RU99109646A - Термодинамический цикл для двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления - Google Patents

Claims (12)

1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания путем впуска в один цилиндр чистого воздуха, его сжатия поршнем цилиндра и подачи в камеру сжатого воздуха и камеру сгорания, расположенных в верхней части второго цилиндра, впрыска топлива в камеру сгорания, воспламенения топлива в камере сгорания от контакта со сжатым воздухом или от системы зажигания топлива (искра свечи), сгорания топлива в основной массе и перетекания продуктов сгорания во второй цилиндр с дожигом топлива за счет поступления дополнительного воздуха с камеры сжатого воздуха проходящего через камеру сгорания и выпуска отработавших газов из второго цилиндра, отличающийся тем, что, с целью повышения К.П.Д. теплового двигателя, улучшения процесса сгорания топлива и оптимизации происходящих тактов, термодинамический цикл разделен по двум отдельным цилиндрам, в одном цилиндре совершается всасывание-сжатие чистого воздуха, а в другом цилиндре расширение-выхлоп, в верхней части второго цилиндра расположена камеры сжатого воздуха, которая охватывает и сообщается с камерой сгорания, при сгорании топлива нагревается воздух в камере сгорания и в камере сжатого воздуха и общее рабочее тело перетекает во второй цилиндр, где дожигается топливо, продукты сгорания топлива расширяются, выбрасываются в атмосферу и завершается полный рабочий цикл за один оборот коленчатого вала.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при работе двигателя за первый полуоборот коленчатого вала в первом цилиндре происходит процесс всасывания чистого воздуха и во втором цилиндре - рабочий ход (расширение газов), при втором полуобороте коленчатого вала в первом цилиндре совершается такт сжатия и во втором цилиндре такт выпуска отработанных газов.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что при работе двигателя, кривошипно-поршневая группа в первом цилиндре независима от величины хода заданного кривошипом коленчатого вала второго цилиндра, а из-за отсутствия элементов нагрева (камеры сгорания, клапанов и др.) в первом цилиндре достигается необходимая степень сжатия и высокий коэффициент наполнения цилиндра воздухом.

4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что основное сгорание топлива впрыснутого в камеру сгорания осуществляется в ней и выделившееся тепло нагревает также сжатый воздух находящийся в камере сжатия, охватывающей камеру сгорания, с последующей продувкой менее нагретым воздухом камеры сгорания (ее охлаждение) и участия избытка воздуха в дожиге топлива во втором цилиндре.

5. Способ по пп.1 - 4, отличающийся тем, что сгорание топлива происходит только в одном из двух цилиндров (спаренных) и потери тепла уменьшаются из-за этого почти в два раза.

6. Способ по пп.1 - 5, отличающийся тем, что в целых уменьшения потерь тепла в систему охлаждения, при осуществлении этого термодинамического цикла (способа), во втором цилиндре подводится тепло к рабочему телу дважды (регенерация тепла), в одном случае в камере сгорания, а в другом случае за счет теплопередачи запасу сжатого воздуха расположенного в камере сжатого воздуха, которая охватывает камеру сгорания и за счет этого первично ее охлаждает, затем нагретый и сжатый воздух продувает камеру сгорания и вторично ее охлаждает и увеличивает массу нагретого рабочего тела.

7. Способ по пп.1 - 6, отличающийся тем, что, с целью оптимизации тактов расширения и выхлопа, повышения К.П.Д. двигателя, понижения давления и температуры выхлопных газов во втором цилиндре увеличен объем расширяющихся газов за счет собственного хода поршня (его диаметра), независимого от хода поршня в первом цилиндре.

8. Способ по пп.1 - 7, отличающийся тем, что возможно применение воспламенения топлива от сжатия и с применением принудительного воспламенения от системы зажигания (искровой свечи и др.) или их одновременного применения.

9. Способ по пп.1 - 8, отличающийся тем, что возможна работа двигателя без наличия системы охлаждения, т.к. подача сжатого но мало нагретого воздуха в камеру сжатия и камеру сгорания будет их охлаждать от нагрева, происходящего только в одном из двух цилиндров где имеется камера сгорания.

10. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере два спаренных цилиндра с размещенными в нем шатунно-поршневыми деталями, в котором осуществляются четыре такта: всасывание, сжатие, рабочий ход и выхлоп, при этом в первом цилиндре происходят такты всасывание-сжатие чистого воздуха, а в другом цилиндре - рабочий ход-выхлоп; последовательность тактов цикла чередуется по обоим цилиндрам, т. е. одновременно совершаются спаренные такты: всасывание-расширение газов (рабочий ход) и сжатие воздуха - выхлоп; при этом сгорание топлива осуществляется в отдельной камере сгорания, заполненной сжатым воздухом и охваченной другой камерой с запасом сжатого воздуха, который имеет возможность перетекать в камеру сгорания, а затем во второй цилиндр; при этом поданное топливо может сгорать в камере сгорания как по циклу ОТТО, так и по циклу Дизеля, совершая полный рабочий цикл за один оборот коленчатого вала, отличающийся тем, что в целях оптимизации тактов цикла, радиус кривошипа в первом цилиндре не равен радиусу кривошипа второго цилиндра, но имеющих кинематическую связь кривошипов и при этом поршень второго цилиндра приходит в в.м.т. в момент, когда поршень в первом цилиндре уже отошел от в.м.т., что облегчает вывод поршней из мертвых точек.

11. Двигатель по п. 10, отличающийся тем, что в первом цилиндре установлен впускной клапан, а во втором цилиндре расположена камера сжатого воздуха, которая охватывает камеру сгорания, при этом камера сжатого воздуха и камера сгорания имеет клапан и между собой камеры сообщаются через отверстия малого диаметра (клапаны), кроме того для выпуска отработанных газов второй цилиндр имеет выпускной клапан.

12. Двигатель по п.11, отличающийся тем, что возможно различное расположение спаренных цилиндров в двигателе (последовательно, параллельно, т.д. ), при условии кинематической связи коленчатых валов, если в этом возникает конструктивная необходимость.