уходить через верхний клапан (6), поэтому увеличатся требования к качеству материалов его изготовления, чтобы чрезмерные температуры и давление выхлопных газов не привели к его деформации и выходу двигателя из строя.

Еще одной альтернативной является создание конструкции, в которой не будут установлены нижние продувочные окна, весь заряд воздуха будет поступать через впускной клапан (5). Недостатком такой комбинации является то, что не возможно будет добиться идеального очищения цилиндров, остатки отработанных газов с высокой температурой могут привести к детонации в бензиновых двигателях.

Также возможно исполнение, при котором не использованы продувочные окна (19) и выхлопные окна (20). В данном исполнении вся циркуляция воздуха и газов осуществляется через впускной (5) и выпускной (6) клапаны. Данное исполнение самое надежное, т.к. уменьшается количество деталей, но по степени очистки от выхлопных газов уступает вышеуказанным исполнениям, больше походит для дизельного варианта, т.к. бензин может самовоспламениться при соприкосновении с горячими остатками выхлопных газов.

Для двухтактных двигателей использование алюминиевых сплавов для производства поршней не рекомендуются, т.к. при таком температурном режиме они будут быстро деформироваться и изнашиваться. Рекомендуются стальные или же чугунные поршни, которые, во-первых, будут лучше справляться с температурой, во-вторых, подвержены меньшему расширению под воздействием перегрева, а, следовательно, расход топлива и масла будет рациональным.

В двигателях с количеством цилиндров более 4-х предлагается увеличение объема компрессора и каналов подачи воздуха (16), каналы будут служить резервуаром сжатого воздуха. Или же возможна установка второго или же комбинированного компрессоров как показано на фиг. 4.

Подача воздуха (топливовоздушной смеси) указанным способом позволит добиться выдающихся качеств сгорания топлива, расширения газов и их полезной работы. Поэтому предлагается в двигателях с такой системой подачи воздуха удлинить щеки коленчатого вала, для достижения более длинного хода поршня в цилиндре, чтобы полностью воспользоваться полезной работой рабочих газов. Механизмы крепления компрессора с коленчатым валом очень гибки в отношении регулирования размеров хода поршня. Регулируя радиус поршня, а также диаметры колец в планетарном механизме или длину зубов и лопастей в возвратно-поступательном механизме можно добиться различных характеристик работы компрессора. Т.е. увеличения объемом всех цилиндров можно добиться за счет увеличения как в ширину, так и в высоту. Благодаря этим регулировкам можно будет создавать двигатели с самыми разнообразными характеристиками. При строении автомобильных двигателей посредством таких регулировок при том же равном объеме можно будет добиться характеристик экономичного городского или же динамичного спортивного двигателей. Об этом будет написано ниже.

Примеры осуществления изобретения.

Пример 1.1. Дизельный двухтактный двигатель (фиг. 2) содержащий поршневой компрессор двойного действия (10), имеющий продувочные окна (19) для подачи воздуха для очищения цилиндров от выхлопных газов через выхлопные окна (20). Клапан (17) служит для направления воздуха в продувочные окна либо в впускной клапан (5). Компрессор двигателя имеет систему динамической смазки, которая подает масло через инжектор (14) во внутрь поршня (11). Топливо подается в цилиндры (1) через форсунку (7). Компрессор соединен с коленчатым валом (4) посредством планетарного направляющего механизма (детально указано на фиг. 7, 8, 9). Имеет коллектор для сбора масел (21).

Пример 1.2. В отличие от примера 1.1 не имеет продувочных окон (19).

Пример 1.3. В отличие от примера 1.1 не имеет выхлопных окон (20) и коллектор для сбора масла (21).

Пример 2.1. Бензиновый (газовый) двухтактный двигатель (фиг. 2) в отличие от примера 1.1 имеет свечу зажигания (8), обладает меньшей степенью сжатия. Допускает установку карбюратора в канале для подачи воздуха (18) после клапана продувочных окон (17) перед впускным клапаном (5).

Пример 2.2. Бензиновый (газовый) двухтактный двигатель в отличие от примера 2.1 не имеет продувочных окон (19), установка дополнительного карбюратора не допустима.

Пример 2.3. Бензиновый (газовый) двухтактный двигатель в отличие от примера 2.1 не имеет выхлопных окон (20) и коллектор для сбора масел (21).

Промышленная применимость.

Предложенный поршневой двигатель внутреннего сгорания может быть использован в автомобильной промышленности, в производстве грузовой техники, судов, поршневых самолетов, генераторов постоянного и переменного тока, любой техники приводимой в движение поршневыми двигателями внутреннего сгорания.

Применение современных систем наддува, которые обеспечивают подачу воздуха под давлением только на высоких оборотах, при которых двигатели работают только до 30% времени, позволило уменьшить потребление топлива на 30%. Максимальное увеличение давления, получаемое при использовании современных систем наддува, достигает 2,5 атм.

Предложенный двигатель имеет систему нагнетания воздуха в виде поршневого компрессора двойного действия. Регулируя при установке в двигатель объем компрессора, который также служит дозатором увеличения давления, можно добиться подачи воздуха под давлением выше 2,5 атмосфер, до 4-5 атмосфер, т.е. увеличение давления может достичь до максимально допустимого показателей для двигателей. Основной особенностью такого наддува является то, что создаваемое давление не зависит от скорости работы двигателя, т.е. наддув будет доступен в течение всего времени работы двигателя. Если современные системы обеспечивают экономию на 30%, то в данных двигателях экономия достигнет 50-60% по сравнению с обычными атмосферными двигателями. Еще одним преимуществом является чистота подаваемого воздуха, компрессор предложенных двигателей не требователен к плотности воздушных фильтров. Также следует отметить то, что выхлопная система данных двигателей не преграждена приводом нагнетателя, как это бывает на турбокомпрессорах. Поэтому выхлопные газ беспрепятственно покидают систему, не перегревая клапаны и систему выхлопа, благодаря чему увеличится срок службы клапанов, не теряется полезная мощность двигателя по причине падения компрессии, не происходит увеличение расхода топлива и масла по мере увеличения срока действия двигателя.

Регулировки геометрических параметров - ширины, высоты, радиуса - компонентов двигателя, а именно щек коленчатого вала (9), соотношения радиуса поршня компрессора к радиусу поршня двигателя, высоты (размеров) механизма крепления компрессора с коленчатым валом (15) позволяют получить двигатели с самыми разнообразными характеристиками. Примером могут следующие:

- установка максимального объема подаваемого воздуха для низких и средних оборотов, удлинение щек коленчатого вала позволить получить экономичные двигатели для городских автомобилей.

- установка максимального объема подаваемого воздуха для средних и высоких оборотов, с подавлением избыточного давления при низких оборотах с помощью дроссельной заслонки, удлинение щек коленчатого вала позволит получить динамичные двигатели для автомобилей спорт и бизнес класса.

- установка максимального объема подаваемого воздуха для средних и высоких оборотов, с подавлением избыточного давления при низких оборотах с помощью дроссельной заслонки, укорочение щек коленчатого вала с целью ускорения оборотов позволит получить динамичные автомобили класса супер спорт.

- установка максимального объема подаваемого воздуха для высоких оборотов, с подавлением избыточного давления при средних и низких оборотах с помощью дроссельной заслонки, укорочение щек коленчатого вала с целью ускорения оборотов в двухтактном цикле позволит получить самые динамичные двигатели для установки новых рекордов скорости и разгона автомобилей. Двигатель с такими характеристиками по динамике опередит показатели электрокаров. Минусом такой комплектации является ухудшение сравнительных с вышеперечисленными двигателями (но не с имеющимися современными двигателями) экологических показателей, т.к. при коротком ходе поршня в двухтактном цикле, часть топлива вынуждена догорать в выхлопной системе, а не в цилиндре.

Источники информации

1. Интернет-ресурс: https://ru.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rtsil%C3%A4-Sulzer_RTA96-C.

2. Интернет-ресурс: http://icarbio.ru/articles/nadduv_istory.html; http://avto-blogger.ru/tyuning/elektro-turbina-na-avto-vozmozhno-li-eto-mozhno-li-sdelat-svoimi-rukami-tolko-realnaya-pravda.html).

3. Интернет-ресурс: http://racewars.ru/oldforum/index.php?topic=5755.0.

4. Интернет-ресурсы: http://racewars.ru/oldforum/index.php?topic=5755.0;

https://ru.wikipedia.orq/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%B1%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%B2%D0%BD%D1%83%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%B5%D0% B3%D0%BE_%D1%81%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F);

https://ru.wikipedia.orq/wiki/%D0%A1%D1%82%D0%B5%D0%BF%D0%B5%D0%BD%D1%8C%D1%81%D0%B6%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%8F http://www.gdi.su/audi_vw.php; http://www.alpsport.ru/turbo.htm; http://www.studiplom.ru/Technology-DVS/iniector.html.

5. Интернет-ресурс:

https://www.investtocar.ru/index.php?page=stat&id=filtr_nulevoqo_soprotivleniya.

6. Патент на изобретение №2543109 (27.02.2015) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С НАДДУВОМ.

7. Патент на изобретение №2472950 (20.01.2013) СИСТЕМА ТУРБОНАДДУВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ.

8. Патент на изобретение №2543109 (27.02.2015) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С НАДДУВОМ.

9. Патент на полезную модель №152588 (10.06.2015) СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НАДДУВОМ.

10. Патент на полезную модель №153603 (27.07.2015) СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НАДДУВОМ.

11. Патент на изобретение №2559207 (10.08.2015) ТУРБОКОМПРЕССОР ДЛЯ НАДДУВА ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ.

12. Патент на изобретение №2559207 (10.08.2015) ТУРБОКОМПРЕССОР ДЛЯ НАДДУВА ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ.

13. Патент на полезную модель №153997 (10.08.2015) СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НАДДУВОМ.

14. Патент на изобретение №2562684 (10.09.2015) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЕМ, ПРИВОДНАЯ СИСТЕМА И СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЕМ (ВАРИАНТЫ).

15. Патент на изобретение №2600839 (27.10.2016) ГИБРИДНАЯ ТУРБОКОМПАУНДНАЯ ДВИГАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА С НАДДУВОМ.

16. Патент на изобретение №2476697 (27.02.2013) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ВЫСОКОЙ ОГРАНИЧИТЕЛЬНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ И ВЫСОКОЙ СКОРОСТЬЮ ПРИЕМА НАГРУЗКИ.

17. Патент на изобретение №2600842 (27.10.2016) ТУРБОКОМПАУНДНАЯ ДВИГАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА С НАДДУВОМ.

18. Патент на полезную модель №161014 (10.04.2016) СИСТЕМА НАДДУВА ТРАНСПОРТНОГО ДИЗЕЛЯ.

1. Двигатель внутреннего сгорания, являющийся поршневым двухтактным двигателем внутреннего сгорания (ДВС), отличающийся тем, что имеет систему нагнетания воздуха с помощью поршневого компрессора двойного действия с системой смазки, осуществляющей подачу масла во внутрь поршня, приводимого в движение от коленчатого вала посредством возвратно-поступательного механизма, причем двигатель имеет надпоршневое пространство для заполнения объемом сжатого воздуха, при этом цилиндр двигателя имеет систему подачи воздуха и отвода выхлопных газов сверху и снизу.

2. Двигатель внутреннего сгорания по п. 1, отличающийся тем, что в бензиновом двигателе возможно использование одновременно карбюратора и инжектора.

3. Двигатель внутреннего сгорания по п. 1, отличающийся тем, что в бензиновом двигателе возможно использование либо только карбюратора, либо только инжектора.

4. Поршневой компрессор двойного действия, отличающийся тем, что имеет систему смазки, подающую масло во внутрь поршня для доставки его к стенкам цилиндра, имеет маслосъемные кольца, снимающие излишки смазочного масла для доставки через шатун в картер; при этом компрессор соединен с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания посредством возвратно-поступательного механизма.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области автомобилестроения, в частности к устройству для подачи сжатого воздуха к пневмоустройствам в автомобилях, в частности тормозным устройствам в автомобилях, в которых сжатый воздух отбирается из камеры сгорания цилиндра двигателя внутреннего сгорания посредством управляемого клапана.

Группа изобретений относится к области двигателей внешнего сгорания, в частности к системам привода поршневого компрессора двигателем Стирлинга. Техническим результатом является повышение эффективности привода компрессоров.

Группа изобретений относится к области двигателей внешнего сгорания, в частности к системам привода поршневого компрессора двигателем Стирлинга. Техническим результатом является повышение надежности привода компрессоров.

Изобретение относится к поршневым энергетическим машинам объемного действия и может быть использовано при создании безвибрационных компрессоров, насосов, двигателей внутреннего сгорания, а также гибридных машин - насос-компрессоров и мотор - насос-компрессоров.

Изобретение относится к поршневым компрессорам для использования в нефтяной и газовой промышленности с клапаном синхронизации. Поршневой компрессор 100 имеет камеру 110, клапан 150 синхронизации, исполнительный механизм 160 и контроллер 170.

Изобретение относится к устройствам и способам приведения в действие клапанов, используемых в поршневых компрессорах, в нефтяной и газовой промышленности. Клапанный узел 400 содержит исполнительный механизм 410, выполненный с возможностью обеспечения перемещения.

Изобретение относится к области машин объемного действия поршневого типа. Способ заключается в том, что при возвратно-поступательном движении поршня происходит всасывание, сжатие и нагнетание газа потребителю с одновременным сжатием смазочно-охлаждающей жидкости в картере машины при ходе поршня вниз и ее подача в зазор между поршнем и цилиндром через питающие круговые щели в цилиндре и в сам цилиндр в конце хода всасывания и начале хода сжатия.

Изобретение относится к области машин объемного действия и может быть использовано при создании поршневых компрессоров, работающих за счет изменения объема рабочей полости.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям поршневых компрессоров. .

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

Изобретение относится к клапанам двигателей с уравновешиванием давления, а именно к клапанам уравновешенного типа. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению. .

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), а конкретно к расположению источника зажигания в цилиндре расширения ДВС с разделенным циклом. .

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

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), и может быть использовано в конструкциях четырехтактных ДВС. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано в конструкциях двухтактных ДВС. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двухтактным двигателям с кривошипно-камерной продувкой. .

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) с цилиндропоршневой группой. .

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению. Двигатель внутреннего сгорания является поршневым двухтактным двигателем внутреннего сгорания. При этом двигатель имеет систему нагнетания воздуха с помощью поршневого компрессора двойного действия с системой смазки, осуществляющей подачу масла во внутрь поршня, приводимого в движение от коленчатого вала посредством возвратно-поступательного механизма. Причем двигатель имеет надпоршневое пространство для заполнения объемом сжатого воздуха, а цилиндр двигателя имеет систему подачи воздуха и отвода выхлопных газов сверху и снизу. Также раскрыт поршневой компрессор двойного действия. Технический результат заключается в улучшении мощностных и экологических показателей двигателей, а также повышение надежности. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 13 ил.

Наверх