ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1999 года по МПК F02B23/00 F02F3/28 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, головку цилиндра, клапаны впуска воздуха и выпуска продуктов сгорания, в котором на внутренних поверхностях головки цилиндра и днища поршня, образующих камеру сгорания, укреплен пористый проницаемый слой материала ( заявка Франции N 949183 A1, F 02 В 23/08, 1957).

Недостатком такого двигателя является малая экономичность.

Технической задачей изобретения является повышение экономичности двигателя.

Решение указанной задачи заключается в том, что двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, головку цилиндра, клапаны впуска воздуха и выпуска продуктов сгорания, на внутренних поверхностях головки цилиндра и днища поршня, образующих камеру сгорания, укреплен пористый проницаемый слой материала, в нем выполнены продувочные окна, двигатель снабжен турбокомпрессором, а пористый проницаемый слой материала служит регенератором, продуваемым воздухом. Кроме того, двигатель снабжен системой впрыска воды (жидкости) на регенератор, а также системой, обеспечивающей дополнительный впрыск горючего для дожигания и догрева продувочного воздуха до необходимой температуры, и стабилизаторами его сгорания.

Регенератор может быть сделан спеканием нескольких слоев сетки и, при необходимости, он может быть спечен со стенкой камеры сгорания, днищем поршня. На стенке камеры сгорания в головке цилиндра и на днище поршня имеются углубления, образующие каналы, по которым продувочный воздух распределяется по поверхности регенераторов. На регенераторах в головках цилиндров выполнены отверстия для прохода клапанов. В период продувки регенераторов впускные клапаны открываются не полностью.

Работает двигатель следующим образом. В цилиндр, камеру сгорания подается воздух и горючее, которое сгорает и обеспечивает рабочий ход поршня от верхней мертвой точки к нижней. При подходе поршня к нижней мертвой точке открываются выпускные клапаны, затем выпускные клапаны на величину продувки регенераторов и продувочные окна.

После завершения процесса выпуска продуктов сгорания, после прохода поршня верхней мертвой точки выпускной клапан закрывается, впускной клапан открывается полностью, а закрывается уже после прохода поршня нижней мертвой точки. Время закрытия выпускного клапана может быть задержано необходимостью охлаждения регенераторов. Регенератор на днище поршня продувается через окна, расположенные в нижней части цилиндра.

После заполнения цилиндра воздухом и горючим, сжатия их, сгорания и вытеснения в выхлопном коллекторе происходит смешивание продуктов сгорания и продувочного воздуха. Для догревания продувочного воздуха в него впрыскивается дополнительное горючее. Смесь продуктов сгорания и догретого воздуха поступает на работу в турбокомпрессор. Для увеличения полноты сгорания в коллекторе выхлопных газов укреплены стабилизаторы горения.

Необходимое доохлаждение регенераторов может быть выполнено определенным количеством впрыска на него воды (жидкости). Продувочным воздухом организуется и пленочное охлаждение стенок цилиндра.

Высокая эффективность применения пористых проницаемых материалов подтверждается применением их на двигателе реактивном фирмы "Кертис-Райт" и на двигателе для ракеты Н-1 (США).

Высокая полнота сгорания горючего в коллекторе перед турбиной подтверждается практикой применения форсажных - камер на реактивных двигателях.

При регенеративном внутреннем охлаждении только головок, считая, что при их охлаждении отводится 50% тепла охлаждения ( по данным МВТУ, от камеры сгорания отводится 80-90% тепла охлаждения) эффективный КПД двигателя возрастает с 39 до 53%. Номенклатура запасных частей как у двигателя с воздушным наружным охлаждением сократится на 50-70% (данные МВТУ). Из этих факторов следует, что применение таких двигателей значительно повысит их экономичность, экологичность и надежность.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания. В предлагаемом двигателе внутреннего сгорания на стенках головок цилиндров и днище поршня, образующих камеру сгорания, укреплен пористый проницаемый слой материала, который служит регенератором. При работе двигателя в период продувки регенераторов от них отводится тепло. B смеси с продуктами сгорания продувочный воздух после впрыскивания в него дополнительного горючего и подогрева используется для работы турбокомпрессора. Изобретение обеспечивает повышение экономичности двигателя. 2 з.п.ф-лы.

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, головку цилиндра, клапаны впуска воздуха и выпуска продуктов сгорания, на внутренних поверхностях головки цилиндра и днища поршня, образующих камеру сгорания, укреплен пористый проницаемый слой материала, отличающийся тем, что в нем выполнены продувочные окна, он снабжен турбокомпрессором, а пористый проницаемый слой материала служит регенератором, продуваемым воздухом. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен системой впрыска воды (жидкости) на регенератор. 3. Двигатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен системой, обеспечивающей дополнительный впрыск горючего для дожигания и догрева продувочного воздуха до необходимой температуры, и стабилизаторами его горения.