Двигатели внутреннего горения-компрессоры со встречно-движущимися диференциальными поршнями известны, однако применяемые до сих пор типы бескривошипных моторных компрессоров обладают недостатком в том отношении, что объем хода компрессора не может быть полностью использован, так как- наружу подается (определенным эффектом) только часть воздуха, заключающегося в компрессоре. Остаток расширяющегося воздуха служит для производства работь, идущей на образование в моторе сжатия. В результате получается на стороне: мотора уменьшение давления сжатия, зависящее от нагрузки компрессора. Получаются неудобства из-за необходимости автоматического изменения точки впрыска в зависимости от нагрузки, а также в зависимости от слабой стабильности процесса автоматической регулировки, каковая слабость выражается в том, что при переходах из одного состоянии равновесия в другое все время могут происходить нарушения работы.
Этот недостаток предполагается устранить, согласно настоящему изобретению, достижением постоянного или прибли(224)
зительно постоянного давления сжатия с помощью работы расширения газов, не ушедших из компрессора, и вместе с тем в соединении с работой расширения воздуха в специальном воздушном буфере. Последний служит для аккумулирования энергии в течение периода сжатия на стороне компррссора и притом в таком количестве, что сумма энергии, сообщенной поршнем воздушному буферу, и энергии расширения газа в компрессоре в течение движения поршня к моторной стороне дает постоянную или приблизительно постоянную величину, независимую от нагрузки. В то же время потери воздуха, могущие произойти вследствие неплотности в буфере, покрываются тем, что воздух извне или из сосуда с повышенным давлением поступает при обнажении окон, сделанных в цилиндре, при помощи кромок поршня, и именно в начале движения последнего. Кроме того возможно пополнение потерь воздуха в буфере посредством автоматического всасывающего клапана, устроенного в пространстве сжатия буфера (например, в крышке буфера).
Предлагаемый моторный компрессор имеет еще то преимущество, что не
np6H3BOflHfCH дросселирования воздуха, засосанного компрессором, так как уменьшение нагнетаемого количества воздуха достигается путем уменьшения поданного топлива, в результате чего ход поршня автоматически уменьшается в отношении пространства сжатия компрессора.
На прилагаемом чертеже показан прибор выполнения двухтактного моторного компрессора.
Фиг. 1 является вертикальным продольным разрезом, а фиг. 7.--частично план, частично горизон.тальный продольный разрез по моторному компрессору.
Моторный компрессор состоит из цилиндра / с полостью 2, где происходит цикл работы двигателя внутреннего горения, например, по принципу Дизеля. Окна 5 служат для выпуска, а окна 4- для продувки полости 2, причем воздух для продувки берется из резервуара 5. Расположенные по концам цилиндры б и 7 имеют полости 8 9, где происходит компрессия. В расширенной части цилиндров 6 7 движутся буферные поршни 12 и /5 возвратно-поступательно, каковые поршни с внешними компрессорными поршнями и с внутренними моторными поршнями составляют одно целое. Поршни 12 и /5 связаны между собою посредством тяг 7, 7.5, а также коромыслом 16 благодаря чему обеспечивается синхронность взаимных движений обоих поршней.
Сделанные в цилиндрах б, 7, окна 77, 75 служат для засасывания воздуха к воздушному насосу по кольцевому пространству 19, находяшемуся между поршнями 12, 13 и окружаюш,ему пространство 2 среднего цилиндра. Окна 77, 18 служат также для пополнения потерь воздуха . в результате неизбежных неплотностей пространств 10, 11.
Клапаны 20, 21 служат для засасывания сжатого воздуха обоими компрессорами, а клапаны 22, 25 являются нагнетательными клапанами компрессора, для пополнения рабочим веществом компрессора и пространства 10 служат окна 26, равно как трубы 27, 28При ходе поршней 72, 13 из изображенного наружного положения внутрь, освобождается оставшийся в пространствах 8, 9 воздух, после чего засасывается свежий воздух. В то же время
расширяетс.1 воздух, заклк)чаюш,ийсЯ в буферны;; пространствах 10, 77, причем сумма обеих одновременно произведенных работ переводится в кинетическую энергию поршней 72, 13, Эта кинетическая энергия в дальнейшем превращается в работу, необходимую для сжатия воздуха в моторном пространстве 2, и в работу воздушного насоса.
Незадолго перед достижением внутренней мертвой точки кромка 24 поршня 13 открывает окна 4 в стороне воздушного насоса, благодаря чему получается нагрузка резервуара 5 воздухом продувания. Буферные поршни 12, 13 открывают окна 17, 18, в течение какового времени получается пополнение потерь от неплотности в полостях буфера.
Непосредственно перед достижением внутренней мертвой точки поршнями 72,13 получается впрыск горючего в полость 2 при помощи топливного клапана 25. После впрыска в этой же полости получается сжигание, причем поршни меняют направление своего движения, и продукты горения расширяются в пространстве 2.
В момент открывания окон 3 внутренним поршнем продукты горения уходят, и поршень 13 открывает после наступления атмосферного давления в цилиндре 7 продувочные окна 4. При этом продувочный воздух поступает из резервуара 5 в цилиндр 2 и выталкивает через окна 3 продукты горения.
При этом обратном ходе воздух в воздушном насосе расширяется, и в момент открывания окон 77, 1§ воздушным насосом засасывается такое количество воздуха, которое,необходимо для дальнейшей загрузки резервуара 5. Одновременно производится сжатие воздуха в буферных пространствах 10, 77, каковой процесс начинается тотчас же после закрытия окон 77, 18 поршнями 72, 75. В это время, после достижения рабочего давления, воздух выталкивается через нагнетательные клапаны 22, 25.
В коьще хода всасывания компрессорные поршни открывают окна 26, которые сообщаются при помощи трубопроводов 27, 28 с пространством 19 продувочного насоса, вследствие чего компрессоры дополнительно загружаются
этим продувочным насосоч. Последний во время только что упомянутой дополнительной загрузки имеет несколько повышенное давление по сравнению с продувочным воздухом. Можно устроить также сообщение этих окон 26 для дополнительной загрузки с резервуаром 5 для продувочного воздуха. В этом случае, однако, загрузка компрессора происходила бы при несколько пониженном давлении по сравнению с продувочным воздухом.
Во время движения поршня, при котором происходит расширение газов в моторе, кинетическая энергия поршней 12, 13 тем больше, чем больше впрыскиваемое количество горючего. В результате и ход поршня, и нагнетаемое количество воздуха в пространстве сжатия компрессора тем больше, чем больше впрыснутое количество горючего. Энергия, отданная газами, расширяющимися в компрессоре, правда, в этом случае несколько уменьшается, но одновременно возрастает энергия, отданная поршню в буферном пространстве в виду увеличения хода и связанного с этим увеличения давления в буферном пространстве. Нетрудно величину буферного пространства по отношению к размерам компрессора рассчитать таким образом, чтобы сумма энергии, полученной компрессором и буфером от поршней, оставалась постоянной или же чтобы она менялась весьма незначительно в зависимости от нагрузки.
Если пополнение потерь воздуха или газа из-за неплотности в буфере производится воздухом с пониженным давлением, меньшим 0,8 атм. избыточного давления (воздух атмосферного давления или же давления продувочного насоса), то осуществление примерно постоянного давления сжатия в моторе только в том случае возможно, если эффективная буферная поверхность больше поперечных сечений моторного цилиндра. Если, наоборот, применять в буфере давление выше 0,8 атм. избыточного давления, то эффективная буферная поверхность может быть сделана меньше поперечного сечения моторного цилиндра. Однако, учитывая опасность вспышки смазки, а также тепловые потери в буфере, соотношение окончательного давления
сжатия и начального давления, при максимальной возможной нагрузке, не должно превышать 10.
Из вышесказанного следует, что характерные признаки моторного компрессора заключаются в следующем: а) отношение давлений в буфере ниже 10 и б) эффективная поверхность буфера больше поперечного сечения моторного цилиндра, если начальное давление в буфере меньше 0,8 атм. избыточного давления.
Вышеописанный бескривошипный моторный компрессор не нуждается в регуляторе для пригонки моторной мощности к нагрузке компрессора. Дозировка топлива, обусловленная нагрузкой, может происходить автоматически в зависимости от избыточного давления в резервуаре для уводимого воздуха.
Отсутствие дросселирования засосанного воздуха при переменной нагрузке не влечет за собой дополнительных потерь. Топливный насос может быть приведен в движение, например, с помощью криволинейной шайбы, находящейся в связи с коромыслом /б, или же уже известным образом пневматическим путем.
Предмет патента.
1.Двигатель внутреннего горениякомпрессор со встречно-движущимися диференциальными поршнями, отличающийся тем, что пространство сжатия 19 продувочного насоса окружает со всех сторон рабочий цилиндр 2 двигателя и соединяется с резервуаром 5 для продувочного воздуха через окна 4, открываемые рабочим поршнем при его внутреннем положении.
2.Форма выполнения двигателя по п. 1, отличающаяся тем, что пространство 10, П с нерабочей стороны нродувочных поршней служит буферами и воздух Б НИХ впускается через окна /7 и 18, при открытии их нерабочей стороной продувочных поршней.
3.Форма выполнения двигателя по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что пространство 19 продувочного насоса соединяется трубами 27. 28 с цилиндрами компрессоров через окна 26, открываемыми поршнями компрессоров при их внутреннем положении. к патенту ин-ной фирмы „Варшавское акц. о-во паровозостроения М 44203
