Двигатель внутреннего сгорания (варианты) и способ сжигания газа в нем
Патент 2306444
Авторы
Правообладатели
Классы МПК
Двигатель внутреннего сгорания (варианты) и способ сжигания газа в нем
Иллюстрации
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с разделенным циклом. В изобретении предлагается двигатель (100), который имеет коленчатый вал (108), вращающийся относительно оси коленчатого вала (110) двигателя (100). Поршень (114) расширения введен со скольжением в цилиндр (104) расширения и оперативно соединен с коленчатым валом (108) так, что поршень (114) расширения совершает возвратно-поступательное движение в ходе рабочего такта и такта выпуска четырехтактного цикла во время одного оборота коленчатого вала (108). Поршень (116) сжатия введен со скольжением в цилиндр (106) сжатия и оперативно соединен с коленчатым валом (108) так, что поршень (116) сжатия совершает возвратно-поступательное движение в ходе такта впуска и такта сжатия того же самого четырехтактного цикла во время того же самого оборота коленчатого вала (108). Отношение объемов цилиндра от НМТ до ВМТ для любого одного цилиндра (104) расширения и цилиндра (106) сжатия главным образом равно 40:1 или больше. Рассмотрен способ сжигания газа в двигателе. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 10 табл., 29 ил.
Реферат
Текст описания представлен в факсимильном виде.
1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий коленчатый вал, вращающийся относительно собственной оси; поршень расширения, который введен со скольжением в цилиндр расширения и соединен с коленчатым валом так, что поршень расширения совершает возвратно-поступательное движение в ходе рабочего такта и такта выпуска четырехтактного цикла во время одного оборота коленчатого вала; поршень сжатия, который введен со скольжением в цилиндр сжатия и соединен с коленчатым валом так, что поршень сжатия совершает возвратно-поступательное движение в ходе такта впуска и такта сжатия того же самого четырехтактного цикла во время того же самого оборота коленчатого вала; и имеющий отношение объемов цилиндра от НМТ до ВМТ для любого одного цилиндра расширения и цилиндра сжатия 40:1 или больше.
2. Двигатель по п.1, который имеет отношение объемов цилиндра от НМТ до ВМТ для любого одного цилиндра расширения и цилиндра сжатия 80:1 или больше.
3. Двигатель по п.1, у которого фазировка ВМТ поршня расширения и поршня сжатия соответствует углу, равному 50° угла поворота коленчатого вала или меньше.
4. Двигатель по п.1, у которого фазировка ВМТ поршня, расширения и поршня сжатия соответствует углу меньше 30° угла поворота коленчатого вала.
5. Двигатель по п.1, у которого фазировка ВМТ поршня расширения и поршня сжатия соответствует углу, равному 25° утла поворота коленчатого вала или меньше.
6. Двигатель по п.1, который дополнительно содержит переходной канал, соединяющий цилиндры сжатия и расширения, причем переходной канал содержит впускной клапан и переходной клапан, образующие напорную камеру между собой, при этом переходной клапан имеет время открытого состояния переходного клапана, соответствующее углу, равному 69° угла поворота коленчатого вала или меньше.
7. Двигатель по п.6, который содержит переходной клапан, имеющий время открытого состояния, соответствующее углу, равному 50° угла поворота коленчатого вала или меньше.
8. Двигатель по п.7, который содержит переходной клапан, имеющий время открытого состояния, соответствующее углу, равному 35° угла поворота коленчатого вала или меньше.
9. Двигатель по п.7, в котором переходной клапан остается открытым во время, по меньшей мере, части такта сгорания в цилиндре расширения.
10. Двигатель по п.9, в котором, по меньшей мере, 5% полного цикла сгорания происходит ранее закрывания переходного клапана.
11. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий коленчатый вал, вращающийся относительно собственной оси; поршень расширения, который введен со скольжением в цилиндр расширения и соединен с коленчатым валом так, что поршень расширения совершает возвратно-поступательное движение в ходе рабочего такта и такта выпуска четырехтактного цикла во время одного оборота коленчатого вала; поршень сжатия, который введен со скольжением в цилиндр сжатия и соединен с коленчатым валом так, что поршень сжатия совершает возвратно-поступательное движение в ходе такта впуска и такта сжатия того же самого четырехтактного цикла во время того же самого оборота коленчатого вала; и переходной канал, соединяющий цилиндры сжатия и расширения, причем переходной канал содержит впускной клапан и переходной клапан, образующие напорную камеру между собой, причем переходной клапан позволяет иметь главным образом односторонний поток газа из напорной камеры в цилиндр расширения во время полного четырехтактного цикла, при этом переходной клапан имеет время открытого состояния, соответствующее 50° угла поворота коленчатого вала или меньше, и закрывается, когда силовой поршень опускается из его верхней мертвой точки к его нижней мертвой точке.
12. Двигатель по п.11, у которого переходной клапан имеет время открытого состояния, соответствующее углу, равному 35° угла поворота коленчатого вала или меньше.
13. Двигатель по п.11, у которого ВМТ фазировка поршня расширения и поршня сжатия соответствует углу 50° угла поворота коленчатого вала или меньше.
14. Двигатель по п.11, у которого ВМТ фазировка поршня расширения и поршня сжатия соответствует углу меньше, чем 30° угла поворота коленчатого вала.
15. Двигатель по п.11, у которого ВМТ фазировка поршня расширения и поршня сжатия соответствует углу 25° угла поворота коленчатого вала или меньше.
16. Двигатель по п.11, в котором переходной клапан остается открытым во время, по меньшей мере, части цикла сгорания в цилиндре расширения.
17. Двигатель по п.16, в котором, по меньшей мере, 5% полного цикла сгорания происходит ранее закрывания переходного клапана.
18. Двигатель по п.11, в котором переходной клапан открыт между 0 и 5° угла поворота коленчатого вала, раньше того момента, когда поршень расширения доходит до верхней мертвой точки.
19. Способ сжигания газа в двигателе внутреннего сгорания, который содержит коленчатый вал, вращающийся относительно собственной оси, поршень расширения, который введен со скольжением в цилиндр расширения и соединен с коленчатым валом так, что поршень расширения совершает возвратно-поступательное движение в ходе рабочего такта и такта выпуска четырехтактного цикла во время одного оборота коленчатого вала, поршень сжатия, который введен со скольжением в цилиндр сжатия и соединен с коленчатым валом так, что поршень сжатия совершает возвратно-поступательное движение в ходе такта впуска и такта сжатия того же самого четырехтактного цикла во время того же самого оборота коленчатого вала; и переходной канал, соединяющий цилиндры сжатия и расширения, причем переходной канал содержит впускной клапан и переходной клапан, образующие напорную камеру между собой, при этом способ включает в себя следующие операции: впуск газа в цилиндр сжатия двигателя; сжимание газа внутри цилиндра сжатия; открывание впускного клапана, чтобы позволить потоку сжатого газа поступать из цилиндра сжатия в переходной канал двигателя; открывание переходного клапана, чтобы позволить потоку сжатого газа поступать из переходного канала в цилиндр расширения двигателя; и инициализация сгорания газа внутри цилиндра расширения в то время, как переходной клапан еще открыт.
20. Способ по п.19, который дополнительно включает в себя операцию закрывания переходного клапана после того, как произошло, по меньшей мере, 5% полного сгорания газа.