Двигатель внутреннего сгорания
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
PECllYS JlHH (19) (11) А1 (51) 4 F 02 M 25/02
Марр, 13 >v».+%4 ® ter ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3766727/25-06 (22) 05.07.84 (46) 30.05.87. Бюл. ¹ 20 (75) Н.Б. Михайлов (53) 621.43.057.3(088.8) (56) Патент США № 4149370, кл. 6039.6, опублик. 1979. (54)(57) 1. .ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий по меньшей мере один компрессорный и один рабочий цилиндры, поршни, разделяющие каждый из цилиндров на надпоршневую и подпоршневую полости, камеру сгорания, подключенную к надпоршневым полостям цилиндра через клапаны, форсунку для впрыска топлива, установленную в ка— мере сгорания, воздуховпускную тру— бу, сообщенную с компрессорным цилиндром, и выпускную магистраль, подключенную к рабочему цилиндру через выпускные клапаны, управляемые кулачковым валом, связанным с привод— ным валом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, двигатель дополнительно содержит водяной насос, теплообменник, дополнительную камеру сгорания с топливной форсункой и по меньшей мере две форсунки для впрыска воды в каме— ре сгорания, причем дополнительная камера сгорания подключена к подпоршневым полостям цилиндров через управ— ляемые клапаны и к выпускной магистрали — через дополнительные выпускные клапаны, кинематически связанные с приводным валом, форсунки для впрыска воды подключены к водяному насосу через теплообменник, последний включен своими нагреваемыми поверх— настями в выпускную магистраль, а регулятор подачи воды выполнен в виде датчика, установленного в выпускной магистрали, и исполнительного механизма, который связан с насосом. 2. Двигатель по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что он дополнительно содержит центробежную муфту, установленную в приводном валу. 3. Двигатель по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что цилиндры и камеры сгорания теплоизолирова— ны. 1 13141 Изобретение относится к машинос.троению, а именно к двигателям внутреннего сгорания. Цель изобретения — повышение эффективности путем улучшения использования теплоты в рабочем цикле. На фиг. 1 изображена схема предла— гаемого двигателя; на фиг. 2 — камера сгорания. Двигатель внутреннего сгорания содержит компрессорный 1 и рабочий 2 цилиндры, в которых установлены поршни 3 и 4, разделяющие каждый из цилиндров на надпоршневые 5 и 6 и подпоршневые 7 и 8 полости. Надпоршневые полости 5 и 6 сообщены между собой через камеру 9 сгорания, снабженную управляемыми клапанами 10 и 11, а подпоршневые полости 7 и 8 связаны через камеру 12 сгорания, снабженную управляемыми клапанами 13 и 14. Камеры 9 и 12 сгорания снабжены форсунками 15 и 16 для впрыска топлива и форсунками 17 и 18 для впрыска воды. Рабочий цилиндр 2 снабжен выпускными клапанами 19 и 20, подключенными к выпускной магистрали 21. В последней установлен теплообменник 22 и датчик 23 температуры отработавших газов. Форсунки 17 и 18 для впрыска воды подключены к водяному насосу 24 через теплообменник 22, а датчик 23 через исполнительный механизм 25 связан с насосом 24. Воздуховпускная 35 труба 26 также размещена в выпускной магистрали 21 и сообщена при помощи впускных клапанов 27 и 28 с надпоршневой 5 и подпоршневой 7 полостями компрессорного цилиндра 1. Выпускные клапаны 19 и 20 управляются кулачковыми валами 29 и 30, которые связаны с приводным валом 31. Последний снабжен центробежной муфтой 32 и кинематически связан с коленчатым валом 33. 45 Поршни 3 и 4 компрессорного 1 и рабочего 2 цилиндров посредством штоков 34 и 35 через шатуны (не показаны) связаны с коленчатым валом 33. Цилинд— ры 1 и 2 и камеры 9 и 12 сгорания 50 теплоизолированы. Предлагаемый двигатель работает следующим образом. При движении поршня 3 компрессор- 55 ного цилиндра 1 к верхней мертвой точке клапан 28 открыт и в подпоршневой полости 7 компрессорного цилинд— ра 1 производится всасывание воздуха. 37 2 В это время в надпоршневой полости 5 этого цилиндра поршень 3 сжимает воздух. При достижении давления сжатия 0,6-0,7 ИПа открывается управляемый клапан 11 и сжатый воздух поступает в камеру 9 сгорания. При дальнейшем движении к верхней мертвой точке поршень 3 сжимает воздух в камере 9 сгорания до степени 16-17. Закрывается управляемый клапан 11 и производят впрыск топлива через форсунку 16, которое воспламеняется и сгорает.Пос— ле окончания сгорания (при движении поршня 3 к нижней мертвой точке) через форсунку- 18 впрыскивают нагретую до высокой температуры воду. Вода смешивается с продуктами сгорания и испаряется, образуя парогазовую смесь. К этому моменту поршень 4 рабочего цилиндра 2 подходит к верхней мертвой точке, открывается управля— емый клапан 10 и парогазовая смесь из камеры 9 сгорания поступает в надпоршневую полость 6 рабочего ци— линдра 2. При движении поршня 4 к нижней мертвой точке. в надпоршневой полости 6 осуществляется преобразование энергии расширяющейся парогазовой смеси во вращательную энергию вала 33, В этот период в подпоршневой полости 8 производится принудительное выталкивание поршнем 4 отработавших газов через открытые выпускные клапаны 20 в выпускную магистраль 21. Аналогичным образом протекает ра— бочий цикл в подпоршневых полостях 7 и 8 компрессорного 1 и рабочего 2 цилиндров. Для подцержания оптимальных параметров парогазовой смеси в камерах 9 и 12 сгорания служит датчик 23. При повышении температуры отработавших газов вещество, заполняющее этот дат— чик, расширяется.В результате этого расширения воздействие передается на исполнительный механизм 25, который воздействует на насос 24 и увеличивает подачу воды. При уменьшении цикловой подачи топлива через форсунки 15 и 16 температура отработавших газов уменьшается, подача воды в результате срабатывания датчика 23 также уменьшается. При вытеснении продуктов сгорания из надпоршневой и подпоршневой полостей 6 и 8 рабочего цилиндра 2 закры— тие выпускных клапанов 19 и 20 осуществляется до подхода поршня 2 в 14137 28 31 32 9 Диг. 2 3 13 крайние положения, чем обеспечивается неполное вытеснение продуктов сгорания и их использование для аккуму— лирования сил инерции шатунно-поршневой группы. Центробежная муфта 32, установленная в приводном валу 31, изменяет фазу закрытия выпускных кла— панов 19 и 20 таким образом, что с увеличением частоты вращения вала 33 и соответственно с возрастанием сил инерции, количество отработавших га— зов, остающихся в рабочем цилиндре 2, увеличивается. В выпускной магистрали 21 в теплообменнике 22 производится нагрев впрыскиваемой в камеры 9 и 1 2 сгорания воды, а также подог рев по— ступающего через воздуховпускную трубу 26воздуха в компрессорный цилиндр 1 . 27 5 ! 
