RU2012109211A

RU2012109211A - Двигатель с разделенным циклом

Info

Publication number: RU2012109211A
Application number: RU2012109211/06A
Authority: RU
Inventors: Роберто ДЖЕНТИЛИ; Этторе МУСУ; Рикардо РОССИ
Original assignee: Грин Энджин Консалтинг С.Р.Л.
Priority date: 2009-09-23
Filing date: 2010-09-23
Publication date: 2013-10-27
Also published as: JP2013505396A; WO2011045642A2; CN102597455A; WO2011045642A3; PL2480768T3; ITPI20090117A1; CA2773440C; JP5888235B2; PT2480768E; EP2480768B1; ES2431913T3; CA2773440A1; CN102597455B; KR20120083327A; RU2546935C2; KR101741860B1; US20120167566A1; BR112012006676A2; HK1172668A1; WO2011045642A8

Abstract

1. Двигатель с воспламенением от сжатия с разделенным циклом, содержащий:- блок цилиндров, содержащий- цилиндр расширения, имеющий поршень расширения, который выполнен с возможностью поочередного перемещения в цилиндре расширения между верхней мертвой точкой и нижней мертвой точкой посредством механизма коленчатого вала, выполненного с возможностью всегда приводить поршень расширения в заданное положение, соответствующее заданному углу коленчатого вала;- цилиндр сжатия, который имеет поршень сжатия, выполненный с возможностью поочередного перемещения в цилиндре сжатия между верхней мертвой точкой и нижней мертвой точкой в соответствии с заданным угловым фазовым смещением с задержкой по отношению к углу коленчатого вала цилиндра расширения и который расположен смежно с цилиндром расширения;- головку цилиндров, закрывающую цилиндры сжатия и расширения и содержащую по меньшей мере один перепускной канал, соединяющий указанные цилиндры и содержащий образованное на стороне сжатия отверстие и образованное на стороне расширения отверстие, при этом указанная головка цилиндров содержит по меньшей мере один впускной клапан, обращенный к цилиндру сжатия и предназначенный для ввода в него текучей среды, поддерживающей горение, и по меньшей мере один выпускной клапан, обращенный к цилиндру расширения и предназначенный для выпуска отработавшего газа, выходящего из него.кроме того указанный двигатель дополнительно содержит- по меньшей мере один перепускной клапан, расположенный в образованном на стороне сжатия отверстии перепускного канала;- устройство для обеспечения перемещения перепускного клапана, обе

Claims

1. Двигатель с воспламенением от сжатия с разделенным циклом, содержащий:

- блок цилиндров, содержащий

- цилиндр расширения, имеющий поршень расширения, который выполнен с возможностью поочередного перемещения в цилиндре расширения между верхней мертвой точкой и нижней мертвой точкой посредством механизма коленчатого вала, выполненного с возможностью всегда приводить поршень расширения в заданное положение, соответствующее заданному углу коленчатого вала;

- цилиндр сжатия, который имеет поршень сжатия, выполненный с возможностью поочередного перемещения в цилиндре сжатия между верхней мертвой точкой и нижней мертвой точкой в соответствии с заданным угловым фазовым смещением с задержкой по отношению к углу коленчатого вала цилиндра расширения и который расположен смежно с цилиндром расширения;

- головку цилиндров, закрывающую цилиндры сжатия и расширения и содержащую по меньшей мере один перепускной канал, соединяющий указанные цилиндры и содержащий образованное на стороне сжатия отверстие и образованное на стороне расширения отверстие, при этом указанная головка цилиндров содержит по меньшей мере один впускной клапан, обращенный к цилиндру сжатия и предназначенный для ввода в него текучей среды, поддерживающей горение, и по меньшей мере один выпускной клапан, обращенный к цилиндру расширения и предназначенный для выпуска отработавшего газа, выходящего из него.

кроме того указанный двигатель дополнительно содержит

- по меньшей мере один перепускной клапан, расположенный в образованном на стороне сжатия отверстии перепускного канала;

- устройство для обеспечения перемещения перепускного клапана, обеспечивающего его открытие и закрытие, в заданные моменты переменного цикла указанных поршней;

- устройство для обеспечения перемещения выпускного клапана, обеспечивающего его открытие и закрытие, в заданные моменты переменного цикла указанных поршней;

- устройство впрыска топлива в перепускной канал или в цилиндр расширения в заданные моменты переменного цикла указанных поршней с воспламенением впрыснутого топлива от сжатия при достижении температуры самовоспламенения;

отличающийся тем, что

перепускной канал определяет единую камеру сгорания совместно с цилиндром расширения, с которым он постоянно сообщается,

причем

устройство для обеспечения перемещения перепускного клапана выполнено с возможностью открытия перепускного клапана с опережением по отношению к углу коленчатого вала, соответствующему нижней мертвой точке с обеспечением опережения перемещения, обеспечивающего открытие, на 20° или более по отношению к углу коленчатого вала, так что

- обеспечено по существу уравнивание мгновенного давления между указанным цилиндром сжатия и указанным цилиндром расширения с момента открытия перепускного клапана до достижения нижней мертвой точки, и

- обеспечен по существу полный перенос текучей среды, поддерживающей горение, между цилиндром сжатия и цилиндром расширения через перепускной канал между нижней мертвой точкой и верхней мертвой точкой, а

устройство впрыска выполнено с возможностью впрыска топлива с момента достижения поршнем расширения нижней мертвой точки с обеспечением впрыска топлива одновременно с переносом текучей среды, поддерживающей горение, через перепускной канал.

2. Двигатель по п.1, в котором устройство для обеспечения перемещения перепускного клапана, обеспечивающего его открытие и закрытие, открывает перепускной клапан с опережением по отношению к углу коленчатого вала нижней мертвой точки, с опережающим перемещением открытия, установленным между 80° и -25°, в частности между -35° и -30°.

3. Двигатель по п.1, в котором устройство впрыска топлива выполнено с возможностью впрыска небольшого количества топлива, так называемых предварительных впрысков, с опережением по отношению к нижней мертвой точке для подогрева среды сгорания.

4. Двигатель по п.1, в котором устройство для обеспечения перемещения выпускного клапана, обеспечивающего его открытие и закрытие, выполнено с возможностью блокирования указанного выпускного клапана с заданным углом опережения относительно достижения поршнем расширения нижней мертвой точки, так что в цилиндре расширения происходит сжатие части отработавшего газа до достижения заданного давления, и устройство для обеспечения перемещения перепускного клапана, обеспечивающего его открытие и закрытие, открывает указанный перепускной клапан, когда поршень сжатия осуществил сжатие текучей среды, поддерживающей горение, в цилиндре сжатия до давления по существу равного давлению в цилиндре расширения, так что перенос указанной текучей среды, поддерживающей горение, осуществлен через перепускной канал из цилиндра сжатия в цилиндр расширения, а самовоспламенение топлива происходит по существу в одно и то же время, в частности, указанное заданное закрытие происходит с углом опережения указанного выпускного клапана относительно нижней мертвой точки, равным по меньшей мере 40°.

5. Двигатель по п.1, в котором указанное угловое фазовое смещение между углом коленчатого вала поршня сжатия и углом коленчатого вала поршня расширения установлено между 10° и 45°, предпочтительно между 20° и 30°, в частности 25° и, в частности, содержащий регулирующее устройство для регулировки указанного углового фазового смещения между поршнем сжатия и поршнем расширения в зависимости от рабочих состояний двигателя.

6. Двигатель по п.1, в котором устройство для обеспечения перемещения перепускного клапана, обеспечивающего его открытие и закрытие, открывает указанный перепускной клапан с опережением по отношению к закрытию выпускного клапана, так что в цилиндре сжатия происходит вымывание отработавшего газа свежей текучей средой, поддерживающей горение, перед закрытием выпускного клапана, а при закрытии выпускного клапана происходит рост давления в двух цилиндрах расширения и сжатия для достижения высокой мощности.

7. Двигатель по п.1, в котором механизм коленчатого вала содержит единственный приводной вал, приводящий в движение поршень сжатия и поршень расширения.

8. Двигатель по п.1, в котором механизм коленчатого вала содержит первый приводной вал, приводящий в движение поршень расширения, и второй приводной вал, приводящий в движение поршень сжатия, причем первый и второй приводной вал соединены друг с другом, сохраняя одинаковую скорость вращения.

9. Двигатель по п.1, в котором механизм коленчатого вала поршней цилиндра сжатия и цилиндра расширения относится к типу связывающего штоки главного шатуна.

10. Двигатель по п.1, в котором между цилиндром расширения и цилиндром сжатия выполнено несколько перепускных каналов, каждый из которых имеет по меньшей мере один соответствующий перепускной клапан, расположенный в образованном на стороне сжатия отверстии перепускного канала, и находится в постоянной связи с указанным цилиндром расширения.

11. Двигатель по п.1, в котором для впуска в цилиндр сжатия, а также для выпуска из цилиндра расширения выполнено больше впускных и выпускных клапанов, связанных с соответствующими впускными и выпускными каналами.

12. Двигатель по п.1, связанный с нагнетателем наддува, выполненным с возможностью достижения более высокой удельной мощности двигателя и лучшей термодинамической эффективности.

13. Двигатель по п.1, в котором цилиндр сжатия и цилиндр расширения имеют одинаковый рабочий объем или различный рабочий объем, в частности, в случае различного рабочего объема, более высокий рабочий объем находится в цилиндре расширения.

14. Двигатель по п.1, содержащий множество цилиндров сжатия, связанных соответственно с множеством цилиндров расширения, расположенных и объединенных друг с другом определенным способом.

15. Двигатель по п.1, в котором перепускной канал образует регулирующей элемент, выполненный с возможностью регулировки поперечного сечения и/или объема перепускного канала для приведения его в соответствие с различными рабочими состояниями двигателя, в частности, указанный регулирующий элемента выполнен в виде болта или лопатки.