Тяговой (тепловозный) двигатель внутреннего горения Советский патент 1935 года по МПК F01B23/02 

Известны тяговые (тепловозные) двигатели внутреннего горения с непрерывным изменением объема камер сжатия при помощи вспомогательного поршня, помещающегося в цилиндре небольшого диаметра.

В предлагаемом тяговом (тепловозном) двигателе вспомогательный поршень приводится от вала двигателя в непрерывное возвратно-поступательное движение, амплитуда которого изменяется при помощи кулисного механизма, с целью получения к концу хода рабочего поршня различной степени сжатия, в зависимости от положения кулисного механизма.

Предлагаемый двигатель может работать как по циклу Отто, так и по циклу Дизеля, в зависимости от желаемого режима в данный момент, и с высоким средним индикаторным давлением в широких пределах чисел оборотов- от О до максимальных.

Кроме железнодорожного дела, та. кой двигатель может быть применен и на судах.

На чертеже фиг. 1 изображает разрез двигателя; фиг. 2-вид двигателя со стороны крышки; фиг. 3-вид крышки с внутренней стороны; фиг. 4-распределительный механизм форсунок.

На чертеже, в качестве примера, изображен двигатель предлагаемой си(147)

стемы в виде двухтактного двигателя двойного действия.

Двигатель имеет запуск сжатым воздухом или отработанными газами и работает как с воздушным, так и с механическим или форкамерным распыливанием.

Когда поршень 7 находится в крайнем верхнем мертвом положении, как. указано на фиг, 1, то воздух из пусковых баллонов поступает через пусковой клапан 2 (фиг. 2) в цилиндр двигателя и перемещает поршень 7 в полость цилиндра, которая заполнена свежим воздухом, поступающим от продувочного компрессора через окна 3, и сжимает его. Чтобы уменьшить противодавление сжатию и облегчить условия запуска с одной стороны, а с другой-не получить чрезмерного давления вспышки, камера сжатия двигателя увеличивается так, чтобы давление в конце сжатия не превышало б-10 атм., что дает возможность иметь в цилиндре достаточно воздуха для нормальной и перегрузочной мощности, которая необходима при трогаиии поезда. Для конечного,давления в 6 атм. камеру необходимо увеличить в 3,3 раза, а для давления в IО атм.- в 1,5 раза.

Увеличение камеры сжатия получается следующим образом. Порщень / перемещает кулису 4, прикрепленную

к ползуну 5 или пальцу кривошипа. От камня кулисы идет кулисная тяга б к трехколенчатому рычагу 5, сидящему на неподвижном валике 7. Таким образом перемещение тяги 6 вызывает обратное по направлению перемещение вспомогательного порщенька 10, связанного шатуном 9 с рычагом 8, и тем самым способствует увеличению камеры сжатия, соединенной с вспомогательной полостью каналом 11, до требуемого размера. Когда поршень / придет в мертвую точку, то через форсунку 72 известным способом впрыскивается легкое топливо (примерно, бензин, бензол и т. д.), струя которого направляется так, чтобы насытить горючим пространство сжатия вокруг запала 13 (фиг. 2), дающего искру, воспламеняющую смесь. Когда давление внутри цилиндра повышается, то поршень 1 получает рабочий ход, а поршенек 10 той же системой рычагов перемещается в обратном направлении и вытесняет из своего цилиндра воздух через канал 77; в этот момент может быть применен верхний наддув через клапан 23, имеющийся в крышке вспомогательного цилиндра. Так как в цилиндре, вследствие горения легкого топлива, возникает высокая температура, значительно выше температуры воспламенения нефти, то вслед за ходом поршня /, последовательно через форсунки 14 и 75, подается нефть на некотором участке хода поршня; таким образом сгорание происходит при постоянном давлении, и индикаторная диаграмма получается близкой к индикаторной диаграмме паровой машины с высоким средним индикаторным давлением, а это как раз и требуется от локомотивной машины. Указанный порядок впрыскивания осуществляется распределительным механизмом со смещенными кулачными шайбами, как это показано на фиг. 4. При ходе поршня 7 дополнительный поршенек 16 через тот же механизм и шатун 77 перемещаются в противоположном направлении, увеличивая камеру сжатия, и процесс идет так же, как описано ранее.

Так двигатель работает до тех пор, пока не разовьет число оборотов, обеспечивающее самовоспламенение нефти.

после чего выключается запальная форсунка 72 и свеча-запал 13, а распределительный механизм двигателя известными способами устанавливается на нормальную подачу нефти через форсунки 14 и 75. Камера сжатия уменьшается до нормальной камеры сжатия двигателя Дизеля машинистом иэ будки через кулисный привод, состоящий из рычагов и тяг 18, 19, 21, 22. В этом случае положение камня тяги б в кулисе 4 устанавливается так, что центр качания переставляет порщни 10 и 16 в среднее положение, обеспечивающее работу камеры сжатия Дизеля, или перекрывает ими каналы 77, вследствие чего воздух декомпрессуется и выпускается в атмосферу через тот же наддувный клапан 23.

При пуске двигателя или трогании с места тепловоза воздух необходим только для того, чтобы двигатель сделал один или полоборота, а дальше тепловоз разгоняется за счет вспышек в цилиндре.

Продувочные насосы и пусковой компрессор могут приводиться как от главного двигателя, так и от вспомогательного.

Увеличение мощности двигателя в моменты трогания может также производиться нижним наддувом от пускового компрессора и увеличением хода вспомогательных поршней.

Указанная система одинаково приложима и к четырехтактным двигателям двойного и простого действия.

Предмет изобретения.

Тяговой (тепловозный) двигатель внутреннего горения с непрерывным изменением объема камеры сжатия при помощи вспомогательного поршня, помещающегося в цилиндре меньшего диаметра, отличающийся тем, что вспомогательный поршень 10 или 16 приводится от .вала двигателя в непрерывное возвратно-поступательное движение, амплитуда которого изменяется при помощи кулисного механизма, с целью получения к концу хода рабочего поршня различной степени сжатия, в зависимости от положения кулисного механизма.

к авторскому свидетельству Г. К. Хлебникова

№ 4-3776

фиг