Двигатель внутреннего сгорания

СО 03 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 52 55 Р 02 В 75/24 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТ ВТОРС 47 Н -СГОР роение.ле внутитно расоршнями коленчадвигателестевым двигатеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57)Использование: двигателесСущность изобретения: в двигатреннего сгорания,. имеющем оппоэположенные цилиндры (1), (13) с и(2), (14), соединенными штоком (13) Изобретение относится кроению, в частности к поршнлям внутреннего сгорания.Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий оппоэитно расположенные цилиндры, в которых расположены поршни, соединенные между собой штоком, и один из которых является компрессорным.Недостатками такого двигателя являются низкая экономичность и удельная мощность, а также наличие повышенных боковых нагрузок от поршней на стенки цилиндров.Известен также двигатель внутреннего сгорания с регенератором-теплообменником, установленным между компрессорным и рабочим цилиндрами.Основным недостатком такого двигателя являются низкая удельная мощность и наличие повышенных боковых воздействий поршней на стенки цилиндров.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является тый вал, выполненный в виде двух кривоши пов (5), соединенных шарнирно двумя шату нами (4) со штоком (3) поршней, путем выполнения радиуса кривошипов (15) по рядка 0,90,0,95 длина шатунов(4), что обес печивает задержку одного поршня в верхней мертвой точке (ВМТ)который выполнен рабочим, а другого в нижней мерт вой точке (НМТ), который выполнен компрессорным. В нагнетательной магистрали,соединяющей компрессорный и рабочий цилиндры, установлен теплообменник (15) для подогрева сжатого воздуха выходящими газами, 1 з.п, ф-лы, 1 ил. двигатель внутреннего сгорания с коленчатым валом в виде двух кривошипов, соединенных двумя шатунами со штоком поршней,Недостатком такого двигателя является з низкая экономичность и удельная мощ- с ность.ОдЦелью изобретения является повышение экономичности и удельной мощности двигателя внутреннего сгорания.осУказанная цель достигается тем. что в СЛ известном двигателе внутреннего сгорания, ЬЭ имеющем оппозитно расположенные цилиндры с поршнями, соединенными штоком, и коленчатый вал, выполненный в виде двух кривошипов, соединенных двумя шатунами со штоком поршней, согласно изобретению, радиус кривошипов выполнен порядка 0,90.0,95 длины шатунов, что обеспечивает задержку одного поршня в верхней мертвой точке(ВМТ), который выполнен рабочим, а другого в нижней мертвой точке (НМТ), который выполнен компрессорным,40 45 50 55 тем самым обеспечивая более высокий коэффициент заполнения компрессорного цилиндра, вследствие задержки компрессорного поршня у НМТ, и более полное сгорание топлива за время нахождения рабочего поршня у ВМТ (т.е, осуществляется подвод теплоты при более высоком давлении, так как догорание топлива происходит при практически постоянном рабочем объеме). Кроме того, в нагнетательной магистрали, соединяющей компрессорный и рабочий цилиндры, установлен теплообменник для подогрева сжатого воздуха выходя щими газами.На чертеже схематически показан двигатель внутреннего сгорания с относительным расположением деталей и механизмов в момент нахождения рабочего поршня в НМТ,Двигатель внутреннего сгорания состоит из рабочего цилиндра 1, связанного с корпусом двигателя, в котором находится рабочий поршень 2, связанный со штоком 3, двух шатунов 4, шарнирно связывающих шток 3 с двумя соосными кривошипами 5, радиус которых равен 0,90. 0,95 длины шатунов 4, и вращающимися в противоположные стороны, передавая вращающий момент посредством кинематический связи (шестерен 7,8,9,10,11) на выходной вал 12 двигателя, оппозитно расположенного компрессорного цилиндра 13, связанного с корпусом двигателя, в котором находится компрессорный поршень 14, связанный со штоком 3, теплообменника 15, связывающего магистраль выхлопа 16 компрессорного цилиндра и магистраль всасывания 17 рабочего цилиндра с одной стороны и магистраль выхлопа 18 рабочего цилиндра с выхлопным патрубком 19 с другой стороны, впускного патрубка 20, связанного с впускным окном компрессорного цилиндра 13,Устройство работает следующим образом.При перемещении поршня 2 рабочего цилиндра 1 из НМТ в ВМТ происходит вращение шатунов 4 в противоположные стороны и при подходе поршня к ВМТ, т.е. при повороте кривошипов 5 на 90 в противоположные стороны поршень свое дальнейшее продвижение приостанавливает вследствие небольшой разницы длин кривошипов и шатунов и при дальнейшем повороте кривошипа еще на 90 поршень переместится всего лишь на 2-10 от всего хода поршня и прийдет в ВМТ. Дальнейший поворот кривошипа на 90 также приведет к перемещению поршня на 2-10 от ВМТ в сторону НМТ, т.е, поршень в диапазоне 180 поворота кривошипа практически стоит на месте вблизи ВМТ, и во время нахождения поршня вблизи ВМТ (в диапазоне поворота кривошипов на 180) в начальный момент подается из теплообмен ника-регенератора 5 15 сжатый горячий воздух в камеру сгораниярабочего цилиндра 1, Для продувки камеры сгорания от отработанных газов клапан выпуска при открытии клапана впуска закрывается с запаздыванием на время, 10 необходимое для очистки камеры сгоранияот отработанных газов. В конце подачи воздуха в камеру сгорания и закрытия клапана впуска в камеру сгорания впрыскивается горючее и воспламеняется, Процесс подачи 15 воздуха и воспламенения горючего заканчивается при подходе поршня к ВМТ, т,е, при продвижении поршня на 2 - 10 оот всего его хода. Сгорает топливо практически в постоянном объеме. давление газов существенно 20 нарастает и перемещение поршня в НМТбудет происходить под более высоким давлением, а следовательно, и работа в такте расширения будет получена значительно выше, чем при сгорании топлива в перемен ном объеме. Одновременно с тактом выхлопа в рабочем цилиндре происходит такт всасывания в цилиндре компрессора через всасывающий патрубок 20 компрессора, так как компрессорный поршень замедляет 30 свое движение у НМТ(аналогично рабочемупоршню у ВМТ), то коэффициент заполнения компрессорного цилиндра увеличивается, а при движении поршня в рабочем цилиндре иэ ВМТ в НМТ воздух из цилиндра 35 компрессора, сжимаясь, поступает в теплообменник-регенератор, являющийся, в свою очередь, накопителем горячего воздуха. Таким образом, за один рабочий ход поршня одновременно происходит и рабочий процесс расширения газа в рабочем цилиндре двигателя и процесс сжатия воздуха в компрессоре, а также и подготовка рабочего тела в теплообменнике-регенераторе. При дальнейшем движении поршня двигателя из НМТ в ВМТ происходит выхлоп отработанных газов иэ магистрали 18 через теплообменник и одновременно заполнение камеры сгорания двигателя рабочим телом по магистрали 17 и впрыск горючего непосредственно в камеру сгорания. Заявляемый двигатель внутреннего сгорания имеет следующие преимущества:достигнут процесс подвода тепла в цикле при практически постоянном обьеме, что повышает полезную работу цикла;увеличен коэффицйент заполнения компрессорного цилиндра, что особенно важно для ыстроходных двигателей,1733552 Формула изобретения Составитель В,ПурийТехред "1.Моргентал Корректор А.Осауленко асилье каз 1649 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патемт", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с оппозитными цилиндрами, поршни, размещенные в цилиндрах и 5 жестко соединенные между собой штоком, два соосных кривошипа, кинематически связанных между собой с возможностью вращения в противоположные стороны, два шатуна, шарнирно соединенные со штоком 10 поршней и кривошипами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности работы путем задержки поршней в мертвой точке, радиус кривошипа составляет 0,900,95 длины шатуна,2, Двигатель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем. что снабжен теплообменником, один из оппозитных цилиндров выполнен компрессорным, причем в нагнетательной магистрали, соединяющей компрессорный и рабочий цилиндры; установлен теплообменник.