Двигатель внутреннего сгорания с гидравлическим приводом Советский патент 1987 года по МПК F02B71/04 

: Изобретение относится к двигателестрое- нию, а именно к двигателям внутреннего сгорания с гидравлическим приводом.

Цель изобретения - повышение стабильности работы и надежности.

На чертеже схематично изображен двигатель, общий вид.

Двигатель внутреннего сгорания с гидравлическим приводом содержит цилиндры 1-4, расположенные попарно оппозитно и параллельно друг другу в два ряда, поршни 5, разделяющие объемы цилиндров 1-4 на рабочую камеру и гидравлическую под- поршневую полость. Поршни 5 каждой пары цилиндров 1-2 и 3-4 снабжены штоками 6. На штоке 6 в средней его части выполнен плунжер 7, размещенный в гильзе 8 и разделяющий полость гильзы 8 на плунжерную и подплунжерную гидравлические полости, которые изолированы от полостей цилиндров 1-4. Подпоршневые полости каждого цилиндра 1-4 связаны через напорную 9 и сливную 10 магистрали с соответствующими гидромоторами 11 и 12, причем все гидромоторы связаны общим валом. На напорно-сливных магистралях 9 и 10 установлены четыре обратных клапана 13. Напорная 9 и сливная 10 магистрали каждого гидромотора 12 и 11 сообщены между собой перепускной магистралью 14 с регулирующим органом 15. Регулирующие органы 15 каждой перепускной магистрали согласованы общим управлением. Каждый цилиндр имеет впускные окна 16, головку 17 цилиндров с размещенными в ней выпускными клапанами 18 с исполнительными плунжерными парами 19 и 20, топливные насосы - форсунки 21 с ис- : полнительными плунжерными парами 22 и 23. Исполнительные плунжерные пары 19 и 20, 22 и 23 связаны каналами 24-27 с гид- равлическцми полостями гильзы 8. В головке 17 цилиндров также размещен штуцер подвода сжатого воздуха с обратным клапаном 28.

Открытие выпускных клапанов 18 и впрыск топлива насосами-форсунками 21 осуп ествляется при помощи исполнительных плунжерных пар 19 и 20, 22 и 23 распределительного механизма. Каждая гидравлическая полость гильзы 8 связана каналами 24 и 26 с исполнительными парами 22 и 23 насосов-форсунок 21, оппозит- ных цилиндров 1(3), 2(4), а каналами 25 и 27 - с плунжерными парами 19 и 20 выпускных клапанов этих же цилиндров. Гидравлические полости гильзы 8 сообщены между собой перепускным каналом 29 с гидроаккумулятором 30. Двигатель содержит систему подпитки рабочей жидкостью, которая состоит из емкости 31, каналов 32 и 33 с обратными клапанами 34 и 35.

Двигатель снабжен механизмом воздушного запуска, включающим цилиндр 36, золотник 37 с двумя кольцевыми проточка0

5

ми, исполнительными плунжерным;-; парами 38 и 39, соединенными патрубками 40 и 41 с каналами 25 и 26 распределительного механизма,трубопроводы провода воздуха к цилиндрам 42-45 с впускными штуцерами, снабженными обратными клапанами, а также клапан 46 впуска в систему сжатого воздуха.

Двигатель работает по двухтактно.му циклу с чередованием фаз; сжатием в цилинд- pax 1 и 3 и одновременным рабочим ходом в цилиндрах 2 и 4, и затем наоборот - рабочим ходом в цилиндрах 1 и 3 и сжатием в цилиндрах 2 и 4.

Благодаря предлагаемому расположению 5 цилиндров - механическому соединению поршней парных цилиндров 1 - 2 и 3-4 штоками и гидравлическому соединению под- поршневых полостей параллельно расположенных цилиндров -4 и 2-3 достигается согласованная, синхронная работа всех поршней.

При движении поршней под, воздействием перепада давлений между камерой сгорания и подпоршневой полостью попеременно в накрест лежащих цилиндрах происходит постоянный переток рабочей жидкости из подпорщневых полостей параллельных цилиндров 1-4, 4 -- и 3- -2, 2---3. Расположенные в напорно-сливных гидромагистралях 9 и 10 обратные к.лапаны 13 обес0 печивают переток рабочей жидкости через подключенные гидромоторы постоянно в одном направлении, независимо от хода поршней. Таким образом, гидромоторы постоянно, каждый такт получают энергию. Магистрали 14 с регулирующими органами 15 слу5 жат для перепуска рабочей жидкости при запуске и плавного включе 1ия нагрузки. Конструкцией предусматривается подпитка рабочей жидкостью в случае ее утечки, которая осуществляется автоматически из емкости 31 в систему (цилиндров 1-- 4 че рез обратный клапан 34 по каналу 32 или в систему цилиндров 2-3 через обратный клапан 35 по каналу 33.

Распределительные механизмы парных цилиндров 1-2 и 3-4 работают по одинаковому принципу следующим образом. Плунжер 7, передвигаясь в полой гильзе 8 совместно с поршнями 5 парных цилиндров 1-2 (3-4), переменхает жидкость, которая перетекает по перепускному каналу 29 из одной части гильзы, разделенной плунже0 ром 7, в другую до тех пор, пока плунжер 7 пе перекроет собой одно из отверстий канала 29. При дальнейшем перемещении плунжера 7, совпадающем с завершением такта сжатия в цилиндре 1 (3) и рабочего хода в цилиндре 2(4), жидкость

5 нагнетается плунжером 7 по каналу 25 к исполнительным плунжерным парам 20 выпускных клапанов 18 цилиндра 2(4) и по каналу 24 к исполнительной плунжерной паре

5

22 топливной насос-форсунки 21 цилиндра 1(3). При этом в подплунжерное пространство гильзы 8 поступает жидкость из гидроаккумулятора 30, поскольку отверстие канала 29 перекрыто плунжером 7. Исполнительные плунжеры 20 цилиндра 2(4) под воздействием давления жидкости открывают выпускные клапаны 18, происходит выпуск в цилиндре 2(4), а через впускные окна 16 в цилиндр начинает поступать воздух под избыточным давлением от нагнетателя (не показан), приводимого В действие от гидравлических моторов. Происходит вентиляция камеры сгорания и заполнение ее воздухом.

В цилиндре 1 (3) под воздействием исполнительной плунжерной пары 22 происходит впрыск топлива насос-форсункой 21. Под действием перепада давления при воспламенении топлива в цилиндрах 1 (3) поршни 5 начинают двигаться в противоположном направлении. Одновременно с поршнями

Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания с гидравлическим приводом, содержащий цилиндры, поршни, разделяющие объемы цилинд5 ров на рабочую камеру и гидравлическую подпоршневую полость и снабженные што- кам и, плунжеры, выполненные на штоках, гильзы с подплунжерной и надплунжерной гидравлическими полостями, изолированны Q ми от полостей цилиндров, в которых размещены плунжеры, гидромоторы, связанные с подпоршневой полостью каждого цилиндра напорной сливной магистралями, которые снабжены обратными клапанами, гидроаккумуляторы, клапаны впуска-выпуска с испол15 нителъными плунжерными парами, связанными каналами с гидравлическими полостями гильзы, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности работы и надежности, цилиндры расположены попарно оппозитно и параллельно друг другу в два

начинает обратное перемещение плунжер 7. ° P« каждая пара оппозитных цилиндВыпускные клапаны 18 цилиндра 2(4) закрываются. В цилиндре 2(4) начинается такт сжатия. Таким образом, работа механизма распределения осуществляется за счет энергии амортизации хода поршней в конце тактов. Подача топлива к насос- форсункам 21 осуществляется от топливного насоса низкого давления (не показан), приводимого от гидромоторов.

Подача сжатого воздуха при запуске

25

ров связана гильзой, а поршни соединены штоками, плунжеры которых размещены в средней их части, а цилиндры каждого ряда сообщены с соответствующим гидромотором, причем все гидромоторы связаны с общим валом.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что каждый цилиндр снабжен насосом-форсункой с исполнительной плунжерной парой, причем каждая гидравлическая полость

осуществляется поочередно в цилиндры 1-3 30 гильзы связана каналом с исполнительной

плунжерной парой насоса-форсунки одного из оппозитных цилиндров и с плунжерной парой выпускных клапанов другого цилиндра одной пары, а полости гильзы сообщены между собой перепускным каналом

пуска, получающие импульсы по патрубкам 35 с гидроаккумулятором.

и 2-4 от баллона (не показан) через пусковой клапан 46. и распределитель, выполненный в виде цилиндра 36 и золотника 37 с проточками. Исполнительные плунжерные пары 38 и 39 механизма за40 и 41 от одного из pacпpeдeлитev ьныx механизмов (в данном случае пары цилинд- ров 1-2), перемещают поочередно золотник 37 по цилиндру 36 тем, самым сообщая подводящий канал сжатого воздуха через проточки золотника 37 с каналами 42, 44 и 43, 45, подводящими воздух через обратные клапаны соответственно в цилиндры 1-3 и 2-4.

Таким образом, система двигателя, основанная на совместной, синхронной работе четырех цилиндров и работе распределительных механизмов, использующих энергию амортизации хода поршневых пар, значительно увеличивает удельную мощность предлагаемого двигателя по сравнению с известными и обеспечивает устойчивость его работы.

40

45

50

3.Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен системой запуска, выполненной в виде золотникового механизма, сообщенного с рабочими камерами цилиндров и с каналами исполнительных механизмов насоса-форсунки одного цилиндра и выпускных клапанов другого цилиндра.

4.Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен гидравлической емкостью, связанной с подпоршневыми полостями оппозитных цилиндров через обратные клапаны.

5.Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что напорная и сливная магистрали каждого гидромотора сообщены между собой перепускной магистралью с регулирующим органом.

Составитель С. Андреева

Редактор А. СабоТехред И. ВересКорректор А. Ильин

Заказ 944/34Тираж 504Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания с гидравлическим приводом, содержащий цилиндры, поршни, разделяющие объемы цилиндров на рабочую камеру и гидравлическую подпоршневую полость и снабженные што- кам и, плунжеры, выполненные на штоках, гильзы с подплунжерной и надплунжерной гидравлическими полостями, изолированными от полостей цилиндров, в которых размещены плунжеры, гидромоторы, связанные с подпоршневой полостью каждого цилиндра напорной сливной магистралями, которые снабжены обратными клапанами, гидроаккумуляторы, клапаны впуска-выпуска с исполнителъными плунжерными парами, связанными каналами с гидравлическими полостями гильзы, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности работы и надежности, цилиндры расположены попарно оппозитно и параллельно друг другу в два

P« каждая пара оппозитных цилиндP« каждая пара оппозитных цилинд

ров связана гильзой, а поршни соединены штоками, плунжеры которых размещены в средней их части, а цилиндры каждого ряда сообщены с соответствующим гидромотором, причем все гидромоторы связаны с общим валом.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что каждый цилиндр снабжен насосом-форсункой с исполнительной плунжерной парой, причем каждая гидравлическая полость

с гидроаккумулятором.

3.Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен системой запуска, выполненной в виде золотникового механизма, сообщенного с рабочими камерами цилиндров и с каналами исполнительных механизмов насоса-форсунки одного цилиндра и выпускных клапанов другого цилиндра.

4.Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен гидравлической емкостью, связанной с подпоршневыми полостями оппозитных цилиндров через обратные клапаны.

5.Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что напорная и сливная магистрали каждого гидромотора сообщены между собой перепускной магистралью с регулирующим органом.

Изобретение относится к двигателе- строению и позволяет повысить стабильность работы и надежность. Цилиндры (Ц) 1-4 расположены попарно оппозитно и параллельно друг другу в два ряда, и каждая пара оппозитных Ц связана гильзой 8, полости которой сообщены между собой перепускным каналом. Поршни 5 соединены штоками 6, плунжеры 7 которых размеГОВОеле- иль (Ц) пакажй 8, пенены змешены в их средней части. Система запуска выполнена в виде золотникового механизма, сообщенного с рабочими камерами Ц 1-4 и с каналами 24, 26 и 25, 27. Гидравлическая емкость связана с подпорш- невыми полостями оппозитных Ц через обратные клапаны 13, обеспечиваюшие переток рабочей жидкости через подключенные нагрузочные гидромоторы 11 и 12 постоянно в одном направлении независимо от хода поршней 5. Напорная и сливная магистрали 9 и 10 каждого гидромотора со- обшены между собой перепускной магистралью 14 с регулирующим органом 15. Такое выполнение, основанное на совместной синхронной работе Ц 1--4, использующих энергию амортизации хода порщневых пар, значительно увеличивает удельную мощность двигателя и обеспечивает устойчивость его работы. 4 з.п. ф-лы, 1 ил. i9 П И ig оо о ОС 00 1 М 4/ W 20 23 20