Способ работы двигателя внутреннего сгорания с наддувом и двигатель внутреннего сгорания с наддувом Советский патент 1987 года по МПК F02B37/00 F02B29/00 

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с наддувом.

Целью изобретения является повышение мощности и экономичности двигателя внутреннего сгорания.

На фиг. 1 приведена схема двигателя} на фиг. 2 - схема теоретической индикаторной диаграммы в цилиндре двигателя, где Р,, Р , Р - давление в цилиндре, V - объем цилиндра, а.

13

ь, ь,

f,

d, е, 1

характерные точки цикла, q , , q , , q, - подвод тепла, q - отвод тепла. Т/ - максимальная температура в цилиндре; на фиг. 3 - результаты расчета цикла - зависимость изменения относительного (к исходному двигателю) теоретическо- го КПД 2 и N от отношения ср Рг/Рц где N - относительная (к исходному циклу двигателя - прототипа) мощность IV температура газов в цилиндре (К)

Двигатель содержит один цилиндр 1, турбокомпрессор 2, аккумуляирующую камеру 3, головку 4 цилиндра, поршень 5, перемещающийся в цилиндре 4 между верхней и нижней мертвыми точками, топливную форсунку 6, дополнительную топливную форсунку 7, впускной и выпускной клапаны 8 и 9, силовую турбину 10 и дополнительный выпускной клапан 11. Турбокомпрессор 2 подсоединен через воздухонапорный и газоприемный патрубки 12 и 13 к цилиндру 1, аккумулирующая камера 3 подключена через воздушный канал 14 с клапаном 15 к головке 4 цилиндра 1. Топливная форсунка 6 установлена в голов ке 4 цилиндра 1. Цилиндр 1 выполнен с дополнительным впускнььм окном 16 на расстоянии 70-75% хода поршня от нижней мертвой точки поршня 5, аккумулирующая камера 3 подключена к дополнительному окну 16 цилиндра 1, а дополнительная форсунка 7 установлена в аккумулирующей камере 3. Цилиндр 1 выполнен с дополнительным выпускным окном 17, примыкаюш;им к нижней мертвой точке Силовая турбина 10 установлена в газоприемном патрубке 13 турбокомпрессора 2, а дополнительный выпускной клапан 11 установлен в дополнительном выпускном окне 17, последнее подсрединено к газоприемному патрубку 13 турбокомпрессора 2.

Двигатель работает следующим образом.

10

30

35

2Q

40 8542;2

В четырехтактном цикле процесс осуществляется в следующей последовательности.

Первый такт. Заполнение цилиндра 1 наддувочным воздухом от турбокомпрессора 2 через воздухонапорный патрубок 12 и впускной клапан. 8, в зоне нижней мертвой точки поршня 5 воздух через впускное окно 16 поступает в аккумулирующую камеру 3.

Второй такт. При движении поршня 5 от нижней к верхней мертвой точке осуществляется сжатие воздуха в ци- 15 линдре 1, отбор части сжатого воздуха в аккумулирующую камеру 3 через воздушный канал 14 с клапаном 15, в конце такте сжатия в цили1 р 1 подается топливо через форсунку 6, установленную в головке 4 цилиндра 1.

Третий такт. Осуществляется сжигание образовавшейся топливовоздушной смеси до максимальной температуры сгорания Т,, расширение продуктов 25 сгорания на рабочем ходе, дополнительно подается топливо в аккумулирующую камеру 3 через дополнительную форсунку 7, сжигается образовавшаяся смесь в камере 3 до получения максимальной температуры сгорания Т. в цилиндре 1 и подаются через впускное окно 16 продукты сгорания в цилиндр 1 на ходе расширения.

Четвертый такт. Осуществляется выпуск отработавших газов из цилиндра 1 и аккумулирующей камеры 3 через выпускной клапан 9, газоприемный патрубок 13 и дополнительное выпускное окно 1 7 с клапаном 11.

Отработавшие газы расширяются в силовой турбине 10, в турбокомпрессоре 2 и совершают полезную работу.

В двухтактном цикле аккумулирующая камера 3 продувается и наполняется одновременно с цилиндром 1, а выход (истечение) из нее высокотемпературной газовоздушной смеси осуществляется в процессе расширения основного рабочего тела в цилиндре 1.

40

50

Формула изобретения

1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания с наддувом путем заполнения .цилиндра- наддувочным воздухом, сжатия воздуха в цилиндре, отбора части сжатого воздуха в аккумулирующую камеру, подачи топлива в цилиндр в конце сжатия, сжигания обра

зевавшейся при этом топливо-воздушной смеси до максимальной температуры сгорания, расширения продуктов сгорания на рабочем ходе, выпуска отрабо-. тавших газов из цилиндра и расширения их а турбокомпрессоре, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности и экономичности, дополнительно подают топливо, в аккумулирующую камеру, сжигают образовавшуюся смесь до получения максимальной температуры сгорания в цилиндре и подают продукты сгорания в цилиндр на ходе расширения,

2. Двигатель внутреннего сгорания с наддувом, содержащий по меньшей мере один цилиндр, турбокомпрессор, подсоединенный через воздухонапорный и газоприемный патрубки к цилиндру, аккумулирующую камеру, подключенную через воздушный канал с клапаном к головке цилиндра, поршень, перемещающийся в цилиндре между верхней и нижней мертвыми точками, и топливную

0

5

5

0

форсунку, установленную в- головке цилиндра, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, двигатель дополнительной топливной форсункой, цилиндр выполнен с дополнительным впускным окном, примыкающим к нижней мертвой точке поршня, аккумулирующая камера подключена к дополнительному окну цилиндра, а дополнительная форсунка установлена в аккумулирующей камере.

3. Двигатель по п. 2, о т л и- чающийся тем, что он снабжен силовой турбиной и дополнительным выпускным клапаном, а цилиндр выполнен с дополнительным выпускным окном, примыкающим к нижней мертвой точке, причем силовая турбина установлена в газоприемном патрубке турбокомпрессора, а дополнительный ,выпускной клапан установлен в дополнительном выпускном окне цилиндра и последнее подсоединено к газоприемному патрубку турбокомпрессора.

Изобретение позволяет повысить мощность и экономичность двигателя внутреннего сгорания. Для этого двигатель имеет дополнительную топливную форсунку, установленную, в аккумулиру6 « / ющей камере 3. К нижней мертвой точке примыкает впускное цилиндра. К этому окну подключена аккумулирующая камера. Такое выполнение двигателя дает возможность на втором такте отобрать часть сжатого воздуха в камеру 3 через воздушный канал 14 с клапаном 15. На третьем такте осуществляется сжигание образовавшейся воздушной смеси до максимальной т-ры сгорания, расширение продуктов сгорания на рабочем ходе. Через форсунку 7 в камеру 3 подается топливо. Образовавшаяся смесь сжигается в камере 3 до получения максимальной т-ры сгорания в цилиндре. Продукты сгорания подаются через впускное окно 16 в цилиндр на ходе расширения. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил. € (Л К 00 00 ел

Tf idem

uz.2