Способ работы двигателя внутреннего сгорания и двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1989 года по МПК F02B41/06 

1.1470987

относится к тепловым

вс вр хо ма кл вы ДУ

двигателям и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, работающих по циклам Дизеля или Отто (карбюраторных).

Цель изобретения - повышение экономичности путем улучшения очистки рабочих цилиндров от продуктов сгорания.JO

На фиг.. 1 показана схема устройства двигателя; на фиг.2 - циклограммы работы механизма газораспределения в пределах двух полных циклов, где подъем линии означает открытое сое- 15 тояние клапана; на фиг,3 - процессы, происходящие в цилиндрах двигателя при выполнении.такта всасывания в рабочем цилиндре; на фиг,4 - то же, при выполнении такта сжатия в рабо- 20 чем цилиндре; на фиг,5 - то же, при завершении такта сжатия в рабочем цилиндре; на фиг.6 - то же, при положении поршня рабочего цилиндра вблиНа первом обороте вала двигателя (фиг.З) в цилиндре 1 выполняют цикл всасывания через клапан 8. В то же время в цилиндре 2 выполняют рабочий ход поршня , а из цилиндра 3 - выпуск максимально расширенных газов через клапаны 12 и 13 в выпускной канал 21, выпускной коллектор и во внешнюю сре- ДУ.

При обратном ходе поршней (фиг.4) в цилиндре 1 выполняют цикл сжатия при закрытых ,клапанах 8 и 9. В это же время из цилиндра 2 через открытые клапаны.12 и )4 и перепускной канал 19 осуществляют перепуск газов в расширительный цилиндр 3.

В конце хода поршней (фиг.5) производят отсечку процесса перепуска путем закрытия клапана 12 и начинают выпуск оставшихся в цилиндре 2 отработавших газов через открытые клапаны 14 и 13, перепускной канал 19 и выпускной канал 21 во внешнюю среду.

зй верхней мертвой точку; на фиг,7 - 25 При этом в цилиндре 1 завершают цикл

сжатия, а клапан 10 подготавливают к предстоящему выпуску газов - переводят в полностью открытое состояние. При положении поршней 1 и 2 в позициях около их мертвых точек открывают клапан 11 (фиг.6) при открытых - клапанах 13 и 14. Этим состоянием начинают выполнять цикл выпуска газов из расширительного цилиндра. Потоком

то же, при выполнении рабочего хода в рабочем цилиндре; на фиг,8 - то же, при перепуске отработавших газов из рабочего цилиндра в расширительный цилиндр.30

Двигатель внутреннего сгорания содержит по меньшей мере один модуль |из двух рабочих цилиндров I и 2 и одного расширительного цилиндра 3, со- исходящих из него газов захватывают

ответственно содержащих поршни 4-6 и головку 7. Объем расширительного цилиндра 3 превьппает объем каждого из рабочих цилиндров 1 и 2.

Механизм газораспределения содер- до жит восемь клапанов 8-15, размещенных в головке 7:8 и 15 - всасывакяцие клапаны; 9,11,12 и 14 - перепускные клапаны; 10 и 13 - выпускные клапаны.

В головке 7 расположены всасываю- д5 щие каналы 16 и 17, сообщенные с впускным коллектором (не показан), перепускные каналы 18 и 19, а также выпускные 20 и 21, объединенные в выпускной коллектор (не показан).

С целью исключения вакуумного тор- можения, создаваемого расширительным цилиндром в периоды запуска двигателя и при его работе в режимах, близких к режиму холостого хода, расширительный цилиндр снабжен обратным воздушным клапаном (не показан).

Способ осуществляется следунлцим. образом.

50

55

остатки газов из цилиндра 2, выполняя одновременно цикл выпуска и эжек- ции отработавших газов, чем обеспечивают очистку рабочего цилиндра. Параллельно в цилиндре I осуществляют подготовку газов к выполнению рабочего хода поршня 4.

На втором обороте вала двигателя (фиг.7) в цилиндре 1 выполняют рабочий ход поршня 4 при закрытых клапанах 8 и 9, а в цилиндр 2 производят всасывание, Параллельно с этим из цилиндра 3 осуществляют выпуск отработавших газов через клапаны 11 и 10 во внешнюю среду. Здесь и далее на фиг.8 выполняют процессы, аналогичные рассмотренным, но в их симметричном расположении (т,е, процессы в цилиндре 1 соответствуют процессам в цилиндре 2 на фиг,4),

Таким образом, благодаря введению между циклами перепуска газов из рабочего цилиндра в расширительный и началом всасывания дополнительных

На первом обороте вала двигателя (фиг.З) в цилиндре 1 выполняют цикл всасывания через клапан 8. В то же время в цилиндре 2 выполняют рабочий ход поршня , а из цилиндра 3 - выпуск максимально расширенных газов через клапаны 12 и 13 в выпускной канал 21 выпускной коллектор и во внешнюю сре- ДУ.

При обратном ходе поршней (фиг.4) в цилиндре 1 выполняют цикл сжатия при закрытых ,клапанах 8 и 9. В это же время из цилиндра 2 через открытые клапаны.12 и )4 и перепускной канал 19 осуществляют перепуск газов в расширительный цилиндр 3.

В конце хода поршней (фиг.5) производят отсечку процесса перепуска путем закрытия клапана 12 и начинают выпуск оставшихся в цилиндре 2 отработавших газов через открытые клапаны 14 и 13, перепускной канал 19 и выпускной канал 21 во внешнюю среду.

При этом в цилиндре 1 завершают цикл

о

5

0

5

остатки газов из цилиндра 2, выполняя одновременно цикл выпуска и эжек- ции отработавших газов, чем обеспечивают очистку рабочего цилиндра. Параллельно в цилиндре I осуществляют подготовку газов к выполнению рабочего хода поршня 4.

На втором обороте вала двигателя (фиг.7) в цилиндре 1 выполняют рабочий ход поршня 4 при закрытых клапанах 8 и 9, а в цилиндр 2 производят всасывание, Параллельно с этим из цилиндра 3 осуществляют выпуск отработавших газов через клапаны 11 и 10 во внешнюю среду. Здесь и далее на фиг.8 выполняют процессы, аналогичные рассмотренным, но в их симметричном расположении (т,е, процессы в цилиндре 1 соответствуют процессам в цилиндре 2 на фиг,4),

Таким образом, благодаря введению между циклами перепуска газов из рабочего цилиндра в расширительный и началом всасывания дополнительных

циклов отсечки перепуска газов в рас ширительный цилиндр и выпуска остатков отработавших газов из рабочего цилиндра с использованием эжекции их в выпускном коллекторе с выпуском во внешнюю среду, достигают очистки рабочего цилиндра от отработавших газов при выборе оптимальных соотношений между объемами рабочего и расши- рительного цилиндров, отвечаншшх удовлетворению условий по критериям: энергетическому, балансировочному и прочностному. При этом благодаря очистке рабочего цилиндра достигает- ся повьш1ение тепловой эффективности работы двигателя.

Формула изобретения

1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания путем всасывания рабочего заряда в один из двух смещенных по фазе на 360 рабочих цилинд- ров, его сжатия, воспламенения рабо- чего заряда и его сгорания, расширения продуктов сгорания, перепуска их при движении поршня рабочего цилиндра к верхней мертвой точке через перепускной канал в расширительный ци- линдр, дополнительного расширения в последнем продуктов сгорания с последующим выпуском отработавших газов в выпускной коллектор, отличающийся тем, что, с целью повьшения экономичности путем улучшения очистки рабочих цилиндров от продуктов сгорания, перепуск газов в расширительный цилиндр прекращают при подходе поршня рабочего цилиндра к верхней мертвой точке, выпуск отработавших газов из расширительного цилиндра производят через перепускной канал другого рабочего цилиндра в выпускной коллектор, в который одновременно направляют оставшиеся после перепуска в рабочем цилиндре продукты сгорания.

2. Двигатель внутреннего сгорания содержащий по меньшей мере один модуль из двух рабочих и одного расширительного цилиндров, всасывающий и выпускной коллекторы и выпускной клапан, причем каждый рабочий цилиндр сообщен с расширительным цилиндром при помощи перепускного канапа и снабжен впускным и перепускным клапанами, а расширительный цилиндр снабжен двумя перепускными клапанами и выполнен с объемом, превьшгакхцим объем каждого из рабочих цилиндров, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения экономичности путем улучшения очистки рабочих цилиндров от продуктов сгорания, он снабжен дополнительным выпускным клапаном для каждого модуля, причем выпускные клапаны размещены в перепускных каналах. ,

f

f/V , .i/

I --AiriAn

(T;,,,lij fl.,

-) ШХ rHv x/r-V /n

/yh

Х /n

/yh

j

Изобретение относится к тепловым двигателям и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, работающих по циклам Дизеля и Отто. Цель изобретения - повышение экономичности двигателя путем улучшения очистки рабочих цилиндров от продуктов сгорания. Двигатель содержит по меньшей мере один модуль из двух рабочих цилиндров 1,2 и одного расширительного цилиндра 3, всасывающий и выпускной коллекторы и выпускной клапан. Каждый цилиндр 1,2 сообщен с цилиндром 3 при помощи перепускных каналов 18,19 и снабжен всасывающими и перепускными клапанами 8,15 и 9,14 соответственно. Цилиндр 3 с перепускными клапанами 11, 12 выполнен с объемом, превышающим объем каждого из цилиндров 1,2. Выпускные клапаны 10,13 для каждого модуля размещены соответственно в каналах 18,19. Рабочий заряд всасывается в один из цилиндров 1,2, сжимается, воспламеняется и сгорает. Продукты сгорания расширяются, перепускаются в цилиндр 3 при движении поршня рабочего цилиндра к верхней мертвой точке. Перепуск прекращают при подходе поршня к верхней мертвой точке. В цилиндре 3 продукты сгорания расширяются, после чего производится выпуск отработавших газов в выпускной коллектор через перепускной канал другого рабочего цилиндра, в который одновременно направляют оставшиеся после перепуска в рабочем цилиндре продукты сгорания. Благодаря очистке рабочего цилиндра повышается тепловая эффективность работы двигателя. 2 с.п. ф-лы, 8 ил.

/« f V/

М мШкг

j--pjj 1 , -j-T

IM.

Z7.

,tjf// /J

/.

4- lLj|u/ 3

r

CDuz.S

1Д70987

0)иг.8