Двигатель внутреннего сгорания



Двигатель внутреннего сгорания
Двигатель внутреннего сгорания

 


Владельцы патента RU 2503832:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к четырехтактным двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение пусковых качеств двигателя внутреннего сгорания путем разъединения основного и дополнительного цилиндров в период пуска и прогрева двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что в канале, соединяющем основной и дополнительный цилиндры, установлен лепестковый клапан, шторка которого выполнена из материала, обладающего эффектом памяти формы. При пуске и прогреве холодного двигателя шторка лепесткового клапана перекрывает канал, соединяющий основной и дополнительный цилиндры. Работает основной цилиндр. Площадь охлаждения рабочего тела минимальна и двигатель легче пускается и быстрее прогревается. После прогрева шторки лепесткового клапана происходит мартенситное превращение материала, и она изменяет свою форму, открывая канал, соединяющий основной и дополнительный цилиндры. 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к четырехтактным двигателям внутреннего сгорания, состоящим из двух параллельно расположенных цилиндров, соединенных между собой каналом.

Известны четырехтактные двигатели внутреннего сгорания, состоящие из основного и дополнительного цилиндров, расположенных параллельно друг другу и соединенных между собой каналом. Смесеобразование происходит только в одном из цилиндров, а расширение осуществляется как в основном, так и в дополнительном цилиндре [1, 2]. На такте впуска поршни обоих цилиндров движутся вниз, засасывая через открытый впускной клапан в один из цилиндров горючую смесь, а во второй цилиндр - чистый воздух. Когда поршни приходят в нижние мертвые точки, впускной клапан закрывается. На такте сжатия поршни движутся вверх, сжимая в основном цилиндре горючую смесь, а в дополнительном - чистый воздух. После воспламенения топлива горячие газы вследствие повысившегося давления начинают перетекать по специальному каналу в дополнительный цилиндр, в котором сжимался чистый воздух. Расширение горячих газов осуществляется одновременно в обоих цилиндрах, воздействуя сразу на оба поршня. После достижения обоими поршнями нижней мертвой точки открывается выпускной клапан и при дальнейшем движении поршней вверх происходит выпуск отработавших газов. Благодаря этому увеличивается продолжительность смесеобразования и степень расширения горячих газов, что позволяет улучшить процессы смесеобразования и сгорания, а также снизить содержание токсических веществ в отработавших газах.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является двигатель внутреннего сгорания [3], состоящий из основного и дополнительного цилиндров, соединенных между собой каналом. Смесеобразование производится в течение тактов впуска и сжатия в объеме основного цилиндра. В процессе сгорания горючая смесь вытесняется в дополнительный цилиндр с находящимся в нем сжатым воздухом. Расширение происходит в обоих цилиндрах.

Недостатком этого технического решения является большая площадь охлаждения рабочего тела, находящегося как в основном, так и в дополнительном цилиндрах, что затрудняет пуск двигателя, так как в процессе сжатия при пуске холодного двигателя рабочее тело сильно охлаждается.

Цель изобретения - повышение пусковых качеств двигателя внутреннего сгорания путем разъединения основного и дополнительного цилиндров в период пуска и прогрева двигателя.

Поставленная цель достигается установкой в канале, соединяющем основной и дополнительный цилиндры, лепесткового клапана, шторка которого выполнена из материала, обладающего эффектом памяти формы, закрывающего в период пуска двигателя канал, соединяющий цилиндры.

Новым в двигателе внутреннего сгорания является установка в канале, соединяющем основной и дополнительный цилиндры, лепесткового клапана, шторка которого выполнена из материала, обладающего эффектом памяти формы, закрывающего в период пуска двигателя соединительный канал.

На фиг.1 представлен двигатель внутреннего сгорания, состоящий из основного и дополнительного цилиндров с соединяющим их каналом и лепестковым клапаном, разъединяющим цилиндры в период пуска и прогрева холодного двигателя; на фиг.2 представлен двигатель внутреннего сгорания с открытым лепестковым клапаном при работе двигателя.

Двигатель внутреннего сгорания состоит из параллельно расположенных цилиндров 1 и 2 с общей крышкой 3, в которых находятся поршни 4 и 5, соединенные шатунами с коленчатым валом 6, кривошипы которого направлены в одну сторону. В основном цилиндре 1 размещены впускной 7 и выпускной 8 клапаны. Основной цилиндр 1 и дополнительный цилиндр 2 соединяются между собой каналом 9. В канале 9 размещена шторка лепесткового клапана 10, закрепленная на крышке цилиндров 3. При пуске и прогреве холодного двигателя шторка лепесткового клапана 10 (фиг.1) отогнута от поверхности крышки цилиндров 3 и перекрывает канал 9, соединяющий цилиндры 1 и 2, препятствуя движению рабочего тела по каналу 9; при работе двигателя шторка лепесткового клапана 10, выполненная из материала, обладающего эффектом памяти формы, открывает канал 9 между цилиндрами 1 и 2 и занимает рабочее положение (фиг.2), прижимаясь к поверхности крышки цилиндров 3.

Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом. При пуске и прогреве холодного двигателя, фиг.1, шторка лепесткового клапана 10 отогнута от поверхности крышки цилиндров 3 и перекрывает канал 9, соединяющий цилиндры 1 и 2, препятствуя движению рабочего тела по каналу 9. Рабочее тело находится только в основном цилиндре 1, площадь охлаждения рабочего тела минимальна и двигатель легче пускается и быстрее прогревается. После пуска и прогрева двигателя в материале шторки лепесткового клапана 10 происходит мартенситное превращение [4], и она изменяет свою форму, прижимаясь к поверхности крышки цилиндра 3, и занимает рабочее положение, показанное на фиг.2.

При остановке и остывании двигателя материал шторки лепесткового клапана охлаждается и в нем происходит обратное мартенситное превращение [4], в результате которого шторка лепесткового клапана принимает исходное положение.

Если пуск производится на горячем двигателе, шторка лепесткового клапана имеет температуру, равную температуре крышки цилиндров, остается в рабочем положении, обеспечивая надежный пуск и работу горячего двигателя.

Использование предлагаемого технического решения способствует повышению надежности пуска двигателя внутреннего сгорания.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кушуль В.М. Знакомьтесь - двигатель нового типа. Л.: Судостроение, 1966. - 117 с.

2. Кушуль В.М. Новый тип двигателя внутреннего сгорания. Л.: Судостроение, 1965. - 211 с.

3. Патент РФ №2095585 C1, опубл. 10.11.1997 «Способ работы двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия и двигатель».

4. Применение эффекта памяти формы в современном машиностроении. / А.С. Тихонов, А.П. Герасимов, И.И. Прохорова - М.: Машиностроение, 1981, - 80 с.

Двигатель внутреннего сгорания, состоящий из основного цилиндра, в котором осуществляется смесеобразование, и дополнительного цилиндра, расположенного параллельно основному и соединенного с ним каналом, по которому перетекают газы, расширяющиеся как в основном, так и в дополнительном цилиндре, отличающийся тем, что в канале, соединяющем основной и дополнительный цилиндры, установлен лепестковый клапан, шторка которого выполнена из материала, обладающего эффектом памяти формы, закрывающий в период пуска двигателя соединительный канал.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергомашиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано при создании поршневых двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к энергетическим и транспортным установкам. .

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к поршневым моторам с парогазовым циклом. .

Изобретение относится к моторостроению, преимущественно к двигателям внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к области поршневых двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Двигатель (10) с расщепленным циклом содержит коленчатый вал (16), поршень (20) сжатия, введенный в цилиндр сжатия (12), поршень (30) расширения, введенный в цилиндр (14) расширения, и переходный канал (22). Поршень (20) сжатия совершает возвратно-поступательное движение в течение такта впуска и такта сжатия, при одном обороте коленчатого вала (16). Поршень (30) расширения совершает возвратно-поступательное движение в течение такта расширения и такта выпуска, при одном обороте коленчатого вала (16). Переходный канал (22) соединяет цилиндры (12) и (14) сжатия и расширения и содержит расположенный в нем переходный клапан (26) расширения. Двигатель (10) работает в режиме зажигания двигателя (в EF режиме) и имеет остаточную степень расширения при закрывании переходного клапана (26) расширения 10 к 1 или больше. Раскрыт способ эксплуатации двигателя. Технический результат заключается в снижении выбросов. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения. Техническим результатом является повышение эффективности работы за счет расширения функциональных возможностей двигателя при работе на разных нагрузках. Сущность изобретения заключается в том, что при работе двигателя, содержащего четыре одинаковых цилиндра, используют попеременно режим его работы, при котором по очереди сжимают воздух в каждом цилиндре и подают в него топливо, которое воспламеняют, образуя горячий газ, выпускаемый после его расширения наружу, и режим работы, при котором прекращают подавать воздух и топливо в средние цилиндры. При этом увеличивают в два раза частоту открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов средних цилиндров, перепускают в средние цилиндры при увеличении их объема горячий газ поочередно из крайних цилиндров и выпускают расширившийся горячий газ из средних цилиндров при уменьшении их объема. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к комбинированным поршневым двигателям внутреннего сгорания. Технический результат - расширение функциональных возможностей двигателя для улучшения его характеристик при малых, средних и больших нагрузках. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит одинаковые основные 1, 4 и дополнительные 2, 3 цилиндры с расположенными в них поршнями, связанными с коленчатым валом. Двигатель снабжен двухпозиционными золотниковыми распределителями 19, 20 потоков воздуха и горячего газа, содержащими механически связанные между собой поворотные золотники 21, 22. Золотники сделаны с пазами для перепуска воздуха в первой их позиции из цилиндров 2, 3 при уменьшении их объема в цилиндры 1, 4 при увеличении их объема при открытом впускном клапане и для перепуска горячего газа во второй их позиции из цилиндров 1, 4 при уменьшении их объема в цилиндры 2, 3 при увеличении в них объема. Золотник 21 расположен между каналами прохода воздуха, а золотник 22 расположен между каналами прохода горячего газа. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с продолженным расширением. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей комбинированного двигателя при различных нагрузках. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит два крайних 1, 4 и два средних 2, 3 одинаковых цилиндра с расположенными в них поршнями 5, связанными с коленчатым валом 7, впускные 10 и выпускные 11 клапаны, каналы для прохода воздуха в цилиндры и выпуска из них горячего газа. Двигатель содержит золотниковый распределитель 12 потоков воздуха и золотниковый распределитель 13 потоков горячего газа. В первой позиции распределителя 12 воздух пропускается во все цилиндры при увеличении их объема при открытом впускном клапане, а во второй позиции воздух пропускается в цилиндры 1, 4. В первой позиции распределителя 13 горячий газ выпускается наружу из всех цилиндров, а во второй позиции горячий газ перепускается из цилиндров 1, 4 при уменьшении их объема при открытом выпускном клапане в цилиндры 2, 3 при увеличении в них объема. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к объемным тепловым машинам, преобразующим тепло нагретых газов в механическую работу. Техническим результатом является повышение КПД теплового двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что расширительный цилиндр связан с источником горячего газа при помощи входного трубопровода с клапаном и с промежуточным цилиндром при помощи перепускного канала с клапаном, промежуточный цилиндр связан с камерой охладителя при помощи соединительного канала с выпускным клапаном, а камера охладителя сообщена с атмосферой при помощи выпускной трубы с клапаном сброса отработавших газов. Клапан входного трубопровода открыт во время такта расширения при перемещении поршня расширительного цилиндра от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ) при закрытом перепускном клапане, перепускной клапан открыт в конце такта расширения при закрытом клапане впускного трубопровода с возможностью перепуска расширившегося газа из расширительного цилиндра в камеру охладителя через перепускной канал и соединительный канал с открытым в нем выпускным клапаном при положении поршня промежуточного цилиндра в районе своей ВМТ и продолжения расширения газа в камере охладителя с последующим выбросом отработавших газов в атмосферу через клапан сброса и выходную трубу. При перемещении поршня расширительного цилиндра от ВМТ остатки расширившегося газа перепускаются из расширительного цилиндра в промежуточный цилиндр при закрытом выпускном клапане и закрытом клапане сброса, камера охладителя снабжена теплообменником с возможностью отбора тепла от оставшегося в ней расширившегося газа до состояния его разрежения, и при перемещении поршня промежуточного цилиндра от своей НМТ выпускной клапан открыт с возможностью сообщения промежуточного цилиндра с камерой охладителя и перемещения поршня промежуточного цилиндра к ВМТ под действием разрежения, созданного в камере охладителя. Устройство позволяет преобразовать максимально возможное количество тепла в полезную работу за счет использования обратного термодинамического процесса. 4 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания с продолженным расширением и утилизацией тепла продуктов горения. Техническим результатом является повышение КПД теплового двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что машина содержит два рабочих цилиндра с размещенными в них рабочими поршнями, промежуточный цилиндр с размещенным в нем расширительным поршнем, камеру охладителя. Рабочие поршни расположены в цилиндрах синфазно и в противофазе с расширительным поршнем, в рабочих цилиндрах осуществляется четырехтактный рабочий процесс со сдвигом на 360 градусов угла поворота вала. Каждый рабочий цилиндр связан с промежуточным цилиндром при помощи перепускного канала с перепускным клапаном, промежуточный цилиндр связан с камерой охладителя при помощи соединительного канала с выпускным клапаном, а камера охладителя сообщена с атмосферой при помощи выпускной трубы с клапаном сброса отработавших газов, причем один из перепускных клапанов открыт в конце такта расширения с возможностью перепуска расширившихся продуктов сгорания из одного из рабочих цилиндров в камеру охладителя через перепускной канал и соединительный канал с открытым в нем выпускным клапаном при положении расширительного поршня в районе ВМТ и продолжения расширения продуктов горения в камере охладителя с последующим выбросом отработавших газов в атмосферу через клапан сброса и выходную трубу. При перемещении рабочего поршня от НМТ после такта расширения остатки продуктов горения перепускаются из рабочего цилиндра в промежуточный цилиндр при закрытом выпускном клапане и при закрытом клапане сброса. Камера охладителя снабжена теплообменником с возможностью отбора тепла от оставшихся в ней продуктов горения до состояния разрежения, и при перемещении расширительного поршня от своей НМТ выпускной клапан открыт с возможностью сообщения промежуточного цилиндра с камерой охладителя и перемещения расширительного поршня к ВМТ под действием разрежения, созданного в камере охладителя. 2 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения. Техническим результатом является снижение токсичности продуктов сгорания и повышение эффективности работы двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель (100) с воспламенением от сжатия с разделенным циклом содержит: блок (200) цилиндров с цилиндром (6) расширения, имеющим поршень (7) расширения, который выполнен с возможностью поочередного перемещения механизма (20) коленчатого вала между верхней мертвой точкой и нижней мертвой точкой, который приводит поршень (7) расширения в заданное положение, соответствующее заданному углу коленчатого вала; цилиндром (2) сжатия, имеющим поршень (1) сжатия, который выполнен с возможностью поочередного перемещения между CTDC и CBDC согласно заданному угловому фазовому смещению с задержкой к поршню (7) расширения. Головка (30) цилиндров закрывает цилиндры и содержит перепускной канал (5) с отверстием (5а), находящимся в постоянной связи с цилиндром (2) сжатия и отверстием (5b), имеющим перепускной клапан (4) к цилиндру (6) расширения, впускной клапан (3) и выпускной клапан (9); средства для открывания/закрывания перепускного клапана (4); средства для открывания/закрывания выпускного клапана (9) в заданные моменты переменного цикла поршней и топливный инжектор (8) в перепускном канале (5). Перепускной клапан (4) открывается с опережением на 20° или более угла коленчатого вала относительно угла коленчатого вала ETDC, таким образом, что с момента открытия вплоть до достижения ETDC имеет место существенное выравнивание давления между цилиндрами, таким образом, что между ETDC и CTDC происходит перенос текучей среды, поддерживающей горение, между двумя цилиндрами, и таким образом, что инжектор (8) впрыскивает топливо (8а), начиная с момента достижения ETDC. 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение КПД двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель с воспламенением от сжатия и подводом теплоты при постоянном объеме выполнен с разделенными функциями парных цилиндров. В цилиндрах меньшего диаметра производят сжатие воздуха, а в цилиндрах большего диаметра производят расширение продуктов сгорания. При этом шейки коленчатого вала с приводом компрессорных поршней сдвигают вперед на 90 градусов, а сжатый воздух пропускают через промежуточные камеры сгорания с перепускными клапанами, в которые впрыскивают топливо, и осуществляют рабочий цикл. Компрессорный и рабочий цилиндры могут быть расположены оппозитно, а двигатель снабжен двумя коленчатыми валами, расположенными в одной плоскости и соединенными между собой моторными цепями через звездочки с регулируемыми муфтами опережения для регулирования фаз опережения подхода в верхнюю мертвую точку компрессорных поршней по отношению к расширительным для работы на разных типах тяжелого топлива. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх