Способ работы двигателя внутреннего сгорания и двигатель внутреннего сгорания

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) спосов РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ внут(57) Изобретение относится к двигателестроеиипо и может быть использовано в двигателях внутреннего сгораиии. Целью изобретения является повышение эффекТИБНОСИ работьмдаигателя путем УМЗНЬШВ ния нагрузки на него. Способ работы двигателя включает создание противодавления сжатием газа в подпоршнееой зоне,при этом двигатель дополнительно снабжен цилиндрами 21 и 22 с поршнями 19 и 20. 2 с. и 2 з.п. ф- пы. 1 ил.На чертеже изображен двигатель внутраннего сгорания.Двигатель содержит по меньшей мере одну цилиндра-поршневую группу. состоящую из расширительного 1 и по меньшей мере одного основного 2 цилиндров. соединенных перепускным клапаном 3. впускной 4 и выпускной 5 клапаны. поршниб и 7 в цилиндрах. соединенных с кривошипами валов 8 и 9. через шатуны 10 и 11. Канал выпускного клапана 5 подключен к многоступенчатому турбокомпрессору 12 со сред ствами 13 промежуточного подогреваетрасширяющихся газов и средствами 14 проМЕЖУТОЧНОГО охлаждения сжимаемых ГЗЗОВния сжимаемых газов. средствами 15 поджи га (например. свечу) и средствами 16 образования топливо-воздушной смеси с органами 17 подачи топлива (например,карбюратор. подключенные к каналу клапана 4 по связи Т-Т. двигатель содержит дополнительно подогреватель 18 свежего заряда, подключенный подогревающей частью к выхлопу последней ступени турбины (связь аа. свеча 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 соединенымежду собой жестко резьбовыми или иным соединением с образованием цельного поршня с отверстиями (не показаны для прохода валов 8 и 9. Шатун 10 состоит из пружины 23 и гибкого ограничителя 24. Цилиндры 21 и 22 имеют постоянный объем. заполнены сжатым рабочим телом и могут быть подключены через обратный клапан 25 к источнику постоянного давления газа (например. по связи б-б к одной из ступеней компрессора). Цилиндр 22 может иметь впускной 26 и выпускной 2 клапаны с свечой зажигания 28. канал клапана 26 через средства 29 смесеобразования с органом подачи 30 топлива к одной из ступеней компрессора по связи в-в). Канал клапана 27 подключен к одной из ступеней турбины (например. по связи г-г). Цилиндр 21 имеет дополнительно полость 31 постоянного объема. теплообменник 32. подключенный по нагревааощему 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 внаправлении стрелок. Цилиндр 21 имеет инТЕНСИВНУЮ СИСТЕМУ ОХПЗНСДВНИЯ В СТОНКЗХ Е виде каналов с хладагентом (не показаны). Остальные цилиндры имеют обычную (например. воздушную) систему охлаждения(не показана). Цилиндр 2 может иметь дополнительно выпускной клапан 35. канал которого по связи лл подключается к турбине. При этом валы 8 и 9 выполнены самостоятельными со связью междусобоя 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 (На) шестерни вала В и число зубьев Но шестерни вала 9 находятся в соотношении П На Но. Двигатель дополнительно может иметьккотлоагрегат 36 со средствами ввода топлива и воздуха. средствами удаления отработавших газов(не показаны). с испарителем 37. водяная полость которого подключена от емкости 38 воды через насос 39. а паровая полость (по связи кк ) подключена к паровой форсунке 40 и активному соплу (не показано эжектора 41. пассивное сопло (не показано которого связано через конденсатор 42. паровую турбину 43. подогреватель 44 к каналу 35. Подогреватель 44 подключается к каналу отработавших газов двигателя (по связи м-м). Конденсат по связи е-е подвется в емкость 38 воды. Стрелками показаны НЭПВЗВЛВНИЯ ВРЗЦЮНИЯ ВЗЛОВ И ДВИЖЕНИЙ рабочих тел. При расположении порнзня 6 в верхней мертвой точке поршень 7 располагается в нижней мертвой точке. форсунка 40 имеет сопловые каналы. направленнкте по стрелкам в сторону клапана З. Элементы 3.4.5.26.27.38.40 связаны с валами В и 9. Цилиндры 2 и 22 могут работать по принципу двигателей внутреннего сгорания с впрыском топлива (как дизели. Цилиндр 1 имеет средства поджига 45 в виде теплоизолирующего слоя на поверхности поршня б.Воздух по стрелке А всасывается в турбокомпрессор 12. сжимается в ступенях компрессора. подогревается в теплообменнике 18. в средстве 16 образуется топливовоздушная смесь и по стрелке Т направляется в канал клапана 4. Вращается компрессор от турбины с рабочим телом канала клапана 5. которые далее проходят через средства подогрева 13 и удаляются по линии а.Валы В и 9 имеют одинаковую скорость. смесь впускают в цилиндр 2 через клапан 4. ПОДЖИГЗЮТ свечей при расположении-поршня 7 в нижней мертвой точке. одновременно с поджитом через клапан 3 впускают смесь в цилиндр 1 и поджигают от средства 4 ъПродукты сгорания ходом поршня 7 вытесняются в цилиндре 1. где расширяются. так как объем цилиндра 1 значительно превосходит объем цилиндра 2. вплоть до достижения поршнем б нижней мертвой точки. а поршнем Т верхней. после чего клапан 5 открывается и производится выпуск. клапан 3 закрывается и в цилиндр 2 опускается свежий заряд. а поршень 6 осуществляет выпуск вплоть до прихода поршня Б - в верхнюю мертвую точку, где клапан 5 закрывается, и цикл подяплга повторяется, Вал 8 имеет скорость в два раза большую. чем вал 9. при этом к валу В подключены два поршня 7 с цилиндрами 2 и клапанами 3. При этом цилиндры 2 подключаются к цилиндру 1 клапанами 3 поочередно, После поджига в первом цилиндре 2. до момента прихода поршня 7 этого цилиндра в верхнюю мертвую точку. поршень 6 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 трек цилиндров 2. вал 8 вращается уже с утроенной скоростью. Все процессы в цилиндрах аналогичны. за исключением выпуска из цилиндра 2. откуда газы закрытия клапана З выпускаются через клапан 35 по ЛИНИИ ПЛ 8.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 клапанак 26 и 27 от одной из ступеней компрессора. путь б-в-в. сжатия опущенного 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 аа-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 линии г-г. цПри расширении газов в цилиндре 1. работа расширения при перемещении поршня б к нижней мертвой точке передается валу 8 через пружину 221 частично. а при обратном движении поршня на последнийпередается работа. накопленная рабочим телом цилиндра 21 через поршень 19 и ог раничитель 24.Дальнейший рост эффективности двигателя обеспечивают впрыском пара через клапан 4 (сразу после поджига свечей 15) в зону поджигэ. при этом пар и получают в котлоагрегате 36 к линии ечк. Перепуск продолжается при расположении поршня в нижней мертвой точке. после чего клапан закрывается и открывается клапан 35 с дальнейшим вытеснением газов по линии л-44-434241. при этом пар в цилиндр 2 впускают в количестве. достаточном. чтобы пар к моменту закрытия клапана 3 и расши рения в цилиндре 1 заполнил бы весь объемцилиндра 2. а через клапан 35 а дальнейшем будет вытесняться пар. Процесс подачи лара продолжается в течение 60 ВО поворота вала 9.Свежий заряд. впускаемый через клапан 4 по линии давления (5 2 О) мПа. температура (500-900) К.Свежий заряд. спускаемый в цилиндр 22 по линии давления 0.34 МПа. температура (2300-1320) К.Рабочее тело цилиндра 21 давление при расположении поршня 19 в нижней мертвой точке 1-3) мПа. степень сжатия цилиндра (154) параметры пара. вырабаты ваемого котлоагрегатом и подаваемого по линии к 30410 мПа.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 в расширительном цилиндре и впрыск пара в зону поджига основного цилиндра. о т л и ч аю щ и и с я тем. что. с целью повышения эффективности в работе двигателя путем уменьшения нагрузки на его вал. в подпоршневой зоне цилиндров создают противодавление сжатием газа этой зоны.2. СпособпогъЪотли-таЮщийся тем. что проти вода вление создают сжатием и поджигом газа.3.Способпо пщотличающийся тем. что для создания противодавления газ подают в дополнительную камеру и подогревают.7 8 средства поджига и паровую форсунку. раз- повышения эффективности в работе двигамещенную в основном цилиндре. в проти- тепя путем уменьшения нагрузки на его вал. воположной от перепускного клапана в подпоошневой зоне установлены доползоне. о т л и ч а 10 щ н й с я тем. что. с целью нительннй цилиндр с поршнем.Составитель Ф.Дебердеев Верстка Казпатент, Исполнитель Е.О.Костомарова Ответственный за выпуск Э.З.ФаИ 3 ова