ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2015 года по МПК F02B23/08 F16K17/38 

Описание патента на изобретение RU2549382C1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий поршень и цилиндр, закрытый сверху головкой цилиндра, а также предкамеру, связанную с цилиндром соединительным каналом [1]. Недостатком данного технического решения является большая площадь охлаждения рабочего тела, постоянно находящегося как в цилиндре, так и в предкамере, что увеличивает потери теплоты и ухудшает пусковые качества и экономичность двигателя.

Известен также двигатель внутреннего сгорания [2], являющийся наиболее близким к предлагаемому техническому решению, содержащий цилиндр, головку цилиндра с топливной форсункой, поршень, нагнетательную камеру, ограниченную днищем поршня и головкой цилиндра; камеру сгорания, выполненную в днище поршня, и шибер, расположенный в головке цилиндра соосно с горловиной камеры сгорания. Шибер с установленной в нем искровой свечой имеет возможность управляемого вертикального перемещения и разделяет нагнетательную камеру и камеру сгорания. В шибере выполнен соединительный канал, связывающий нагнетательную камеру и камеру сгорания, входное отверстие соединительного канала расположено на боковой поверхности шибера. Входное отверстие соединительного канала может перекрываться горловиной камеры сгорания, а выходное отверстие соединительного канала расположено на торце шибера, обращенном к горловине камеры сгорания.

Недостатком этого изобретения, принятого за прототип, является большая площадь охлаждения рабочего тела, находящегося как в нагнетательной камере, так и в камере сгорания, что увеличивает потери теплоты и ухудшает пусковые качества двигателя.

Цель изобретения - повышение надежности пуска двигателя внутреннего сгорания путем уменьшения площади охлаждения рабочего тела в период пуска.

Поставленная цель достигается в двигателе внутреннего сгорания установкой на торце шибера, обращенном к горловине камеры сгорания, перегородки, выполненной из материала, обладающего эффектом памяти формы. В период пуска двигателя перегородка закрывает канал, соединяющий нагнетательную камеру и камеру сгорания.

Новым в двигателе внутреннего сгорания является установка на торце шибера, обращенном к горловине камеры сгорания, перегородки, выполненной из материала, обладающего эффектом памяти формы, закрывающей в период пуска двигателя канал, соединяющий нагнетательную камеру и камеру сгорания.

На фиг.1 представлен двигатель внутреннего сгорания при пуске двигателя; на фиг.2 представлен шибер с соединительным каналом и перегородкой, выполненной из материала, обладающего эффектом памяти формы, закрывающей канал, соединяющий нагнетательную камеру и камеру сгорания при пуске двигателя; на фиг.3 представлен шибер с соединительным каналом и перегородкой, выполненной из материала, обладающего эффектом памяти формы, при работе двигателя.

Двигатель внутреннего сгорания (фиг.1) содержит цилиндр 1, поршень 2, головку цилиндра 3 и шибер 4, расположенный в головке цилиндра 3 соосно с горловиной камеры сгорания 5. Шибер 4 разделяет нагнетательную камеру 6 и камеру сгорания 5. В шибере 4 размещен соединительный канал 7, связывающий нагнетательную камеру 6 переменного объема, ограниченную днищем поршня 2 и головкой цилиндра 3, и камеру сгорания 5, выполненную в днище поршня 2. Входное отверстие соединительного канала 7 расположено на боковой поверхности шибера 4 с возможностью его перекрытия горловиной камеры сгорания 5, а выходное отверстие расположено на торце шибера 4, обращенном к горловине камеры сгорания 5. На торце шибера 4, обращенном к горловине камеры сгорания 5, установлена перегородка 8, выполненная из материала, обладающего эффектом памяти формы. В период пуска двигателя перегородка 8 закрывает канал, соединяющий нагнетательную камеру 6 и камеру сгорания 5. Двигатель внутреннего сгорания имеет также установленную в шибере 4 искровую свечу 9 и установленную в головке цилиндра 3 топливную форсунку 10.

При пуске холодного двигателя (фиг.2) перегородка 8, выполненная из материала, обладающего эффектом памяти формы, прижата к выходному отверстию соединительного канала 7, связывающего нагнетательную камеру 6 и камеру сгорания 5, и препятствует перетеканию рабочего тела из нагнетательной камеры 6 в камеру сгорания 5; при работе двигателя (фиг.3) перегородка 8, выполненная из материала, обладающего эффектом памяти формы, нагревается, изменяет свою форму, занимает рабочее положение и открывает соединительный канал 7.

Двигатель внутреннего сгорания (фиг.1) в период пуска работает следующим образом. Перед пуском двигателя шибер 4 имеет низкую температуру, перегородка 8 прижата к торцу шибера 4, обращенному к горловине камеры сгорания 5, и перекрывает соединительный канал 7 (фиг.2). При движении поршня 2 к нижней мертвой точке (НМТ) в цилиндр 1 поступает свежий заряд воздуха. Затем при движении поршня 2 к верхней мертвой точке (ВМТ) воздух сжимается в нагнетательной камере 6 и камере сгорания 5. Топливо впрыскивается форсункой 10, перемешивается с воздухом и образует топливовоздушную смесь. Шибер 4 имеет возможность управляемого вертикального перемещения. При пуске двигателя шибер 4 выдвинут из головки цилиндра 3 (фиг.1). Выдвинутый шибер 4, входя в горловину камеры сгорания 5 при движении поршня 2 к ВМТ, разделяет камеру сгорания 5 и нагнетательную камеру 6. При дальнейшем движении поршня 2 к ВМТ шибер 4 остается неподвижным, давление в камере сгорания 5 растет, обеспечивая повышение температуры находящейся в ней топливовоздушной смеси, воспламенение этой топливовоздушной смеси от искровой свечи 9 и пуск двигателя. Находящаяся в камере сгорания 5 топливовоздушная смесь соприкасается только с торцом шибера 4, обращенным к горловине камеры сгорания 5, и со стенками камеры сгорания 5, расположенной в поршне 2 и имеющей минимально возможную поверхность охлаждения вследствие сферической формы.

После пуска двигателя и появления в цилиндре открытого пламени перегородка 8 нагревается, в материале перегородки 8 происходит мартенситное превращение [3], и она изменяет свою форму, занимая рабочее положение (фиг.3). Канал, соединяющий нагнетательную камеру 6 и камеру сгорания 5, открывается, и двигатель начинает работать следующим образом. При движении поршня 2 к НМТ в цилиндр 1 поступает свежий заряд воздуха. При движении поршня 2 к ВМТ воздух сжимается в нагнетательной камере 6 и камере сгорания 5. Топливо впрыскивается форсункой 10 и перемешивается с воздухом. В камере сгорания 5 образуется обогащенная топливовоздушная смесь. Выдвинутый шибер 4, входя в горловину камеры сгорания 5 при движении поршня 2 к ВМТ, разделяет камеру сгорания 5 и нагнетательную камеру 6. При дальнейшем движении поршня 2 к ВМТ объем камеры сгорания 5 остается постоянным, так как шибер 4 начинает вдвигаться в головку цилиндра 3, обеспечивая постоянный объем камеры сгорания 5. При дальнейшем движении поршня 2 к ВМТ давление в камере сгорания 5 не изменяется, а в нагнетательной камере 6 давление растет. При подходе поршня 2 к ВМТ шибер 4 занимает положение, обеспечивающее открытие соединительного канала 7 горловиной камеры сгорания 5. Происходит перепуск сжатого горячего воздуха из нагнетательной камеры 6 в камеру сгорания 5. Воздух воспламеняет обогащенную смесь, находящуюся в камере сгорания 5. Продукты сгорания, расширяясь в цилиндре 1, совершают работу, перемещая поршень 2 к НМТ. Затем отработавшие газы выпускаются, и цикл повторяется.

При остановке и остывании двигателя перегородка 8, выполненная из материала, обладающего эффектом памяти формы, охлаждается, и в ее материале происходит обратное мартенситное превращение [3], в результате которого перегородка принимает исходное положение (фиг.2). Если пуск производится на горячем двигателе, перегородка остается в рабочем положении и имеет высокую температуру, обеспечивая надежное воспламенение топлива и пуск горячего двигателя.

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

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кавтарадзе Р.З. Теория поршневых двигателей. Специальные главы: Учебник для вузов. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. - 720 с.

2. Способ работы многотопливного двигателя внутреннего сгорания и двигатель внутреннего сгорания. Патент РФ №2032818 С1, опубл. 10.04.95 г.

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

Похожие патенты RU2549382C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ РАБОТЫ МНОГОТОПЛИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И МНОГОТОПЛИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1993
  • Хасьянов Виктор Арифулович
RU2032818C1
СПОСОБ РАБОТЫ МНОГОТОПЛИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И МНОГОТОПЛИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1993
  • Хасьянов Виктор Арифулович
RU2032817C1
Детонационный двигатель внутреннего сгорания с регулируемой степенью сжатия 2024
  • Миронов Александр Александрович
RU2821675C1
Камера сгорания двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия 2019
  • Воробьев Владимир Иванович
  • Рогалев Владимир Владимирович
  • Фокин Юрий Иосифович
  • Космодамианский Андрей Сергеевич
  • Капустин Михаил Юрьевич
  • Стрекалов Николай Николаевич
  • Самотканов Александр Васильевич
  • Шевченко Дмитрий Николаевич
RU2727951C1
Способ детонационной работы и крейцкопфный двигатель 2023
  • Миронов Александр Александрович
RU2806929C1
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2006
  • Гальговский Владимир Рудольфович
  • Гальговская Ольга Владимировна
  • Голосов Анатолий Александрович
RU2359136C2
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2014
  • Фокин Юрий Иосифович
  • Рогалев Владимир Владимирович
  • Новиков Максим Александрович
RU2557816C1
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2004
  • Сергеев Александр Николаевич
RU2278985C2
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1990
  • Галиев Р.А.
  • Рудой Б.П.
RU2035598C1
УСТРОЙСТВО ТОПЛИВНО-УНИВЕРСАЛЬНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ДВУХТАКТНЫМ РАБОЧИМ ЦИКЛОМ 2004
  • Ахметов Сафа Ахметович
  • Ишмияров Марат Хафизович
  • Ахметов Салават Сафаевич
  • Кузеев Искандер Рустемович
  • Наумкин Евгений Анатольевич
RU2300646C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 549 382 C1

Реферат патента 2015 года ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра с установленной в ней топливной форсункой, нагнетательную камеру переменного объема, ограниченную днищем поршня и головкой цилиндра, камеру сгорания, выполненную в поршне с горловиной и расположенный в головке цилиндра соосно с горловиной камеры сгорания управляемый шибер с размещенной в нем искровой свечой, разделяющий нагнетательную камеру и камеру сгорания при движении поршня к верхней мертвой точке на ходе сжатия, а также расположенный в шибере соединительный канал, соединяющий нагнетательную камеру и камеру сгорания при подходе поршня к верхней мертвой точке, в соответствии с изобретением на торце шибера, обращенном к горловине камеры сгорания, установлена перегородка, выполненная из материала, обладающего эффектом памяти формы, закрывающая в период пуска двигателя канал, соединяющий нагнетательную камеру и камеру сгорания. Изобретение обеспечивает повышение надежности пуска двигателя путем уменьшения площади охлаждения рабочего тела в период пуска. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 549 382 C1

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с размещенным в нем поршнем, головку цилиндра с установленной в ней топливной форсункой, нагнетательную камеру переменного объема, ограниченную днищем поршня и головкой цилиндра, камеру сгорания, выполненную в поршне с горловиной и расположенный в головке цилиндра соосно с горловиной камеры сгорания управляемый шибер с размещенной в нем искровой свечой, разделяющий нагнетательную камеру и камеру сгорания при движении поршня к верхней мертвой точке на ходе сжатия, а также расположенный в шибере соединительный канал, соединяющий нагнетательную камеру и камеру сгорания при подходе поршня к верхней мертвой точке, отличающийся тем, что на торце шибера, обращенном к горловине камеры сгорания, установлена перегородка, выполненная из материала, обладающего эффектом памяти формы, закрывающая в период пуска двигателя канал, соединяющий нагнетательную камеру и камеру сгорания.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2549382C1

СПОСОБ РАБОТЫ МНОГОТОПЛИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И МНОГОТОПЛИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1993
  • Хасьянов Виктор Арифулович
RU2032818C1
СПОСОБ АВАРИЙНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ ПОТОКА РАБОЧЕЙ СРЕДЫ И КЛАПАН-ОТСЕКАТЕЛЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) 2005
  • Зарипов Фанил Роменович
  • Зайнутдинов Юрий Рифович
  • Падерин Михаил Григорьевич
  • Голов Сергей Викторович
  • Акульшин Михаил Дмитриевич
RU2293240C2
Запорный орган клапана 1976
  • Будаев М.М.
  • Гришин В.А.
  • Кошеверов В.Д.
SU713211A1
Отсечной клапан с термочувствительным управлением 1977
  • Гришин Виктор Александрович
  • Давыдов Юрий Петрович
  • Колобаев Андрей Александрович
  • Кошеверов Владислав Дмитриевич
  • Соловьев Виктор Петрович
SU629393A1
ИЗДЕЛИЕ, ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ, С ИЗОЛИРОВАННЫМ ИСТОЧНИКОМ ТЕПЛА 2018
  • Дюк, Фабьен
RU2772453C2
СПОСОБ ДРОБЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ 1995
  • Зарогатский Л.П.
  • Туркин В.Я.
RU2079365C1

RU 2 549 382 C1

Авторы

Рогалев Владимир Владимирович

Фокин Юрий Иосифович

Даты

2015-04-27Публикация

2014-03-05Подача