Двигатель внутреннего сгорания

Ъ 73 щ)5 Р ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТпо изоБ етЕНИЯМ и ощрцтиПРИ ГННТ ССа ИЗОБРЕТЕНИ РСЗО МУ ЕННЕГО СГОРАН ИГАТЕЛЬ ВН я повышени ффективных и и улучлей двигагоршнем 2,Р 16 Н.Н,Вершута,Панасенко одержит цтупенчатыи агнет газовую т сжатого воого аппарат 1306 983. иде теплотделите 4(57) Длшениятельиноготельтельобмен мощнос показат ндр 1 с интовой рбину 6 духа в с водо1560746 1 О лем, распылителем 8 охлаждающей жидкостей в нагнетатель 5, газовоздушный регенератор 9 в виде газодинамического вихревого теплообменника сконцентрическими винтовыми роторами17 и 18, а также дополнительный комплект кулачковых шайб -20 с двумя центрально-симметричными выступами 21.Сжатый в пагнетателе 5 и подогретый Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания со сжатием воздуха вне цилиндров.Цель изобретения - повышение мощ 20 ности и улучшение эФФективных показателей двигателя,На чертеже приведена схема двигателя.Двигатель содержит по меньшей мере один цилиндр 1 с поршнем 2, органами 3 и 4 впуска и выпуска и их приводом (не показан), многоступенчатый нагнетатель 5 сжатого воздуха, газовую турбину 6, промежуточный охладитель 7 сжатого воздуха, распылитель 8 охлаждающей жидкости в сжимаемый воздух и газовоэдушный регенератор 9.Органы 3 и 4 впуска и выпуска приводятся от рабочего комплекта кулачковых шайб 10, каждая из которых снабжена одним выступом, установленным на распределительном валу (не показан). Газовая турбина 6 кинематиче.ки связана с нагнетателем 5 и подключена к органам 4 выпуска.Промежуточный охладитель 7 сжатого воздуха установлен между ступенями нагнетателя 5. Распылитель 8 охлаждающей жидкости подсоединен к источнику 11 жидкости. Газовоздушный регенератор 9 включен полостью 12 охлаждения в выхлопной трубопровод 13 турби. ны 6 и полостью 14 подогрева в воздухонапорный патрубок 15 нагнетате 5 О ля 5.Ступени сжатия нагнетателя 5 выполнены в виде винтовых компрессоров, Промежуточный охладитель 7 выполнен с водоотделителем 16, Распылитель 8 охлаждающей жидкости выполнен в виде по меньшей мере пары Форсунок, каждая из которых установлена до температуры самовоспламенения врегенераторе 9 воздух подается в цилиндр 1, где при смешении с топливом осуществляется сгорание и расширение газов с совершением полезнойработы, На рабочих режимах работаюткулачковые шайбы с двумя выступами21, а на пусковых - обычные кулачкоые шайбы, 1 з,п. Ф-лы, 1 ил. во впускном отверстии винтового компрессора. Газовоэдушный регенератор9 выполнен в виде газодинамическоговихревого теплообменника с внутренним и внешним концентричными винтовыми роторами 17 и 18. Полость 12охлаждения вихревого теплообменникавыполнена заодно с каналами внутреннего винтового ротора 17, а внешниивинтовой ротор 18 подключен к внутреннему через кинематическую связь 19,Двигатель может быть снабжен дополнительными комплектами кулачковых шайб 20, установленными на распределительном валу со смещением от рабочего комплекта шайб 10 по оси и выполненными с двумя центрально-симметричными выступами 21, а вал выполнен с воэможностью осевого перемещения,Двигатель работает следующим образом.На рабочем режиме с помощью механизма осевого перемещения распределительные валы устанавливаются таким образом, чтобы над клапанами органов 3 и 4 впуска и выпуска располагались дополнительные комплекты кулачковых шайб 20, каждая из которых выполнена с двумя центрально-симметричными выступами 21. Воздух из окружающей среды поступает во впускное отверстие первой ступени сжатия многоступенчатого нагнетателя 5, Через распылитель 8 охлаждающей жидкости (в виде Форсунок) во впускное отверстие нагнетателя подается жидкость от источника 11 охлаждающей жидкости. Иэ первой ступени сжатия винтового компрессора водовоздушная сжатая смесь подается в промежуточный охладитель 7, где осуществляется ее охлаждение. При этом вода отделяется от воздуха и через волоот5 15607 делитель 16 удаляется из этого теплообменного аппарата.Затем охлажденный воздух поступает во впускное отверстие второй ступени сжатия нагнетателя 5, куда также впрыскивается вода, Из воздухонапорного патрубка 15 нагнетателя 5 сжатия водовоэдушная смесь через водоотделитель поступает в газовоздушный регенератор 9. В полости 14 подогрева последнего сжатый воздух подогревается за счет теплоты отработавших газов, поступающих из выхлопного трубопровода 13 турбины в полость 12 охлаждения. Полости 12 и 14 образованы каналами внутреннего и внешнего винтовых роторов 17 и 18 регенератора 9, Роторы 17 и 18 вращаются с по.- мощью кинематической связи 19 и за 20 1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один цилиндр с органами впуска и выпуска, их привод от рабочего комплекта кулачковых шайб, каждая из которых снабжена одним выступом, установленным на распределительном валу, многоступенчатый нагнетатель сжатого воздуха, газовую турбину, кинематически связанную с нагнетателем и подключенную к органам выпуска, промежуточный охладитель сжатого воздуха, установленный между ступенями нагнетателя распылитель охлаждающей жидкости в сжимаемый воздух, подсоединенный к источнику жидкости, и газовоэдушный регенератор, включенный полостью охлаждения в выхлопной трубопровод турбины и полостью подогрева - в воздухонапорный патрубок нагнетателя, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения мощности и улучшения эффективных показателей, ступени сжатия нагнетателя выполнены в виде винтовых компрессоров, промежуточный охладитель выполнен в виде динамического вихревого теплообменника с водоотделителем, распылитель охлаждающей жидкости выполнен в виде по меньшей мере пары форсунок, каждая из которых установлена во впускном отверстии винтового компрессора, а газовоздушный регенератор выполнен в виде динамического вихревого теплообменника с внутренним и внешним концентричными винтовыми роторами, причем полость охлаждения вихревого теплообменника выполнена заодно с каналами внутреннего винтового ротора, а внешний винтовой ротор подключен к внутреннему через кинематическую связь.2, Двигатель по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен дополнительными комплектами кулачковых шайб, причем последние установлены на распределительном валу со смещением относительно рабочего комплекта по оси и выполнены с двумя центрально симметричными выступами, а вал выполнен с воэможностью осевого перемещения,счет потоков воздуха и газа.В полости 14 подогрева сжатый воздух разогревается до температуры, достаточной для надежного самовоспламенения топлива, и начинает поступать 25 через органы 3 впуска в цилиндр 1Одвигателя за 5-15 угла поворота коленчатого вала до момента впрыска топлива при движении поршня 2 к верхней мертвой точке. При этом органы 4 выпуска открыты и отработавшие за предыдущий цикл газы поступают в турбину 6. За 0-5 угла поворота вала до момента впрыска топлива в цилиндр 1 при движении поршня 2 к верхней мертвой точке органы 4 выпуска35 закрываются и начинаются процессы смесеобразования, сгорания и расширения. За 20-40 угла поворота коленчатого вала до нижней мертвой точки на рабочем ходу открываются органы 4 выпуска и начинается свободный выпуск газов в турбину 6,При движении поршня 2 к верхней мертвой точке осуществляется прину дительный выпуск газов из цилиндра 1. В турбине осуществляется расширение газов, за счет чего осуществляется вращение роторов винтовых компрессоров, Указанные фазы газораспределения являются ориентировочными и должны выбираться отдельно для каждого двигателя и условий его работы.Для обеспечения запуска двигателя, его работы при выходе из строя вспомогательных агрегатов и осуществления перехода с двухтактного на четырехтактный цикл двигатель снаб 46Ожен обычным комплектом кулачковых шайб 10, снабженных одним выступом и установленных на распределительном валу.формула изобретения