Способ работы двигателя внутреннего сгорания и двигатель внутреннего сгорания

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 20179 ц 5 42 В 17/ Е ИЗОБРЕТЕНИ ГАТЕЛЯ ВНУТДВИГАТЕЛ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Патент США М 430768кл, Г 02 В 17/00, 1981,ф 4) СПОСОБ РАБОТЫ ДВРЕННЕГО СГОРАНИЯВНУТРЕННЕГО СГОРАНИ(57) Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, Целью изобретения является повышение эффективности работы, двигателя путем уменьщения нагрузки на него. Способ работы двигателя включает создание противодавления сжатием газа в подпоршневой зоне, при этом двигатель дополнительно снабжен цилиндрами 21 и 22 с порщнями 19 и 20. 2 с. и 2 з.п, ф- лы. 1 ил.Изобретение относится к двигателестроению,Цель изобретения - повышение эффективности двигателя.На чертеже изображен двигатель внутреннего сгорания,Двигатель содержит по меньшей мере одну цилиндра-порьцневую группу, состоящую из расширительного 1 и по меньц 1 ей мере одного основного 2 цилиндров, соединенных перепускным клапаном 3, опускной 4 и выпускной 5 клапаны, поршни 6 и 7 в цилиндрах, соединенных с кривошипами валов 8 и 9, через шатуны 10 и 11, Канал выпускноГО клапана 5 падкл 10 чен к мнОГО- ступенчатому турбакомп рессору 12 со средствами 13 промежуточного подогрева расширяющихся газов и средствами 14 промекуточнога охлаждения сжимаемых газов и средствами 14 промежуточного ахлаждения сжимаемых газов, срОДствами 15 пОД- жига (например, свечу) и средствами 16 образования топливо-воздушной смеси с органами 17 подачи 1 аплиоа (например карбюратор), подключенные к каналу клапана 4 по связи Т-Т,Двигатель содеожит дополнительно подогреватель 18 свежего заряда, подключенный подогревающей частью к выхлопу последней ступени турбины (связь а - а), соеча 15 зажигания при этом устанавливается в нижней части цилиндра 2, удаленной От клапана 3, поршни 19 и 20 с цилиндрами 21 и 22, расположенными напротив цилиндров 1 и 2. Поршни 6,19 и 7,20 соединены между 30 собой жестко резьбовыми или иным соединением с образованием цельного порц 1 ня с отверстиями (не показаны) для прохода валов 8 и 9. Шатун 10 состоит иэ пружины 23 и гибкого ограничителя 24. Цилиндры 21 и 40 22 имеют постоянный обьем, запалнень. сжатым рабочим телом и могут быть подключены через обратный клапан 25 к источнику постоянного даоления газа (например, по связи б - б к одной из ступеней компрес сора). Цилиндр 22 мажет иметь впускной 26 и выпускной 27 клапаны с свечой зажигания 28, канал клапана 26 через средства 29 сме- сеабраэооаниЯ с ОрГаном подачи 30 топливо к одной из ступеней компрессора (по связи 50 в-в). Канал клапана 27 подключен 1 одной из ступеней турбины (например, по связи г - г), Цилиндр 21 имее 1 Дог;олнительно ПО- ласть 31 постаяннОГО Обьема, геплоабменних 32, подключенный по нагревгцащему 55 телу к каналу ОтработаВших Газов (например, по связи д - д). Полость 31 может быть подключена к цилиндру 21 двумя каналами, перекрытыми автоматическими клапанами 33 и 34 с пружинами, действующими в направлении стрелок, Цилиндр 21 имеет интенсивную систему охлаждения в стенках в Виде каналов с хладаГентам (не пОкаэани), Остальные цилиндры имеот обычную (например, воздушну О) систему охлаждения (не показана), Цилиндр 2 мажет иметь дополнительно выпускной клапан 35, канал которого по сояэи л - л поцключается к турбине, При атом валы 8 и 9 выполнены самостоятельными со связью между собой шестернями (не показаны), а к цилиндру 1 подключаются дополнительные цилиндры, аналогичные цилиндрам 2, при этом в зависимости от числа подключенных цилиндром типа 2 (П) число зубьев (НВ) шестерни вала 8 и число зубьев (НВ) шестерни вала 9 находятся в соотношении П = НВ: Н 9. Двигатель дополнительно может иметь котлоагрегат 36 со средствами ввода топлива и воздуха, средствами удаления отработавших газов (не показаны), с испарителем 37, водяная полость которого подклочена от емкости 38 воды через насос 39, а паровая полость (по связи к-к ) подклочена к паровой форсунке 40 и активному соплу (не показано) эжектора 41, пассивное сопла (не показано) кото. рого связано через. конденсатор 42, паровую турбину 43, подогреватель 44 к каналу 35, Подогреватель 44 подюиочае 1 ся к каналу отработавших газов двигателя (по связи м - м), Конденсат по связи е - е подает. ся о емкость 38 воды, Стрелками показаны направления Вращения ВалоВ и дВижения Оабочих тел, При располОжении 11 арцня 6 о верхней мертвой точке поршень 7 располагается о нижней мертвой точке, форсунка 40 имеет сопловые каналы, напраоленныс гю стрелкам в сторону клапана 3. Злементь" 3,4,5,26,27,38,40 связаны с валами 8 и 9. Цилиндры 2 и 22 могут рабогать по принци. пу двигателей онутреннега сгорания с опрыском топлива (как дизели), Цилиндр 1 имеет средства поджига 45 в виде теплоиэолирующего слоя на поверхности поршня 6,Воздух по стрелке А всасывается в тур:бокомпрессор 12, сжимается в ступенях компрессора. поДОГГевается в теплоабмен" нике 18, в средстве 16 образуется топливо- воздушная смесь и по стрелке Т напраВлЯется о канал клапана 4, Вращается компрессор О 1 турбины с раба им телом канала клапана 5, которые далее проходят через средства подогрева 13 и удаляются по линии а,Валы 8 и 9 имеют одинаковую скорость, смесь впускают о цилиндр 2 через клапан 4, поджигаят свечей при расположении поршня 7 в нижней мертвой точке, одновременно с поджигом через клапан 3 впускают смесь в цилиндр 1 и поджигают от средства 4.Продукты сгорания ходом поршня 7 вытесняются в цилиндре 1, где расширяются, так как объем цилиндра 1 значительно превосходит объем цилиндра 2, вплоть до достижения поршнем 6 нижней мертвой точки, а поршнем 7 верхней, после чего клапан 5 10 15 клапанами 3. При этом цилиндры 2 подключаются к цилиндру 1 клапанами 3 поочередно, После поджига в первом цилиндре 2, до. линии г-г, 55При расширении газов в цилиндре 1, работа расширения при перемещении поршня 6 к нижней мертвой точке передается валу 8 через пружину 23. частично, а при обратном движении поршня на последний открывается и производится выпуск, клапан 3 закрывается и в цилиндр 2 впускается свежий заряд, а поршень 6 осуществляет"выпуск" вплоть до прихода поршня 6 - в верхнюю мертвую точку, где клапан 5 закрывается, и цикл поджига повторяется,Вал 8 имеет скорость в два раза большую, чем вал 9, при этом к валу 8 подключены два поршня 7 с цилиндрами 2 и момента прихода поршня 7 этого цилиндра в верхнюю мертвую точку, поршень б приходит снова в верхнюю мертвую точку, при этом смесь поджигается уже во втором цилиндре 2, а вал 8 вращается в удвоенной скоростью вала 9. При подключении к цилиндру 1 трех цилиндров 2, вал 8 вращается уже с утроенной скоростью. Все процессы в цилиндрах аналогичны, за исключением выпуска из цилиндра 2, откуда газы закрытия клапана 3 выпускаются через клапан 35 по линии л - л - а.Поршни 19 и 20, перемещаясь совместно с поршнями б и 7 в цилиндрах 21 и 22 обеспечивают снижение нагрузки на кривошипно-шатунный механизм, создавая противодавление газами последних: а) сжатием рабочего тела последних; б) цилиндр 22 при расположении поршня 20 в нижней мертвой точке продувают свежим зарядом при открытых клапанах 26 и 27 от одной из ступеней компрессора, путь б-в-в, сжатия впущенного заряда при закрытых клапанах 26, 27, поджига при расположении поршня 20 в верхней мертвой точке, расширения их; в) сжатие рабочего тела цилиндра 21 при движении поршня 19 от нижней мертвой точки к верхней с переносом рабочего тела через клапан 33 в емкость 31, подогрева его от теплообменника 32, записанного продуктами сгорания линии а - а-д-м, расширения рабочего тела при движении поршня 19 к нижней мертвой точке) через клапан 34 (клапан 33 закрыт) с одновременным охлаждением рабочего тела от стенок цилиндра 21. Газы удаляются из цилиндра 22 по 30 35 45 50 передается работа, накопленная рабочим телом цилиндра 21 через поршень 19 и ограничитель 24,Дальнейший рост эффективности двигателя обеспечивают впрыском пара через клапан 4 сразу после поджига свечей 15) в зону поджига, при этом пар и получают в котлоагрегате 36 к линии е - к, Перепуск продолжается при расположении поршня в нижней мертвой точке, после чего клапан закрывается и открывается клапан 35 с дальнейшим вытеснением газов по линии л - 44-43 - 42 - 41, при этом пар в цилиндр 2 впускают в количестве, достаточном, чтобы пар к моменту закрытия клапана 3 и расширения в цилиндре 1 заполнил бы весь объем цилиндра 2, а через клапан 35 в дальнейшем будет вытесняться пар. Процесс подачи пара продолжается в течение 60 - 80 поворота вала 9,Параметры рабочих тел, участвующих в рабочем цикле двигателя.Свежий заряд, впускаемый через клапан 4 по линии давления (5 - 20) мПа. температура 500 - 900) К,Свежий заряд, впускаемый в цилиндр 22 по линии давления 0,3 - 1 мПа,температура (300-320) К.Рабочее тело цилиндра 21 - давление при расположении поршня 19 в нижней мертвой точке 1 - 3) мПа, степень сжатия цилиндра (1,5 - 3); параметры пара, вырабатываемого котлоагрегатом и подаваемого по линии к 30 - 40 мПа.соормула изобретения 1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания, включающий подачу топливной смеси в основной цилиндр и ее сжигание, перепуск продуктов сгорания в расширительный цилиндр и их выпуск, последующий поджиг смеси в основном цилиндре. в зоне противоположной от перепускного клапана, с одновременным поджигом смесив ч расширительном цилиндре и впрыск пара в зону поджига основного цилиндра, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с цег ью повышения эффективности в работе двигателя путем уменьшения нагрузки на его вал, в подпоршневой зоне цилиндров создают противо- давление сжатием газа этой зоны.2. Способ по и 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что противодавление создают сжатием и поджигом газа,3, Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что для создания противодавления газ подают в дополнительную камеру и подогревают,4, Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндры с поршнями, расширительными перепускными клапанами,1820179 Составитель Ф. ДебердеевТехред М.Моргентал Корректор С, Лисина Редактор Заказ 2021Тираж Подписное ВНИИПЙ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 средства поджига и паровую форсунку, размещенную в основном цилиндре, в противоположной от перепускного клапана зоне, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности в работе двигателя путем уменьшения нагрузки на его вал,в подпоршневой зоне установлены дополнительный цилиндр с поршнем.