Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1981 года по МПК F02B29/00 

(54) ДВИГАТЕШ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к конструированию тепловых машин и предназначено для четырехконтактиых двигателей внутреннего сгора-. ния с воспламенением от сжатия, преимущес венно работающих с повышенным давлением на выпуске. Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один рабочий цилиндр, камеру сгорания, впускной и выпускной каналы с клапанами и соединенный с впускным каналом воздушный ресивер с установленным в нем обратным клапаном для перепуска воздуха в сторону рабочего цилиндра 1. Недостатком предложенного устройства является низкая экономичность двигателя из-за отсутствия возможности регулирования интенсивности продувки в зависимости от количества остаточных газов в камере сгорания, которое обусловливается величиной противодавления на выпуске, режимом работы двигателя, либо другими факторами. Цель изобретения - повышение эконом1п иости двигателя за счет регулирования интенсивности продувки. Указаниая цель достигается тем, что воздушный ресивер соединен с впускным каналом при помощи неподвижной втулки, в которой концентрично размещена подвижная втулка с тягой, причем обратный клапан установлен в торце подвижной втулки со стороны воздушного ресивера, а на боковой поверхности неподвижной втулки вьшолнены сквозные каналы для сообщения внутренней полости с воздушньпм ресивером и на концах ее вьшолнены ограничители перемещения. Боковая поверхность подвижной втулки снабжена отверстиями. На торце подвижной втулки со стороны рабочего цилиндра установлен обтекатель. На фиг. 1 изображено устройство двигателя внутреннего сгорания, продольный разрез; на фиг. 2 - возможный вариант устройства. В воздушном ресивер 1 размещена неподвижная втулка 2, которая соединяет воздушный ресивер 1 с впускным каналом 3, соi8общающимся с камерой сгорания 4 с помощью впускного клапана 5. Внутри неподвижной втулки 2 концентрично размещена подвижная втулка 6, в торце которой со стороны воздушного ресивера 1 установлены обратньш клапан 7 и тяга 8, а со CTopoHi i рабочего щминдра 9 - обтекатель 10. На боковой поверхности неподвижной втулки 2 вьшолнены сквозные каналы 11 для сообщения ее внутренней полости 12 с воздушным ресивером 1, а на боковой поверхности подвижной втулки 6 выполнены сквозные отверстия 13 для сообщения впускного канала 3 с воздущным ресивером 1. На 1 онцах неподвижной втулки 2 выполнены ограничители 14 и 15 перемещения подвижной втул,ки 6, Часть возд щЕного тракта, заключе1Шая между обратным 7 и впускным 5 клапаном двигателя, образует продувотаьш ресивер 16. ;Цригатель работает следующим образом. Воздух из воздушного ресивера 1 через каналы .11 во втулке 2 проходит к обратно му клапану 7 и, отжимая его лепестки, попадает в продувощ1ый ресивер Гб, откуда в период наполнения, через открытый впускной кладан 5 заполляет рабочий диниидр двигателя свежим зарядом. На также сжатия из-за запаздывания закрытия впускного клапана часть воздушного заряда дилиндра перетекает обратно в продувочный ресивер 16, выход из которого в воздушный ресивер 1 закрыт обратным кла паном 7. Набрав в продувочный ресивер 16 необходимое количество воздуха, впуСкной клапан 5 закрьшают. В конце такта выпуска при открытых выпускных клапанах (не показаны) продувочный ресивер 16 подключают к надпоришевой полости рабочего щ1ливдра 9 посредством открытия впускного клапана 5. Запасенный, в продувочном ресиве ре воздух перетекает в камеру сгора1шя 4 и очищает ее от отработавших газов, выталкивая их через вьшуск1П 1е клапаны. Во время напо;шешш цилиндра свежим зарядом, когда давление в воздушном ресивере двигателя выше давления в продувочном ресивере (и в цилиндре дв1П-ателя), обратный клапан 7 открывается, пропуская воздух из воздушного ресивера 1 в рабошй цилиндр 9, и процесс повторяется. Перемещение подвинсной втулки б с обрат ным ктюпаном 7 в сторону сквозных каналов 11 неподвижной втулки 2 (влево на фиг. 1) )гвеличивает объем продувочного ресивера 16, а следовательно и количество воздуха, отбираемого для продувки, усиливая тем самым интенсивность очистки камеры сгорания (например при увеличевшемся противодавлении на вьтуске). Положение подвиж НОЙ втулки 6 с обратным клапаном 7, когда сквозные каналы обеих втулок совмещены (фиг. 2), обеспечивает заполнение рабочего цилиндра свежим зарядом, минуя сопротивление обратного клапана 7 (принудительное постоянное открытие обратного клапана), что целесообразно, например, при отсутствии повыше1шого противодавления на выпуске и организации естественной продувки камеры сгорания. В крайнем левом положении подвижной втулки 6 с обратным клапаном 7, когда втулка 6 достигает ограничителей 15, происходит перекрытие сквозных каналов 11 втулки 2 боковой поверхностью втулки 6, что исключает поступление воздушного заряда в работай цилиндр двигателя. Этим обеспечивается отключение цилиндра для случая экстрешюй остановки двигателя или в случае необходимости отключения одного или нескольких циливдров на режиме холостого хода с целью уменьшения расхода топлива двигателем обтекатель 10 служит для разделения встречных Потоков воздуха и уменьшеш1я потерь при проходе газа через каналы. При работе предложенного двигателя с повышснлым протмводсшлением на выпуске очистка нардоригпевого объема от остаточных газов может осуществляться путем заполнеШ1я па такте сжатия воздухом из цилиндра 9 продувочного ресивера 16 (из-за запаздывания закрытия впускного клапана 5) и использования этого воздуха для принудительной продувки камеры сгорания 4 в период перекрытия клапанов. Устройство отличается от известного тем, что обратный клапан конструктивно выполнен в виде подвийшого злемента, перемещеioie которого вызывает изменение объема продувочного ресивера. Расположение переТОЩ1ЫХ каналов обеспечивает три режима работы устройства: работу с постоянно открытым обратным клапаном; работу с различными объемаш продувочного ресивера; отключение питания рабочего цилиндра воздухом. Возмолшость выбора режима работы устройства в зависимости от количества остаточ ных газов в камере сгора1шя обеспечивает снижегше зксплуатационного расхода топлива двигателя, работающего с различными противодавлениями за цилиндром. Расчетным анализом системы установлена целесообразная величина изменения объема продувочного ресивера в пределах 50-400% от объема камеры сгорания. В противном случае значительно возрастают газодинамические потери от сопротивления воздушному 58 потоку и влияние относительной величины не используемой части продувочного воздуха. Таким образом, предлагаемый двигатель внутреннего сгорания обеспечивает повыше1ше экономичности за счет регулирования интенсивности продувки камеры сгорания двигателя с переменным давлением за цилиндром, что исключает как транзитный расход воздуха через цилиндр, так и неполное удаление остаточных газов из надпоршневой полости. Кроме того, в данном двигателе внутреннего сгорания предусмотрено как принудительное постоянное открытие обратного клапана, так и перекрытие впускного трубопровода для отключения цилиндра. В качестве обратного клапана могут быть использованы, например, прямоточные клапаны, широко применяемые в воздушных компрессорах и свободнопоршневых генераторах газа. Формула изобретения 1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один рабочий цилинд камеру сгорания, впускной и выпускной каf 2

IS налы с клапанами и соединенный с впускным каналом воздушный ресивер с установленным в нем обратным клапаном для перепуска воздуха в сторону рабочего цилиндра, отличающийся тем, что, с целью повышения зкономичности двигателя, воздушный ресивер соеданен с впускным каналом при помощи неподвижной втулки, в которой концентрично размещена подвижная втулка с тнгой, причем обратный клапан установлен в торце подвижной втулки со стороны воздушного ресивера, а на боковой поверхности неподвижной втулки вьшолнены сквозные каналы для, сообщения ее внутренней полости с воздушным ресиверюм и на концах ее выполнены ограничители перемещения. 2.Двигатель по п. 1, отличаю щ и и с я тем, что боковая поверхность подвижной втулки снабжена отверстиями. 3.Двигатель по пп. 1 и 2, о т л и ч аю щ и и с я тем, что на торце подвижной втулки со стороны рабочего цилиндра установлен обтекатель. Источники информацин, принятые во внимание при экспертизе, 1. Патент Германии № 472992, кл. 46 а, 52, опублик. 1929..