Двигатель внутреннего сгорания

 

Изобретение можед быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с утилизацией тепла в подпоршневой полости (ПП). Цель изобретения - повьш1ение эффективности двигателя путем утилизации тепла в системе охлаждения поршня. Магистраль 9 слива теплоносителя (ТН) снабжена инерционным золотником 20 и клапаном 21, высл со 00 СП 4: :о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5Н 4 F 02 В 37/00 F 02 G 5/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

J )

t(I

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с утилизацией тепла в подпоршневой полости (ПП). Цель изобретения — повышение эффективности двигателя путем утилизации тепла в системе охлаждения поршня. Магистраль 9 слива теплоносителя (ТН) снабжена инерционным золотником 20 и клапаном 2 1, выI

1ч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4070456/25-06 (22) 22.05.86 (46) 30. 10.87. Бюл. В 40 (75) В.П.Коротков (53) 621.43.057.3(088.8) (56) Двигатели внутреннего сгорания.

Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей/Под ред.

А.С.Орлина, M.Ã.ÊðóãëoBà. М.: Машиностроение, 1980, рис. 160, с. 257-258.

80» 1 48543 А1

1348543 полнена в виде трубопровода подачи TH (например, вода) через сопло попара, пропущена через герметичную ПП дается в полость 12, где мелкие кап11 и через конденсатор 19 подсоедине- ли ТН испаряются. При движении поршна к насосу 16 подачи TH. Золотник ня вверх перегретый водяной пар уст20 закреплен в стенке поршня, Клапан ремляется в ПП 11, где, расширяясь, 21 размещен в перегородке 15 и через совершает дополнительную работу, блапривод 22 подключен к коленчатому ва- годаря которой уменьшаются затраты лу. Сопло 8 выполнено в виде форсун- энергии на работу сжатия в рабочей ки подачи мелкодисперсного ТН в по- полости 10 цилиндра 1. 1 з.п. ф-лы, лость 12 охлаждения поршня 3. Жидкий 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с утилиза5 цией тепла в подпоршневой полости.

Целью изобретения является повышение эффективности двигателя путем утилизации тепла в системе охлаждения поршня. 10

На фиг. 1 показан двигатель внутреннего сгорания; на фиг. 2 — система утилизации тепла в двигателе; на фиг. 3 — инерционный золотник.

Двигатель содержит по меньше мере один цилиндр 1, картер 2, поршень 3, шток 4, коленчатый вал 5, шатун 6, крейкопф 7 и систему охлаждения поршня 3, снабженную соплом 8 подачи теплоносителя и магистралью 9 его слива.

Цилиндр 1 установлен на картере 2, поршень 3 размещен в цилиндре 1 с образованием рабочей и подпоршневой полостей 10 и 11 и снабжен полостью 12 охлаждения, отделенной стенкой 13 от подпоршневой полости 11. Шток 4 подсоединен к стенке 13 и пропущен через отверстие 14 в перегородке 15, размещенной между подпоршневой полостью 11 и картером 2. Коленчатый вал 5 связан 30 через шатун 6 и крейкопф 7 со штоком

4 поршня 3. Система охлаждения подсоединена к полости 12 охлаждения и к насосу 16 подачи теплоносителя, напорный трубопровод 17 которого подключен через телескопический элемент

18 к соплу 8 подачи теплоносителя, размещенному в полости 12 охлаждения.

Магистраль 9 слива теплоносителя выполнена в виде трубопроводов пода- 40 чи пара, снабжена конденсатором 19, инерционным золотником 20 и клапаном

21 и пропущена через подпоршневую полость 11. Сопло 8 выполнено в виде форсунки подачи мелкодисперсного теплоносителя в полость 12 охлаждения поршня 3. Подпоршневая полость 12 выполнена герметичной. Клапан 21 размещен в перегородке 15 и подключен через привод 22 к коленчатому валу 5, а магистраль 9 слива подсоединена к насосу 16 подачи теплоносителя через конденсатор 19.

Инерционный золотник 20 закреплен в стенке 13 через его полый шток 23 и выполнен с подвижной цилиндрической шайбой 24. Входная часть полости штока 23 выполнена с заглушкой 25 и сообщена через отверстия 26 в штоке 23 с полостью 12 охлаждения поршня 3, а выходная подсоединена к подпоршневой полости 12, цилиндрическая шайба 24 установлена на штоке 23 между заглушкой 25 и стенкой 13 поршня с воэможностью перекрытия отверстий 26 в штоке 23 при движении поршня 3 вниз.

Двигатель работает следующим образом.

Преобразование теплоты сгорания топлива в механическую работу осуществляется в рабочей полости 10 цилиндра 1 двигателя. Сила давления газов передается на поршень 3, а затем через шток 4 (прикрепленный к стенке 13 и пропущенный через отверстие 14 в перегородке 15), крейцкопф 7 и шатун

6 — на коленчатый вал 5, размещенный в картере 2.

Для повышения эффективности двигателя с помощью насоса 16 через его напорный трубопровод 17 и телескопи1348543

4 ческий элемент 18 жи жидкий теплоноситель зованием рабочей и подпоршневой понапример, вода) подается в сопло 8, лостей и снабженный полостью охлаждевыполненное в виде форсунки, которая ния, отделенной стенкой от подпоршнеобеспечивает подачу теплоносителя вой полости, шток, подсоединенный к в виде мелкодисперснои жидкой фазы стенке и пропущенный через отверстие в полость 12 охлаж е и охлаждения на горячее в перегородке, размещенной между поддни е по шня 3. В щ p . последней мелкие поршневой полостью и картером, коленкапельки воды наг еваются чатыи вал, связанный через шатун и тепла сгорания топлива и испаряются. 10 крейцкопф со штоком поршня, и систему охлаждения поршня, снабженную соп-, ный золотник 20 закрыт. В этом случае лом подачи теплоносителя и магистраза счет сил инерции цилиндрическая лью его слива, подсоединенной к пошайба 24 ст

24, у ановленная на полом што- лости охлаждения и к насосу подачи ке 23 п ижата р к заглушке 25 и закры- 16 теплоносителя, напорный трубопровод вает отверстия 26. При движении порш- которого подключен через телескопиня вверх (от нижней мертвой точки к ческий элемент к соплу подачи тепловерхней) инерционный эолотник20 от- носителя, размещенному в полости охкрыт, так как шайба 24 опускается, прижимается к стенке 13 и открывает gp тем, что, с целью повышения эффект вотве стия 26. П р . ерегретый водяной пар ности, магистраль слива теплоносителя выполнена в виде трубопроводов подачи ния в подпоршневую полость 11, где пара, снабжена конденсатором инерци1 пар, расширяясь, совершает дополни- онным золотником и клапаном и пропутельную работу, которая уменьшает щена через подпоршневую полость cont потери энергии на работу сжатия в ло выполнено в виде форсунки подачи мелкодисперсного теплоносителя в поТаким образом увеличивается эф- лость охлаждения поршня, а подпоршнефективность двигателя эа счет утили- вая полость выполнена герметичной, зации тепла в системе охлаждения пор- о причем инерционный золотник закреплен шня. в стенке поршня, клапан размещен в пеЗатем отработанный пар вытесняет- регородке и подключен через привод ся из подпоршневой полости 11 через к коленчатому валу, а магистраль сликлапан 21, размещенный в перегородке ва подсоединена к насосу подачи теп15 и открываемый с помощью механи35 лоносителя через конденса тор. ческого привода 22. Затем пар по тру- 2. Двигатель по п. 1 о т л иЭ бопроводам подачи пара магистрали 9 ч а ю шийся тем, что инерционный слива теплоносителя поступает через золотник выполнен в виде полого штока, фильтр в конденсатор 19, где превра- закрепленного в стенке поршня и подщается в жидкость и вновь подается 40 вижной цилиндрической шайбы, причем насосом 16 в п полость 12 охлаждения входная часть полости штока выполнеи замыкает паросиловой цикл. на с заглушкой и сообщена через отверстия в штоке с полостью охлаждения

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я поршня, а выходная подсоединена к под4> поршневой полости, и цилиндрическая

1. Двигатель внутреннего сгорания, шайба установлена на штоке между saсодержащии по меньшеи.мере один ци- глушкой и стенкой поршня с возможнослиндр, установленный на картере, пор- тью перекрытия отверстий в штоке при шень, размещенный в цилиндре с обра- движении поршня вниз.

1348543 (Рие, f

Составитель В.Козлов

Техред Л.Олийнык

Корректор M.Äåì÷èê

Редактор Н.Горват

Заказ 5177/34 Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4