Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСИО МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 746126 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 27.09.76 (2E ) 2406677/25-06 (5E)M. Кл.

F 02 В 75/l2 с присоединением заявки ¹â€”

Р 02 G 3/00

Гасударственный квинтет

СССР

IlQ делам наабретенкй и открнтнй (23)Приоритет(53) УДК 621,4Э (088. 8) Опубликовано 07.07.80. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 08.07. 80

Н. H. Иванченко, Б, Н. Семенов, Ю. В, Красивский, Ю. И, Бурцев и A. В. Добросоцкий (72) Авторы изобретения (76) Заявитель (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУЧРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Для подьема температуры сжатого заряда до значения, необходимого для органиэации воспламенения, необходимо дополнительно подогревать заряд после пропесса сжатия от внешнего источника.

Дополнительный внешний подвод тепла к рабочему телу при атом позволяет также увеличить обшее количество тепла, подводимое в пикле, и следовательно, поднять мошность ДВС.

Бель изобретения — повышение мошности двигателя путем увеличения давле1

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно- к дви! гателям внутреннего сгорания (QBC), работаюшим при низкой степени сжатия с регенерацией тепла.

Известны ДВС с низкой степейью

5 сжатия и регенерацией тепла отработавших газов (.11 .

В таком двигателе рабочий процесс осушествпяется в одном цилиндре с пото мошыо системы клапанов и рекуперативных теплообменников, что вызывает трудности, связанные с необходимостью регулирования фаз газораспределения в за.висимости от нагрузки двигатели, и значительные гидравлические потери.

Известны также двигатели с низкой степенью сжатия, в которых пропесс осушествляется путем применения встроенного в цилиндр матричного регенератора, двух цилиндров и спепиальных кинематических связей между поршнями, движушимися в атих цилиндрах $2) . Эти двигатели содержат по меньшей мере одну

2 пару пилиндров, сообшенных между собой при помоши перепускной магистрали с регенератором, первый иэ которых. снабжен топливной форсункой, а второй подклад чен к нагнетателю наддува и к магистрали выпуска отработавших газов через турбину привода нагнетателя. При очень низкой степени сжатия (F 4 3),что необходимо при высоком давлении наддува, двигатель трудно запустить из-за низкой температуры в конце сжатия.

3 74612 ния наддува, при одновременном снижении степени сжатия.

Это достигается тем, что перепускная магистраль выполнена с подогревателем, размещенным между регенератором и

5 первым цилиндром, а магистраль выпуска отработавших газов снабжена допол- нительной камерой, сгорания., Дополнительная камера сгорания может быть размещена между турбиной и вто.1О рым цилиндром.

На фиг. 1 представлена принципиальная конструктивная схема двигателя, на фиг. 2 — схема,поясняющая принцип äåéствия двигателя по фазам.

Два цилиндра 1 и 2 сообщены между собой при помощи перепускной магистрали3 в которой размещен регенерагор 4. Первый цилиндр l, с пбршнеи 5 снабжен топливной форсункоК 6 и .образует «горячую" полость 7, а второй цилийЩз 2 с расположенным и нем поршнем 8 o6pa.— зует холодную" полость 9 и подключен к нагнетателю 10 наддува и к магистрали 11 выпуска отработавших газов через турбину 12 привода этого иагнетателя. Для подключения к нагнетателю и к магистрали 11 в крышке цилиндра 2 расположены впускной 13 и вы30 пускной 14 клапаны. В перепускной магистрали между регенератором 4 и первым цилиндром размещен подогреватель

15, а магистраль выпуска отработавших газов снабжена дополнительной камерой

16 сгорания, которая может быть размещена либо между регенератором и первым -цилиндром, как показано на фиг. 1, либо между турбиной и вторым цилиндром, как показано на фиг. 2. Поршни 5 и 8 кинематически соединены между собой таким образом, что поршень 8 в своем возвратно-поступательном движении опережает по фазе поршень 5 на (2/3-1/2)

3 .

Работает предлагаемый двигатель следующим образом (см. фиг. 2).

На фиг. 2а показана фаза очистки и наполнения.

Поршень 8 движется от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ; на фиг. 2а справа налево) в это же время; поршень 5 движется от

НМТ к ВМ Т.

Учитывая, что полости 7 и 9 сооб55 ша)отся между собой через, регенератор 4 и подогреватель 15, считают что практически давленйе в полостях 7 и 9 равны.

При открытии выпускного клапана 14 начинается выпуск отработавших газов иэ, полости 7 через подогреватель 15, peteнератор 4, клапан 14,, магистраль 11, дополнительную камеру 16 и турбину 12 в атмосферу, При этом в результате малой степени расширения продукты сгорания в конце расширения имеют высокую температуру (порядка 600-700 С). Поэтому при своем движении часть тепла отработавшие газы отдают регенератору 4„ а часть тепла используется в турбине 12.

В конце процесса выпуска отработавших газов из "горячей" полости 7 открывается впускной клапан 13 и начинается

1 процесс продувки и наполнения "холодной полости 9 свежим зарядом воздуха от нагнетателя 10.

При движении поршня 8 от НМТ к ВМТ начинается следующая фаза работы — фаза сжатия (см. фиг. 2б). Поршень 5 пока еше находится в ВМТ, выпускной и впускной клапаны закрыты. Сжатие заряда воздуха происходит до момента начала, движения поршня 5 от ВМТ к НМТ, котоpbN в своем возвратно-поступательном движении запаздывает (по отношению к поршню. 8) по фазе на (2/3-1/2) Оа поворота коленчатого вала. При атом к моменту начала движения поршня 5 степень сжатия воздуха в цилиндре 1 примерно равна 3-4.

С началом движения поршня 5 от

ВМТ к НМТ начинается следующая фаза работы - подвод тепла (см. фиг. 2в). При этом поршень 8 продолжая движение к

ВМТ, вытесняет (выталкивает) свежий заряд воздуха из холодной" полости 9 в горячую" полость 7. В процессе перетекания воздух нагревается в регенераторе 4 и затем в подогревателе 15, т.е. в полость 7 поступает горячий воздух.

Таким образом, давление и температура воздуха поступившего в полость 7, обеспечивают самовсопламенение топлива. Нагрев воздуха. в подогревателе 15 осуществляется эа счет тепла отработавших газов и тепла, получаемого в дополнятельной камере 16 сгорания. После того как заряд сжатого и нагретого воздуха попадает в горячую" полость 7, через фор- . сунку 6 впрыскивают топливо, которое воспламеняется. Воспламенение топливно-воздушной смеси в "горячей полости 7 может осуществляться также и с помощью искровой свечи.

После BcltpblcKA и самовсопламенения топлива в горячей" полости 7 пор1. Двигатель внутреннего сгорания, содержаший по меньше мере одну пару цилиндров, сообщенных между собой при помощи перепускной магистрали с реге5 746 f 26 6 шень движется к HMЧ":, совершая полеэ- нератором, первый иэ которых снабжен ную работу за счет расширения рабочего топливной форсункой, а второй подклютела (см. фиг. 2г.) При этом поршень 8 чен к нагнетателю наддува и к магистр»пока находится в ВМТ, а клапаны 13 ли выпуска отработавших газов через и 14 закрыты, турбину привода нагнетателя, о т л и—

После совершения п >лезной работы на- ч а ю и и и с я тем, что, с целью починается фаза очистки цилиндра от отра- вышения мощности путем увеличения давботавших газов и наполнение свежим за- ления наддува при одновременном снижерядом (см. описание фиг. 2а) и цикл пов- нии степенй сжатия, перепускная магистр тор яется, 10 раль выполнена с подогревателем, разме(Техническое преимущество предлагае- щенным между регенератором и первым мого двигателя заключаетс в том, что цилиндром, а магистраль выпуска отрабоон позволяет реализовать цикл с низкой тавших газов снабжена дополнительной

:степенью сжатия Е = 3-4 при приемлемой "амеРой сгорания, подключенной к подоеффективности рабочего процесса, Низкая И гревател о. степень сжатия позволяет достигать зна- 2. Двигатель по п. 1, о т л и ч а —

I чительных средних аффективных давлений ю шийся тем, что дополнительная ом мадк камера сгорания размещена между турбиной (до г = 60 кг/см) при умеренном мак20 Источники информации, формула изобретения принятые во внимание при акспертиэе

1, Патент США N 3591958, кл. 60-13, опублик, 1971.

2. Патент франции N 2062477, кл. Р 02 В 75/00, опублик. 1972 (прототип).

1Ф

746126

Дг. 2

Составитель М. Файн

Редактор Т, Загребельная Техред И Haart Корректор Ю. Макаренко

Заказ 3916/25 ТИраж 608 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4