СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F02C5/12 

Изобретение относится к машиностроению.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с клапанами газораспределения, поршень, подключенный шатуном к валу. Двигатель работает путем впуска сжатия и поджига свежего заряда в цилиндре, расширения и впуска отработавших газов.

Работа двигателя на свежем заряде с высокими параметрами давления увеличивает нагрузки на вал двигателя.

Целью изобретения является снижение механических нагрузок на двигатель.

Это достигается путем впуска свежего заряда в цилиндр, передачи работы впуска дополнительному рабочему телу, поджига свежего заряда и удаления продуктов сгорания из цилиндра за счет работы дополнительного рабочего тела.

На чертеже изображен предложенный двигатель.

Он содержит средства 1 приготовления свежего заряда, подключенные к впускному органу 2, цилиндр двигателя с впускным органом 4, подключенным к турбине 5. Поршень 6 подключен шатуном 7 к валу 8 двигателя. Картер 9 двигателя выполнен герметичным и подключен к источнику 10 высокого давления, в нижней части цилиндра 3 имеются ограничители 11 перемещения поршня.

Двигатель используется в составе энергетической установки с высокими параметрами давления свежего заряда, причем свежий заряд представляет собой смесь топлива, кислорода и инертного разбавителя (азот или пар). Наиболее эффективно в качестве разбавителя использование насыщенного водяного пара.

Свежий заряд, образуемый путем смешения воздуха с топливом или водяного пара с кислородом и топливом, приготавливается в средствах 1 и через впускной орган 2 впускается в цилиндр, преодолевает сопротивление газов картера 9 и перемещает поршень 6 от ВМТ к НМТ. В НМТ поршень 6 упирается в ограничители 11, впускной орган 2 закрывается, впущенный заряд поджигается свечой, открывается выпускной орган 4 и продукты сгорания сначала за счет избыточного давления в цилиндре, а затем за счет давления газов в картере 9 удаляются из цилиндра в турбину 5, где они расширяются с выделением работы. При перемещениях в цилиндре поршня 6 последний оказывает через шатун 7 на вал 8 двигателя минимальное воздействие. Пики давления, возникающие в цилиндре, при горении смеси воспринимаются ограничителями 11. Избыточное давление к картере 9 создается источником 10 высокого давления газа.

Использование: машиностроение, в частности двигатели внутреннего сгорания. Сущность изобретения: во время работы двигателя на такте впуска свежего заряда и такте выпуска продуктов сгорания изменяют объем камеры сгорания, причем при впуске свежего заряда одновременно осуществляют сжатие в цилиндре вспомогательного рабочего тела, сообщенного с источником высокого давления, а при выпуске продуктов сгорания расширение вспомогательного рабочего тела. Двигатель внутреннего сгорания содержит поршень, кинематически связанный с валом двигателя, ограничители и источник высокого давления, причем поршень установлен в цилиндре с образованием подпоршневой полости, последняя через картер сообщена с источником высокого давления, а ограничители жестко закреплены на боковых стенках цилиндра в его нижней части. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания путем сжатия свежего заряда вне цилиндра, впуска его в камеру сгорания, сжигания в камере сгорания, выпуска из камеры продуктов сгорания, расширения их на турбине, отличающийся тем, что, с целью снижения механических нагрузок, при впуске свежего заряда и выпуске продуктов сгорания изменяют объем камеры сгорания, причем при впуске свежего заряда одновременно осуществляют сжатие в цилиндре вспомогательного рабочего тела, сообщенного с источником высокого давления, а при выпуске продуктов сгорания расширение вспомогательного рабочего тела. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве свежего заряда используют пар с кислородом и топливом. 3. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один цилиндр с источником воспламенения и камерой сгорания, сообщенной через впускной клапан с компрессором, а через выпускной клапан с турбиной, и выходной вал, установленный в картере двигателя, отличающийся тем, что он дополнительно содержит поршень, кинематически связанный с валом двигателя, ограничители и источник высокого давления, причем поршень установлен в цилиндре с образованием подпоршневой полости, последняя через картер сообщена с источником высокого давления, а ограничители жестко закреплены на боковых стенках цилиндра в его нижней части.