Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02B33/00 F02B37/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в системах воздухоснабжения двигателя на транспортных средствах с рекуперацией энергии торможения.

Известно устройство, в котором для повышения эффективности двигателя путем использования энергии торможения транспортной установки двигатель внутреннего сгорания, содержит по меньшей мере один цилиндр с перемещающимся в нем поршнем, разделяющим цилиндр на рабочую и компрессорную полости, баллон сжатого воздуха, сообщенный трубопроводом с компрессорной полостью цилиндра и снабженный каналом сброса излишков сжатого воздуха в атмосферу с установленным в нем клапаном, и связанную с органами управления двигателем систему управления подачей сжатого воздуха.

Недостатком такого двигателя является неполная рекуперация кинетической энергии движущихся масси при длительных циклах торможения, при которых полностью заполняется баллон со сжатым воздухом и дальнейшая рекуперация энергии приводит к вынужденному сбросу запасаемого воздуха.

Цель изобретения - повышение эффективности двигателя внутреннего сгорания за счет увеличения массы запасаемого возXIJ О

О О

VI

духа в баллоне при заданных объеме и дав- лении.

Поставленная цель достигается тем, что двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один цилиндр, снабженный поршнем двухстороннего действия, разделяющим цилиндр на рабочую и компрессорную полости, баллон сжатого воздуха, сообщенный трубопроводом с компрессорной полостью цилиндра и снабженный каналом сброса воздуха в атмосферу с установленным в нем клапаном, и систему управления подачей сжатого воздуха из компрессорной полости в баллон, установленную в трубопроводе и связанную с органами управления двигателем, снабжен вихревой трубой и запорным вентилем, причем вихревая труба подключена своим входным патрубком к каналу сброса воздуха из баллона, при этом выпуск холодного воздуха из вихревой трубы ориентирован на поверхность баллона, выпуск горячего воздуха из вихревой трубы сообщен с атмосферой, а запорный вентиль установлен во входном патрубке вихревой трубы,

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания содержит рабочие цилиндры 1, каждый из которых снабжен поршнем 2 двухстороннего действия, разделяющим цилиндр на рабочую полость и компрессорную полость 3, баллон 4 сжатого воздуха, сообщенный трубопроводом 5 в компрессорной полостью 3 цилиндра 1 и снабженный каналом б сброса воздуха в атмосферу с установленным в нем клапаном, систему 7 управления подачей сжатого воздуха из компрессорной полости 3 в баллон 4, установленную в трубопроводе 5 и связанную с органами управления двигателем, вихревую трубу 8 и запорный вентиль 9, Вихревая труба 8 подключена своим входным патрубком 10 к выходу 11 запорного вентиля 9, вход 12 которого подключен к каналу 6 сброса воздуха. Патрубок 13 выпуска холодного воздуха из вихревой трубы 8 ориентирован на поверхность баллона 4, а патрубок 14 выпуска горячего воздуха из вихревой трубы 8 сообщен с атмосферой.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) работает следующим образом.

При торможении механизма, на котором установлен ДВС, например транспортного средства, воздух из компрессорной полости 3 цилиндра 1 через трубопровод 5 поступает в баллон 4, Процесс подачи воздуха управляется системой 7, связанной с органами управления двигателем. При достижении предельного давления в баллон 5

4 запорный вентиль 9 открывается и воздух из баллона 4 поступает в вихревую трубу 8 через ее вход 12, В качестве запорного вентиля может быть использован и полуавтоматический клапан, например клапан избыточного давления. В вихревой трубе 8 воздушный поток разделяется на две составляющие - холодную и горячую. Холодный воздух из патрубка 13 направляется на

охлаждение баллона 4 сжатого воздуха и входящего в него воздуха, в силу чего масса запасаемого в баллоне 4 сжатого воздуха при заданных объеме баллона и давления в нем будет увеличиваться, Клапан в канале 6

сброса воздуха служит для сброса воздуха из баллона 4 в необходимых случаях, например при появлении избыточного давления в баллоне и неоткрытии вентиля 9. использовании сжатого воздуха для запуска ДВС и

т.д.

Очевидно, горячий и холодный потоки воздуха из вихревой трубы могут быть использованы и для других технологических целей.

Очевидно также, что наполнять баллон

сжатым воздухом целесообразно не только при торможении, но и при работе двигателя в режимах недогрузки, т.е. в неоптимальных для ДВС режимах.

Использование вихревой трубы для охлаждения воздуха в баллоне энергией избытка сжатого воздуха позволяет увеличить эффективность системы рекуперации кинетической энергии торможения в энергию

сжатого воздуха, и соответственно повысить эффективность ДВС.

Формула изобретения Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один цилиндр, снабженный поршнем двухстороннего действия, разделяющим цилиндр на рабочую и компрессорную полости, баллон сжатого воздуха, сообщенный трубопроводом с компрессорной полостью цилиндра и снабженный каналом сброса воздуха в атмосферу с установленным в нем клапаном, и систему управления подачей сжатого воздуха из компрессорной полости в баллон, установленную в трубопроводе и связанную с органами управления двигателем, отличающийся тем, что, с целью увеличения массы запасаемого в баллоне воздуха путем обдува баллона холодным воздухом, он дополнительно снабжен вихревой трубой и запорным вентилем, причем вихревая 1руба подключена своим входным патрубком к каналу сброса воздуха из баллона, выпуск холодного воздуха из вихревой трубы ориентирован на поверхность баллона, вы

пуск горячего воздуха из вихревой трубы установлен во входном патрубке вихревой сообщен с атмосферой, а запорный вентиль трубы.

Изобретение может быть использовано для увеличения массы запасаемого в баллоне воздуха путем обдува баллона холодным воздухом. Двигатель содержит рабочие цилиндры 1, каждый из которых снабжен поршнем 2 двухстороннего действия, разделяющим цилиндр на рабочую полость и компрессорную полость 3, баллон 4 сжатого воздуха, сообщенный трубопроводом 5 с компрессорной полостью цилиндра и снабженный каналом 6 сброса воздуха в атмосферу с установленным в нем клапаном, систему 7 управления подачей сжатого воздуха из компрессорной полости 3 в баллон 4, установленную в трубопроводе 5 и связанную с органами управления двигателем, вихревую трубу 8 и запорный вентиль 9. Вихревая труба 8 подключена своим входным патрубком 10 к выходу 11 запорного вентиля 9, вход 12 которого подключен к каналу 6 сброса воздуха, патрубок 13 выпуска холодного воздуха из вихревой трубы 8 ориентирован на поверхность баллона 4, а патрубок 14 выпуска горячего воздуха из вихревой трубы 8 сообщен с атмосферой. Использование вихревой трубы для охлаждения воздуха в баллоне энергией сбрасываемого воздуха позволяет увеличить эффективность системы рекуперации кинетической энергии торможения в энергию сжатого воздуха и соответственно повысить эффективность двигателя. 1 ил. Ё