СПОСОБ РАБОТЫ ДИЗЕЛЯ И ДИЗЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК F02K3/06 

Изобретение относится к двигателям и может быть использовано в дизелях.

Известен способ работы дизеля, основанный на самовоспламенении впрыснутого в цилиндры топлива после сжатия в них воздуха и последующем расширении продуктов сгорания в цилиндрах.

По тому же источнику известен также дизель, реализующий указанный способ, содержащий цилиндры, поршни, шатуны, коленчатый вал и газораспределительные механизмы. Основной недостаток известных способа и дизеля - неполная pеализуемость располагаемой степени расширения газов. В таких дизелях степень расширения газов всегда меньше степени сжатия газов в цилиндрах. По этой причине известные дизели менее эффективны.

Целью изобретения является повышение эффективности дизеля.

Цель в способе, основанном на самовоспламенении впрыснутого в цилиндры топлива после сжатия в них воздуха и последующем расширении продуктов сгорания в цилиндрах, достигается тем, что продукты сгорания после расширения в цилиндрах дополнительно расширяют в дополнительных цилиндрах, причем в последние после выпуска из них газов подводят воздух из атмосферы при движении поршней из верхних мертвых точек к нижним, охлаждают этим воздухом дополнительные цилиндры и выбрасывают его из указанных цилиндров в атмосферу при обратном движении поршней из нижних мертвых точек к верхним.

Цель в дизеле, содержащем цилиндры, поршни, шатуны, коленчатый вал и газораспределительные механизмы, достигается тем, что он снабжен валом отбора мощности, соединенным с помощью шестерен с коленчатым валом, распределителем рабочего тела, установленным на валу отбора мощности, и дополнительными цилиндрами с поршнями, кинематически связанными с коленчатыми валами, которые посредством шестерен соединены с валом отбора мощности, при этом распределитель рабочего тела выполнен в виде диска с возможностью его прилегания к торцам дополнительных цилиндров, снабжен заборником воздуха из атмосферы и содержит отдельные полости и окна для подвода газов и воздуха к дополнительным цилиндрам и выброса их из этих цилиндров в атмосферу соответственно после расширения и охлаждения.

На фиг. 1 представлен общий вид дизеля; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. - сечение Б-Б на фиг. 1.

Дизель состоит из цилиндров 1, поршней 2 с уплотнительными поршнями, шатунов 3 и коленчатых валов 4 (на фиг. 1 показан вариант дизеля с двумя цилиндрами), соединенных с помощью зубчатого колеса 5 и шестерен 6 с валом 7 отбора мощности. Цилиндры снабжены газораспределительными механизмами: выхлопными клапанами 9 и клапанами подвода воздуха к цилиндрам 10 (приводы клапанов на фиг. 1 не показаны). На валу 7 отбора мощности установлен распределитель 8 рабочего тела, выполненный в виде диска. Дизель снабжен цилиндрами 11 дополнительного расширения газов, торцы которых размещены непосредственно у торца распределителя 8. Дополнительные цилиндры содержат поршни 12 и с помощью шатунов 13 кинематически соединены с коленчатыми валами 14, на каждом из которых установлено коническое колесо 15, соединенное посредством шестерни 16 с валом 7 отбора мощности.

Цилиндры 1 содержат каналы 17 подвода атмосферного воздуха и каналы 18 отвода выхлопных газов.

Распределитель снабжен заборником 19 атмосферного воздуха, подводимого для охлаждения цилиндров 11. Каналы отвода выхлопных газов соединены с газозаборником 20, от которого через распределитель 8 выхлопные газы подводятся к цилиндрам 11 для дополнительного расширения. Распределитель 8 (фиг. 2) снабжен полостью 21 для подвода выхлопных газов к цилиндрам 11 и полостью 22 для подвода атмосферного воздуха для охлаждения цилиндров 11. Окно для подвода воздуха к полости 22 обозначено позицией 23. В распределителе 8 выполнена также полость 24 для выхлопа воздуха после охлаждения цилиндров 11 через окно 25, полость 26 для выхлопа газов после расширения через окно 27.

На фиг. 3 обозначено: окно 28 для подвода газов к цилиндрам 11, окно 29 для выхлопа воздуха после охлаждения, окно 30 для подвода атмосферного воздуха для охлаждения цилиндров 11, окно 31 для выхлопа газов после расширения в цилиндрах 11.

Передаточное отношение зубчатых передач 5, 6 и 15, 16 на представленных фигурах n_кв/n_ч = 2, где n_кв - частота вращения коленчатых валов 4 и 14; n_ч - частота вращения вала 7.

Дизель работает следующим образом.

Запуск двигателя осуществляют путем раскрутки вала 7 и подачи топлива в цилиндры 1, когда поршни 2 находятся в верхних мертвых точках. Продукты сгорания после расширения из цилиндров 1 через клапаны, каналы 18, газозаборник 20 (фиг. 1), полость 21 распределителя (фиг. 2) и окно 28 цилиндров поступают в соответствующие цилиндры 11 (фиг. 3) для дополнительного расширения. Выпуск газов из цилиндров 11 в атмосферу осуществляют через полость 26 и окно 27 распределителя (фиг. 2) и окно 31 цилиндров 11.

Газы, поступающие из цилиндров 1 и цилиндры 11 на дополнительное расширение, имеют достаточно высокую температуру. В связи с этим цилиндры 11 и поршни 12 охлаждают атмосферным воздухом. Этот воздух в цилиндры 11 поступает после выхлопа расширенных газов. Подвод воздуха для охлаждения цилиндров 11 осуществляют при движении поршней 12 из верхних мертвых точек к нижним через заборник 19, полость 22 и окно 23 распределителя (фиг. 2) и окно 30 цилиндра (фиг. 3), а выброс воздуха из цилиндров 11 после их охлаждения - при обратном движении поршней 12 из нижних мертвых точек к верхним через полость 24 и окно 25 распределителя (фиг. 2) и окно 29 цилиндра 11 (фиг. 3).

Передача крутящего момента с валом 4, 14 на вал отбора мощности осуществляется с помощью шестерен 5, 6 и 15, 16.

За счет полного использования располагаемой степени расширения экономичность двигателя по данному изобретению выше, чем экономичность известного дизеля.

(56) Михайловский В. В. и др. Автомобили. М. : Машиностроение, 1974, с. 26, рис. 16.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в дизелях. Особенностью способа является то, что после расширения продуктов сгорания в основных цилиндрах их дополнительно расширяют в дополнительных цилиндрах. При этом последние охлаждают атмосферным воздухом после выпуска из них газов с последующим выхлопом этого воздуха в атмосферу. Дизель, реализующий указанный способ, содержит основные цилиндры с поршнями, шатунами и коленчатыми валами и снабжен валом отбора мощности, распределителем рабочего тела и дополнительными цилиндрами с поршнями, шатунами и коленчатыми валами. Распределитель установлен на валу. Коленчатые валы с помощью шестерен соединены с валом. Распределитель выполнен в виде диска, имеет заборник атмосферного воздуха, снабжен полостями и окнами для подвода продуктов сгорания и атмосферного воздуха к дополнительным цилиндрам и выброса их в атмосферу из указанных цилиндров. За счет дополнительного расширения продуктов сгорания повышается экономичность двигателя. 3 ил.

1. Способ работы дизеля, основанный на самовоспламенении впрыснутого в цилиндры топлива после сжатия в них воздуха и последующем расширении продуктов сгорания в цилиндрах, отличающийся тем, что продукты сгорания после расширения в цилиндрах дополнительно расширяют в дополнительных цилиндрах, причем в последние после выпуска из них газов подводят воздух из атмосферы при движении поршней из верхних "мертвых" точек к нижним, охлаждают этим воздухом дополнительные цилиндры и выбрасывают его из указанных цилиндров в атмосферу при обратном движении поршней из нижних "мертвых" точек к верхним. 2. Дизель, содержащий цилиндры, поршни, шатуны, коленчатый вал и газораспределительные механизмы, отличающийся тем, что он снабжен валом отбора мощности, соединенным с помощью шестерен с коленчатым валом, распределителем рабочего тела, установленным на валу отбора мощности, и дополнительными цилиндрами с поршнями, кинематически связанными с коленчатым валом, которые посредством шестерен соединены с валом отбора мощности, при этом распределитель рабочего тела выполнен в виде диска с возможностью его прилегания к торцам дополнительных цилиндров, снабжен заборником воздуха из атмосферы и содержит отдельные полости и окна для подвода газов и воздуха к дополнительным цилиндрам и выброса их из этих цилиндров в атмосферу соответственно после расширения и охлаждения.