Двигатель внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) 01 50 4 Р 02 М 25/О фВаР 113 фвтюе. "жфесйАу 13 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фф 4 ВОУа 2, о т -что цилиндизолировары и камеры сгорания тены. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) 1. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГОСГОРАНИЯ, содержащий по меньшей мере один компрессорный и один рабочийцилиндры, поршни, разделяющие каждыйиз цилиндров на надпоршневую и подпоршневую полости, камеру сгорания,подключенную к надпоршневым полостямцилиндра через клапаны, форсунку длявпрыска топлива, установленную в ка -мере сгорания, воздуховпускную тру -бу, сообщенную с компрессорным цилиндром, и выпускную магистраль, подключенную к рабочему цилиндру черезвыпускные клапаны, управляемые кулачковым валом, связанным с приводным валом, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения эффективности, двигатель дополнительно содержит водяной насос, теплообменник,дополнительную камеру сгорания с топливной форсункой и по меньшей мередве форсунки для впрыска воды в камере сгорания, причем дополнительнаякамера сгорания подключена к подпоршневым полостям цилиндров через управляемые клапаны и к выпускной магистрали - через дополнительные выпускные клапаны, кинематически связанныес приводным валом, форсунки длявпрыска воды подключены к водяномунасосу через теплообменник, последнийвключен своими нагреваемыми поверхностями в выпускную магистраль, а регулятор подачи воды выполнен в видедатчика, установленного в выпускноймагистрали, и исполнительного механизма, который связан с насосом,2, Двигатель по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что он дополнительно содержит центробежную муфту, установленную в приводном валу.3. Двигатель по пп. 1 ил и ч а ю щ и й с я тем,1 13141Изобретение относится к машинос.троению, а именно к двигателям внутреннего сгорания.Цель изобретения - повышение эффективности путем улучшения использования теплоты в рабочем цикле.На фиг. 1 изображена схема предлагаемого двигателя; на фиг. 2 - камерасгорания.Двигатель внутреннего сгорания 10содержит компрессорный 1 и рабочий 2цилиндры, в которых установлены поршни 3 и 4, разделяющие каждый из цилиндров на надпоршневые 5 и 6 и подпоршневые 7 и 8 полости. Надпоршневые полости 5 и 6 сообщены между собой через камеру 9 сгорания, снабженную управляемыми клапанами 10 и 11,а подпоршневые полости 7 и 8 связанычерез камеру 12 сгорания, снабженную 20управляемыми клапанами 13 и 14. Камеры 9 и 12 сгорания снабжены форсунками 15 и 16 для впрыска топливаи форсунками 17 и 18 для впрыска воды,25Рабочий цилиндр 2 снабжен выпускными клапанами 19 и 20, подключенными к выпускной магистрали 21. В последней установлен теплообменник 22и датчик 23 температуры отработавшихгазов. Форсунки 17 и 18 для впрыскаводы подключены к водяному насосу 24через теплообменник 22, а датчик 23через исполнительный механизм 25 связан с насосом 24. Воздуховпускная 35труба 26 также размещена в выпускноймагистрали 21 и сообщена при помощивпускных клапанов 27 и 28 с надпоршневой 5 и подпоршневой 7 полостямикомпрессорного цилиндра 1. Выпускные 0клапаны 19 и 20 управляются кулачковыми валами 29 и 30, которые связаныс приводным валом 31. Последний снабжен центробежной муфтой 32 и кинематически связан с коленчатым валом 33. 45Поршни 3 и 4 компрессорного 1 и рабочего 2 цилиндров посредством штоков 34и 35 через шатуны (не показаны) связаны с коленчатым валом 33, Цилиндры 1 и 2 и камеры 9 и 12 сгорания 50теплоизолированы. Предлагаемый двигатель работает следующим образом,При движении поршня 3 компрессор ного цилиндра 1 к верхней мертвой точке клапан 28 открыт и в подпоршневой полости 7 компрессорного цилиндра 1 производится всасывание воздуха,37 2В это время в надпоршневой полости 5этого цилиндра поршень 3 сжимает воздух, При достижении давления сжатия0,6-0,7 ИПа открывается управляемыйклапан 11 и сжатый воздух поступаетв камеру 9 сгорания. При дальнейшемдвижении к верхней мертвой точке поршень 3 сжимает воздух в камере 9 сгорания до степени 16-17. Закрываетсяуправляемый клапан 11 и производятвпрыск топлива через форсунку 16,которое воспламеняется и сгорает.После окончания сгорания (при движениипоршня 3 к нижней мертвой точке) через форсунку 18 впрыскивают нагретуюдо высокой температуры воду. Водасмешивается с продуктами сгорания ииспаряется, образуя парогазовуюсмесь. К этому моменту поршень 4 рабочего цилиндра 2 подходит к верхнеймертвой точке, открывается управляемый клапан 10 и парогазовая смесьиз камеры 9 сгорания поступает внадпоршневую полость 6 рабочего цилиндра 2.При движении поршня 4 к нижнеймертвой точке. в надпоршневой полости 6 осуществляется преобразованиеэнергии расширяющейся парогазовойсмеси во вращательную энергию вала 33,В этот период в подпоршневой полости 8 производится принудительное выталкивание поршнем 4 отработавшихгазов через открытые выпускные клапаны 20 в выпускную магистраль 21.Аналогичным образом протекает ра -бочий цикл в подпоршневых полостях 7и 8 компрессорного 1 и рабочего 2 цилиндров,Для подцержания оптимальных параметров парогазовой смеси в камерах 9и 12 сгорания служит датчик 23. Приповышении температуры отработавшихгазов вещество, заполняющее этот датчик, расширяется,В результате этогорасширения воздействие передается наисполнительный механизм 25, которыйвоздействует на насос 24 и увеличивает подачу воды. При уменьшении цикловой подачи топлива через форсунки 15и 16 температура отработавших газовуменьшается, подача воды в результатесрабатывания датчика 23 также уменьшается,При вытеснении продуктов сгоранияиз надпоршневой и подпоршневой полостей 6 и 8 рабочего цилиндра 2 закрытие выпускных клапанов 19 и 20 осуществляется до подхода поршня 2 в14137 27 5 г 3 13 крайние положения, чем обеспечивается неполное вытеснение продуктов сгорания и их использование для аккумулирования сил инерции шатунно-поршневой группы. Центробежная муфта 32, установленная в приводном валу 31, изменяет фазу закрытия выпускных клапанов 19 и 20 таким образом, что с увеличением частоты вращения вала 33 и соответственно с возрастанием силинерции, количество отработавших газов, остающихся в рабочем цилиндре 2,увеличивается. В выпускной магистрали 21 в теплообменнике 22 производится нагрев впрыскиваемой в камеры 9 и1 2 сгорания воды, а также подог рев по -ступающего через воздуховпускную тру -бу 26 воздуха вкомпрессорный цилиндр 1.