RU99115865A - Усовершенствованный двигатель внутреннего сгорания и его рабочий цикл - Google Patents

Claims (14)

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий блок цилиндров, в котором имеются по меньшей мере один цилиндр, два впускных окна силового цилиндра, осуществляющие связь между цилиндром и источником воздуха, и выпускное окно, через которое происходит выпуск выхлопных газов из цилиндра; поршень, установленный в цилиндре с возможностью перемещения; впускной клапан, выборочно перекрывающий каждое впускное окно; выпускной клапан, выборочно перекрывающий выпускное окно; по меньшей мере один компрессор, установленный между источником воздуха и по меньшей мере одним впускным окном силового цилиндра и сообщающийся с ними посредством трубопровода; с по меньшей мере один охладитель воздуха, установленный между компрессором и впускным окном и находящийся во взаимосвязи с ними; средства выборочного регулирования работы компрессора и впускных клапанов, а также выборочного регулирования параметров заряда воздуха, выбранных по меньшей мере из одного из следующих параметров: турбулентность, плотность, давление, температура, а также среднее и максимальное давление в цилиндре, так что по меньшей мере часть поступающего воздуха перед поступлением в цилиндр может быть выборочно сжата компрессором; и средства направления воздуха низкого давления в первое впускное окно во время хода впуска поршня и направления сильно сжатого компрессором воздуха во второе впускное окно после прохождения поршнем нижней мертвой точки и начала хода сжатия.

2. Двигатель по п.1, в котором средства выборочного регулирования содержат обычное количество клапанов, стратегически расположенных в указанном трубопроводе, и известный механизм управления двигателя, управляющий работой этих клапанов.

3. Двигатель по п.2, содержащий также второй компрессор, установленный между указанным компрессором и впускным окном, с которым сообщается указанный компрессор, и сообщающийся с ними, так что по меньшей мере часть поступающего воздуха перед впуском в цилиндр выборочно сжимается второй раз; причем средства выборочного регулирования содержат средства выборочного регулирования работы второго компрессора.

4. Двигатель по п.1, в котором компрессор является поршневым компрессором.

5. Двигатель по п.4, в котором поршневой компрессор содержит поршень, соединенный с коленчатым валом двигателя.

6. Двигатель по п.1, в котором компрессор является ротационным компрессором.

7. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий блок цилиндров, в котором имеются по меньшей мере один цилиндр, два впускных окна, осуществляющие связь между цилиндром и источником воздуха, и выпускное окно, через которое происходит выпуск воздуха из цилиндра; поршень, установленный в цилиндре с возможностью перемещения; впускной клапан, выборочно перекрывающий каждое впускное окно; выпускной клапан, выборочно перекрывающий выпускное окно; два компрессора, установленные между источником воздуха и одним из впускных окон и сообщающиеся с ними; по меньшей мере один охладитель воздуха; сеть подвода воздуха, содержащая трубопровод, взаимосвязывающий источник воздуха, компрессор, второй компрессор, охладитель воздуха, впускное окно и второе впускное окно; и средства выборочного регулирования работы компрессора для его работы в режиме сжатия, в котором вырабатывается заряд сжатого воздуха, или в режиме пропуска, в котором воздух пропускается через компрессор без сжатия; средства выборочного регулирования работы второго компрессора для его работы в режиме сжатия, в котором вырабатывается заряд сжатого воздуха, или в режиме пропуска, в котором воздух пропускается через компрессор без сжатия; и средства выборочного направления в первое впускное окно сжатого воздуха, а во второе впускное окно - воздуха, не подвергнутого нагнетанию.

8. Двигатель по п.1, в котором имеются средства дальнейшего увеличения турбулентности заряда, поступающего в цилиндр, и сведения к минимуму обратного тока заряда при медленном закрытии впускных клапанов.

9. Двигатель по п.8, в котором средства усиления турбулентности выполнены в виде обратного клапана, расположенного между впускным клапаном и цилиндром.

10. Двигатель внутреннего сгорания, имеющий коленчатый вал, приводимый в движение по меньшей мере одним поршнем, совершающим по меньшей мере ход сжатия и ход расширения при содействии сгорания, происходящего в цилиндре, причем ход сжатия приводит к сжатию воздуха в цилиндре, отличающийся тем, что он содержит ступень внешнего сжатия, в которой заряд воздуха подвергается сжатию вне цилиндра; подводящий трубопровод, связывающий ступень сжатия с цилиндром, с промежуточным охладителем, через который выборочно направляется заряд воздуха из ступени сжатия; два впускных окна силового цилиндра, каждое из которых выполнено с впускным клапаном; и со средствами выборочного регулирования ступени внешнего сжатия и впускных клапанов, а также выборочного регулирования параметров заряда воздуха, выбранных по меньшей мере из одного из следующих параметров: турбулентность, плотность, давление, температура, а также среднее и максимальное давление в цилиндре; и средства направления воздуха низкого давления в первое впускное окно силового цилиндра во время хода впуска поршня и направления сильно сжатого компрессором воздуха во второе впускное окно силового цилиндра после достижения поршнем нижней мертвой точки.

11. Двигатель по п.10, дополнительно содержащий второй внешний компрессор, в котором заряд воздуха подвергается небольшому сжатию вне цилиндра и направляется к окну низкого давления силового цилиндра во время хода впуска.

12. Двигатель по п.1, в котором ход сжатия приводит к сжатию воздуха в цилиндре, со средствами управления плотностью, температурой, давлением и турбулентностью заряда воздуха для того, чтобы степень сжатия была меньше степени расширения двигателя благодаря использованию указанных средств управления, которое включает сжатие дополнительного заряда воздуха перед сжатием в цилиндре с созданием таким образом предварительно сжатого заряда воздуха, который выборочно пропускается через охлаждающее устройство перед его подачей в цилиндр и подается в него после того, как во время хода впуска в цилиндр поступил заряд воздуха низкого давления, в цилиндре сохранился заряд, уступающий нормальному по величине, и начался ход сжатия поршня, и повышение турбулентности и плотности заряда в цилиндре.

13. Способ работы двигателя внутреннего сгорания, включающий;
(i) создание заряда воздуха;
(ii) регулирование температуры, плотности и давления заряда воздуха;
(iii) передачу заряда воздуха в силовой цилиндр двигателя; при этом возможно регулирование и изменение веса и плотности заряда воздуха с получением такого заряда воздуха, вес и плотность которого выбраны в диапазоне от величин, уступающих нормальным величинам веса и плотности, до величин, превышающих эти величины;
(iv) подачу в цилиндр и сохранение в нем заряда воздуха низкого давления, уступающего нормальному по величине и полученного во время впускного хода поршня;
(v) подачу в цилиндр заряда воздуха высокого давления после прохождения поршнем нижней мертвой точки;
(vi) сжатие заряда воздуха, так что эффективная степень сжатия меньше нормальной;
(vii) образование горючей смеси из заданного количества зарядного воздуха и топлива;
(viii) создание условий для воспламенения этой смеси в силовом цилиндре; и
(ix) обеспечение возможности расширения газообразных продуктов сгорания с воздействием на поршень, действующий в силовом цилиндре, причем степень расширения этих силовых цилиндров значительно превышает эффективную степень сжатия силовых цилиндров двигателя.

14. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один дополнительный компрессор для сжатия заряда воздуха, имеющий выходное отверстие; промежуточный охладитель, через который выборочно направляется для охлаждения сжатый воздух; силовые цилиндры, в которых сжатый воздух в присутствии топлива воспламеняется и расширяется, поршень, действующий в каждом силовом цилиндре и присоединенный посредством соединительного звена к коленчатому валу для вращения коленчатого вала под действием возвратно-поступательного перемещения каждого поршня; передающий коллектор, который соединяет впускное отверстие для воздуха низкого давления с силовыми цилиндрами и через который воздух низкого давления передается в силовые цилиндры; передающий трубопровод, сообщающий выпускное отверстие компрессора с управляющим клапаном и промежуточным охладителем; передающий коллектор, который сообщает промежуточный охладитель с силовыми цилиндрами и через который передается сжатый воздух, предназначенный для поступления в силовые цилиндры; впускной клапан, управляющий поступлением сжатого воздуха из передающего коллектора в силовые цилиндры; выпускной клапан, управляющий выпуском выхлопных газов из силовых цилиндров; и средства выборочного регулирования работы компрессора для его работы в режиме сжатия, в котором вырабатывается сжатый заряд воздуха, или в режиме пропуска, в котором воздух пропускается через компрессор без сжатия, а также выборочного регулирования параметров заряда воздуха, выбранных по меньшей мере из одного из следующих параметров: плотность, давление, температура, а также среднее и максимальное давление в цилиндре после поступления в цилиндры заряда низкого давления.