Двигатель внутреннего горения для тепловоза Советский патент 1932 года по МПК F01B23/02 F02B33/22 

С целью допустить изменение силы тяги тепловозного двигателя внутреннего горения обратно прапорциональйо скорости движения тепловоза, в предлагаемом; двигателе применяются два рабочих цилипдра, из которых один действует на не связанный с ведущими осями тепловоза вал и служит для подачи воздуха в камеру горения ;и ресивер; другой же цилиндр действует при изменяемом наполнении на ведущие оси тепловоза и предназначен для расширения в нем продуктов горения, поступающих из ресивера.

Па чертеже фиг. 1 схематически изображает вид сбоку рредлагаемога двигателя с разрезом но АВ фиг. 3; фиг. 2 - разрез по CD фиг. 1; фиг. 3 - разрез по EFGI фиг. 2 и п фиг. 1; фиг. 4 - видоизмененную деталь двигателя; фиг. 5-8-разрез по CD фиг. 1, при различных иоложениях поршней; фиг. 5 а, 6 а, 7 а и 8 а - положения кривошипш, соответствующие положениям норишей на фиг. 5-8; фиг. 9 - продольньтй -разрез тепловоза, снабженного предлагаемым двигателем; фиг. 10 - разрез его по MN фиг. 9; фиг. 11 - разрез его по ОР фиг. 9; фиг. 12-вид его сбоку; фиг. 13- вид его опепелрг: Лтгг. 14-татж f.TA rrRpnYv

фиг. 15 - разрез видоизмененного двигателя по АВ фиг. 16: фиг. 16 - разрез его по RSTU фиг. 15.

В цилиндре 1, снабженном форсункой 7 и продувочными и выхлопными окнами 5 и 6, ходит поршень 2, связанный шатуно { с кривошипом 3 коленчатого вала 4. Па последнем заклинен кривошип 5, отстающий от кривошипа 3 на 90 ж приводящий в движение поршень 13, движущийся в цилиндре 8. Последний сообщается с цилиндром 1 с помощью окна 9 и снабяхен, кроме поршня 13, поршнем 14, приводимы}, в движение кулачной шайбой 17, сидящей па 18, связанном с валом 4. Действительное располоагение вала 18, шайбы 17 и рычага 16 изображено на фиг. 1, а на фиг. 2 они вместе с поршнем 14 Представлены для ясности описания повернутыми па угол 90 около продольной оси цилиндра 8. Глубина впадины кулачной шайбы 17 такова, что при касании ролика рычага 16 с низшей точкой впадины получается полное открытие поршнем 14 окна 10, сообщающего цилиндр 8 с камерой 11 и ресивером 12. Камера 11 снабжена форсункой 19, подающей в нее горючую жидкость, а ресивер

19 АТ/ сг г TTriirn.TTTt т/ч 1ттг ттЛтт ОЛ т-г

Епускного клалаяа 21 с цилиндром 22, поршень 23 которого связан с кривошипом 24 ведуш,ей оси 25 тепловоза.

Для пуска двигателя в ход, сначала запускается сПОМОЩЬЮ пускового воздуха цилиндр 1. Вал 4 вращается по часовой стрелке, а вал 18-щт:жв часовой стрелки. При нахождении поршня 2 в крайнем правом положении (фиг. 1 и 2), выхлопные и продувочные окна 5 и б вполне открыты, и происходит промывка цилиндра 1 продувочным воздухом; поршни 13 s 14 закрывают окна 9 и 10. При дальнейшем вращ-ении вала 4, поршень 13 начинает .открывать окна 9, и продувочный воздух тостепенно заполняет разреженное пространство, образующееся в п;роцессе работы между порпшями 13 к 14. В момент закрытия поршнем 2 выхлопных окон 5 (фиг. 5 н ба,), окно 9 почти вполне открыто, окно 10 -закрыто и через продувочные окна происходит наддувка. После закрытия Продувочных окон, в цилиндре 1 происходит процесс сжатия; поршень же 13 постепенно перекрывает окно 9. Когда 2 приходит -в левое мертвое положение (фиг. 6 и ба), окно 10 еще закрыто, а окно 9 перекрыто поршнем J3 и тем самьв объем полной камеры сжатия разделяется на две части: первую камеру - между днищем поршня 2 и крыпжой цилиндра 1 и вторую камеру сжатия в цилиндре 8 между днищами fflOipшнeй 13-14.

Посредством форсунки 7 в первую камеру сжатия впрыскивается топливо и начинается рабочий ход поршня 2; хпайба же 17 дает возможность поршню 14 открывать окно 10, а поршень 13 подводит к нему воздух второй камеры сжатия. При работе двигателя, давление в реопвере 12 поддерживается равным конечному давлению сжатия; вследствие этого в положении, изображенном на фиг. 7--7а, т.-е. при новороте кривоншна 3 на угол 45 из крайнего осевого положения сжатый воздух второй камеры и при опсрытом окне 10 находится в цилиндре 8 и при дальнейшем движении проталкивается поршнями 13-14 в камеру 11. После перекрытия поршпем 14 окна 10 (фиг. 8- 8а), В раскаленный воздух второй камеры сжатия, введенный в камеру 11 (фиг. 3), в нрыски вается с помощью. форсунки 19 горючая жидкость. Так как объем второй камеры сжатия мал по оггаошепию к объему ресивера 12, то горение топлива в камере 11 происходит при почти постоянном давления. Продуктц горения, иостуflTO TTfinrii

ДЛЯ совершения внешней работы в цилиндр 22, вращая скаты колес тепловоза, и затем отводятся через выхлопную трубу 26 и вьшускной клапан 27 в атмосферу. Распределительные органы цилиндра 22 вьшолняются так, что он может работать с изменением степени наполнения и, следовательно, с изменением среднего индикаторного давления. В целях уменьшения силовых напряжений и повышения механического коэфициента полезного действия двигателя, прршепь 14 может быть вынолнен уравновешенным (фиг. 4). Для достижения этого, цилиндр 8 закрывается крышкой со стороны поршня 14 и прострапство между поршнем и крьинкой сообщается с ресивером 12 посредством змеевика, IB котором температура горячих газов ресивера 12 понижается, для улучшения условий работы норпгня 14. Шайба поршня 14 в этом случае выполняется, как показано на фиг. 4 чертежа, и в прорезы ее заводится ролик рычага 16.

В начале действия двигателя давление в ресивере 12 может не быть равным конечному давлению сжатия. Для правильного горения топлива во второй камере сжатия нужно сначала довести давление в ресивере до нормальной величины и лишь затем включать в работу форсунку 19. Во время работы двигателя, давление в ресивере постоянно, если объем вводим)0го газа равен объему выводимого из .. него газа; если же он больше объема выводимого газа, давление в ресивере повышается. При невозможности в этом случае регулировать давление с помощью форсунКи 19 и увеличением степени наполнения цилиндра 22 (что может быть при стоянке поезда), - пользуются регулирующим Приспособлением, устройство которого показано на фиг. . Пебольшая втулка, 28, ютлитая заодно с рабочей втулкой вдлиндра 1, сообщается с йоследндм посредством окна 29, закрываемого поршеньком 30, находящимся под воздействием пружины 31 к давления газов в ресивере 12. Упругость пружины 31 такова, что позволяет поршеньку 30 открывать окно лишь в том случае, когда давление в ресивере выше нормального. Поршенек 30 также управляется механизмом от распределительного вала цилиндра 1, при чем окно 29 может быть открываемо избыточным давлением газов ресивера только при переходе порпшя 2 из левого мертвого положения до момента открытия выхлопных окон 5; во все остальное время окно 29 закрыто. Таким образом, когда давление в ресивере становится выше нормального, - часть газов из него направляется во время рабочего хода поршня 2 через окно 29 в цилиндр 1 и передает свою энергию валу 4. Подача топлива в цилиндр 1 форсункой 7 в этом случае соответственно уменьшается.

На фиг. 9-14 показан тепловоз, снабженный описанпьш двигателем, который снабжен цилиндром 1, работающим но циклу с наддувкой, и цилиндром 2 второй камеры сжатия с иоршнем-клананом 3 и отсечным поршнем 4. Движение последнему €01обш;ается от кривопшпа 5 ;насажённого на маховике холостого вала 6, шатуном через коленчатый кривошип 8. Радиус коленчатого кривошипа 8 больше радиуса кривопшпа 5, вследствие чего враш;еппе кривошипа 5 преобразуется в качательное движение кривошипа 8, а от этого последнего шатунюм 9 передается отсечному поршню 4. Распределительный вал цилиндра 1 приводится в движение цепной и зубчатой передачей от холостого вала 6. Газы второй камеры горения 11 поступают IB ресивер 12 и из пего, через регуляторную головку 13 с уравнбвешеншшм норпшем 14, управляемым регуляторным рычагом: 15, а 11 направляются по газопроводам 16 для расходования во вторые цилиндры 17 двигателя. Кривошппная камера 21 цилиндра 1 используется, после соответствуюпщх уплотнений в подши1пниках и в точке качания балансира, в качестве продувочного резервуара. Продувочный воздух подается в нее продувочным насосом 19, приводимым в действие от крейцкопфа 20, и по воздухопроводу 22 поступает для лродувки цилиндра 1. Длявыведения поршпя цилиндра 1. из мертвых положений может служить цилиндр 2 второй камеры сжатия, поршень 4 котюрой связан с кривопшном 5, расположенным под прямьп углом к главному кривошипу холостого вала.

Для улучшения технического эффекта двигателя можно производить сжигание горючей жидкости в воздухе второй камеры сжатия, отводимом кз цилиндра 1 двигателя, не в камере Л, а в цилиндре 22; для этой цели форсунка 19 устанавливается на циJшндpe 22 (фиг. 15 и 16). При приходе поршня 23 цилиндра 22 в левое мертвое положение (фиг. 15), выпусжпой кл;апан открывается, и начинается наполнение цилиндра 22 воздухом из ресивера, и с таким расчетом, чтобы давление в цилиндре почти не изменялось; вследствие близкого расположения выпускного клапана 21 относительно цилиндра 8, из которого поступает в камеру 11 воздух второй камеры сжатия, - температуру этого воздуха при впуске в цилипдр 22 можно принять равной наивысшей температуре при сжатии в цилиндре 1. После закрытия вну(жного клапана, с помош;ью форсунки 19 к цилиндр 22 вирыскивается топливо, которое сгорает при постоянном давления. По окон- чанпи политропичоского расншрения, часть отработанных Газов отводится по трубе 26 в атмосферу, другая же их часть повергается; предварительному (сжатию, так что давление газов в цилиндре 22 перед пуском в него воздуха из камеры 11 равно давлению в ресивере 12.

Предмет изобретения.

1.Двигатель внутреннего горения для тепловоза,, отличающийся применением двух рабочих цилиндров 1-й. 22, из коих цилиндр 1 действует на не связанный с ведуш,ими осями тенловоза вал 4, от которого приводятся в движение продувочный насос и компрессор, и служит для подачи воздуха в itaMepy 11 ж ресивер 12 через снабженный окнами 9 ж 10 цилиндр 8, в котором движется поршень 13, получаюш,ий движение от вала 4, и поршепь 14, получаюп1;ий движение от кулачной шайбы 17, цилиндр же 22 действует при изменяемом наполнении на ведуп ие оси 25 тепловоза и служит для расширения продуктов горепия из ресивера 12 и камеры 11, в которой происходит горение горючей жидкости, подаваемой форсунюой 19 (фиг. 1-8 и 5а-8а).

2.Видоизменение охарактеризованного в п. 1 двигателя, отличающееся тем, ЧТО форсунка 19 установлена на цилиндре 22, в котором происходит горение в воздухе, подаваемом цилиндром 1 через камеру 11 и ресивер 12 (фиг. 15 и 16). к авторскому свидетельству Н. № 28080 Н. Юровского

фии2 фМ7 фИГЗа, к авторскому свидетельству Н.

фигЮ

. Г.1д. . ----ig

фигд

W

фиП4

№ 28080

if

фиг// фигг U-JB Н. Юровского, 1 к авторскому свидетельству R № 28080 Н. Юровского