RU2131048C1 - Heat engine - Google Patents
Heat engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2131048C1 RU2131048C1 RU98100701A RU98100701A RU2131048C1 RU 2131048 C1 RU2131048 C1 RU 2131048C1 RU 98100701 A RU98100701 A RU 98100701A RU 98100701 A RU98100701 A RU 98100701A RU 2131048 C1 RU2131048 C1 RU 2131048C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- engine
- regenerator
- cylinder
- heat engine
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в качестве двигателя. The present invention relates to the field of mechanical engineering and may find application as an engine.
Известен четырехцилиндровый бензиновый двигатель автомобиля Ваз-2121 "Нива", содержащий блок цилиндров с картером, внутри которого размещен кривошипно-шатунный механизм, газораспределительный механизм, системы питания, охлаждения, смазки, зажигания и запуска. Мощность 80 л.с., рабочий объем 1,57, степень сжатия 8,5. /В.А. Вершигора и др., Автомобиль Ваз-2121 "Нива", М., Транспорт, 1980, с. 5 - 66/. Known four-cylinder gasoline engine of the car VAZ-2121 "Niva", containing a cylinder block with a crankcase, inside which is placed a crank mechanism, a gas distribution mechanism, a power system, cooling, lubrication, ignition and start. Power 80 hp, displacement 1.57, compression ratio 8.5. / B.A. Vershigora et al., Car VAZ-2121 "Niva", M., Transport, 1980, p. 5 - 66 /.
Недостатками известного бензинового двигателя являются: загрязнение окружающей среды выхлопными газами, большие тепловые потери, большой расход органического топлива, значительный шум. The disadvantages of the known gasoline engine are: environmental pollution by exhaust gases, large heat losses, high consumption of fossil fuels, significant noise.
Указанные недостатки обусловлены конструкцией двигателя. These disadvantages are due to the design of the engine.
Известен также двухтактный дизельный двигатель 37Д, содержащий блок цилиндров с картером, внутри которого размещены кривошипно-шатунный механизм, газораспределительный механизм, механизм наддува воздуха в цилиндры, системы питания, охлаждения, смазки, запуска, пост управления /С.Н. Прасолов, М.Б. Амитин, Устройство подводных лодок, М., Ордена Трудового Красного Знамени военное издательство Министерства обороны СССР, 1973, с. 231 - 242, рис. 99. Also known is a 37D two-stroke diesel engine containing a cylinder block with a crankcase, inside of which there is a crank mechanism, a gas distribution mechanism, a mechanism for boosting air into cylinders, a power system, cooling, lubrication, start-up, a control post / С.Н. Prasolov, M.B. Amitin, Submarine Arrangement, M., Order of the Red Banner of Labor, Military Publishing House of the USSR Ministry of Defense, 1973, p. 231 - 242, fig. 99.
Известный двухтактный дизельный двигатель 37Д, как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому полезному результату, принят за прототип. The well-known 37D two-stroke diesel engine, as the closest in technical essence and achieved useful result, is adopted as a prototype.
Недостатки известного дизельного двигателя 37Д, принятого за прототип, те же. The disadvantages of the well-known 37D diesel engine, taken as a prototype, are the same.
Целью настоящего изобретения является повышение эксплуатационных характеристик теплового двигателя. The aim of the present invention is to improve the operational characteristics of a heat engine.
Указанная цель, согласно изобретения, обеспечивается тем, что система водяного охлаждения, глушитель, рабочее тело /дизельное топливо/ заменены воздушным регенератором, пневматически связанным с впускным и выпускным коллекторами, охладителем, вход которого соединен с воздушным регенератором, воздушным циклоном, подключенным к выходу охладителя, внутренняя полость которого соединена с атмосферой и отстойником, рабочим телом, представляющим собой легкокипящую жидкость с большим коэффициентом объемного расширения, способную конденсироваться и легко отделяться от воздуха, залитую в топливную систему двигателя. The specified purpose, according to the invention, is ensured by the fact that the water cooling system, muffler, working fluid / diesel fuel / are replaced by an air regenerator pneumatically connected to the intake and exhaust manifolds, a cooler, the inlet of which is connected to an air regenerator, an air cyclone connected to the outlet of the cooler , the inner cavity of which is connected to the atmosphere and the sump, the working fluid, which is a low-boiling liquid with a large coefficient of volume expansion, capable of condensing It can be easily separated from the air, which is poured into the fuel system of the engine.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид теплового двигателя; на фиг.2 - вид на тепловой двигатель сверху; на фиг. 3 - вид на тепловой двигатель спереди; на фиг.4 - схема устройства теплового двигателя; на фиг.5 - устройство циклона в разрезе; на фиг.6 - вид сверху, в разрезе на воздушный регенератор; на фиг.7 - устройство охладителя; на фиг.8 - схема привода вентилятора. The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of a heat engine; figure 2 is a view of the heat engine from above; in FIG. 3 is a front view of a heat engine; figure 4 - diagram of the device of the heat engine; figure 5 - the cyclone device in section; Fig.6 is a top view, in section, of an air regenerator; figure 7 - device cooler; on Fig is a diagram of a fan drive.
Предлагаемый четырехцилиндровый двухтактный тепловой двигатель содержит блок цилиндров 1 с верхним картером, к которому болтами привернут нижний картер 2. Внутри блока установлены гильзы 3, имеющие в нижней части продувочные окна 4 и покрытые снаружи теплоизоляцией 5. Внутрь каждой гильзы цилиндра вставлен поршень 6, который посредством шатуна 7 соединен с коленчатым валом 8, установленным в подшипниках верхнего и нижнего картеров. По бокам блока двигателя закреплены топливный насос высокого давления 9, который посредством трубопроводов 10 соединен с форсунками 11, размещенными в головке 12 блока цилиндров, имеющей внутри теплоизоляцию 13. На корпусе насоса высокого давления закреплен корпус 14 регулятора частоты вращения коленчатого вала и корпус 15 топливного насоса. И тот, и другой кинематически связаны с валом насоса высокого давления. Там же размещен электростатер 16. С противоположной стороны на двигателе размещен воздушный нагнетатель 17, который вместе с насосом высокого давления через механизм передач /не показанный на чертежах/ кинематически связан с коленчатым валом. Впускной коллектор 18 пневматически соединен с продувочными окнами цилиндров с одной стороны, а с другой стороны через боковые отводы регенератора 19 подключен к воздушному нагнетателю, имеющему воздушную заслонку 20. Выпускной коллектор 21 с одной стороны соединен с противоположными продувочными окнами цилиндров, а с другой стороны он подключен через торцевые отводы к вышеупомянутому регенератору, а последний через охладитель 22 соединен с внутренней полостью воздушного циклона 23, соединенного в нижней части со сливным баком 24. Топливная система содержит топливный бак, который посредством трубопроводов через топливный насос, запорный кран 25 соединен с насосом высокого давления. В систему входит также топливный фильтр, не показанный на чертеже. Топливный бак 26 и вся система питания заполнены легкокипящей жидкостью, имеющей большой коэффициент объемного расширения и способной хорошо конденсироваться и отделяться от воздуха. Такой жидкостью могут быть жидкие фреоны, различные не ядовитые этилы и другие жидкости. Топливная система может также иметь теплоизоляцию /на чертеже не показано/. Для более высокого нагрева воздуха при сжатии его поршнями отношение объема цилиндра двигателя к объему камеры сжатия должно быть не менее 15:1. Регенератор воздуха содержит цилиндрический корпус 27, имеющий боковые трубчатые отводы с фланцами 28 и 29. К корпусу приварены с двух сторон шайбы 30 и 31 с отверстиями, в которые вставлены и развальцованы продольные трубки 32. Корпус с обеих сторон закрыт крышками 33 и 34, имеющими трубчатые отводы с фланцами 35 и 36. Воздушный циклон представляет собой цилиндрическую трубу 37, к нижней части которой приварен трубчатый конус, имеющий фланец 38 для соединения со сливным баком. В верхней части цилиндрическая труба имеет заглушку с отверстием, через которое пропущена выхлопная труба 39, имеющая винтовой шлиц 40 на своей наружной поверхности. Верхняя часть цилиндрической трубы имеет цилиндрический отвод с фланцем 41, а к нижней части приварен кронштейн 42 для крепления циклона к корпусу двигателя. Охладитель воздушной смеси представляет собой два радиатора, объединенных общей рамой и имеющих общий кожух 43 с входящим в него вентилятором 44. Первый радиатор - масляный предназначен для охлаждения масла, находящегося в системе смазки двигателя, которая имеет свойственные двухтактным двигателям узлы и детали и не показана на чертежах. Радиатор содержит верхний коллектор 45, нижний коллектор 46, соединенный между собой трубками 47. В верхней и нижней частях имеются площадки с отверстиями 48 для крепления маслопроводов. Второй радиатор - предназначен для охлаждения воздушной смеси и имеет такое же устройство. Он отличается лишь большим диаметром трубок 49, которые соединяют верхний 50 и нижний 51 коллекторы, имеющие фланцы 52 и 53. Для увеличения поверхности нагрева и те, и другие трубки имеют пластины оребрения 54. Вентилятор охладителя установлен в подшипнике блока цилиндров и через конические шестерни 55, 56, 57, вертикальный вал 58 соединен с конической шестерней 59 коленчатого вала. The proposed four-cylinder two-stroke thermal engine contains a
Работа двухтактного теплового двигателя. The operation of a two-stroke heat engine.
Работа двухтактного теплового двигателя основана на использовании теплоты, возникающей при нагреве воздуха в цилиндре в момент его сжатия и впуска в цилиндр, по достижении поршнем ВМТ, порции легкокипящей жидкости с большим коэффициентом объемного расширения, что приводит к возникновению давления на поршень и вращению коленчатого вала. The operation of a two-stroke heat engine is based on the use of heat that occurs when air is heated in the cylinder at the time of its compression and intake into the cylinder, when the piston reaches the TDC, a portion of low boiling liquid with a large coefficient of volume expansion, which leads to pressure on the piston and rotation of the crankshaft.
При положении поршня 6 в НМТ продувочные окна 4 открыты и в цилиндр 3 подается от нагнетателя 17 через трубки 32 регенератора 19 и впускной коллектор 18 свежий заряд воздуха и происходит такт впуска воздуха. Далее при вращении коленчатого вала 8 электростартером 16 поршень 6 движется вверх и закрывает продувочные окна 4. При дальнейшем вращении коленчатого вала 8 поршень 6 продолжает двигаться к ВМТ и, начиная с момента закрытия продувочных окон 4, сжимает поступивший в цилиндр 3 воздух. Воздух в цилиндре сжимается до 60 кгс/см2 / 6 • 106 Па/, а температура его повышается до 600 - 650oC. При подходе поршня 6 к ВМТ с некоторым опереженем, соответствующим 10 - 30o, в цилиндр выпрыскивается насосом высокого давления 9 через форсунку 11 порция легкокипящей жидкости, которая испаряется и расширяется, производя на поршень значительное давление. Под воздействием давления газовой смеси, образовавшейся в цилиндре, поршень 6 перемещается вниз, совершая рабочий ход и приводя во вращение коленчатый вал 8. Процесс выпуска отработанной смеси начинается с момента открытия продувочных окон 4. При этом нагнетатель 17 снова подает воздух в цилиндр 3, а отработанная смесь, температура которой понизилась до 70 - 80oC выбрасывается в выпускной коллектор 21 и затем проходит через регенератор 19, омывая трубки 32 и отдавая часть тепла воздуху, поступающему в цилиндр. Далее отработанная смесь поступает в охладитель 22, где происходит ее дальнейшее охлаждение. Пройдя охладитель, отработанная смесь поступает в циклон 23, где, проходя через винтовые шлицы 40, приобретает вращательное движение. Под действием центробежной силы капли сконденсировавшейся и остывшей окончательно легкокипящей жидкости стекают по стенкам циклона в сливной бак 24, а воздух через выхлопную трубу 39 выходит в атмосферу. На этом такт выпуска заканчивается и далее начинается такт наполнения цилиндра зарядом свежего воздуха и все начинается снова. После того, как двигатель будет запущен, электростартер 16 отключается. Частота вращения коленчатого вала может изменяться за счет изменения количества, подаваемой в цилиндры жидкости. Чем больше количество поступившей в цилиндры жидкости, тем больше частота вращения коленчатого вала и наоборот. Количество подаваемой в цилиндры жидкости регулируется механизмом управления /не показанным на чертеже/, который воздействует на плунжеры насоса высокого давления. Регулятор 14 поддерживает постоянной частоту вращения коленчатого вала путем изменения количества, подаваемой в цилиндры жидкости, воздействуя на насос высокого давления /не показано/. Система смазки подает масло к трущимся поверхностям. При повышении температуры масла оно может быть охлаждено в масляной секции охладителя 22. Двигатель может быть выполнен по четырехтактному циклу.When the
Положительный эффект предлагаемого изобретения: более высокая пожаробезопасность, меньшие тепловые потери, меньшее загрязнение окружающей среды, возможность повторного использования топлива после его регенерации и очистки, меньший шум, не требует органического топлива. The positive effect of the invention: higher fire safety, less heat loss, less environmental pollution, the possibility of reuse of fuel after its regeneration and purification, less noise, does not require fossil fuels.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98100701A RU2131048C1 (en) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | Heat engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98100701A RU2131048C1 (en) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | Heat engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2131048C1 true RU2131048C1 (en) | 1999-05-27 |
Family
ID=20201213
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98100701A RU2131048C1 (en) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | Heat engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2131048C1 (en) |
-
1998
- 1998-01-06 RU RU98100701A patent/RU2131048C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Прасолов С.Н., Амитин М.В. Устройство подводных лодок. - М.: Воениздат, 1973, с. 231 - 242, рис. 99. 2. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2082891C1 (en) | Internal combustion engine and method of its operation | |
US7905221B2 (en) | Internal combustion engine | |
US8851025B2 (en) | Powering an internal combustion engine | |
GB2377971A (en) | Engine positive crankcase ventilation (PCV) system with a thermal management system including a heat pipe | |
CN102803677B (en) | Two stroke engine and correlation technique | |
US5182913A (en) | Engine system using refrigerant fluid | |
RU2370658C2 (en) | Method to operate combined engine with two phase working medium | |
US4319546A (en) | Hydraulic combustion engine | |
US6796127B2 (en) | One cycle internal combustion engine | |
RU2131048C1 (en) | Heat engine | |
RU2316658C1 (en) | Diesel engine | |
RU2285814C1 (en) | Multifuel uprated diesel engine | |
RU2300650C1 (en) | Diesel engine | |
RU2361098C1 (en) | Two-cycle internal combustion engine | |
RU2050442C1 (en) | Method of operating engine with external heat supply and engine with external heat supply | |
GB2110305A (en) | Apparatus for vaporising a liquid by hot compressed gas to produce power | |
RU2413084C2 (en) | Kazantsev piston engine | |
RU2062342C1 (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
RU2009339C1 (en) | Method of operating internal combustion engine | |
RU226462U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE PRE-STARTING SYSTEM | |
RU2057951C1 (en) | Engine | |
RU2076216C1 (en) | Internal combustion engine with doubled number of cylinders | |
RU2168030C2 (en) | Thermodynamic cycle and engine operating on such cycle | |
RU2198309C2 (en) | Turboengine plant | |
JP4826344B2 (en) | 2-piston insulated composite engine |