Детонационный двигатель внутреннего сгорания

 

Использование: силовые установки автомобилей. Сущность изобретения: двигатель содержит по меньшей мере блок спаренных цилиндров с разделительными поршнями, образующими газовые полости с камерами сгорания и гидравлические полости, сообщенные между собой и с гидротурбиной при помощи магистралей рабочей жидкости. Камеры сгорания цилиндров двигателя снабжены детонаторами, инициирующими детонацию горючей смеси, воздействующую направленными ударными волнами на поршни, передающие мощность детонации гидротурбине посредством рабочей жидкости. 1 ил.

Изобретение относится к автомобильному транспорту и предназначено для использования в качестве силовой установки автомобилей.

Известны двигатели внутреннего сгорания с гидравлической передачей, содержащие по меньшей мере две пары цилиндров, в которых размещены поршни, разделяющие внутренний объем цилиндров на камеры сгорания и подпоршневые полости, сообщенные между собой при помощи кольцевой гидромагистрали, например, авт.свид. N 672362, 1979 г.

Повышение качественных характеристик этого двигателя сводится к обеспечению устойчивой работы на заданном режиме и повышению экономичности на переменных нагрузках путем взаимосвязанного изменения фаз газораспределения и топливоподачи, что малоэффективно, так как качественные характеристики двигателей внутреннего сгорания зависят от увеличения степени сжатия горючей смеси, ограничиваемой антидетонационной стойкостью применяемого топлива.

Задача изобретения создание двигателя с высокими качественными характеристиками за счет применения детонационного горения. Скорость детонации углеводородных топлив достигает 3000 м/с и не зависит от начального давления, в результате высокой скорости выделения энергии при детонации развивается большая мощность с высоким КПД.

Поставленная задача достигается тем, что детонационный двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере блок спаренных цилиндров с разделительными поршнями, образующими газовые полости с камерами сгорания, сообщенные между собой и гидротурбиной при помощи магистралей рабочей жидкости, камеры сгорания цилиндров двигателя снабжены детонаторами, инициирующими детонацию горючей смеси в камерах сгорания, воздействующую направленными ударными волнами на поршни, передающие мощность детонации гидротурбине, посредством рабочей жидкости.

Детонатор по виду воздействия может быть любой конструкции: электроразрядный, газодинамический, химический. На чертеже представлен газодинамический детонатор, разработанный в 40-х годах Институтом химической физики АН СССР, под названием "Устройство, основанное на предварительном получении детонационной волны в трубе малого сечения, с последующим выпуском ее в объем любой формы". Он представляет собой короткий отрезок трубы малого сечения, со сплошной по длине внутренней резьбовой нарезкой, с электросвечой зажигания на периферийном конце трубы.

На чертеже представлена конструктивная схема детонационного двигателя внутреннего сгорания, содержащего количество цилиндров, кратное двум: 1 цилиндр, 2 форсунка, 3 детонатор, 4 продувочные окна, 5 выхлопные окна, 6 поршень, 7 сопло, 8 рабочая жидкость, 9 гидротурбина.

Работа двигателя по двухтактному циклу начинается включением зажигания, в нижний цилиндр подается порция сжатого воздуха, воздействующего на поршень, который посредством рабочей жидкости 8 приводит в движение поршень 6, перекрывающий продувочные 4 и выхлопные 5 окна, создающий в цилиндре 1 воздушную подушку, куда через форсунку 2 вспрыскивается топливо, создавая заряд горючей смеси, возникающая при воспламенении в детонаторе детонационная волна инициирует детонацию всего заряда, возникающая при детонации ударная волна направленным действием на поршень передает мощность детонации рабочей жидкости 8, преобразованной соплом 7 в скоростной напор, приводящий в действие гидротурбину 9.

Завершая рабочий ход, поршень 6 открывает продувочные 4 и выхлопные окна 5, продукты детонации через выхлопные окна 5 удаляются из цилиндра 1 воздухом, поступающим через продувочные окна 4, отработавшая в гидроцилиндре 9 рабочая жидкость 8 поступает в нижний цилиндр, создавая своим воздействием на поршень воздушную подушку, и весь процесс повторяется.

Формула изобретения

Детонационный двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере блок спаренных цилиндров с разделительными поршнями, образующими газовые полости с камерами сгорания и гидравлические полости, сообщенные между собой и с гидротурбиной при помощи магистралей рабочей жидкости, отличающийся тем, что камеры сгорания цилиндров двигателя снабжены детонаторами.

РИСУНКИ

Рисунок 1