ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2006 года по МПК F02B43/00 H01T13/26 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания, и может быть широко использовано в двигателестроении.

Известен четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр, систему охлаждения, поршень, выполненный с герметичной полостью и с возможностью доступа в нее, где установлены впускной самодействующий клапан, электролизер с подводкой постоянного тока от источника к его электродам и форсунка с кавитатором и подводкой водного раствора электролита от насоса высокого давления и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, выпускной клапан, связанный с газораспределительным механизмом, и систему зажигания со свечой зажигания, установленной в головке цилиндра /Патент РФ №2239705, опубл. 10.11.2004/.

Недостатком известного двигателя является низкая эффективность свечи зажигания для воспламенения насыщенной водяными парами рабочей смеси.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр с системой охлаждения, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, выпускной клапан, связанный с газораспределительным механизмом, электролизер с возможностью подводки постоянного тока к его электродам, свободного прохода через него в прямом и обратном направлении электролита /водного раствора электролита/ и продуктов рабочего процесса, установленный в камере сгорания, насос высокого давления и форсунку с кавитатором для подачи цикловой дозы электролита в электролизер и систему зажигания со свечей зажигания, установленной в головке цилиндра /Патент РФ. №253027, опубл. 27.05.2005/.

Недостатком известного двигателя является низкая эффективность системы искрового зажигания для зажигания насыщенной водяными парами рабочей смеси.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении эффективности системы зажигания двигателя.

Поставленная задача решается тем, что в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания, содержащем, по меньшей мере, один цилиндр с системой охлаждения, например жидкостной, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, выпускной клапан, связанный с газораспределительным механизмом, электролизер с возможностью подводки постоянного тока к его электродам, свободного прохода через него в прямом и обратном направлении электролита /водного раствора электролита/ и продуктов рабочего процесса, установленный в камере сгорания, насос высокого давления и форсунку с кавитатором для подачи цикловой дозы электролита в электролизер и систему зажигания. Согласно изобретению система зажигания выполнена в виде электродов с возможностью регулирования зазора между ними, подачи на них постоянного тока, зажигания и тушения вольтовой /электрической/ дуги. Причем электроды установлены в камере сгорания. Под действием вольтовой дуги рабочая смесь в камере сгорания диссоциирует и воспламеняется. При этом активная вставка электрода может быть выполнена либо из монолитного тугоплавкого материала, например из медно-вольфрамового сплава, либо может быть выполнена полой из того же материала и изнутри охлаждаемой жидкостью, например, подведенной по трубке из системы охлаждения двигателя. Держатель активной вставки электрода, регулирующего зазор, может быть установлен в корпусе электрода на резьбе с возможностью регулирования зазора между электродами и фиксации держателя активной вставки контргайкой. Держатель активной вставки электрода, зажигающего вольтовую дугу, может быть установлен в корпусе электрода с возможностью возвратно-поступательного перемещения в момент зажигания вольтовой дуги за счет пружины и распределительно-кулачкового вала, связанного с газораспределительным механизмом двигателя. Подача постоянного тока на электроды вольтовой дуги и кратковременное прерывание подачи тока при тушении вольтовой дуги может быть выполнено замыканием и размыканием контактов прерывателя-распределителя.

Сущность изобретения показана на чертежах, где

фиг.1 - схематичный разрез двигателя;

фиг.2 - схематичный разрез полой активной вставки электрода.

Пример выполнения предлагаемого решения. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, содержит, по меньшей мере, один цилиндр 1 с системой охлаждения /не показано/, поршень 2 и головку цилиндра 3, образующие камеру сгорания 4, выпускной клапан 5, связанный с газораспределительным механизмом, электролизер 6 с возможностью подводки постоянного тока к его электродам, например, от аккумулятора 7, установленный в камере сгорания, насос 8 высокого давления и форсунку 9 с кавитатором /не показано/. Двигатель содержит также систему зажигания, выполненную в виде электродов 10 и 11, установленных в камере сгорания. При этом активная вставка 12 электрода может быть выполнена либо из монолитного тугоплавкого материала, либо с полостью 13, охлаждаемой изнутри жидкостью, подведенной по трубке 14 из системы охлаждения двигателя. Держатель 15 активной вставки электрода, регулирующего зазор, установлен в корпусе 16 электрода на резьбе с возможностью регулирования зазора между электродами и фиксации держателя активной вставки контргайкой 17. Держатель 18 активной вставки электрода, зажигающего вольтовую дугу, установлен в корпусе 19 электрода с возможностью возвратно-поступательного перемещения в момент зажигания вольтовой дуги за счет пружины 20 и распределительно-кулачкового вала 21, связанного с газораспределительным механизмом двигателя. Подача постоянного тока на электроды вольтовой дуги и кратковременное прерывание подачи тока при тушении вольтовой дуги выполнено замыканием и размыканием контактов /не показано/ прерывателя-распределителя 22. С двигателем соединен электролитный бак 23 для хранения запаса электролита /водного раствора электролита/, например, водного раствора едкого кали.

Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

Перед пуском двигателя электролитный бак 23 заправляют электролитом /водным раствором электролита/, например, водным раствором едкого кали. Вкручивая или выкручивая по резьбе корпуса 16 держатель 15 активной вставки электрода 10, регулирующего зазор, устанавливают зазор между активными вставками 12 электродов 10 и 11 вольтовой дуги, держатель 15 фиксируют контргайкой 17. Затем, например, включением зажигания через замкнутые контакты /не показано/ прерывателя-распределителя 22 на электроды 10 и 11 вольтовой дуги подают постоянный ток, например силой 3-4 А, и на электролизер 6 подают постоянный ток, например, от бортового аккумулятора 7.

Первый такт - впуск. Поршень 2 от ВМТ перемещается к НМТ. Выпускной клапан 5 закрыт.В цилиндре 1 с системой охлаждения, например жидкостной, создается разрежение. Насос высокого давления 8 забирает из электролитного бака 23 цикловую дозу электролита и через форсунку 9 с кавитатором впрыскивает ее в камеру сгорания 4, где установлены электроды 10 и 11 вольтовой /электрической/ дуги и электролизер 6. В кавитаторе форсунки 9 происходит диссоциация впрыскиваемого электролита и его тончайшее распыливание. Затем электролит и продукты рабочего процесса свободно, в прямом и обратном направлении проходят через электролизер 6. За счет подачи постоянного тока на электроды электролизера 6 и электроды 10 и 11 вольтовой дуги происходит электролиз.

Второй такт - сжатие. Поршень 2 от НМТ перемещается к ВМТ. Выпускной клапан 5 закрыт.В цилиндре 1 происходит сжатие.

Третий такт - рабочий ход. Выпускной клапан 5 закрыт. Распределительно-кулачковый вал 21 и пружина 20 зажигающего вольтовую дугу электрода 11 возвратно-поступательно, до соприкосновения активных вставок 12 электродов 10 и 11 вольтовой дуги перемещают держатель 18 активной вставки и зажигают вольтовую дугу, под действием которой рабочая смесь в камере сгорания 4 диссоциирует и воспламеняется. Давление над поршнем в камере сгорания резко повышается, под действием которого поршень 2 от ВМТ перемещается к НМТ. Затем размыканием контактов /не показано/ прерывателя-распределителя 22 кратковременно прерывают подачу постоянного тока на электроды 10 и 11 вольтовой дуги и тушат ее, после чего контакты прерывателя-распределителя 22 вновь замыкаются и постоянный ток опять поступает на электроды вольтовой дуги.

Четвертый такт - выпуск. Поршень 2 от НМТ перемещается к ВМТ. Выпускной клапан 5, связанный с газораспределительным механизмом, открывается, и цилиндр 1 освобождается от отработавших продуктов, и циклы повторяются. Причем цилиндр 1, электролизер 6 и электроды 10 и 11 вольтовой дуги охлаждаются, например, жидкостной системой охлаждения двигателя. При этом полые активные вставки 12 электродов вольтовой дуги могут изнутри охлаждаться жидкостью, подведенной по трубкам 14 в полость 13 из системы охлаждения двигателя.

Предлагаемое изобретение повышает эффективность работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, найдет широкое применение в двигателестроении.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям, работающим на водороде. Изобретение позволяет повысить эффективность системы зажигания. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания содержит, по меньшей мере, один цилиндр с системой охлаждения, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, выпускной клапан, связанный с газораспределительным механизмом, электролизер, установленный в камере сгорания, насос высокого давления и форсунку с кавитатором для подачи цикловой дозы электролита в электролизер и систему зажигания. Система зажигания выполнена в виде электродов с возможностью регулирования зазора между ними, подачи на них постоянного тока, зажигания и тушения вольтовой (электрической) дуги. Электроды установлены в камере сгорания. Под действием вольтовой дуги рабочая смесь в камере сгорания диссоциирует и воспламеняется. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр с системой охлаждения, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, выпускной клапан, связанный с газораспределительным механизмом, электролизер с возможностью подводки постоянного тока к его электродам, свободного прохода через него в прямом и обратном направлениях электролита /водного раствора электролита/продуктов рабочего процесса, установленный в камере сгорания, насос высокого давления и форсунку с кавитатором для подачи цикловой дозы электролита в электролизер и систему зажигания, отличающийся тем, что система зажигания выполнена в виде электродов с возможностью регулирования зазора между ними, подачи на них постоянного тока, зажигания и тушения вольтовой (электрической) дуги, причем электроды установлены в камере сгорания, под действием вольтовой дуги рабочая смесь в камере сгорания диссоциирует и воспламеняется.2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что активная вставка электрода выполнена из монолитного тугоплавкого материала.3. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что активная вставка электрода выполнена полой из тугоплавкого материала и изнутри охлаждаемой жидкостью.4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что держатель активной вставки электрода, регулирующего зазор, установлен в корпусе электрода на резьбе с возможностью регулирования зазора между электродами и фиксации держателя активной вставки контргайкой.5. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что держатель активной вставки электрода, зажигающего вольтовую дугу, установлен в корпусе электрода с возможностью возвратно-поступательного перемещения в момент зажигания вольтовой дуги за счет пружины и распределительно-кулачкового вала, связанного с газораспределительным механизмом двигателя.6. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что подача тока на электроды вольтовой дуги и кратковременное прерывание подачи тока при тушении вольтовой дуги выполнено замыканием и размыканием контактов прерывателя-распределителя.