RU29101U1 - Комбинированный V-образный поршневой двигатель - Google Patents

Description

Комбинированный V-образный поршневой двигатель

Предложение относится к машиностроению., а именно к двигателестроению и может быть использовано для снижения удельного расхода топлива поршневыми двигателями внутреннего сгорания.

Известен паровой двигатель для утилизации теплоты отработавших газов две (Кукис В.С.,Гизатулин P.P. и др. Паровой двигатель с внешним подводом теплоты для утилизации теплоты отработавших газов две. Свидетельство на полезную модель №21070, выдано 20 декабря 2001 г.), позволяющий снизить расход топлива двигателем внутреннего сгорания. Паровой двигатель для утилизации теплоты отработавших газов две содержит: картер с малым и большим цилиндрами (оборудованными клапанами), расположенными V-образно, в которых перемещаются поршни с кривошипно-шатунным механизмом. Малый цилиндр соединен со сферической камерой, окруженной полостью для подвода отработавших газов ДВС, перепускным каналом с впускным клапаном. Через этот канал сжатый в малом цилиндре во.здух поступает в сферическую камеру, где дополнительно подогревается от ее стенок. В сферической камере располагается форсунка, через которую в сжатый и нагретый воздух впрыскивается и затем испаряется вода. Сферическая камера соединяется с большим цилиндром перепускным каналом с выпуF 02 G 5 / 02

скным клапаном, через который образовавшийся пар направляется в большой цилиндр, где он расширяется, производя работу.

Недостатком этого утилизационного двигателя является то, что он размещается отдельно от ДВС и при транспортировке к нему отработавших газов ДВС теряется существенная часть их энергии.

Известен также двигатель (Сухов А. Выхлоп чище воздуха // За рулем. - 2001. №4.), который содержит два цилиндра разного диаметра с клапанами. Эти цилиндры соединены каналами со сферической камерой, находящейся между ними и имеющей впускной и выпускной клапаны. При работе навоздухе поршень в малом цилиндре движется вниз, засасывая наружный воздух. Затем, при движении вверх, поршень сжимает воздух (впускной клапан цилиндра закрыт, впускной клапан сферической камеры открыт, выпускной - закрыт). В конце такта сжатия давление поднимается до 20 бар, открывается выпускной клапан малого цилиндрам впускной - сферической камеры и сжатый воздух заполняет сферическую камеру. Затем впускной клапан сферической камеры закрывается, а в камеру подается топливо (газ, бензин, дизельное топливо), которое воспламеняется и сгорает при постоянном объеме. После этого открывается выпускной клапан сферической камеры и продукты сгорания направляются в большой цилиндр, где происходит расширение. После расширения открывается выпускной клапан большого цнлиндра и отработавшие газы выходит в атмосферу.

Данная конструкция двигателя является наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и принята за прототип.

Недостатками прототипа являются является то, что выходящие в атмосферу отработавшие газы имеют высокую температуру и уносят с собой большое количество не использованной в цилиндре энергии, т. е. работа двигателя сопровождается значительными потерями теплоты и, следовательно, малоэффективна.

Задачей предложения является повышение эффективности использования энергии рабочего тела при его расширении и уменьшение потерь теплоты при выбросе отработавших газов в атмосферу.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в двигателе, содержащем два цилиндра разного диаметра, соединенные каналами со сферической камерой, находящейся между ними, после сжатия воздуха в малом цилиндре, впрыска и сгорания топлива в сферической камере продукты сгорания направляются в большой цилиндр, где в них производится впрыск воды через форсунку с последующим испарением, что вызывает интенсивное расщирение смеси продуктов сгорания и перегретого пара, обусловливающее более полное использование энергии рабочего тела в большом цилиндре и уменьшение ее потерь при последующем выбросе отработадших газов в атмосферу.

.

Предложение поясняется рисунком (фиг.1), где изображено принципиальное устройство комбинированного поршневого двигателя.

Предлагаемый комбршированный V-образный поршневой двигатель содержит: картер I с малым 2 и большим 3 цилиндрами (оборудованными клапанами 4, 5, 6 и 7), расположенными V-образно, в которых перемещаются поршни 8 и 9 с кривошипно-шатуннъзм механизмом 10. Малый 1ЩЛИНДР 2 соединен со сферической камерой 11 nepenjiCKHbiM каналом 12с впускным клапаном 13 сферической камеры 11. В сферической камере 11 располагается топливная форсунка 14, соединенная топливопроводом 15 с топливным баком 16. Сферическая камера 11 соединяется с большим цилиндром 3 перепускным каналом 17 с вып скным клапаном 18 сферической камеры 11. Большой цилиндр 3 снабжен форсункой 19 для подачи воды, поступающей в нее по трубопроводу 20 из водяного бака 21, и рубашкой 22 для обогрева его отработавшими газами.

Предлагаемый двигатель работает следующим образом.

Когда поршень 8 в малом цилиндре 2 начинает движение от ВМТ к НМТ, открывается впускной клапан 4 и воздух из атмосферы поступает в малый цилиндр 2. Затем впускной клапан 4 закрывается, поршень 8 движется к ВМТ, сжимая воздух, что приводит к увеличению его температуры. В момент достижения поршнем 8 ВМТ открываются выпускНОЙ клапан 5 малого цилиндра 2 и впускной клапан 13 сферической камеры 11, сжатый и нагретый воздух через перепускной канал 12 поступает в сферическую камеру И. Впускной клапан 13 закрывается и в сферическую камеру 11 через форсунку 14 впрыскивается топливо из бака 16. Топливо воспламеняется и сгорает при постоянном объеме. Выпускной клапан 18 сферической камеры 11 открывается и продукты сгорания через перепускной канал 17 и впускной клапан 6 поступают в большой цилиндр 3. Сюда же через форсунку 19 из бака 21 подается вода, которая испаряется, перегревается и вместе с продуктами сгорания воздействует на поршень 9, в результате чего происходит рабочий ход. После его заувершения выпускной клапан 18 сферической камеры 11 закрывается, и рабочее тело выталкивается при перемещении поршня 9 от НМТ к ВМТ через выпускной клапан 7 в рубашку 22 большого цилиндра 3. Здесь отработавшие газы обогревают стенки большого цилиндра 3, что обеспечивает более интенсивное парообразование в нем. Затем отработавшие газы выходят в атмосферу, и описанный цикл повторяется.

По сравнению с прототипом предлагаемый комбинированный Vобразный поршневой двигатель позволяет обеспечить меньший удельный расход топлива за счет более полного использования энергии продуктов сгорания.

Claims (1)

1. Комбинированный V-образный поршневой двигатель с кривошипно-шатунным механизмом, размещенным в цилиндрах различного диаметра и картере, со сжатием воздуха в малом цилиндре, последующим сгоранием топлива в сферической камере, снабженной форсункой для впрыскивания топлива и размещенной между упомянутыми цилиндрами, и расширением продуктов сгорания в цилиндре большего диаметра, а также оборудованный впускным и выпускным клапанами, перепускными каналами для перепуска сжатого воздуха из малого цилиндра в сферическую камеру, а затем продуктов сгорания из сферической камеры в большой цилиндр, отличающийся тем, что большой цилиндр снабжен форсункой для впрыскивания воды, соединенной с водяным баком, и оборудован рубашкой для обогрева.