Двигатель внутреннего сгорания и способ работы двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1987 года по МПК F02B33/22 

2. Способ работы двигателя внутреннего сгорания путем подачи увлажненного заряда в компрессорный цилиндр, перепуска сжатого в нем заряда в сепаратор-влагоот- делитель, выделения влаги при помощи охлаждения, нагрева заряда в нагревателе от теплоты продуктов сгорания, дополнительного нагрева от сжигания топлива, подачи заряда в расширительный цилиндр, преобразования энергии расширяющихся газов во вращательную энергию вала и перепуска отработавших газов в теплообмен- ную камеру, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности двигателя, сжигание топлива осуществляют в расширительном цилиндре, отработавшие газы из расширительного цилиндра частично перепускают в теплообменную камеру, а частично оставляют в цилиндре и смешивают

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания и способам их работы.

Цель изобретения - повышение эффективности путем увеличения степени сжатия и уменьшения токсичности.

На чертеже изображена схема описываемого двигателя.

Компрессорный цилиндр 1 с поршнем 2 подключен через клапан 3 к воздуховпуск- ной магистрали 4, снабженной водяным карбюратором 5. Перепускная труба 6 с се- паратором-влагоотделителем 7 соединяет компрессорный цилиндр 1 с входом 8 нагревателя 9, установленного в теплообменной камере 10. Сепаратор-влагоотделитель 7 снабжен каналами 11 циркуляции охлаждающей жидкости и отстойником 12,сообщенным с водяным карбюратором 5. Нагреватель 9, выполненный в виде трубы, разделен на секции 13 при помощи перегородок 14 с клапанами 15. Расширительный цилиндр 16 с поршнем 17 и форсункой 18 для впрыска топлива подсоединен через управляемый клапан 19 к трубопроводу 20 подачи нагретого заряда. Последний снабжен автоматическим клапаном 21 и подключен к выходу 22 нагревателя 9. В секции 13 нагревателя 9, примыкающей к выходу 22, установлены тепловые трубки 23, повернутые тепловоспринимаю- щими поверхностями к теплообменной камере 10. Выпускная магистраль 24 соединяет расщирительный цилиндр 16 через выпускной клапан 25 с теплообменной камерой 10.

При перемещении поршня 2 к нижней мертвой точке в цилиндре 1 создается

с поступающим нагретым зарядом путем подачи последнего после прекращения выпуска отработавших газов, причем расширение газов осуществляют в четыре стадии: в течение первой стадии газы расширяют в расширительном цилиндре до давления, равного давлению в нагревателе; в течение второй стадии сообщают расширительный цилиндр и нагреватель между собой и газы расширяют до давления, равного давлению в компрессорном цилиндре; в течение третьей стадии сообщают нагреватель с компрессорным цилиндром и часть заряда перепускают в расщирительный цилиндр, а в течение четвертой стадии разобщают расширительный цилиндр и нагреватель между собой и расширяют газы до давления, превышающего давление в теплообменной камере.

разреж-ение и воздух, всасываемый в компрессорный цилиндр 1 через карбюратор 5, смешивается с мелкораспыленными каплями

воды. При обратном движении поршня 2 (к верхней мертвой точке) производится сжатие водовоздушной смеси с поглощением тепла сжимаемого воздуха каплями воды. При превышении давлением в компрессорQ ном цилиндре 1 давления в сепараторе- влагоотделителе 7 сжатая водовоздушная смесь поступает в сепаратор-влагоотдели- тель 7. В результате охлаждения последнего охлаждающей жидкостью, поступающей через каналы 11 циркуляции, часть воды

5 конденсируется и стекает в отстойник 12.

Охлажденный и частично обезвоженный воздух по перепускной трубе 6 перетекает в нагреватель 9 и через клапаны 15 перегородок 14 заполняет секции 13, где 0 происходит отдача тепла отработавщих газов через стенки нагревателя и тепловые трубки 23 сжатому воздуху.

Подогрев воздуха в секциях нагревате- 5 ля 9 при постоянном объеме продолжается 360° - Y поворота коленчатого вала, где Y - смещение поршня компрессорного цилиндра относительно поршня расширительного цилиндра.

0 При движении поршня 17 к верхней мертвой точке из расширительного цилиндра 16 отработавшие газы через выпускную магистраль 24 поступают в тепло- обменную камеру 10, где передают часть тепла воздуху, находящемуся в нагревателе 9.

1320475

34

За 45-25° до подхода поршня 17 ксгорания и дожигает продукты неполного

верхней мертвой точке клапан 25 закрывает-сгорания.

ся и оставшиеся отработавшие газы ежи-При понижении давления в цилиндре 16

гаются.и в нагревателе 9 до давления, равного

За 30-20° до подхода поршня 17 к5 давлению вытеснения воздуха из компрес- верхней мертвой точке открывается управ-сорного цилиндра 1, сжатый воздух из это- ляемый клапан 19 и нагретый в нагре-го цилиндра вытесняется поршнем 2 через вателе 9 воздух заполняет цилинд 16. Одновременно с воздухом в цилиндр 16 через форсунку 18 подается часть топлива в мелкораспыленном виде, где оно смешивается с воздухом. Давление в нагревателе 9 и цилиндре 16 выравнивается,внутренней энергии, автоматический клапан 21 закрывается.За 60-0° до подхода поршня 17 к

По окончании сгорания происходит рас-нижней мертвой точке открывается клапан шнрение продуктов сгорания за счет внут-15 25 и происходит выпуск отработавших га- ренней энергии до давления, равного дав-зов через выпускную магистраль 24 в тепло- ленню в нагревателе 9. Сжатый и нагре-обменную камеру 10, где в секциях 13 нагретый в секциях 13 нагревателя 9 воздухвателя 9 через тепловые трубки 23 и его начинает расширяться, открывает автомати-стенки происходит теплообмен между сжа- ческий клапан 21 и перетекает в ци-тым холодным воздухом и отработавшими линдр 16, где смешивается с продуктами20 газами.

сепаратор-влагоотделитель 7 в нагреватель 9, откуда часть нагретого воздуха поступает в расширительный цилиндр 16. Управляе- мый клапан 19 закрывается, дальнейшее расширение газов продолжается за счет

давлению вытеснения воздуха из компрес- сорного цилиндра 1, сжатый воздух из это- го цилиндра вытесняется поршнем 2 через внутренней энергии, За 60-0° до подхода поршня 17 к

сепаратор-влагоотделитель 7 в нагреватель 9, откуда часть нагретого воздуха поступает в расширительный цилиндр 16. Управляе- мый клапан 19 закрывается, дальнейшее расширение газов продолжается за счет

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один компрессорный цилиндр и один расширительный цилиндр, поршни, расположённые в цилиндрах и кинематически связанные с валом, нагреватель в виде трубы с поперечными перегородками, снабженны.ми клапанами, установленный в теплообменной камере и подключенный своими в.ходом и выходом к цилиндрам, форсунку для впрыска топлива, воздуховпускную магистраль компрессорного цилиндра, снабженную водяным карбюратором, трубопровод подачи нагретого заряда, подключенный при помощи управляемого клапана к расширительному цилиндру и сообщенный с выходом нагревателя, перепускную трубу с сепаратором- влагоотделителем, соединяющую компрессорный цилиндр с входом нагревателя, и выпускную магистраль, соединяющую расширите.тьный цилиндр с теплообменной камерой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, он дополнительно содержит автоматический клапан, установленный в трубопроводе подачи нагретого заряда, а форсунка для впрыска топлива размещена в расширительном цилиндре. (С (Л 2ti со ю о 4 сд