Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1987 года по МПК F02B3/00 F02B33/00 

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестрое- 1ШЮ, и может быть использовано в устройствах для наполнения и продувки двигателей внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом.

Целью.изобретения является повышение .эффективности двигателя путем использования во вращающемся золотнике кинетической энергии отработав- ших газов и наддувочного воздуха.

На фиг.1 показан двигатель при расположении золотника в момент доза- ряДки; на фиг.2 - то же, в момент разделения выпуска; на фиг.3 - круговая диаграмма фаз газораспределения двигателя,

Двигатель внутреннего сгорания содержит по меньшей мере один цилиндр 1, распределительный вал 2, магистраль 3 выпуска отработавших газов с выпускным каналом 4, роторный золотник 5 и турбокомпрессор 6. Цилиндр

135

1 с набжен поршнем 7 и органами 8 и 9 впуйка и выпуска, расположенными в головке, и окнами 10 впуска-выпуска,

размещенными в нижней части.

Распределительный вал 2 подключен к валу (не показан) двигателя ji к органам 8 и 9 впуска-выпуска.

Магистраль 3 выпуска отработавших газов подсоединена к органам 9 впуска и через выпускной канал А - к корпусу 11 золотника 5. Роторный золотник 5 установлен в корпусе 11 и подключен к распределительному валу 2. Корпус 11 золотника 5 снабжен воз- духовпускным каналом 12, сообщенным с воздухонапорным патрубком 13 турбокомпрессора 6, воздуховыпускным каналом 14, сообщенным с окнами 10 впуска-выпуска, и выполнен с газовыпускным каналом 15, подсоединенным к газоприемному отверстию 16 турбокомпрессора 6.

Золотник 5 вьшолнен в виде вращающейся лопасти, корпус 11 золотника 5 снабжен дополнительньш каналом 17, подсоединенным к окнам 10 впуска-выпуска . Воздуховпускной и дополнительный каналы 12 и 17 корпуса 11 золотника 5 и выпускной канал 4 магистрали 3 выпуска отработавших газов размещены в корпусе 11 золотника 5 тангенциально к наружной поверхности вращения золотника 5.

На круговой диаграмме (фиг.З) фаз газораспределения двигателя показано

-

аовр

на

гана

гана

15

20

9 ,

з-оа, ьлиеезо:

25

3594452

верхняя мертвая точка 18 поршня 17 (ВМТ), нижняя мертвая точка 19 поршня 7 (НМТ), начало 20 открытия орга- 8 впуска, начало 22 открытия ор- 9 выпуска, конец 23 закрытия ор- 9 выпуска, начало 24 открытия окон 10 впуска-выпуска, конец 25 закрытия окон 10 впуска-выпуска, нача- 10 ло 26 открытия золотником 5 воздухо- впускного канала 12, конец 27 закры-. тия золотником 5 воздуховпускного канала 12, начало 28 открытия золотником 5 дополнительного канала 17, конец 29 закрытия золотником 5 дополнительного канала 17.

Двигатель работает следующим образом.

При такте впуска и движении поршня 7 в Цилиндре 1 от верхней к нижней мертвым точкам 18 и 19 орган 8 впуска открыт. Впуск свежего воздуха из атмосферы происходит от момента на- чал а 20 открытия до конца 21 закрытия органа 8 впуска. В момент конца 21 закрытия органа 8 впуска поршень 7 подходит к- верхним кромкам окон 10 впуска-выпуска. В этот момент осуществляется начало 26 открытия золотником 5 воздуховпускного канала 12 и. начало 24 открытия окон 10 впуска- выпуска..

При дальнейшем движениу поршня 7 к НМТ сжатый в турбокомпрессоре 6 воздух через его воздухонапорный патрубок 13 и охладитель воздуха поступает в канал 12. Благодаря тангенциальному расположению канала 12 по отношению к наружной поверхности вращения золотника 5 сжа.тый воздух воздействует на вращающуюся лопасть золотника 5 и совершает раббту, которая через распределитетуьный вал 2 передается на вал двигателя. Затем воздух поступает через воздуховыпуск- ной канал 14 золотника 5 и окна 10 впуска-выпуска в цилиндр 1, осуществляя его дозарядку, которая завершается в момент конца 27 закрытия золотником 5 воздуховпускного канала 12 и конца 25 закрытия окон 10 впуска- выпуска. Затем при движении поршня 7 к ВМТ осуществляется ход сжатия в цилиндре 1, а после впрыска топлива и при движении поршня 7 к НМТ - рабочий ход.

При прохождении поршнем 7 верхних кромок окон 10 происходит начало 22 и 24 открытия органа 9 выпуска и

30

35

40

45

50

55

окон 10, а также начало 28 открытия золотником 5 дополнительного канала 17 и выпускного канала 4 магистрали 3 выпуска газов. Отработавшие газы направляются тангенциально к поверхности вращающейся лопасти золотника 5 и совершают работу, которая через распределительный вал 2 передается на вал двигателя.

Из газовыпускного канала 15 золотника 5 газы поступают в газоприемное отверстие 16 турбокомпрессора 6, где совершают дополнительную работу, которая используется для сжатия воздуха.

Отработавшие газы совершают работ в золотнике 5 до моментов конца 23 закрытия органа 9 выпуска, конца 25 закрытия окон 10 впуска-выпуска и конца 29 закрытия дополнительного канала 17.

Таким образом, использование в золотнике 5 кинетической энергии отработавших газов и наддувочного воздуха позволяет совершить дополнительную работу и повысить эффективность двигателя внутреннего сгорания.

о р м у л а

изобретения зо

Двигатель внз треннего сгорания, содержащий по меньшей мере один цилиндр, снабженньш поршнем и органами впуска и выпуска, расположенными в

0

5

0

5

о

«; I

головке, и окнами впуска-выпуска, размеш;енньгми в нижней части, распределительный вал, подключенный к валу двигателя и органам впуска и выпуска, магистраль выпуска отработавших газов с выпускным каналом, подсоединенная к органам выпуска, и роторный, золотник, установленный в корпусе и подключенный к распределительному валу, причем корпус золотника снабжен воздуховпускным каналом, сообщенным с воздуконапорным патрубком турбокомпрессора, воздуховыпускным каналом, сообщенным с окнами впуска- выпуска, и выполнен с газовыпускным патрубком, подсоединенным к газоприемному отверстию турбокомпрессора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем использования в золотнике кинетической энергии отработавших газов и над- дувочндго воздуха, золотник выполнен в виде вращающейся лопасти, корпус золотника снабжен дополнительным каналом, подсоединенным к окнам впуска- выпуска, выпускной канал магистрали выпуска отработавших газов подсоединен к корпусу золотника, причем воз- духовпускной и дополнительный каналы корпуса золотника и выпускной канал магистрали вьтуска отработавших газов размещены в корпусе золотника тангенциально к наружной поверхности вращения золотника.

t

NXXN

Ч

фиг.2

25

Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить эффективность двигателя путем использования во вращающемся золотнике кинетической энергии отработавших газов и наддувочного воздуха. Золотник 5 выполнен в виде вращающейся лопасти. Корпус 11 золотника имеет канал 17, подсоединенный к окнам 10 впуска-выпуска. ВоздухоБпускной канал 12, ка- -нал 17 и выпускной канал 4 магистрали 3 вьшуска отработлвин1Х газов размещены в корпусе 11 тангенциально к наружной поверхности вращения золотника. Благодаря этому сжатый воздух воздействует на вращающуюся лопасть золотника и совершает работу, которая через распределительньй вал 2 передается на вал двигателя. Отработавшие газы совершают работу в золотнике 5 до моментов конца закрытия органа 9 выпуска, конца закрытия окон 10 и конца закрытия канала 17. 3 ил. и (Л со 01 CD фиг.

Редактор М.Бандура

Составитель В.Козлов,

Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар

За каз 6128/33Тираж 504Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4