ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2014 года по МПК F02B41/06 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к четырехтактным двигателям внутреннего сгорания, состоящим из двух параллельно расположенных цилиндров, соединенных между собой каналом.

Известны четырехтактные двигатели внутреннего сгорания, состоящие из основного и дополнительного цилиндров, расположенных параллельно друг другу и соединенных между собой каналом. Смесеобразование происходит только в одном из цилиндров, а расширение осуществляется как в основном, так и в дополнительном цилиндре [1, 2]. На такте впуска поршни обоих цилиндров движутся вниз, засасывая через открытый впускной клапан в один из цилиндров горючую смесь, а во второй цилиндр - чистый воздух. Когда поршни приходят в нижние мертвые точки, впускной клапан закрывается. На такте сжатия поршни движутся вверх, сжимая в основном цилиндре горючую смесь, а в дополнительном - чистый воздух. После воспламенения топлива горячие газы вследствие повысившегося давления начинают перетекать по специальному каналу в дополнительный цилиндр, в котором сжимался чистый воздух. Расширение горячих газов осуществляется одновременно в обоих цилиндрах, воздействуя сразу на оба поршня. После достижения обоими поршнями нижней мертвой точки открывается выпускной клапан и при дальнейшем движении поршней вверх происходит выпуск отработавших газов. Благодаря этому увеличивается продолжительность смесеобразования и степень расширения горячих газов, что позволяет улучшить процессы смесеобразования и сгорания, а также снизить содержание токсических веществ в отработавших газах.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является двигатель внутреннего сгорания [3], состоящий из основного и дополнительного цилиндров, соединенных между собой каналом. Смесеобразование производится в течение тактов впуска и сжатия в объеме основного цилиндра. В процессе сгорания горючая смесь вытесняется в дополнительный цилиндр с находящимся в нем сжатым воздухом. Расширение происходит в обоих цилиндрах.

Недостатком этого технического решения является большая площадь охлаждения рабочего тела, находящегося как в основном, так и в дополнительном цилиндрах, что затрудняет пуск двигателя, так как в процессе сжатия при пуске холодного двигателя рабочее тело сильно охлаждается.

Цель изобретения - повышение пусковых качеств двигателя внутреннего сгорания путем разъединения основного и дополнительного цилиндров в период пуска и прогрева двигателя.

Поставленная цель достигается установкой в канале, соединяющем основной и дополнительный цилиндры, лепесткового клапана, шторка которого выполнена из материала, обладающего эффектом памяти формы, закрывающего в период пуска двигателя канал, соединяющий цилиндры.

Новым в двигателе внутреннего сгорания является установка в канале, соединяющем основной и дополнительный цилиндры, лепесткового клапана, шторка которого выполнена из материала, обладающего эффектом памяти формы, закрывающего в период пуска двигателя соединительный канал.

На фиг.1 представлен двигатель внутреннего сгорания, состоящий из основного и дополнительного цилиндров с соединяющим их каналом и лепестковым клапаном, разъединяющим цилиндры в период пуска и прогрева холодного двигателя; на фиг.2 представлен двигатель внутреннего сгорания с открытым лепестковым клапаном при работе двигателя.

Двигатель внутреннего сгорания состоит из параллельно расположенных цилиндров 1 и 2 с общей крышкой 3, в которых находятся поршни 4 и 5, соединенные шатунами с коленчатым валом 6, кривошипы которого направлены в одну сторону. В основном цилиндре 1 размещены впускной 7 и выпускной 8 клапаны. Основной цилиндр 1 и дополнительный цилиндр 2 соединяются между собой каналом 9. В канале 9 размещена шторка лепесткового клапана 10, закрепленная на крышке цилиндров 3. При пуске и прогреве холодного двигателя шторка лепесткового клапана 10 (фиг.1) отогнута от поверхности крышки цилиндров 3 и перекрывает канал 9, соединяющий цилиндры 1 и 2, препятствуя движению рабочего тела по каналу 9; при работе двигателя шторка лепесткового клапана 10, выполненная из материала, обладающего эффектом памяти формы, открывает канал 9 между цилиндрами 1 и 2 и занимает рабочее положение (фиг.2), прижимаясь к поверхности крышки цилиндров 3.

Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом. При пуске и прогреве холодного двигателя, фиг.1, шторка лепесткового клапана 10 отогнута от поверхности крышки цилиндров 3 и перекрывает канал 9, соединяющий цилиндры 1 и 2, препятствуя движению рабочего тела по каналу 9. Рабочее тело находится только в основном цилиндре 1, площадь охлаждения рабочего тела минимальна и двигатель легче пускается и быстрее прогревается. После пуска и прогрева двигателя в материале шторки лепесткового клапана 10 происходит мартенситное превращение [4], и она изменяет свою форму, прижимаясь к поверхности крышки цилиндра 3, и занимает рабочее положение, показанное на фиг.2.

При остановке и остывании двигателя материал шторки лепесткового клапана охлаждается и в нем происходит обратное мартенситное превращение [4], в результате которого шторка лепесткового клапана принимает исходное положение.

Если пуск производится на горячем двигателе, шторка лепесткового клапана имеет температуру, равную температуре крышки цилиндров, остается в рабочем положении, обеспечивая надежный пуск и работу горячего двигателя.

Использование предлагаемого технического решения способствует повышению надежности пуска двигателя внутреннего сгорания.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кушуль В.М. Знакомьтесь - двигатель нового типа. Л.: Судостроение, 1966. - 117 с.

2. Кушуль В.М. Новый тип двигателя внутреннего сгорания. Л.: Судостроение, 1965. - 211 с.

3. Патент РФ №2095585 C1, опубл. 10.11.1997 «Способ работы двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия и двигатель».

4. Применение эффекта памяти формы в современном машиностроении. / А.С. Тихонов, А.П. Герасимов, И.И. Прохорова - М.: Машиностроение, 1981, - 80 с.

Изобретение относится к четырехтактным двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение пусковых качеств двигателя внутреннего сгорания путем разъединения основного и дополнительного цилиндров в период пуска и прогрева двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что в канале, соединяющем основной и дополнительный цилиндры, установлен лепестковый клапан, шторка которого выполнена из материала, обладающего эффектом памяти формы. При пуске и прогреве холодного двигателя шторка лепесткового клапана перекрывает канал, соединяющий основной и дополнительный цилиндры. Работает основной цилиндр. Площадь охлаждения рабочего тела минимальна и двигатель легче пускается и быстрее прогревается. После прогрева шторки лепесткового клапана происходит мартенситное превращение материала, и она изменяет свою форму, открывая канал, соединяющий основной и дополнительный цилиндры. 2 ил.

Двигатель внутреннего сгорания, состоящий из основного цилиндра, в котором осуществляется смесеобразование, и дополнительного цилиндра, расположенного параллельно основному и соединенного с ним каналом, по которому перетекают газы, расширяющиеся как в основном, так и в дополнительном цилиндре, отличающийся тем, что в канале, соединяющем основной и дополнительный цилиндры, установлен лепестковый клапан, шторка которого выполнена из материала, обладающего эффектом памяти формы, закрывающий в период пуска двигателя соединительный канал.