Двигатель внутреннего сгорания со сгоранием при постоянном давлении

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания. Двигатель содержит блок цилиндров, основной и дополнительный поршни, установленные соосно, сборный коллектор, причем верхняя поверхность коллектора выполнена оптически прозрачной для электромагнитных колебаний спектра солнечного света и герметична, в районе выпускного клапана коллектор выполнен в виде свистка, в коллекторе установлен вакуумный насос, вакуумметр, капсула с радиоактивным материалом и защитные устройства в материале коллектора от радиации, при этом штанга привода вытеснителя имеет вверху сильфонное уплотнение, а внизу - манжетное. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции и улучшение эксплуатационных показателей. 1 з.п.ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в часности к двигателям внутреннего сгорания.

Известен двигатель внутреннего сгорания со сгоранием при постоянном давлении, являющийся наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению и содержащий блок цилиндров, гильзу цилиндров, основной поршень и установленный с ним на одной оси дополнительный поршень, впускные и выпускные окна и выходной вал, дополнительный поршень по наружному диаметру имеет уплотнительную фаску, под дополнительным поршнем в камере сгорания установлен вытеснитель, проходящий через отверстие в дополнительном поршне своим пустотелым выступом с прорезанными пазами и отверстием и снабженный механическим приводом от кулачка выходного вала, в пустотелом выступе установлена пружина, толщина вытеснителя равна высоте или больше высоты выпускного окна, перекрываемого пластинчатым клапаном, а диаметр равен диаметру цилиндра, гильза в месте контакта с дополнительным поршнем имеет коническую проточку, а в нижней части - расположенные по окружности впускные и выпускные окна, причем верхняя кромка впускного окна и нижняя кромка выпускного находятся на одной линии, оба типа окна вместе с калибровочным отверстием и клапаном соединены единым сборным коллектором, который включает в себя также смесительную камеру и преобразовательную камеру, в которой размещены выходные устройства магнитострикционного излучателя ультразвука, высоковольтного разрядника, электронагревателя и электромагнита постоянного тока, синхронизированных с числом оборотов выходного вала. Гильза по высоте хода поршня может иметь защитную электромагнитную втулку. Двигатель в холодное время года может быть теплоизолирован вместе со сборным коллектором (заявка RU 96108662, F 02 В 75/12, 1998).

Недостаток прототипа заключается в сложности синхронизации дополнительных устройств по конструкции и эксплуатации.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и улучшение эксплуатационных показателей, в частности более надежной работы.

Поставленная задача решается за счет того, что двигатель внутреннего сгорания при постоянном давлении содержит блок цилиндров, гильзу цилиндров с впускным и выпускными клапанами, проточкой, основной поршень, связанный с реечным механизмом, дополнительный поршень, установленный соосно с основным и имеющим уплотнительную фаску и отверстие, через которое проходит механизм связи вытеснителя с кулаком выходного вала, а сам вытеснитель имеет диаметр, равный диаметру цилиндра, и расположен между поршнями, причем и дополнительный поршень и вытеснитель подпружинены и имеют свободный ход, в блоке цилиндров установлен паровой клапан системы охлаждения, который совместно с впускными и выпускными органами объединены в единый сборный коллектор, имеющий преобразовательную и смесительную камеры, при этом верхняя поверхность смесительного коллектора выполнена оптически прозрачной для электромагнитных колебаний спектра солнечного света и герметична, в районе выпускного клапана коллектор выполнен в виде свистка, позволяющего получать ультразвуковые колебания, в коллекторе установлены вакуумный насос, вакуумметр, капсула с радиоактивным материалом и защитные устройства в материале коллектора от радиации, причем штанга вытеснителя имеет вверху сильфонное уплотнение, а внизу - манжетное. Реечный механизм имеет направляющие.

На фиг. 1 показан двигатель (вид сбоку); на фиг.2 - двигатель (вид со стороны выходного вала); на фиг.3 - расположение вытеснителя и дополнительного поршня; на фиг.4 - устройство клапана отбора паровой фазы системы охлаждения; на фиг.5 - развертка по окружности впускных и выпускных окон; на фиг. 6 - расположение элементов на сборном коллекторе; на фиг. 7 - взаимное положение кулачка и толкателей привода вытеснителя; на фиг.8 - наконечник толкателя; на фиг. 9 - коромысло; на фиг. 10 - расположение пластинчатого выпускного клапана.

Двигатель включает в себя дополнительный поршень 1 с уплотнительной фаской 2, отверстием 3 и пружиной 4. Дополнительный поршень 1 находится на одной оси с основным поршнем 5. Через отверстие 3 проходит выступ 6 вытеснителя 7, расположенного в рабочем объеме камеры сгорания под дополнительным поршнем 1. Привод вытеснителя 7 состоит из кулака 8, расположенного на выходном валу 9, механизма связи 10 с наконечником 11 и гайкой, коромысла 12 с осью 13, пружины 14 и штифта 15. Механизм связи 10 расположен в отверстии блока цилиндров 16. Кулак 6 взаимодействует с толкателем 17 противоположного цилиндра. Гильзы цилиндров 16 имеют фаску 18, выпускные окна 19, впускные окна 20. Одна из поверхностей окон расположена на общей линии. Впускное окно 19 закрыто выпускным пластинчатым клапаном 21. Из паровой фазы блока цилиндров 16 через отверстие 22 с клапаном 23 водяной пар поступает в единый сборный коллектор 24. В коллектор поступает пар из выпускного окна 19. В преобразовательной камере 25 коллектора 24 установлена капсула 26 с радиоактивным материалом. Верхняя поверхность 27 единого сборного коллектора 24 выполнена оптически прозрачной и загерметизирована. Вакуумметр 28 и вакуумный насос 29 установлены в смесительной камере 30. Сильфонное уплотнение 31 установлено в верхней части штанги привода, манжетное уплотнение 32 - в нижней части штанги. На участке выпускного пластинчатого клапана 21 единый сборный коллектор выполнен в виде свистка (не показано), что позволяет получить ультразвуковые колебания при выходе паров воды из выпускного окна 19 с большой скоростью.

Перед запуском двигателя (первоначальным) необходимо откачать воздух из системы. Из-за получающегося разрежения жидкая фаза воды, находившаяся в едином сборном коллекторе и в камере сгорания, перейдет в паровую. Так как радиоактивный материал непрерывно излучает α-, β-, γ-частицы, то сразу же начинается разложение молекул воды на атомы и ионы. Масса α-частиц в 7000 раз больше массы электрона и на пути в 5 см разбивает 200000 молекул воды. Осколки молекул воды, разлетаясь, в свою очередь сталкиваются с 500000 других молекул воды. Полученные атомы водорода и кислорода и их ионы в реакцию друг с другом не вступают до температуры 300^oC. В связи с разрежением и отсутствием воздуха всегда будет соблюдаться пропорция 2:1 между водородом и кислородом. В процессе сжатия, достигая температуры в 700^oC, водород соединяется с кислородом, и выделяется достаточное количество тепла для совершения полезной работы.

При преждевременных вспышках работает дополнительный поршень 1 с вытеснителем 7, аккумулируя энергию, и затем возвращает ее в процесс.

Все такты рабочего процесса известны и рассмотрены не будут.

Для устранения утечек тепла в гильзу цилиндров используется электромагнитное поле, получаемое посредством защитной электромагнитной втулки расположенной по высоте хода поршня.

Накапливающийся гелий обладает высокой проникающей способностью через стекло и выводится наружу (α-частички).

Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания при постоянном давлении, содержащий блок цилиндров, гильзу цилиндров с впускным и выпускным клапанами, проточкой, основной поршень, связанный с реечным механизмом, дополнительный поршень, установленный соосно с основным и имеющим уплотнительную фаску и отверстие, через которое проходит механизм связи вытеснителя с кулаком выходного вала, а сам вытеснитель имеет диаметр, равный диаметру цилиндра, и расположен между поршнями, причем и дополнительный поршень, и вытеснитель подпружинены и имеют свободный ход, в блоке цилиндров установлен паровой клапан системы охлаждения, который совместно с впускными и выпускными органами объединены в единый сборный коллектор, имеющий преобразовательную и смесительную камеры, отличающийся тем, что верхняя поверхность коллектора выполнена оптически прозрачной для электромагнитных колебаний спектра солнечного света и герметична; в районе выпускного клапана коллектор выполнен в виде свистка, позволяющего получать ультразвуковые колебания, в коллекторе установлены вакуумный насос, вакуумметр, капсула с радиоактивным материалом и защитные устройства в материале коллектора от радиации, причем штанга привода вытеснителя имеет вверху сильфонное уплотнение, а внизу - манжетное.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что реечный механизм имеет направляющие.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10