Способ подачи воздуха во внешнюю камеру сгорания двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания из нескольких надпоршневых полостей компрессора Российский патент 2019 года по МПК F02B39/12 F02B33/00 F02G3/02 F02D29/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ближайший аналог заявленного изобретения патент 2641998 «Способ управления уровнем зарядки пневмоаккумулятора двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания».

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

По патенту 2641998 уровень максимальной зарядки пневмоаккумулятора зависит от рабочего объема надпоршневой полости поршня компрессора. Цель заявленного изобретения - расширить диапазон управления уровнем зарядки пневмоаккумулятора двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания применением многопоршневого компрессора.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

При пуске двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания (далее - двигатель, см. фигуру) во внешнюю камеру сгорания 1 форсункой 2 подается топливо и воспламеняется свечой зажигания 3. Продукты сгорания из внешней камеры сгорания 1 через открытый впускной клапан 4 поступают в надпоршневую полость силового поршня 5, и он под действием продуктов сгорания начинает движение в нижнюю мертвую точку, которое кривошипно-шатунным механизмом силового поршня 6 преобразуется во вращательное движение соединительного вала 7. Вращательное движение соединительного вала 7 передается кривошипно-шатунному механизму первого поршня компрессора 8 таким образом, что первый поршень компрессора 9 движется в верхнюю мертвую точку. Сжимаемый в надпоршневой полости поршня первого компрессора 9 воздух через обратный клапан 10 поступает пневмоаккумулятор 11 и через обратный клапан 12 во внешнюю камеру сгорания 1, поддерживая в ней горение топлива. После того как силовой поршень 5 окажется в нижней мертвой точке, а первый поршень компрессора 9 в верхней мертвой точке, кинетическая энергия маховика 13 меняет направление движения обоих поршней. При движении первого поршня компрессора 9 в нижнюю мертвую точку воздух из атмосферы через обратный клапан 14 засасывается в надпоршневую полость первого поршня компрессора 9. Одновременно система управления переводит впускной клапан 4 в закрытое (левое) положение, а выпускной клапан 15 в открытое (правое) положение, и при движении силового поршня 5 в верхнюю мертвую точку отработавшие продукты сгорания из надпоршневой полости силового поршня 5 через открытый клапан выпуска отработавших продуктов сгорания 15 выбрасываются в атмосферу. Завершается первый рабочий цикл и начинается очередной рабочий цикл. Для обеспечения задаваемой мощности двигателя система управления в момент времени, когда масса подаваемого из надпоршневой полости первого поршня компрессора 9 во внешнюю камеру сгорания 1 воздуха обеспечит работу двигателя на режиме задаваемой мощности, открывает клапан выпуска излишка воздуха из надпоршневой полости первого поршня компрессора 16. Подача во внешнюю камеру сгорания 1 воздуха прекращается, чем и обеспечивается действие двигателя на режиме задаваемой мощности от холостого хода и более.

Для обеспечения увеличения мощности двигателя до максимальной мощности система управления сцеплением очередного поршня компрессора 17 соединяет соединительный вал 7 с кривошипно-шатунным механизмом очередного поршня компрессора 18, и очередной поршень компрессора 19 (компрессор может включать от одного до нескольких поршней) движется в верхнюю мертвую точку. Сжимаемый в надпоршневой полости очередного поршня компрессора 19 воздух через обратный клапан 20 поступает в пневмоаккумулятор 11 и через обратный клапан 12 во внешнюю камеру сгорания 1. В момент времени, когда масса подаваемого из надпоршневой полости очередного поршня компрессора 19 во внешнюю камеру сгорания 1 воздуха обеспечит увеличение мощности двигателя до максимальной мощности, открывает клапан выпуска излишка воздуха из надпоршневой полости очередного поршня компрессора 21. Подача во внешнюю камеру сгорания 1 воздуха прекращается, чем и обеспечивается действие двигателя вплоть до максимальной мощности. Обратный клапан 22 служит для впуска воздух из атмосферы в надпоршневую полость очередного поршня компрессора.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ подачи воздуха во внешнюю камеру сгорания двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания из нескольких надпоршневых полостей компрессора, включающего систему управления, кривошипно-шатунный механизм первого поршня компрессора, связанного с кривошипно-шатунным механизмом силового поршня при помощи соединительного вала, кривошипно-шатунный механизм очередного поршня компрессора, соединенный с соединительным валом при помощи сцепления с системой управления сцеплением, внешнюю камеру сгорания и клапан выпуска излишка воздуха из надпоршневой полости первого и очередного поршня компрессора, отличающийся тем. что для обеспечения увеличения мощности двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания до максимальной мощности система управления сцеплением очередного поршня компрессора соединяет соединительный вал с кривошипно-шатунным механизмом очередного поршня компрессора, и очередной поршень компрессора движется в верхнюю мертвую точку, при этом сжимаемый в надпоршневой полости очередного поршня компрессора воздух поступает в пневмоаккумулятор и во внешнюю камеру сгорания, и в момент времени, когда масса подаваемого из надпоршневой полости очередного поршня компрессора во внешнюю камеру сгорания воздуха обеспечит увеличение мощности двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания до максимальной мощности, открывает клапан выпуска излишка воздуха из надпоршневой полости очередного поршня компрессора.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Затраты на НИОКР заявленного изобретения не могут значительно отличаться от таковых при проектировании и отработки классических ДВС.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Принципиальная схема двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания с подачей воздуха во внешнюю камеру сгорания из нескольких надпоршневых полостей компрессора.

1 - внешняя камера сгорания; 2 - форсунка; 3 - свеча зажигания; 4 - впускной клапан; 5 - силовой поршень; 6 - кривошипно-шатунный механизм силового поршня; 7 - соединительный вал; 8 - кривошипно-шатунный механизм первого поршня компрессора; 9 - первый поршень компрессора; 10, 12, 14, 20 - обратный клапан; 13 - маховик; 15 - клапан выпуска отработавших продуктов сгорания; 15 - клапан выпуска продуктов сгорания; 16 - клапан выпуска излишка воздуха из надпоршневой полости первого поршня компрессора; 17 - сцепление очередного поршня компрессора; 18 - кривошипно-шатунным механизмом очередного поршня компрессора; 19 - очередной поршень компрессора; 20 - обратный клапан выпуска излишка воздуха из надпоршневой полости очередного поршня компрессора; 21 - клапан выпуска излишка воздуха из надпоршневой полости очередного поршня компрессора; 22 - обратный клапан впуска воздух из атмосферы в надпоршневую полость очередного поршня компрессора.

Для обеспечения увеличения мощности двигателя до максимальной мощности система управления сцеплением очередного поршня компрессора соединяет соединительный вал с кривошипно-шатунным механизмом очередного поршня компрессора, и очередной поршень компрессора (компрессор может включать от одного до нескольких поршней) движется в верхнюю мертвую точку. Сжимаемый в надпоршневой полости очередного поршня компрессора воздух поступает в пневмоаккумулятор и во внешнюю камеру сгорания и в момент времени, когда масса подаваемого из надпоршневой полости очередного поршня компрессора во внешнюю камеру сгорания воздуха обеспечит увеличение мощности двигателя до максимальной мощности, открывает клапан выпуска излишка воздуха из надпоршневой полости очередного поршня компрессора. Подача во внешнюю камеру сгорания воздуха прекращается, чем и обеспечивается действие двигателя вплоть до максимальной мощности. 1 ил.

Способ подачи воздуха во внешнюю камеру сгорания двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания из нескольких надпоршневых полостей компрессора, включающего систему управления, кривошипно-шатунный механизм первого поршня компрессора, связанного с кривошипно-шатунным механизмом силового поршня при помощи соединительного вала, кривошипно-шатунный механизм очередного поршня компрессора, соединенный с соединительным валом при помощи сцепления с системой управления сцеплением, внешнюю камеру сгорания и клапан выпуска излишка воздуха из надпоршневой полости первого и очередного поршня компрессора, отличающийся тем, что для обеспечения увеличения мощности двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания до максимальной мощности система управления сцеплением очередного поршня компрессора соединяет соединительный вал с кривошипно-шатунным механизмом очередного поршня компрессора, и очередной поршень компрессора движется в верхнюю мертвую точку, при этом сжимаемый в надпоршневой полости очередного поршня компрессора воздух поступает в пневмоаккумулятор и во внешнюю камеру сгорания и в момент времени, когда масса подаваемого из надпоршневой полости очередного поршня компрессора во внешнюю камеру сгорания воздуха обеспечит увеличение мощности двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания до максимальной мощности, открывает клапан выпуска излишка воздуха из надпоршневой полости очередного поршня компрессора.