RU2285814C1

RU2285814C1 - Multifuel uprated diesel engine

Info

Publication number: RU2285814C1
Application number: RU2005117759/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Степанович Григорчук (RU); Владимир Степанович Григорчук
Original assignee: Владимир Степанович Григорчук
Priority date: 2005-06-08
Filing date: 2005-06-08
Publication date: 2006-10-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; multifuel engines.

SUBSTANCE: proposed multifuel uprated diesel engine has cylinder block with crankcase, valve timing mechanism mechanically coupled with crank mechanism, air preparation system with regenerator, air cyclone coupled with exhaust system, fuel, cooling, lubrication, starting and control system. Proposed engine includes main two-stroke engine and additional two-stroke engine. Cylinder of each engine contains two intake channels arranged symmetrically one over the other at a distance relative to each other whose intake holes are connected with air charger. Exhaust channel is made coaxially to intake channel at opposite side of cylinder. Exhaust hole of exhaust channel communicates with atmosphere through muffler. Stop in form of plate rounded off from front is installed in lower part of cylinder. Hole is made in middle part of cylinder in which lock is fitted. Said lock is essentially cylindrical rod loaded by spring. Nozzle of additional engine is installed in middle part of cylinder, being connected with outlet union of additional high-pressure pump connected to pressure and drain main lines of fuel system. Moreover, outer piston with sealing members is fitted in cylinder. Piston in made in form of cup turned upside down and closed in lower part by cover in form of ring with slot provided with intake and outlet ports in middle part, hole for lock in upper part and L-shaped channel in bottom part, one end of which opens inside piston and the other comes to its side surface. Hole made on lower part of piston is connected with longitudinal slot. Moreover, inner piston with sealing members is installed inside outer piston, said inner piston being connected with crank of crankshaft by connecting rod and provided with cross channel in middle part in which round cylindrical lock is fitted loaded by spring and engaging with hole connected with longitudinal slot of outer piston. Combustion chamber of additional engine is formed between inner surface of crown of outer piston, its side walls and crown of inner piston. Said chamber communicates with nozzle of additional engine through L-shaped channels of outer piston and inclined channel of cylinder. Cylinder is closed by cover with exhaust channel provided with exhaust valve. Exhaust channel is connected through distributing cock with air cyclone and muffler, and exhaust valve is mechanically coupled with camshaft. Crown of outer piston, walls and cover of cylinder form combustion chamber of main engine. Nozzle is secured on combustion chamber of main engine. Nozzle is connected with outlet union of main high-pressure pump connected to pressure and drain lines of fuel system. Cooling jacket of air cyclone is connected with regenerator of air charger by pipelines.

EFFECT: increased power output of multifuel engine.

2 cl, 16 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве теплового двигателя.The present invention relates to mechanical engineering and can be used as a heat engine.

Известен двухтактный дизельный двигатель 37Д, содержащий блок цилиндров с картером, закрытый крышкой, в отверстиях которой установлены форсунки, кривошипный механизм, газораспределительный механизм, воздушный нагнетатель, насос высокого давления, выходные штуцеры которого посредством трубопроводов соединены с форсунками, системы питания, охлаждения, смазки и запуска, пост управления /С.И.Прасолов, М.Б.Амитин, Устройство подводных лодок. Военное издательство Министерства обороны СССР, М., 1973, с.254-242/.A 37D two-stroke diesel engine is known, comprising a cylinder block with a crankcase, closed by a cover, with nozzles installed in its openings, a crank mechanism, a gas distribution mechanism, an air supercharger, a high pressure pump, the outlet nozzles of which are connected via pipelines to the nozzles, power supply, cooling, lubrication and launch, control post / S.I. Prasolov, M. B. Amitin, Submarine construction. Military Publishing House of the Ministry of Defense of the USSR, M., 1973, p. 254-242 /.

Недостатками известного дизельного двигателя являются недостаточная мощность, большие тепловые потери, большой расход органического топлива, значительный шум, загрязнение окружающей среды выхлопными газами.The disadvantages of the known diesel engine are insufficient power, large heat losses, high consumption of fossil fuels, significant noise, environmental pollution by exhaust gases.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией двигателя.These disadvantages are due to the design of the engine.

Известен также тепловой двигатель, содержащий блок цилиндров с картером, закрытый крышкой, в отверстия которой вставлены форсунки, кривошипно-шатунный механизм, воздушный регенератор, воздушный нагнетатель, который через воздушный регенератор соединен с впускными окнами цилиндров, воздушный циклон, который через регенератор и охладитель соединен а атмосферой и накопительным баком, системы питания, охлаждения, смазки и запуска, механизм управления. Рабочее тело двигателя - легкокипящая жидкость /Патент РФ №2151048, кл. F 02 В 45/12, опубл. 27.05.99. Бюл. №15/.A heat engine is also known, comprising a cylinder block with a crankcase, closed by a lid, into the openings of which nozzles are inserted, a crank mechanism, an air regenerator, an air blower, which is connected through an air regenerator to the cylinder inlet windows, an air cyclone, which is connected through a regenerator and a cooler and the atmosphere and storage tank, power systems, cooling, lubrication and start-up, control mechanism. The working fluid of the engine is a low boiling liquid / RF Patent No. 2151048, class. F 02 B 45/12, publ. 05/27/99. Bull. No. 15 /.

Известный тепловой двигатель по патенту РФ №2151048, как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому полезному результату, принят за прототип.Known heat engine according to the patent of the Russian Federation No. 2151048, as the closest in technical essence and achieved useful result, adopted as a prototype.

Недостатком известного теплового двигателя, принятого за прототип, является недостаточная мощность.A disadvantage of the known heat engine adopted for the prototype is insufficient power.

Указанный недостаток обусловлен небольшой степенью сжатия воздуха и его низкой температурой в цилиндре и конструкцией самого двигателя.This drawback is due to the small degree of air compression and its low temperature in the cylinder and the design of the engine itself.

Целью настоящего изобретения является повышение мощности дизельного двигателя.The aim of the present invention is to increase the power of a diesel engine.

Указанная цель обеспечивается тем, что согласно изобретению блок цилиндров с поршнями заменены блоком цилиндров, каждый из которых содержит два впускных канала, размещенных симметрично один над другим, на некотором расстоянии друг от друга, входные отверстия которых соединены с нагнетателем воздуха, причем соосно нижнему впускному каналу на противоположной стороне цилиндра выполнен выпускной канал, выходное отверстие которого через глушитель связано с атмосферой, причем в нижней части цилиндра установлен упор в форме закругленной спереди пластины, а в средней части цилиндра выполнено отверстие, в которое вставлен стопор в форме цилиндрического стержня, нагруженного пружиной, в средней части цилиндра установлена также форсунка дополнительного двигателя, причем блок цилиндров закрыт крышкой, имеющей выпускные каналы с выпускными клапанами, при этом выпускной канал через распределительный кран соединен с воздушным циклоном и глушителем, а каждый выпускной клапан кинематически связан с распределительным валом, причем рубашка охлаждения воздушного циклона посредством трубопроводов соединена с регенератором нагнетателя воздуха, кроме того, в отверстиях крышки блока цилиндров установлены форсунки, соединенные трубопроводами с выходными штуцерами насоса высокого давления, подключенного к напорной и сливной магистралям топливной системы наружными поршнями с элементами уплотнения, вставленными в цилиндры, каждый из которых выполнен в форме перевернутого стакана и закрытого в нижней части крышкой в форме кольца с пазом, имеющего в средней части впускное и выпускное окна, в верхней части отверстие для стопора и в донной части Г-образный канал, один конец которого открывается внутрь наружного поршня, а другой выходит на его боковую поверхность, кроме того, на нижней части наружного поршня выполнено отверстие, соединенное с продольным пазом, причем крышка, стенки цилиндра и донная часть наружного поршня образуют камеру сгорания основного двигателя, внутренними поршнями с элементами уплотнения, каждый из которых вставлен внутрь наружного поршня, имеет в передней части поперечный канал, в который вставлен круглый цилиндрический стопор, нагруженный пружиной и взаимодействующий с отверстием, соединенным с пазом наружного поршня и соединенного посредством шатуна с кривошипом коленчатого вала, причем между днищем внутреннего поршня, днищем наружного поршня и его стенками образована камера сгорания дополнительного двигателя, которая через Г-образный канал наружного поршня и наклонный канал цилиндра соединена в форсункой дополнительного двигателя, дополнительным насосом высокого давления, выходные штуцеры которого посредством трубопроводов соединены с форсунками дополнительного двигателя, и подключенного к напорной и сливной магистралям топливной системы, причем рабочим телом дополнительного двигателя является дизельное топливо, а рабочим телом основного двигателя является дизельное топливо, или дистиллированная вода, или легкокипящая жидкость.This goal is ensured by the fact that according to the invention, the cylinder block with pistons is replaced by a cylinder block, each of which contains two inlet channels placed symmetrically one above the other at a certain distance from each other, the inlet openings of which are connected to the air blower, and coaxially to the lower inlet channel an exhaust channel is made on the opposite side of the cylinder, the outlet of which through the muffler is connected to the atmosphere, and in the lower part of the cylinder there is an emphasis in the form of a rounded Among the plates, and in the middle part of the cylinder, a hole is made in which a stopper is inserted in the form of a cylindrical rod loaded with a spring, an additional engine nozzle is also installed in the middle part of the cylinder, and the cylinder block is closed by a cover having exhaust channels with exhaust valves, while the exhaust channel through a distribution valve connected to the air cyclone and silencer, and each exhaust valve is kinematically connected to the camshaft, and the cooling jacket of the air cyclone ohm of pipelines is connected to the air compressor regenerator, in addition, nozzles are installed in the openings of the cylinder block cover, connected by pipelines to the outlet fittings of the high-pressure pump, connected to the pressure and drain lines of the fuel system by external pistons with sealing elements inserted into the cylinders, each of which is made in the form of an inverted glass and closed in the lower part by a lid in the form of a ring with a groove, having an inlet and an outlet window in the middle part, an opening for of the stopper and in the bottom part of the L-shaped channel, one end of which opens into the outer piston, and the other extends to its lateral surface, in addition, a hole is connected to the longitudinal groove on the bottom of the outer piston, with the lid, cylinder walls and bottom part the external piston form the combustion chamber of the main engine, the internal pistons with sealing elements, each of which is inserted inside the external piston, has a transverse channel in front of which a round cylindrical stopper is inserted, loaded with a spring and interacting with an opening connected to the groove of the external piston and connected via a connecting rod with the crank of the crankshaft, and between the bottom of the internal piston, the bottom of the external piston and its walls, a combustion chamber of an additional engine is formed, which through the L-shaped channel of the external piston and the inclined channel the cylinder is connected in the nozzle of the additional engine, an additional high-pressure pump, the outlet fittings of which are connected via pipelines to the nozzles of the auxiliary an auxiliary engine, and connected to the pressure and drain lines of the fuel system, the working fluid of the auxiliary engine being diesel fuel, and the working fluid of the main engine being diesel fuel, or distilled water, or low boiling liquid.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид дизельного двигателя, на фиг.2 - вид на дизельный двигатель сверху, на фиг.3 - общая схема дизельного двигателя, на фиг.4 - устройство воздушного циклона, на фиг.5 - устройство внутреннего поршня, на фиг.6 - вид на внутренний поршень сверху, на фиг.7 - общий вид наружного поршня с частичным разрезом, на фиг.8 - вид на наружный поршень справа, на фиг.9 - общий вид крышки наружного поршня, на фиг.10 - кинематическая схема дизельного двигателя, на фиг.11-14 - схема работы дизельного двигателя, на фиг.15 - схема управления дизельным двигателем, на фиг.16 - диаграмма работы дизельного двигателя.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of a diesel engine, figure 2 is a view of a diesel engine from above, figure 3 is a General diagram of a diesel engine, figure 4 is a device of an air cyclone, figure 5 - the device of the internal piston, Fig.6 is a top view of the internal piston, Fig.7 is a General view of the external piston with a partial cut, Fig.8 is a view of the external piston on the right, Fig.9 is a General view of the cover of the external piston , Fig.10 is a kinematic diagram of a diesel engine, Fig.11-14 is a diagram of a diesel engine spruce, in Fig. 15 is a control diagram of a diesel engine, in Fig. 16 is a diagram of a diesel engine.

Многотопливный четырехцилиндровый двухтактный двигатель повышенной мощности объединяет в себе основной двухтактный двигатель и дополнительный двухтактный двигатель и содержит блок цилиндров, в котором размещены цилиндры 1, 2, 3, 4, соединенный с картером 5, в подшипниках которого установлен коленчатый вал 6, крышку картера 7. Все цилиндры одинаковы по конструкции. Каждый цилиндр содержит рубашку охлаждения 8, два воздушных впускных канала - верхний 9 и нижний 10, размещенных симметрично один над другим, на некотором расстоянии друг от друга, входные отверстия которых связаны с нагнетателем воздуха 11, имеющим воздушный фильтр 12. Впускной коллектор 13 соединяет впускные каналы цилиндров с воздушным нагнетателем. На противоположной стороне цилиндра соосно с нижним впускным каналом расположен выпускной канал 14, соединенный через выпускной коллектор 15 и глушитель 16 с атмосферой. В нижней части цилиндра установлен упор 17 в форме закругленной впереди пластины. Внутрь цилиндра вставлен наружный поршень 18 с элементами уплотнения, выполненный в форме перевернутого стакана, закрытого снизу крышкой 19 в форме кольца, имеющего прорезь 20. В верхней части наружный поршень имеет Г-образный канал 21, связанный через наклонный канал 22 в стенке цилиндра с форсункой 23 дополнительного двигателя, которая трубопроводом соединена с выходным штуцером дополнительного насоса высокого давления 24, подключенного к напорной и сливной магистралям топливного насоса 25 системы писания, имеющей топливный бак 26. В средней части наружный поршень имеет впускное окно 27 и выпускное окно 28 для впуска воздуха и выпуска отработанных газов из камеры сгорания 29 дополнительного двигателя, образованной внутренней поверхностью днища наружного поршня и его боковыми стенками, а также днищем внутреннего поршня. В низшей части наружного поршня выполнено отверстие 30, через диаметр которого проходит продольный паз 31, в который входит упор, установленный в нижней части цилиндра. В верхней части наружного поршня выполнено отверстие 32, в которое входят стопор 33, установленный в стенке цилиндра и нагруженный пружиной 34. В верхней части цилиндр закрыт крышкой 35, имеющей рубашку охлаждения 36, выпускной канал 37 с выпускным клапаном 38. Выпускной канал через распределительный кран 39 соединен с выпускным коллектором, глушителем и воздушным циклоном 40, выходной патрубок которого через распределительный кран 41 соединен с накопительным баком 42 и атмосферой. Кроме того, в отверстии крышки закреплена форсунка 43 основного двигателя, связанная с камерой сгорания 44, образованной крышкой цилиндра, его стенками и днищем наружного поршня, причем форсунка посредством трубопровода соединена с выходным штуцером основного насоса высокого давления 45, подключенного к напорной и сливной магистралям топливного насоса 46 системы питания, имеющей топливный бак 47. Внутрь наружного поршня вставлен внутренний поршень 48 с элементами уплотнения, имеющий в средней части поперечный канал, в который вставлен круглый цилиндрический стопор 49, нагруженный пружиной 50 и взаимодействующий с отверстием наружного поршня, через диаметр которого проходит продольный паз. Внутренний поршень посредством шатуна 51 соединен с кривошипом 52, коленчатого вала, в передней части которого закреплен маховик 53, зубчатый венец которого взаимодействует с шестерней 54 стартера 55, и шестерня 56 привода топливных насосов и нагнетателя воздуха. В задней части коленчатого вала закреплены шестерни 57, 58 привода водяного 59 и масляного 60 насосов, а также распределительного вала 61, имеющего кулачки 62, которые через штанги 63 открывают выпускные клапаны. В средней части распределительного вала закреплена шестерня 64, которая входит в зацепление с шестерней 65 привода основного и дополнительного насосов высокого давления. Воздушный циклон содержит корпус 66 с рубашкой охлаждения 67, имеющей фланцы 68, 69, которые посредством трубопроводов соединены с регенератором 70, установленным внутри воздушного нагнетателя. В верхней части воздушный циклон содержит впускной канал 71, соединенный со спиральным каналом, образованным спиральными ребрами 72 и выхлопной трубой 73, входное отверстие которой расположено внутри воздушного циклона, а выходное - снаружи. Внизу корпус воздушного циклона заканчивается выпускным патрубком 74. Система управления двигателем содержит ручку управления 75, закрепленную на оси, установленную на подшипниках, на которой также закреплены две шестерни 76, 77 разного диаметра. Зубчатый венец малой зубчатой шестерни входит в зацепление с зубчатой рейкой 78 тяги 79, имеющей на другом конце зубчатую рейку 80, входящую в зацепление с шестерней 81 изменения подачи топлива дополнительным насосом высокого давления. Зубчатый венец большой шестерни входит в зацепление с зубчатой рейкой 82 тяги 83, имевшей на другом конце зубчатую рейку 84, входящую в зацепление с зубчатой шестерней 85 регулирования подачи топлива основного насоса высокого давления. Рабочим телом дополнительного двигателя является дизельное топливо. Рабочим телом основного двигателя является дистиллированная вода или легкокипящая жидкость декафторбутан (С₄F₁₀), перфторгексан (С₆F₁₄) или дизельное топливо.A multi-fuel four-cylinder two-stroke engine with increased power combines the main two-stroke engine and an additional two-stroke engine and contains a cylinder block in which cylinders 1, 2, 3, 4 are placed, connected to the crankcase 5, in the bearings of which the crankshaft 6 is installed, the crankcase cover 7. All cylinders are the same in design. Each cylinder contains a cooling jacket 8, two air inlet channels - the upper 9 and lower 10, placed symmetrically one above the other, at a certain distance from each other, the inlet openings of which are connected to the air blower 11 having an air filter 12. The inlet manifold 13 connects the inlet cylinder channels with air supercharger. On the opposite side of the cylinder coaxially with the lower inlet channel is located the exhaust channel 14, connected through the exhaust manifold 15 and the muffler 16 to the atmosphere. In the lower part of the cylinder, an emphasis 17 is installed in the form of a plate rounded in front. An external piston 18 with sealing elements is inserted inside the cylinder, made in the form of an inverted cup closed from below by a lid 19 in the form of a ring having a slot 20. In the upper part, the external piston has a L-shaped channel 21 connected through an inclined channel 22 in the cylinder wall with a nozzle 23 additional engine, which is connected by a pipe to the outlet fitting of the additional high-pressure pump 24, connected to the pressure and drain lines of the fuel pump 25 of the writing system having a fuel tank 26. In the middle h The outer piston has an inlet window 27 and an exhaust window 28 for air inlet and exhaust gas from the combustion chamber 29 of the additional engine formed by the inner surface of the bottom of the outer piston and its side walls, as well as the bottom of the inner piston. An opening 30 is made in the lower part of the outer piston, through the diameter of which a longitudinal groove 31 passes, into which an emphasis is placed, which is installed in the lower part of the cylinder. An opening 32 is made in the upper part of the external piston, into which a stopper 33 is mounted, mounted in the cylinder wall and loaded with a spring 34. In the upper part, the cylinder is closed by a cover 35 having a cooling jacket 36, an exhaust channel 37 with an exhaust valve 38. The exhaust channel is through a distribution valve 39 is connected to the exhaust manifold, silencer and air cyclone 40, the outlet of which through the distribution valve 41 is connected to the storage tank 42 and the atmosphere. In addition, the nozzle 43 of the main engine is fixed in the opening of the cap, connected with the combustion chamber 44 formed by the cylinder cover, its walls and the bottom of the outer piston, and the nozzle is connected via a pipeline to the outlet fitting of the main high pressure pump 45 connected to the pressure and drain lines of the fuel a pump 46 of a power system having a fuel tank 47. An internal piston 48 with sealing elements is inserted inside the outer piston, having in the middle a transverse channel into which the round is inserted cylindrical stopper 49 minutes, loaded by a spring 50 and engaging with the hole of the outer piston diameter through which passes a longitudinal groove. The inner piston via a connecting rod 51 is connected to a crank 52, a crankshaft, in front of which a flywheel 53 is fixed, the gear ring of which interacts with the gear 54 of the starter 55, and the gear 56 of the drive of the fuel pumps and air blower. In the rear part of the crankshaft, gears 57, 58 of the water pump 59 and oil pump 60 are fixed, as well as a camshaft 61 having cams 62, which open exhaust valves through the rods 63. In the middle part of the camshaft, gear 64 is fixed, which engages with gear 65 of the drive of the main and additional high pressure pumps. The air cyclone comprises a housing 66 with a cooling jacket 67 having flanges 68, 69, which are connected via pipelines to a regenerator 70 mounted inside the air blower. In the upper part, the air cyclone contains an inlet channel 71 connected to a spiral channel formed by spiral ribs 72 and an exhaust pipe 73, the inlet of which is located inside the air cyclone, and the outlet is outside. At the bottom, the air cyclone body ends with an exhaust pipe 74. The engine management system includes a control handle 75 mounted on an axis mounted on bearings, on which two gears 76, 77 of different diameters are also fixed. The ring gear of the small gear is engaged with a gear rack 78 of a rod 79 having at its other end a gear rack 80 engaged with a gear 81 for changing the fuel supply by an additional high pressure pump. The gear ring of the large gear engages with gear rack 82 of rod 83 having at its other end gear rack 84 engaged with gear gear 85 for adjusting the fuel supply of the main high pressure pump. The working fluid of the auxiliary engine is diesel fuel. The working fluid of the main engine is distilled water or a boiling liquid decafluorobutane (C ₄ F ₁₀ ), perfluorohexane (C ₆ F ₁₄ ) or diesel fuel.

На диаграмме, представленной на фиг.16, цифрами обозначено: 86 - выпуск отработанных газов и впуск воздуха в дополнительном двигателе, 87 - сжатие воздуха в дополнительном двигателе, 88 - впрыск топлива в дополнительном двигателе, 89 - рабочий ход в дополнительном двигателе, 90 - холостой ход в дополнительном двигателе, 91 - выпуск отработанных газов и впуск воздуха в основном двигателе, 92 - сжатие воздуха в основном двигателе, 95 - впрыск топлива в основном двигателе и 94 - рабочий ход в основном двигателе.In the diagram presented in Fig. 16, the numbers indicate: 86 - exhaust gas exhaust and air inlet in the auxiliary engine, 87 - air compression in the auxiliary engine, 88 - fuel injection in the additional engine, 89 - working stroke in the additional engine, 90 - idle in the auxiliary engine, 91 - exhaust gas and air inlet in the main engine, 92 - air compression in the main engine, 95 - fuel injection in the main engine and 94 - working stroke in the main engine.

Работа многотопливного дизельного двигателя повышенной мощностиHigh-power multi-fuel diesel engine

Перед запуском двигателя необходимо проверить исправность его систем. Затем повернуть ручку 75 против часовой стрелки. Зубчатый венец малой шестерня 77 войдет в зацепление с зубчатой рейкой 78 тяги 79, которая переместится вправо и посредством зубчатой рейки 80 повернет зубчатую шестерню 81 дополнительного насоса высокого давления 24, установив необходимую величину постоянной подачи топлива. При дальнейшем повороте ручки 75 зубчатый венец малой шестерни 77 выходит из зацепления с зубчатой рейкой 78, а зубчатый венец большой шестерни 76 входит в зацепление с зубчатой рейкой 82. Тяга 83 перемещается вправо и зубчатая рейка 84 поворачивает зубчатую шестерню 85 основного насоса высокого давления 45, устанавливая необходимую величину подачи топлива. Включается стартер 55, зубчатая шестерня 54 входит в зацепление с зубчатым венцом маховика 55 и поворачивает коленчатый вал 6. Двигатель запускается и работает следующим образом. В исходном положении (фиг.3) внутренний поршень 48 находится в нижней мертвой точке. Упор 17 утопил круглый цилиндрический стопор 49 внутрь внутреннего поршня 48, отсоединив его от наружного поршня 18, сжав пружину 50, Наружный поршень 18 также находится в нижней мертвой точке и зафиксирован неподвижно стопором 33, который под действием пружины 34 входит в отверстие 32 наружного поршня 18. Нагнетатель воздуха 11 через воздушный фильтр 12 засасывает из атмосферы воздух и подает его через каналы 9 и 10 в камеру сгорания 29 дополнительного двигателя и в камеру сгорания 44 основного двигателя. При этом выпускной клапан 38 и выпускной канал 14 открыты и воздух через глушитель 16 выходит в атмосферу, вытесняя отработанные газы, Отработанные газы из камеры сгорания 44 могут выходить в зависимости от положения золотника распределительного крана 59 и через воздушный циклон 40. На диаграмме обозначено цифрами 86 и 91. Коленчатый вал 6 вращается в направлении, показанном стрелкой. Внутренний поршень 48 начинает движение вверх, перекрывает впускное окно 27 и выпускное окно 28 наружного поршня 18, сжимая находящийся в нем воздух. На диаграмме обозначено цифрой 87. Степень сжатия 30-40 кг/см². Температура воздуха повышается до 530-680°С. Как только внутренний поршень 48 достигнет точки, соответствующей повороту коленчатого вала 170 градусов, внутрь камеры сгорания через наклонный канал 22, Г-образный канал 21 дополнительной форсункой 23 впрыскивается дизельное топливо. На диаграмме обозначено цифрой 88, внутренний поршень 48 при этом занимает положение, показанное на фиг.12. От высокой температуры дизельное топливо воспламеняется. Образовавшиеся газы расширяются и нажимают на стопор 33, сжимая пружину 34 и освобождая наружный поршень 18, который под действием газов движется вверх, перекрывает впускной канал 9, выпускной клапан 38 при этом закрыт, и с большой силой сжимает воздух в камере сгорания 44 основного двигателя. На диаграмме обозначено цифрой 92. Степень сжатия 120-130 кг/см². Воздух нагревается до температуры 1500-1700°С. Посредством основной форсунки в камеру сгорания 44 впрыскивается топливо. На диаграмме показано цифрой 93. В момент, когда внутренний 48 и наружный 18 поршни находятся в верхней мертвой точке (фиг.13), круглый цилиндрический стопор 49 под действием пружины 50 входит в отверстие 32, соединяя вместе оба поршня. Топливо в камере сгорания 44 воспламеняется и образовавшиеся газы производят давление до 300 кг/см² при температуре 2500-2900°С на дно наружного поршня 18, заставляя его вместе с внутренним поршнем 48 двигаться вниз, передавая усилие через шток 51 на кривошип 52 коленчатого вала 6, заставляя последний вращаться, совершая при этом рабочий ход в основном двигателе. Внутренний поршень в этот момент совершает холостой ход. На диаграмме обозначено цифрами 94 и 90. Как только внутренний 48 и наружный 18 поршни займут положение, показанное на фиг.3, они разделяются друг с другом, а наружный поршень фиксируется неподвижно и все повторяется сначала (фиг.11). Если в качестве рабочего тела в основном двигателе используется дистиллированная вода, то золотник распределительного крана 39 должен находиться в положении, показанном на фиг.3, а золотник распределительного крана 41 поворачивают на 90 градусов по часовой стрелке от положения, показанного на фиг.3. Дистиллированная вода, подаваемая основной форсункой 43 в камеру сгорания 44 основного двигателя, от высокой температуры мгновенно испаряется и пар давит на наружный поршень 18, заставляя его вместе с внутренним поршнем 48 двигаться вниз и совершать рабочий ход. В момент открытия впускного канала 9 и выпускного клапана 38 отработавший пар через распределительный кран 39 поступает в воздушный циклон 40, где совершает вращательное движение, двигаясь по спиральному каналу и отдавая тепло стенкам, нагревая воду в рубашке охлаждения 67. Затем сконденсированная вода и максимально охлажденная через распределительный кран 41 вытекает наружу, а воздух через выхлопную трубу 73 выходит в атмосферу. Нагретая в рубашке охлаждения 67, вода поступает в регенератор 70 воздушного нагнетателя 11 и нагревает воздух, поступающий в цилиндры двигателя. При работе основного двигателя на легкокипящих жидкостях последние посредством основной форсунки 43 подаются в камеру сгорания 44. Вследствие высокой температуры легкокипящие жидкости мгновенно испаряются и создают высокое давление. Внутренний 48 и наружный 18 поршни двигаются вниз, совершая рабочий и холостой ход. После открытия впускного канала 9 и выпускного клапана 38 отработанная смесь из камеры сгорания 44 черва распределительный кран 39 (положение золотника показано на фиг.3) поступает в воздушный циклон 40, где происходит охлаждение смеси и отделение легкокипящей жидкости от воздуха под действием центробежной силы. Воздух по выхлопной трубе 73 выходит в атмосферу, а легкокипящая жидкость через распределительный кран 41 (положение золотника его показано на фиг.3) поступает в накопительный бак 42 и затем после ее очистки может быть вновь использована. Ввиду того, что степень сжатия в камере сгорания 44 основного двигателя намного выше, чем в камере сгорания 29 дополнительного двигателя основной насос высокого давления 45 должен создавать более высокое давление впрыска. Таким образом назначение дополнительного двигателя - создать при малых затратах в камере сгорания основного двигателя сверхвысокое давление воздуха и значительно более высокую температуру с целью значительного повышения мощности основного двигателя. Подача топлива в дополнительном двигателе постоянна, а в основном двигателе может изменяться в больших пределах посредством ручки 75. Для остановки двигателя необходимо прекратить подачу топлива в оба двигателя, повернув ручку 75 по часовой стрелке до отказа, и прекратить подачу воздуха заслонкой, не показанной на чертеже, Предлагаемый двигатель может быть использован на судах, тепловозах, дизель-генераторных установках.Before starting the engine, it is necessary to check the health of its systems. Then turn knob 75 counterclockwise. The gear ring of the small gear 77 will mesh with the gear rack 78 of the rod 79, which will move to the right and with the help of the gear rack 80 will turn the gear gear 81 of the additional high-pressure pump 24, setting the required value of the constant fuel supply. With further rotation of the handle 75, the gear ring of the small gear 77 disengages from the gear rack 78, and the gear ring of the big gear 76 engages with the gear rack 82. The rod 83 moves to the right and the gear rack 84 rotates the gear wheel 85 of the main high pressure pump 45. setting the required amount of fuel supply. The starter 55 is turned on, the gear pinion 54 engages with the ring gear of the flywheel 55 and rotates the crankshaft 6. The engine starts and operates as follows. In the initial position (figure 3), the internal piston 48 is at bottom dead center. The stop 17 drowned a round cylindrical stopper 49 inside the inner piston 48, disconnecting it from the outer piston 18, compressing the spring 50, the outer piston 18 is also located at bottom dead center and is fixed motionless by the stopper 33, which under the action of the spring 34 enters the hole 32 of the outer piston 18 The air blower 11 through the air filter 12 draws in air from the atmosphere and feeds it through the channels 9 and 10 into the combustion chamber 29 of the additional engine and into the combustion chamber 44 of the main engine. In this case, the exhaust valve 38 and the exhaust channel 14 are open and air through the muffler 16 enters the atmosphere, displacing the exhaust gases. The exhaust gases from the combustion chamber 44 may exit depending on the position of the spool of the distribution valve 59 and through the air cyclone 40. The diagram is indicated by the numbers 86 and 91. The crankshaft 6 rotates in the direction shown by the arrow. The inner piston 48 starts to move upward, overlaps the inlet window 27 and the outlet window 28 of the outer piston 18, compressing the air contained therein. The diagram is indicated by the number 87. The compression ratio of 30-40 kg / cm ² . The air temperature rises to 530-680 ° C. As soon as the internal piston 48 reaches a point corresponding to a rotation of the crankshaft of 170 degrees, diesel fuel is injected into the combustion chamber through the inclined channel 22, the L-shaped channel 21 with an additional nozzle 23. The diagram is indicated by the number 88, the internal piston 48 in this case occupies the position shown in Fig.12. From high temperatures, diesel fuel ignites. The resulting gases expand and press the stopper 33, compressing the spring 34 and releasing the outer piston 18, which moves upward under the action of gases, closes the inlet channel 9, the exhaust valve 38 is closed and compresses the air in the combustion chamber 44 of the main engine with great force. The diagram is indicated by the number 92. The compression ratio is 120-130 kg / cm ² . The air is heated to a temperature of 1500-1700 ° C. Through the main nozzle, fuel is injected into the combustion chamber 44. The diagram shows the number 93. At the time when the inner 48 and outer 18 pistons are at top dead center (Fig. 13), a round cylindrical stopper 49 enters the hole 32 under the action of the spring 50, connecting the two pistons together. The fuel in the combustion chamber 44 ignites and the resulting gases produce a pressure of up to 300 kg / cm ² at a temperature of 2500-2900 ° C on the bottom of the outer piston 18, forcing it to move down together with the inner piston 48, transmitting force through the rod 51 to the crankshaft crank 52 6, forcing the latter to rotate, while making a working stroke in the main engine. The internal piston idles at this moment. The diagrams are indicated by the numbers 94 and 90. As soon as the inner 48 and outer 18 pistons occupy the position shown in figure 3, they are separated from each other, and the outer piston is fixed motionless and everything is repeated again (Fig.11). If distilled water is used as the working fluid in the main engine, then the spool of the distribution valve 39 should be in the position shown in Fig. 3, and the spool of the distribution valve 41 should be rotated 90 degrees clockwise from the position shown in Fig. 3. The distilled water supplied by the main nozzle 43 to the combustion chamber 44 of the main engine instantly evaporates from the high temperature and the steam presses on the outer piston 18, forcing it to move down with the inner piston 48 and make a working stroke. At the moment of opening the inlet channel 9 and the exhaust valve 38, the exhaust steam through the distribution valve 39 enters the air cyclone 40, where it rotates, moving along the spiral channel and transferring heat to the walls, heating the water in the cooling jacket 67. Then, condensed water and the maximum cooled through the distribution valve 41 flows out, and air through the exhaust pipe 73 enters the atmosphere. Heated in a cooling jacket 67, water enters the regenerator 70 of the air blower 11 and heats the air entering the engine cylinders. When the main engine is running on low-boiling liquids, the latter are supplied to the combustion chamber 44 through the main nozzle 43. Due to the high temperature, the low-boiling liquids instantly evaporate and create high pressure. The inner 48 and outer 18 pistons move downward, making a working and idle stroke. After opening the inlet channel 9 and the exhaust valve 38, the spent mixture from the combustion chamber 44 cherov distribution valve 39 (valve position shown in figure 3) enters the air cyclone 40, where the mixture is cooled and the boiling liquid is separated from the air by centrifugal force. Air through the exhaust pipe 73 enters the atmosphere, and low-boiling liquid through the distribution valve 41 (the position of the valve is shown in figure 3) enters the storage tank 42 and then after cleaning it can be reused. Due to the fact that the compression ratio in the combustion chamber 44 of the main engine is much higher than in the combustion chamber 29 of the secondary engine, the main high pressure pump 45 must create a higher injection pressure. Thus, the purpose of the additional engine is to create, at low costs, in the combustion chamber of the main engine an ultrahigh air pressure and a significantly higher temperature in order to significantly increase the power of the main engine. The fuel supply in the auxiliary engine is constant, and in the main engine it can vary to a large extent by means of knob 75. To stop the engine, it is necessary to stop the fuel supply to both engines by turning knob 75 clockwise to failure and stop the air supply by a damper not shown in the drawing , The proposed engine can be used on ships, diesel locomotives, diesel generator sets.

Положительный эффект: более высокая мощность на валу при меньших размерах двигателя, более высокий КПД, экономия дизельного топлива, меньшее загрязнение окружающей среды выхлопными газами вследствие более полного сгорания топлива.Positive effect: higher shaft power with smaller engine sizes, higher efficiency, diesel fuel economy, less environmental pollution by exhaust gases due to more complete combustion of the fuel.

Claims

1. A multi-fuel diesel engine of increased power, comprising a cylinder block with a crankcase, a crank mechanism, a gas distribution mechanism kinematically connected to a crank mechanism, an air treatment system with a regenerator, an air cyclone connected to an exhaust system, a power system, a cooling system, a lubrication system, launch and control, characterized in that it combines the main two-stroke and additional two-stroke engines, the cylinder of each of which contains two inlet channels, placed with metrically one above the other at a certain distance from each other, the inlet openings of which are connected to the air blower, moreover, an exhaust channel is made coaxially with the lower inlet channel on the opposite side of the cylinder, the outlet opening of which through the muffler is connected to the atmosphere, and a stop in the form rounded in front of the plate, and in the middle part of the cylinder a hole is made in which a stopper is inserted in the form of a cylindrical rod loaded with a spring, in the middle part of the cylinder the nozzle of the additional engine is also connected, connected to the outlet fitting of the additional high-pressure pump, connected to the pressure and drain lines of the fuel system; in addition, an external piston with sealing elements is inserted in the cylinder, made in the form of an inverted cup and closed in the lower part by a lid in the form of a ring with a groove having an inlet and an outlet window in the middle, a stopper hole in the upper part and a L-shaped channel in the bottom, one end of which opens into the piston and the other goes to its lateral surface, and on the bottom of the piston a hole is made connected with a longitudinal groove, in addition, an internal piston with sealing elements is inserted inside the outer piston, connected by a connecting rod with a crank of the crankshaft and having a transverse channel in the middle part into which a round a cylindrical stopper loaded with a spring and interacting with an opening connected to the longitudinal groove of the outer piston, and between the inner surface of the bottom of the outer piston, its side walls and the bottom m of the internal piston, a combustion chamber of the additional engine is formed, which is connected through the L-shaped channel of the external piston and the inclined cylinder channel to the nozzle of the additional engine, in addition, the cylinder is closed by a cover having an exhaust channel with an exhaust valve, and the exhaust channel is connected to an air cyclone through a distribution valve and a silencer, and the exhaust valve is kinematically connected with the camshaft, and the bottom of the outer piston, the walls and the cylinder cover form the combustion chamber of the main engine the nozzle connected to the outlet fitting of the main high-pressure pump connected to the pressure and drain lines of the fuel system, in addition, the cooling jacket of the air cyclone is connected via pipelines to the regenerator of the air blower.

2. A multi-fuel diesel engine of increased power according to claim 1, characterized in that the working fluid of the auxiliary engine is diesel fuel, and the working fluid of the main engine is diesel fuel or distilled water or low boiling liquid.