Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1989 года по МПК F02B37/00 F02G5/04 

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестрое- нио, и может быть использовано для утилизации теплоты в двигателях внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение КПД путем утилизации тепла охлаждения поршня,

На фиг.1 показан двигатель внутреннего сгорания, общий вид; на фиг. 2 - реактивные сопла.

Двигатель содержит по меньшей мере один цилиндр 1, полый поршень 2, шток 3, коленчатый вал 4, по меньшей мере одну пару реактивных сопел 5 и 6 с входными патрубками 7 и 8 и систему охлаждения поршня 2, снабженную форсункой 9 подачи мелкодисперсного теплоносителя во внутреннюю полость 10 поршня 2, магистралью 11 отвода пара из этой полости Ю в конденсатор 12 и насосом 13 подачи теплоносителя. Цилиндр 1 установлен на картере 14 и отделен от него перегородкой 15. Полый поршень -2 размещен в цилиндре 1 с образованием рабочей 16 и подпоршневой 17 полостей. Шток 3 связан с поршнем 2. Коленчатый вал 4 подсоединен через шатун 18 и крейцкопф 19 к штоку 3. Насос 13 подачи теплоносителя подсоединен впускным каналом- 20 к фильтру 21 и

связан через напорный трубопровод 22 и телескопический элемент 23 с форсункой 9 подачи мелкодисперсного теплоносителя .

Реактивные сопла 5 и 6 выполнены

0 в виде участка магистрали отвода пара, прикреплены к штоку 3 в подпоршневой полости 17 параллельно его оси, а их выходные отверстия 24 и 25 направлены в противоположные стороны,

входные патрубки 7 и В объединены в общий корпус, в котором установлены инерционные золотники для поочередного соединения сопел 5 и 6 с магистралью 11 отвода пара. Конден сатор 12 размещен в подпоршневой полости 1 7.

Входной патрубок 7 (8) каждого сопла 5 (6) выполнен с полым центральным стержнем 26 (27), снабженным боковым отверстием 28 (29) и упором 30 (31), а инерционные золотники выполнены каждый в виде подвижной шайбы 32 (33), размещенной между упора

ми 30 и 31 на полом цилиндрическом стержне 26 (27) с возможностью перекрытия бокового отверстия 28 (29) при своем перемещении.

Двигатель работает следующим образом.

Преобразование теплоты сгорания топлива в механическую работу осуществляется в рабочей полости 16 цилиндра 1 двигателя. Сила давления газов передается на поршень 2, а затем через шток 3, крейцкопф 19 и шатун 18 на коленчатый вал 4, -размещенный в картере 14, связанном через перегородку 15 с цилиндром 1.

Для повышения эффективности двигателя с помощью насоса 13 через его напорный трубопровод 22 и телескопический элемент 23 жидкий теплоноситель подается в форсунку 9, которая обеспечивает подачу теплоносителя в виде мелкодисперсной жидкой фазы во внутренр1юю полость 10 охлаждения на горячее днище поршня 2. В полости 10 мелкие капли воды нагреваются и испаряются. Перегретый водяной пар из полости 10 через магистраль 11 в штоке 3 заполняет корпус входных патрубков 7 и 8 реактивных сопел 5 и 6.

При движении вниз в конце хода поршня 2 за счет .сил инерции подвижная шайба 32 прижимается к упору 30 и перекрывает боковое отверстие 28 полого центрального стержня 26 во входном патрубке 7 сопла 5. Напротив на стержне 27 шайба 33 прижата к упору 31 и открывает отверстие 29. Перегретый водяной пар поступает в сопло 6 и его отверстие 25, где, расширяясь, совершает работу. При этом сила тяги реактивного сопла 6 направлена в сторону движения поршня 2 и на коленчатом валу создается дополнительный вращающий момент.

При движении поршня 2 вверх и при его остановке в верхней точке шайба 33 перекрывает отверстие 29, а с другой стороны отверстие 28 на стержне 26 открывается. Перегретый пар поступает в выходное отверстие 24 сопла 5, где, расширяясь, создает дополнительную тягу, направленную

в сторону движения поршня 2, создавая

0

5

5

дополнительный вращающий момент на валу 4 двигателя.

Таким образом, обеспечивается - повьпиение КПД двигателя за счет использования энергии перегретого пара.

Форму ла изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один цилиндр, установленный на картере и отделенный от него перегородкой, полый поршень, размещенный в цилиндре с образованием рабочей и подпоршневой полостей, шток, связанный с поршнем, коленчатый вал, подсоединенный через шатун и крейцкопф к штоку, и систему охлаждения поршня, снабженную форсункой подачи мелкодисперсного теплоносителя во внутреннюю полость поршня, магистралью отвода пара из этой полости в конденсатор и насосом подачи теплоносителя, подсоединенным впускным каналом к конденсатору и связанным через напорный трубопровод и телескопический элемент с форсункой подачи мелкодисперсного теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД пу

тем утилизации тепла охлаждения поршня, двигатель снабжен по меньшей мере одной парой реактивных сопел с входными патрубками, причем реактивные сопла выполнены в виде участка магистрали отвода пара, прикреплены к штоку в подпоршневой полости параллельно его оси и их выходные отверстия направлены в противоположные стороны, входные патрубки объединены в общий корпус, в котором установлены инерционные золотники для поочередного соединения сопел с магистралью отвода пара, а конденсатор размещен в подпоршневой полости.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что входной патрубок каждого сопла выполнен с полым центральным стержнем, снабженным боковым отверстием и упором, а инерционные золотники выполнены каждый в виде подвижной шайбы, размещенной между упорами на полом центральном стержне с возможностью перекрытия бокового отверстия при своем перемещении.

J/

25

Изобретение . использовано для утилизации теплоты в двигателях внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение КПД двигателя путем утилизации тепла охлаждения поршня. Цилиндр 1 установлен на картере 14 и

Ф1ег.2