Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1986 года по МПК F02B37/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с воздушным охлаждением и с дополнительной камерой сгорания.

Цель изобретения - повышение эффективности двигателя внутреннего сгорания путем утилизации тепла и стабилизации теплового состояния цилиндра и крышки. На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого двигателя.

Двигатель внутреннего сгорания содержит по меньшей мере один цилиндр 1 с крышкой 2 и ребрами 3 воздушного охлаждения, кожух 4, турбокомпрессор 5, дополнительную камеру 6 сгорания, силовую турбину 7, обводной канал 8, орган 9 подачи топлива в дополнительную камеру 6 сгорания, дополнительный нагнетатель 10, блок 11 управления, выпускной патрубок 12 с органом 13 его перекрытия и датчик 14 температуры. Кожух 4 снабжен приемным и выпускным окнами 15 и 16 и охватывает цилиндр 1. Турбокомпрессор 5 установлен в газовыхлопной магистрали 17 и подключен воздухонапорным патрубком 18 к впускному ресиверу 19 и газоприемным отверстием 20- к выхлопному трубопроводу 21. Дополнительная камера 6 сгорания и силовая турбина 7 установлены в газовыхлопной магистрали 17, а обводной канал 8 подключен к выпускным окнам 16 кожуха 4 и к дополнительной камере 6 сгорания. Дополнительный нагнетатель 10 установлен на одном валу 22 с силовой турбиной 7 и подсоединен к приемному окну 15 кожуха 4. Блок И управления подключен к датчику 14 температуры, к органу 9 подачи топлива в дополнительную камеру 6 сгорания и к сервоприводу 23 органа 13 перекрытия выпускного патрубка 12. Дополнительная камера 6 сгорания установлена между турбокомпрессором 5 и силовой турбиной 7, а выпускной патрубок 12 подсоединен к газовыхлопной магистрали 17 между турбокомпрессором 5 и дополнительной камерой 6 сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания работает следуюшим образом.

Турбокомпрессор 5 сжимает в компрессоре воздух и подает его через воздухонапорный патрубок 18 во впускной ресивер 19 и в цилиндр 1 двигателя, где после подачи топлива осуществляется его сгорание и совершается рабочий ход поршня. Отработавшие газы из выхлопного трубопровода 21 поступают в газоприемное отверстие 20 турбокомпрессора 5 и раскручивают его. Затем отработавшие газы из турбокомпрессора 5 поступают в газовыхлопную магистраль 17 и в дополнительную камеру 6 сгорания, где дожигаются и поступают на силовую турбину 7, которая раскручивает вал 22 и установленный на нем дополнительный Нагнетатель 10, который подает

охлаждающий воздух в приемное окно 15 кожуха 4. Воздух, проходя между ребрами 3, охлаждает цилиндр 1 и крышку 2, а затем подогретый воздух поступает через

выпускное окно 16 в обводной канал Вив дополнительную камеру 6 сгорания.

На номинальном и максимальном режимах работы двигателя, при которых возникает необходимость наиболее эффективного охлаждения цилиндра 1 и их крышки 2,

выпускные газы из турбины турбокомпрессора 5 поступают по газовыхлопной магистрали 17 в дополнительную камеру 6 сгорания при полностью закрытом органе 13 перекрытия выпускного патрубка 12. Одновременно в ту же камеру 6 поступает по каналу 8 сжатый дополнительным нагнетателем 10 и нагретый в кожухе 4 воздух. Тогда же поступает дополнительное топливо, количество которого регулируется сервомеханизмом органа 9 подачи топлива в зависимости от тем0 пературы, измеряемой датчиком 14.

Измерение температуры крышки 2 цилиндра 1 может осуществляться датчиком 14 с аналоговым выходом, одновременно используемым для указания температуры на щитке

5 контрольных приборов. Выходной сигнал датчика 14 подается на двойной компаратор уровня в блоке 11 управления. При уменьшении нагрузки двигателя и снижении температуры его деталей блок 11 управления выдает команду на уменьшение подачи дополнительного топлива в дополнительную камеру 6 сгорания с помощью сервомеханизма органа 9 подачи топлива. После полного прекрашения подачи топлива выдается команда на открытие органа 13 перекрытия патрубка 12 сервоприводом 23. При увеличении температуры действие сервомеханизмов осушествляется в обратной последовательности. Гистерезис при срабатывании в условиях повышения температуры и ее снижения регулируется величи0 ной обратной связи усилителя компаратора в пределах 5°С. Измерение температуры и управление может осуществляться также посредством предельных температурных выключателей.

Цепь управления может блокироваться выключателем, установленным на щитке приборов, что позволяет также осуществлять управление вручную в любой момент прогрева.

Формула изобретения

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньщей мере один цилиндр с крыщкой и ребрами воздушного охлаждения, кожух, имеющий приемное и выпускное окна и охватывающий цилиндр, турбокомпрессор, установленный в газовыхлопной магистрали и подключенный воздухонапорным патрубком к впускному ресиверу и газоприемным отверстием к выхлопному трубопроводу, дополнительную камеру сгорания и силовую турбину, установленные в газовыхлопной магистрали, обводной канал, подключенный к выпускным окнам кожуха и к дополнительной камере сгорания, и орган подачи топлива в дополнительную камеру сгорания, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем утилизации тепла и стабклизации теплового состояния цилиндра и крышки, он снабжен дополнительным нагнетателем, блоком управления, выпускным патрубком с органом его перекрытия и датчиком температуры крышки цилиндра, причем дополнительный нагнетатель установлен на одном валу с силовой турбиной и подсоединен к приемному окну кожуха, блок управления подключен к датчику температуры, к органу подачи топлива в дополнительную камеру сгорания и к сервоприводу органа перекрытия выпускного патрубка, дополнительная камера сгорания установлена между турбокомпрессором и силовой турбиной, а выпускной патрубок подсоединен к газовыхлопной магисграли между турбокомпрессором и дополнительной камерой сгорания.

Изобретение может быть использовано для воздушного охлаждения двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и утилизации энергии газов в силовой турбине. Цель изобретения - повышение эффективности ДВС путем утилизации тепла и стабилизации теплового состояния цилиндра. ДВС содержит цилиндр 1 с крышкой 2 и ребрами 3 воздушного охлаждения, кожух 4. Дополнительная камера 6 сгорания установлена между турбокомпрессором 5 и силовой турбиной 7. Отработавшие газы из турбокомпрессора 5 дожигаются в дополнительной камере 6 сгорания и утилизируются в силовой турбине 7. Дополнительный нагнетатель 10 подает сжатый воздух в кожух 4 для охлаждения цилиндра 1 и крышки 2. Блок 11 управления регулирует подачу топлива и газов в камеру 6 сгорания. I ил. сл to а го о | N5