Четырехтактный комбинированный двигатель внутреннего сгорания и способ использования горячих газов высокого давления

Четырехтактный комбинированный двигатель внутреннего сгорания и способ использования горячих газов высокого давления

Реферат

 

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания. Четырехтактный комбинированный двигатель внутреннего сгорания содержит две цилиндропоршневые группы, каждая из которых содержит поршень уменьшенного диаметра в соответствующем цилиндре, уменьшенный объем которого позволяет создать не больше 90% расчетной величины степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания. Двигатель работает в соответствии с новым способом сжатия воздушно-топливной смеси поршнем уменьшенного диаметра и компрессором до расчетной величины степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания. Соответственно в двигателе применен новый способ использования горячих газов высокого давления, которые воздействуют на поршень уменьшенного диаметра в соответствующем цилиндре с уменьшенным объемом, что приводит к экономии топлива, так как в цилиндре уменьшенного диаметра давление газов падает меньше на единицу пройденного поршнем уменьшенного диаметра пути из ВМТ к НМТ, чем в обычном двигателе. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретения относятся к двигателестроению, а именно к поршневым двигателям.

Известно изобретение, в котором описан двигатель внутреннего сгорания, содержащий два рабочих цилиндра и один двухтактный компрессор воздуха, работающий в противофазе с обоими поршнями [патент Великобритании N 2071210, F 02 B 33/22.]. Это изобретение выбрано в качестве прототипа.

Недостатком изобретения является несовершенность конструкции двигателя.

Задачей заявленного изобретения является более совершенная конструкция двигателя.

Поставленная задача решается за счет того, что каждая из двух цилиндропоршневых групп содержит поршень уменьшенного диаметра, находящийся в соответствующем цилиндре, уменьшенный объем которого позволяет создать не больше 90% расчетной величины степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания, и двигатель содержит цилиндр поршня-компрессора воздуха, объем которого больше объема цилиндра каждой из двух цилиндропоршневых групп.

Известно изобретение, в котором описан способ использования горячих газов высокого давления, включающий сгорание воздушно-топливной смеси в камере сгорания, после проведения процесса сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания до расчетной величины степени сжатия и воздействие горячих газов высокого давления на поршень [патент США N 5265564, F 02 B 33/22.]. Это изобретение выбрано в качестве прототипа.

Недостатком изобретения является неэффективная система использования горячих газов высокого давления, для получения которых расходуется топливо.

Задачей заявленного изобретения является более эффективное использование горячих газов высокого давления, экономия топлива.

Поставленная задача решается за счет применения нового способа сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания, поршнем и поршнем-компрессором, до расчетной величины степени сжатия воздушно-топливной смеси, отличающегося тем, что сжатие воздушно-топливной смеси создают поршнем уменьшенного диаметра, находящегося в соответствующем цилиндре, уменьшенный объем которого позволяет создать не больше 90% расчетной величины степени сжатия воздушно-топливной смеси, и поршнем-компрессором.

И соответственно за счет нового способа использования горячих газов высокого давления, при применении которого горячие газы высокого давления воздействуют на поршень уменьшенного диаметра, находящийся в соответствующем цилиндре, уменьшенный объем которого позволяет создать не больше 90% расчетной величины степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания.

Расчетная величина степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания достигается за счет подачи в уменьшенный объем цилиндра уже частично сжатой воздушно-топливной смеси, когда поршень уменьшенного диаметра идет из ВМТ к НМТ, с последующим сжатием воздушно-топливной смеси этим поршнем уменьшенного диаметра в камере сгорания до расчетной величины при движении поршня уменьшенного диаметра из НМТ к ВМТ.

В двигателе внутреннего сгорания работает эффективная система использования горячих газов высокого давления, полученных в результате сгорания топлива. Горячие газы высокого давления воздействуют на поршень уменьшенного диаметра в соответствующем цилиндре уменьшенного диаметра с соответственно уменьшенным объемом, что приводит к экономии топлива, так как давление газов падает меньше на единицу пройденного пути поршнем уменьшенного диаметра из ВМТ к НМТ, чем в обычном двигателе.

Процесс подачи частично сжатой воздушно-топливной смеси производится попеременно в два цилиндра с уменьшенными объемами одним двухтактным компрессором воздуха, работающим в противофазе с обоими поршнями уменьшенного диаметра.

На чертеже изображен четырехтактный комбинированный двигатель внутреннего сгорания, рабочие поршни уменьшенного диаметра находятся в ВМТ, поршень - компрессор воздуха находится в НМТ.

Четырехтактный комбинированный двигатель внутреннего сгорания содержит: картер 1, коленчатый вал 2, крепления 3 осевой, колено 4, шатун 5, поршень 6 уменьшенного диаметра с поршневыми кольцами 7, шатунно-поршневой палец 8, цилиндр 9 с уменьшенным объемом, камеру 10 сгорания, впускной клапан 11, дозатор 12 топлива, впускной клапан 13 воздушно-топливной смеси, колено 14, шатун 15, поршень-компрессор 16 воздуха с поршневыми кольцами 17, шатунно-поршневой палец 18, цилиндр 19 компрессора, камеру 20 компрессора, эжекторный канал 21, эжекторный канал 22, впускной клапан 23 воздуха в компрессор, колено 24, шатун 25, поршень 26 уменьшенного диаметра с поршневыми кольцами 27, шатунно-поршневой палец 28, цилиндр 29 с уменьшенным объемом, камеру 30 сгорания, впускной клапан 31 воздушно-топливной смеси, дозатор 32 топлива, выпускной клапан 33, топливный бак 34, канал 35 поступления топлива, свечу 36 зажигания, свечу 37 зажигания.

На чертеже поршень 6 и поршень 26, имеющие уменьшенный диаметр, находятся в ВМТ, поршень-компрессор 16 находится в НМТ, в этот момент все клапаны закрыты. В начале движения поршней 6 и 26 из ВМТ к НМТ, поршня 16 из НМТ к ВМТ открывается впускной клапан 13 воздушно-топливной смеси в камеру 10 сгорания. Воздух, находящийся в камере 20 поршня-компрессора 16, через эжекторный канал 21 поступает в камеру 10 сгорания, топливо из топливного бака 34 через дозатор 12 топлива за счет разрежения увлекается в камеру 10 сгорания. При подходе поршня 6 и поршня 26 к НМТ открывается выпускной клапан 33, когда они достигнут НМТ, закрывается впускной клапан 13, в этот момент поршень - компрессор 16 воздуха находится в ВМТ. Так как объем цилиндра поршня - компрессора 16 воздуха больше уменьшенного объема цилиндра 9 поршня 6, в уменьшенном объеме цилиндра 9 поршня 6 находится уже частично сжатая воздушно-топливная смесь.

Поршень - компрессор 16 начинает двигаться из ВМТ к НМТ, открывается впускной клапан 23 воздуха, поршни 6 и 26 начинают двигаться из НМТ к ВМТ, поршень 6 сжимает частично сжатую воздушно-топливную смесь в камере 10 сгорания до расчетной величины степени сжатия, поршень 26 выталкивает воздух через выпускной клапан 33. Воздух через впускной клапан 23 поступает в камеру 20 поршня - компрессора 16.

Когда поршни 6 и 26 находятся в ВМТ, поршень - компрессор 16 в НМТ, все клапаны закрыты. Сразу после прохождения ВМТ поршнями 6 и 26 и соответственно НМТ поршнем-компрессором 16, в камере 10 сгорания воспламеняется воздушно-топливная смесь, открывается впускной клапан 31 воздушно-топливной смеси в камеру 30 сгорания и воздух из камеры 20 через эжекторный канал 22 поступает в камеру 30 сгорания, топливо из топливного бака 34 через дозатор 32 топлива за счет разрежения увлекается в камеру 30 сгорания. При подходе поршня 6 и поршня 26 к НМТ открывается выпускной клапан 11 и отработанные газы начинают выходить из объема цилиндра 9, когда поршни 6 и 26 находятся в НМТ, а поршень-компрессор 16 в ВМТ, закрывается впускной клапан 31. Так как объем цилиндра поршня - компрессора 16 воздуха больше уменьшенного объема цилиндра 29 поршня 26, в уменьшенном объеме цилиндра 29 поршня 26 находится уже частично сжатая воздушно-топливная смесь.

В начале движения поршня-компрессора 16 из ВМТ к НМТ открывается впускной клапан 23 и воздух начинает поступать в камеру 20, соответственно поршни 6 и 26 начинают двигаться из НМТ к ВМТ, поршень 6 выталкивает отработанные газы через выпускной клапан 11, а поршень 26 сжимает уже частично сжатую воздушно-топливную смесь до расчетной величины степени сжатия в камере 30 сгорания.

Когда поршень-компрессор 16 будет в НМТ, а поршни 6 и 26 в ВМТ, все клапаны закрыты. В начале движения поршней 6 и 26 из ВМТ к НМТ и поршня - компрессора 16 из НМТ к ВМТ открывается впускной клапан 13 и воздух из камеры 20 через эжекторный канал 21 вместе с топливом начинает поступать в камеру 10 сгорания, одновременно в камере 30 сгорания происходит воспламенение воздушно-топливной смеси. Поршни 6 и 26 двигаются из ВМТ к НМТ, поршень - компрессор 16 из НМТ к ВМТ, при подходе поршней 6 и 26 к НМТ открывается выпускной клапан 33 и отработанные газы начинают выходить из уменьшенного объема цилиндра 29.

Рабочий цикл продолжается. Работает эффективная система использования горячих газов высокого давления, что приводит к экономии топлива.

Уменьшенные объемы цилиндров 9 и 29 позволяют создать соответственно в камерах сгорания 10 и 30 степень сжатия воздушно-топливной смеси не больше 90% расчетной величины без подачи уже частично сжатой воздушно-топливной смеси, которая и подается для достижения расчетной величины степени сжатия воздушно-топливной смеси.

Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий картер, коленчатый вал, шатуны, поршень-компрессор воздуха, находящийся в соответствующем цилиндре, две цилиндропоршневые группы, каждая из которых содержит свечу зажигания, камеру сгорания, цилиндр, поршень, дозатор топлива, клапаны впуска и выпуска, отличающийся тем, что каждая из двух цилиндропоршневых групп содержит поршень уменьшенного диаметра, находящийся в соответствующем цилиндре, уменьшенный объем которого позволяет создать не больше 90% расчетной величины степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания.

2. Способ использования горячих газов высокого давления, которые, распространяясь, воздействуют на поршень, полученных в результате сгорания воздушно-топливной смеси в камере сгорания после проведения процесса сжатия воздушно-топливной смеси до расчетной величины степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания, отличающийся тем, что горячие газы высокого давления воздействуют на поршень уменьшенного диаметра, находящийся в соответствующем цилиндре, уменьшенный объем которого позволяет создать не больше 90% расчетной величины степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания.

РИСУНКИ

Рисунок 1