СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ДВИГАТЕЛЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2009 года по МПК F02B41/06 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

Изобретение относится к двигателестроению. Техническим результатом является увеличение КПД. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит последовательно соединенные модули, каждый модуль содержит блок низкого, среднего и высокого давления. Блок высокого давления содержит цилиндр, форсунку и два поршня. Впускные клапаны блоков высокого давления подключены к механизму автоматического сдвига фаз. Каждый модуль двигателя содержит две основные группы, работающие в противофазе. В каждом модуле блок низкого давления соединен с блоком среднего давления входным и выходным веерами каналов. Это позволяет объединить преимущества двух- и четырехтактных двигателей. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 39 ил.

1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания, включающий сжатие атмосферного воздуха последовательно в блоке низкого давления, в блоке среднего давления и в блоке высокого давления, подачу топлива и воспламенение топлива в блоке высокого давления, расширение горячего газа последовательно в блоке высокого давления, в блоке среднего давления и в блоке низкого давления и выброс отработанного газа в атмосферу, отличающийся тем, что в блоке высокого давления, в котором находится камера сгорания, второй поршень механически связан с первым поршнем этого же блока, при этом второй поршень блока высокого давления движется с опережением по отношению к первому поршню этого же блока, угол опережения движения второго поршня блока высокого давления, расположенного со стороны выпускного окна цилиндра блока высокого давления, по отношению к движению первого поршня блока высокого давления, расположенного со стороны впускного окна цилиндра блока высокого давления, выбирают от 0 до 135° угла поворота коленвалов двигателя для получения различных рабочих схем основной группы модуля и получения различных характеристик одного и того же двигателя, в блоке высокого давления, работающем в двухтактном режиме, длительность фазы выпуска горячего газа равна 180° угла поворота коленвалов двигателя, начало фазы продувки цилиндра блока высокого давления регулируют моментом открытия впускного клапана блока высокого давления в зависимости от оборотов двигателя, при этом конец фазы продувки цилиндра наступает автоматически в момент закрытия выпускного окна цилиндра блока высокого давления поршнем выпускного узла блока высокого давления, после чего начинается фаза зарядки цилиндра блока высокого давления свежим зарядом из узла сжатия блока среднего давления, фазу продувки и фазу зарядки цилиндра блока высокого давления свежим зарядом осуществляют без наложения друг на друга, высоту впускного окна цилиндра блока высокого давления выбирают в зависимости от быстроходности двигателя, при этом фаза открытого впускного окна находится в пределах от 90° для тихоходных двигателей до 180° угла поворота коленвалов двигателя для быстроходных двигателей, блок среднего давления и блок высокого давления в модулях двигателя связаны между собой и с потребителем механической связью, в узле сжатия блока среднего давления, работающего в двухтактном режиме, длительность фазы впуска свежего заряда и фазы сжатия свежего заряда равны между собой и равны 180° угла поворота коленвалов двигателя, в узле расширения блока среднего давления, работающего в двухтактном режиме, длительность фазы расширения горячего газа и фазы выпуска горячего газа равны между собой и равны 180° угла поворота коленвалов двигателя, длительность общей фазы расширения одного заряда в основной группе модуля, энергию которого передают на выходной вал двигателя, составляет от 202 до 270° угла поворота коленвалов двигателя в зависимости от выбранной рабочей схемы основной группы модуля, полный цикл прохождения газового заряда по двигателю происходит от 4,5 до 5 тактов в зависимости от выбранной рабочей схемы основной группы модуля двигателя, при этом ведут трехстадийное сжатие свежего заряда и четырехстадийное расширение горячего газа, для всех рабочих схем основной группы модуля при закрытии впускного окна цилиндра блока высокого давления поршнем впускного узла блока высокого давления поршень узла сжатия блока среднего давления должен находиться в верхней мертвой точке, для всех рабочих схем основной группы модуля при открытии выпускного окна цилиндра блока высокого давления поршнем выпускного узла блока высокого давления поршень узла расширения блока среднего давления должен находиться в верхней мертвой точке, общая степень сжатия свежего заряда меньше общей степени расширения горячего газа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выбирают общую степень сжатия свежего заряда, равную общей степени расширения горячего газа.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выбирают общую степень сжатия свежего заряда больше общей степени расширения горячего газа.

4. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий последовательно соединенные модули, систему подачи топлива, каждый модуль содержит блок низкого давления, блок среднего давления, блок высокого давления, отличающийся тем, что каждый блок высокого давления содержит цилиндр, диаметр которого в 2,5…3 раза меньше диаметра цилиндра узла сжатия блока среднего давления, форсунку, расположенную посередине цилиндра блока высокого давления, два поршня, движущихся по обе стороны форсунки не доходя до нее, каждый из этих поршней соединен через шатун с кривошипом, все кривошипы в блоках высокого давления во всех модулях объединены в два коленвала, по одному на каждую сторону от форсунки, цилиндр блока высокого давления содержит впускное окно, расположенное тангенциально, и выпускное окно, между узлом сжатия блока среднего давления и впускным окном цилиндра блока высокого давления расположен впускной клапан блока высокого давления, который подключен к механизму автоматического сдвига фаз для сдвига начала фазы продувки цилиндра блока высокого давления в зависимости от оборотов двигателя, коленвал блоков высокого давления, расположенный со стороны впускного окна цилиндра блока высокого давления, содержит кулачки для управления впускными клапанами блока среднего давления, коленвал блоков высокого давления, расположенный со стороны выпускного окна цилиндра блока высокого давления, содержит кулачки для управления выпускными клапанами блока среднего давления, каждый модуль двигателя содержит две основные группы, работающие в противофазе, каждая основная группа содержит узел сжатия блока среднего давления, впускной узел блока высокого давления, выпускной узел блока высокого давления, узел расширения блока среднего давления, при этом углы опережения поршней выпускных узлов блоков высокого давления в основных группах в модуле равны, при этом углы опережения поршней выпускных узлов блоков высокого давления в разных модулях двигателя могут быть различны, в каждом модуле блок низкого давления соединен с блоком среднего давления входным и выходным веерами, каждый веер содержит короткие и геометрически одинаковые каналы, расположенные по окружности, коленвал узлов сжатия блоков среднего давления и коленвал узлов расширения блоков среднего давления в двигателе подключены к редуктору двух шестерен, коленвалы блоков высокого давления и коленвал узлов расширения блоков среднего давления подключены к редуктору центральной шестерни, передачу механической энергии от газа потребителю осуществляют от обоих концов коленвала узлов расширения блоков среднего давления, от центральной шестерни, от обоих концов коленвала впускных узлов блоков высокого давления, от обоих концов коленвала выпускных узлов блоков высокого давления.