Каскадный двигатель внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателестроению. Двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндр с поршнем меньшего диаметра, в котором происходят впуск и воспламенение горючей смеси, цилиндр с поршнем большего диаметра, в котором происходят расширение продуктов сгорания и выпуск отработавших газов, причем после воспламенения горючей смеси в цилиндре меньшего диаметра его поршень движется вверх, перемещая продукты сгорания через открытый перепускной канал в цилиндр большего диаметра, одновременно в котором поршень большего диаметра совершает рабочий ход. В перепускном канале установлен клапан двойного действия. Изобретение обеспечивает улучшение качества подготовки горючей смеси, применение высокотемпературных легких видов топлива, снижение выбросов токсичных веществ. 1 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, может быть использовано для лопастных, роторных и других видов двигателей, в гидро- и пневмомашинах.

Известен двигатель внутреннего сгорания (патент США 3880126 F 02 B 33/22), содержащий цилиндр с поршнем, в котором происходит впуск горючей смеси, цилиндр с поршнем, в котором происходит расширение продуктов сгорания и выпуск отработавших газов, впуской и выпускной клапаны, перепускной канал с клапаном, систему воспламенения.

Задачей изобретения является создание двигателя внутреннего сгорания, применимого для работы с легкими высокотемпературными видами топлива.

В предлагаемом изобретении основной и существенной новизной является то, что в двигателе расширение сгораемой горючей смеси происходит одновременно в двух цилиндрах (камерах), имеющих разные размеры, при открытом перепускном клапане поршень, имеющий большой размер, двигаясь вниз, совершает "рабочий ход", поршень меньшего размера, двигаясь вверх, выталкивает сгораемую смесь в цилиндр с большим размером, рабочий цикл двигателя совершается без такта "сжатие", что улучшает искрообразование, уменьшается затрата энергии двигателя на сжатие горючей смеси, повышается возможность подачи топлива при такте "рабочий ход" через форсунки, что улучшает характеристики двигателя.

Каскадный асимметричный двигатель состоит по меньшей мере из двух цилиндров (камер) 8 и 9, имеющих разные размеры, с размещенными в них поршнями 10 и 11. Цилиндры соединены перепускным каналом с размещенными в нем перепускным клапаном 12 двойного действия с нижней и верхней рабочими поверхностями, выпускной клапан 13 для отвода отработанных газов, имеется система зажигания (не показано). В цилиндре 8 (фиг. 2) меньшего диаметра происходит подготовка горючей смеси тактом "впуск" и воспламенение ее. Давление, создаваемое расширяющимся газом, воздействует на оба поршня пропорционально разнице площади поршней 10 и 11, что обеспечивает ход поршней относительно друг друга в противоположных направлениях. Такт "впуск" в камере 8 осуществляется через клапан 12 двойного действия, имеющего верхнюю и нижнюю рабочие поверхности, который при открытии впускного канала нижней поверхностью перекрывает перепускной канал между цилиндрами 8 и 9. При этом в камере 9 большего размера происходит такт "выпуск" через открытый клапан 13. В момент окончания такта "впуск" в камере 6 заканчивается такт "выпуск" в камере 9, клапан двойного действия 12 верхней рабочей поверхностью перекрывает впускной канал, а нижней - открывает перепускной канал, перемещая горящую смесь из цилиндра 8 в камеру 9, при этом такт "сжатие" отсутствует, а поршень 11 опускается вниз, совершая "рабочий ход", поршень 10 поднимается вверх, перемещая отработанные газы 8 в камеру 9 через перепускной канал и выбрасывается через клапан 13 при движении поршня 11 вверх.

Данная конструкция каскадного асимметричного двигателя является принципиально новой, т. к. способствует улучшению качества подготовки горючей смеси, применению высокотемпературных легких видов топлива, позволяет сократить впускную и выпускную системы и систему зажигания, обеспечив снижение выбросов токсичных веществ.

Двигатель подобной конструкции, по моим сведениям, отсутствует, и ее применение обеспечивает снижение токсичности на 25-30%.

Формула изобретения

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с поршнем меньшего диаметра, в котором происходят впуск горючей смеси и воспламенение, цилиндр с поршнем большего диаметра, в котором происходят расширение продуктов сгорания и выпуск отработавших газов, впускной и выпускной клапаны, перепускной канал с клапаном, систему воспламенения, отличающийся тем, что после воспламенения горючей смеси в цилиндре меньшего диаметра его поршень движется вверх, перемещая продукты сгорания через открытый перепускной канал в цилиндр большего диаметра, одновременно в котором поршень большего диаметра совершает "рабочий ход", при этом в перепускном канале установлен клапан двойного действия с верхней и нижней рабочими поверхностями.

РИСУНКИ

Рисунок 1