UA129153U

UA129153U - METHOD OF WORKING A PISTON HEAT ENGINE

Info

Publication number: UA129153U
Application number: UAU201803708U
Authority: UA
Inventors: Василь Григорович Дяченко; Олег Юрійович Ліньков; Олександр Іванович Воронков; Ігор Миколайович Нікітченко; Едуард Вікторович Тесленко; Артем Олександрович Назаров
Original assignee: Харківський Національний Автомобільно-Дорожній Університет; Василь Григорович Дяченко; Олег Юрійович Ліньков; Олександр Іванович Воронков; Ігор Миколайович Нікітченко; Едуард Вікторович Тесленко; Артем Олександрович Назаров
Priority date: 2018-04-06
Filing date: 2018-04-06
Publication date: 2018-10-25

Abstract

Спосіб роботи поршневого теплового двигуна, в якому процес згоряння палива здійснюють у зовнішній камері згоряння, що з'єднана каналами та впускними клапанами з робочими циліндрами, причому максимальний тиск продуктів згоряння палива в зовнішній камері згоряння підтримують на рівні 3-5 МПа за рахунок кількості палива, що впорскується в зовнішню камеру згоряння, та тривалості відкриття впускних клапанів робочих циліндрів, за допомогою клапанів з електромагнітним приводом, які відкривають за 5-10 градусів оберту колінчатого вала до верхньої мертвої точки поршнів робочих циліндрів, а закривають залежно від режиму роботи двигуна за 5-40 градусів оберту колінчатого вала за верхньою мертвою точкою поршнів робочих циліндрів, зменшення коливань тиску продуктів згоряння в зовнішній камері згоряння протягом циклу (одного оберту колінчатого вала) досягають за допомогою ресивера для стиснутого повітря, установленого між циліндром для стискування повітря і зовнішньою камерою згоряння, причому максимальну температуру продуктів згоряння в зовнішній камері згоряння підтримують не вище 1500 K шляхом зміни кількості палива, що впорскується в зовнішню камеру згоряння, при переміщенні поршнів в робочих циліндрах від нижньої мертвої точки до верхньої мертвої точки протягом 80-120 градусів оберту колінчатого вала здійснюють видалення продуктів згоряння із робочих циліндрів через випускні клапани, а після їх закриття протягом 60-100 градусів оберту колінчатого вала здійснюють стиснення продуктів згоряння, що залишилися в надпоршневих порожнинах робочих циліндрів, причому зменшення коливання тиску продуктів згоряння в зовнішній камері згоряння протягом циклу (одного оберту колінчатого вала) досягають за допомогою додаткового ресивера для згладжування пульсацій стиснутої горючої суміші, установленого між впускними клапанами та каналами зовнішньої камери згоряння, які допомагають здійснювати рівномірне перетікання горючої суміші, причому продукти згоряння, що надходять до додаткового ресивера для згладжування пульсацій стиснутої горючої суміші через з'єднуючі канали з робочими циліндрами, сповільнюють коливання тиску горючої суміші від робочих циліндрів до камери згоряння та не заважають рівномірному згорянню палива у камері згоряння.A method of operation of a piston heat engine in which the combustion process is carried out in an external combustion chamber connected by ducts and intake valves with the working cylinders, and the maximum pressure of the combustion products of the fuel in the external combustion chamber is maintained at the level of 3-5 MPa due to the amount of fuel injected into the external combustion chamber and the duration of opening of the inlet valves of the working cylinders by means of valves with electromagnetic actuators which open 5-10 degrees of rotation of the crankshaft to the top th deadbolt of pistons of the working cylinders, and close depending on the mode of operation of the engine at 5-40 degrees of rotation of the crankshaft at the upper dead point of pistons of the working cylinders, reducing the oscillation of the combustion products in the external combustion chamber during the cycle (one rotation of the crankshaft) the receiver for compressed air mounted between the cylinder for compression of air and the external combustion chamber, and the maximum temperature of the combustion products in the external combustion chamber is not supported in the another 1500 K by changing the amount of fuel injected into the external combustion chamber, when the pistons in the working cylinders are moved from the lower dead point to the upper dead point for 80-120 degrees of crankshaft rotation, the combustion products are removed from the working cylinders through the exhaust valves, and after their closure for 60-100 degrees rotation of the crankshaft carry out the compression of the combustion products remaining in the piston cavities of the working cylinders, and reducing the pressure fluctuations of the combustion products in the outer the combustion chamber during the cycle (one rotation of the crankshaft) is reached by means of an additional receiver for smoothing the pulsations of the compressed combustible mixture installed between the inlet valves and the channels of the external combustion chamber, which help to carry out a uniform flow of the combustion mixture, for smoothing the pulsations of the compressed combustible mixture through the connecting channels with the working cylinders, slow the pressure fluctuations of the combustible mixture from the working cylinders to the combustion chamber without disturbing the uniform combustion in the combustion chamber.

Description

зовнішню камеру згоряння, при переміщенні поршнів в робочих циліндрах від нижньої мертвої точки до верхньої мертвої точки протягом 80-120 градусів оберту колінчатого вала здійснюють видалення продуктів згоряння із робочих циліндрів через випускні клапани, а після їх закриття протягом 600-100 градусів оберту колінчатого вала здійснюють стиснення продуктів згоряння, що залишилися в надпоршневих порожнинах робочих циліндрів, причому зменшення коливання тиску продуктів згоряння в зовнішній камері згоряння протягом циклу (одного оберту колінчатого вала) досягають за допомогою додаткового ресивера для згладжування пульсацій стиснутої горючої суміші, установленого між впускними клапанами та каналами зовнішньої камери згоряння, які допомагають здійснювати рівномірне перетікання горючої суміші, причому продукти згоряння, що надходять до додаткового ресивера для згладжування пульсацій стиснутої горючої суміші через з'єднуючі канали з робочими циліндрами, сповільнюють коливання тиску горючої суміші від робочих циліндрів до камери згоряння та не заважають рівномірному згорянню палива у камері згоряння.external combustion chamber, when moving the pistons in the working cylinders from the bottom dead center to the top dead center during 80-120 degrees of crankshaft rotation, combustion products are removed from the working cylinders through the exhaust valves, and after their closure, during 600-100 degrees of crankshaft rotation, compression of the combustion products remaining in the superpiston cavities of the working cylinders, and the reduction of the fluctuation of the pressure of the combustion products in the external combustion chamber during the cycle (one revolution of the crankshaft) is achieved with the help of an additional receiver for smoothing the pulsations of the compressed combustible mixture, installed between the intake valves and the channels of the external chamber combustion, which helps to ensure uniform flow of the combustible mixture, and the combustion products entering the additional receiver to smooth out the pulsations of the compressed combustible mixture through the connecting channels with the working cylinders slow down the fluctuations in the pressure of the combustible mixture from the working cylinders to the combustion chamber and do not interfere with the uniform combustion of fuel in the combustion chamber.

І л жк й Ж м Бе ак КЯ: єI l zhk y Zh m Be ak KYA: yes

Х о ШЕ я ЯH o SHE I I

Н с: см о ЗЕ ЖИ р т Ши ит й пи ЗN s: cm o ZE Ж р t Shi it y pi Z

ЛШ й в о ВиLSH and in about you

Е і. ї як КИ нн З . Я ов Я ух з. бе Ї, Ж Я З. Ж х 7 г 1 й В ї Ва ї х оз ЗИ й 7 З КУ т ЕИСдя За Я ке ий У. ее. як ; діяч інж шк Й ЕВ Її. БИ Ех ж: ШИ о ша ТЕ шини 3 к У; те ех аа ЧЕ 5 Х В вк в ИН Зако ННЯAnd. and how KI nn Z . I ov I uh z. be Y, Z I Z. Z x 7 g 1 y V y Va y x oz ZY y 7 Z KU t EISdya Za I ke yy U. ee. as ; activist Eng Shk Y EV Her. BY Eh well: SHY o sha TE tires 3 k U; te eh aa CHE 5 X В вк в ИН Law

І: НН жа за НЕ й М НЕ НОМ З НИ, 5I: NN zha for NE and M NE NOM Z NI, 5

Ко ж шен Чи ну з За и йKo zh shen Chi nu z Za i y

Кк РИБІ Шен ШІ т С вк К. леж Ж ; тKk FISH Shen SHI t S vk K. lie F ; t

АК зав че М ю ох кож МКК ах В Х 7AK zavche M yu oh kozh MKK ah V X 7

СЕ: ек і у 3 ВН ІК в Кай сх о: каш я хх й і м фур се сок уфеееннх пюоююює ее ЗSE: ek i u 3 VN IC v Kai sh o: kash i xx y i m fur se sok ufeeennh pyuoyyuyuye ee Z

У У К Х Ж ЯЖ схюсоссосооосооо оон, ВО ХУ ою екю ЗУУ У К Х Ж ЯЖ shyusossosooooo oon, VO HU oyu ekyu ZU

Я З і соскою рооююьннлнн ї нм оосарюю ко ре ффюьює сврох чен З , м ГО КкI'm with a nipple, and I'm oozing with it

Ко аддддлюдли, дюни З х ух » (З хKo addddlyudly, dunes Z h uh " (Z h

НЕ Б Яд і | | й і ; : х З С х » З Ж у й СайNOT B Poison and | | and and : x Z S x » Z Zh u y Sai

Я сі х В У у З 7 в шк | до а нище ШІ ще | З й - Же Як Й Х 5I si x V U u Z 7 v shk | to and below AI still | Z y - Same As Y X 5

КІ Ей Квт ; ро | ри фоосово сового; ща З я я ; З г А 7-7 30KI Ey Kwt ; ro | ry foosovo owl; scha With I I ; From g A 7-7 30

Фіг. 1Fig. 1

Корисна модель належить до галузі машинобудування, а саме до способів роботи поршневих теплових двигунів з розділеним чотиритактним циклом.A useful model belongs to the field of mechanical engineering, namely to the working methods of split-cycle four-stroke reciprocating heat engines.

Відомі способи роботи поршневих чотиритактних теплових двигунів, що мають як мінімум два циліндри, спільну камеру згоряння, в яких здійснюють такти впуску та стиску, процес згоряння палива в камері згоряння, такти розширення та випуску продуктів згоряння (1-61.Known methods of operation of piston four-stroke heat engines having at least two cylinders, a common combustion chamber, in which the intake and compression strokes, the process of fuel combustion in the combustion chamber, the expansion and release of combustion products are carried out (1-61.

Загальними недоліками відомих способів роботи поршневих чотиритактних теплових двигунів, в яких робочий цикл здійснюють як мінімум у двох циліндрах, є недостатня ефективність перетворення теплоти згоряння палива в механічну роботу газів та підвищені викиди з відпрацьованими газами токсичних хімічних сполук, обумовлених обмеженою тривалістю процесу згоряння та високими значеннями тиску і температури продуктів згоряння.The general disadvantages of the known methods of operation of piston four-stroke heat engines, in which the work cycle is carried out in at least two cylinders, are the insufficient efficiency of converting the heat of fuel combustion into the mechanical work of gases and the increased emissions of toxic chemical compounds with the exhaust gases due to the limited duration of the combustion process and high values pressure and temperature of combustion products.

За прототип прийнято спосіб роботи чотиритактного двигуна внутрішнього згоряння з розділеним циклом, що має як мінімум два циліндри, в одному з яких здійснюють такти впуску та стискування повітря, подачу стиснутого повітря через випускний клапан до камери згоряння другого циліндра, в якому поршень знаходиться біля верхньої мертвої точки, вприскування в стиснуте повітря палива та запалювання від іскри паливоповітряної суміші на початку такту розширення, такти розширення продуктів згоряння та їх видалення із циліндра через випускний клапан в навколишнє середовище |бЇ. Основними недоліками прототипу, як і попередніх аналогів, є недостатня ефективність перетворення теплоти згоряння палива в механічну роботу газів та підвищені викиди з відпрацьованими газами токсичних хімічних сполук, обумовлених обмеженою тривалістю процесу згоряння палива та високими значеннями тиску і температури продуктів згоряння.As a prototype, the method of operation of a four-stroke internal combustion engine with a split cycle, which has at least two cylinders, in one of which the air intake and compression strokes are carried out, the supply of compressed air through the exhaust valve to the combustion chamber of the second cylinder, in which the piston is located near the top dead center, is adopted points, injection of fuel into compressed air and spark ignition of the fuel-air mixture at the beginning of the expansion stroke, the expansion stroke of combustion products and their removal from the cylinder through the exhaust valve into the environment. The main disadvantages of the prototype, as well as previous analogues, are the insufficient efficiency of converting the heat of fuel combustion into the mechanical work of gases and the increased emissions of toxic chemical compounds with the exhaust gases due to the limited duration of the fuel combustion process and high values of pressure and temperature of the combustion products.

Задачею корисної моделі, що заявляється, є вдосконалення способу роботи поршневого теплового двигуна з розділеним чотиритактним циклом з метою підвищення ефективності перетворення теплоти згоряння палива в механічну роботу газів та зниження викидів з відпрацьованими газами токсичних хімічних сполук.The purpose of the proposed useful model is to improve the operation of a reciprocating heat engine with a split four-stroke cycle in order to increase the efficiency of converting the heat of fuel combustion into the mechanical work of gases and reduce emissions of toxic chemical compounds with exhaust gases.

Поставлена задача вирішується шляхом здійснення чотиритактного циклу, наприклад, в трьох циліндрах, один із яких використовується як компресорний, а два інші як робочі, в яких здійснюються процеси розширення продуктів згоряння і їх видалення в навколишнє середовище, причому процес згоряння палива здійснюють в зовнішній камері згоряння, щоThe task is solved by implementing a four-stroke cycle, for example, in three cylinders, one of which is used as a compressor, and the other two as working ones, in which the processes of expansion of combustion products and their removal into the environment are carried out, and the process of fuel combustion is carried out in the external combustion chamber , what

Зо з'єднана з компресорним та робочими циліндрами каналами, при обмеженні максимального тиску продуктів згоряння на рівні 3-5 МПа, а максимальної температури продуктів згоряння не більше 1500 К. Зменшення коливань тиску продуктів згоряння в зовнішній камері згоряння протягом циклу (одного оберту колінчатого вала) досягають з допомогою ресивера для згладжування пульсацій, встановленого між циліндром для стиснення повітря і зовнішньою камерою згоряння та ресивера для згладжування пульсацій стиснутої горючої суміші, встановленого між камерою згоряння та робочими циліндрами. Продукти згоряння з зовнішньої камери згоряння подають до робочих циліндрів через впускні клапани, наприклад, з електромагнітним приводом, які відкривають за 5-10 градусів оберту колінчатого вала до верхньої мертвої точки поршнів робочих циліндрів, а закривають залежно від режиму роботи двигуна за 5-40 градусів оберту колінчатого вала за верхньою мертвою точкою поршнів робочих циліндрів. Видалення продуктів згоряння із робочих циліндрів здійснюють через випускні клапани протягом 80-120 градусів оберту колінчатого вала при переміщені поршнів робочих циліндрів від нижньої мертвої точки до верхньої мертвої точки. Після закриття випускних клапанів протягом 600-100 градусів оберту колінчатого вала до верхньої мертвої точки поршнів робочих циліндрів здійснюють стиснення продуктів згоряння, що залишилися для зменшення втрат енергії на впускних клапанах. Зменшення втрат теплоти від поверхонь каналів стиснутого повітря, камери стиснутого повітря, камери згоряння та каналів, з'єднуючих камеру згоряння з робочими циліндрами, досягаються використанням теплоізоляції цих поверхонь.Zo is connected to the compressor and working cylinders by channels, while limiting the maximum pressure of combustion products to 3-5 MPa, and the maximum temperature of combustion products to no more than 1500 K. Reduction of fluctuations in the pressure of combustion products in the external combustion chamber during the cycle (one revolution of the crankshaft ) are achieved using a receiver for smoothing pulsations installed between the air compression cylinder and the external combustion chamber and a receiver for smoothing pulsations of the compressed combustible mixture installed between the combustion chamber and the working cylinders. Combustion products from the external combustion chamber are fed to the working cylinders through intake valves, for example, with an electromagnetic drive, which open at 5-10 degrees of crankshaft rotation to the top dead center of the pistons of the working cylinders, and close at 5-40 degrees, depending on the engine operating mode of crankshaft rotation after the top dead center of the pistons of the working cylinders. The removal of combustion products from the working cylinders is carried out through the exhaust valves during 80-120 degrees of rotation of the crankshaft when the pistons of the working cylinders are moved from the bottom dead center to the top dead center. After closing the exhaust valves within 600-100 degrees of rotation of the crankshaft to the top dead center of the pistons of the working cylinders, the remaining combustion products are compressed to reduce energy losses at the intake valves. Reduction of heat loss from the surfaces of the compressed air channels, the compressed air chamber, the combustion chamber and the channels connecting the combustion chamber with the working cylinders is achieved by the use of thermal insulation of these surfaces.

Функціональне призначення сукупності ознак, що заявляються, полягає в підвищенні ефективності використання теплоти згоряння палива та зниженні викидів з відпрацьованими газами токсичних хімічних сполук шляхом підтримання максимальної температури продуктів згоряння в зовнішній камері згоряння не більше 1500 К, а температури відпрацьованих газів не більше 400 К.The functional purpose of the set of declared features is to increase the efficiency of the use of fuel combustion heat and reduce emissions of toxic chemical compounds with the exhaust gases by maintaining the maximum temperature of the combustion products in the external combustion chamber no more than 1500 K, and the temperature of the exhaust gases no more than 400 K.

На фіг. 1 показано, як приклад, загальний вид поршневого теплового двигуна з розділеним чотиритактним циклом, в якому здійснюють запропонований спосіб роботи в трьох циліндрах, один з яких використовується як компресорний.In fig. 1 shows, as an example, a general view of a reciprocating heat engine with a split four-stroke cycle, in which the proposed method of operation is carried out in three cylinders, one of which is used as a compressor.

На фіг. 2 показана діаграма зміни тиску в надпоршневій порожнині компресорного циліндра.In fig. 2 shows the pressure change diagram in the superpiston cavity of the compressor cylinder.

На фіг. З показана діаграма зміни тиску в надпоршневій порожнині робочих циліндрів.In fig. C shows the pressure change diagram in the superpiston cavity of the working cylinders.

Двигун, у якому здійснюють запропонований спосіб роботи (див. фіг. 1), містить бо компресорний циліндр 1 з впускним 2 та випускним З клапанами, впускний канал 4, на вході якого встановлено повітряний фільтр 5, ресивер для згладжування пульсацій 6, з'єднану каналом 7 з компресорним циліндром 1, а каналом 8 з камерою згоряння 9, в якій установлено пристрій для подачі палива, наприклад, форсунку 10, та пристрій для запалювання палива 11, що з'єднана каналами 31,32 з ресивером 33 для згладжування пульсацій стиснутої горючої суміші та через впускні канали 12 та 13 і через впускні клапани 14 та 15, наприклад з електроприводами, з робочими циліндрами 16 та 17, які мають випускні клапани 18 та 19, наприклад з кулачковим приводом, через які відпрацьовані гази з робочих циліндрів 16 та 17 відводяться у випускні канали 20 та 21, що з'єднані з випускними колекторами 22 та 23.The engine, in which the proposed method of operation is carried out (see Fig. 1), contains a compressor cylinder 1 with intake 2 and exhaust valves, an intake channel 4, at the entrance of which an air filter 5 is installed, a receiver for smoothing pulsations 6, connected channel 7 with the compressor cylinder 1, and channel 8 with the combustion chamber 9, in which a device for supplying fuel, for example, a nozzle 10, and a device for igniting fuel 11, which is connected by channels 31, 32 with a receiver 33 for smoothing the pulsations of compressed air, is installed of the combustible mixture and through the intake channels 12 and 13 and through the intake valves 14 and 15, for example with electric drives, with working cylinders 16 and 17, which have exhaust valves 18 and 19, for example with a cam drive, through which the exhaust gases from the working cylinders 16 and 17 are diverted to the exhaust channels 20 and 21, which are connected to the exhaust manifolds 22 and 23.

Поршень 24 компресорного циліндра та поршні 25 і 26 робочих циліндрів шатунами 27, 28 та 29 з'єднані зі спільним колінчатим валом 30.The piston 24 of the compressor cylinder and the pistons 25 and 26 of the working cylinders are connected to the common crankshaft 30 by connecting rods 27, 28 and 29.

Геометрична студунь розширення продуктів згоряння в робочих циліндрах обчислюється за формулою 55 Мак тіп, Наприклад, при ході поршнів в робочих циліндрах 16 і 17 5-100 мм і надпоршневому зазорі при положенні поршнів у верхній мертвій точці А-2-5 ММ геометрична ступінь розширення продуктів згоряння 565-20-50,The geometric degree of expansion of the combustion products in the working cylinders is calculated according to the formula 55 Mak tip. For example, with the stroke of the pistons in the working cylinders 16 and 17 5-100 mm and the super-piston clearance when the pistons are positioned at the top dead center A-2-5 MM, the geometric degree of expansion of the products combustion 565-20-50,

Спосіб роботи теплового двигуна, що заявляється, здійснюють за один оберт колінчатого вала. На такті впуску в компресорному циліндрі 1 повітря з навколишнього середовища через повітряний фільтр 5, канал 4 та впускний клапан 2, наприклад, пластинчатий, поступає в надпоршневу порожнину компресорного циліндра 1 (крива 4-1 на фіг. 2), а при зворотному русі поршня 24 від нижньої мертвої точки до верхньої здійснюють стиск повітря (крива 1-2 на фіг. 2).The method of operation of the claimed heat engine is carried out in one revolution of the crankshaft. During the intake stroke in the compressor cylinder 1, air from the environment through the air filter 5, channel 4 and the intake valve 2, for example, a plate, enters the superpiston cavity of the compressor cylinder 1 (curve 4-1 in Fig. 2), and during the return movement of the piston 24 from the lower dead center to the upper one, air compression is carried out (curve 1-2 in Fig. 2).

В кінці такту випуску стиснуте повітря до 3-5 МПа через випускний клапан З та канал 7 подається для зниження коливань тиску стиснутого повітря до ресивера стиснутого повітря 6 (крива 2-3 на фіг. 2), з'єднаної каналом 8 з камерного згоряння 9, спільної, наприклад, для двох робочих циліндрів 16 та 17, в яку через форсунку 10 подається паливо, наприклад етиловий спирт. Паливоповітряна суміш, що утворюється в камері згоряння 9, займається від пристрою для запалювання, наприклад свічки накалювання 11, при цьому температуру продуктів згоряння в камері згоряння 9 шляхом зміни витрати палива через форсунку 10 підтримують не вище 1500At the end of the exhaust stroke, compressed air up to 3-5 MPa is supplied through the exhaust valve З and channel 7 to reduce the pressure fluctuations of the compressed air to the compressed air receiver 6 (curve 2-3 in Fig. 2), connected by channel 8 to the combustion chamber 9 , common, for example, for two working cylinders 16 and 17, into which fuel, for example, ethyl alcohol, is supplied through the nozzle 10. The fuel-air mixture formed in the combustion chamber 9 is ignited by an ignition device, for example, a glow plug 11, while the temperature of the combustion products in the combustion chamber 9 by changing the fuel flow through the nozzle 10 is maintained at no higher than 1500

К, що практично виключає утворення оксидів азоту. Продукти згоряння через канали 31 та 32 та ресивер 33 призначеного для згладжування пульсацій стиснутої горючої суміші, з'єднуючі канали 12 та 13, впускні клапани 14 та 15, наприклад з електромагнітним приводом, подають поK, which practically excludes the formation of nitrogen oxides. Combustion products through channels 31 and 32 and the receiver 33 intended for smoothing the pulsations of the compressed combustible mixture, connecting channels 12 and 13, intake valves 14 and 15, for example with an electromagnetic drive, are fed by

Зо черзі до робочих циліндрів 16 та 17. Впускні клапани відкривають за 5-10 градусів оберту спільного на всі циліндри колінчатого вала 30 до верхньої мертвої точки поршнів 25 та 26 робочих циліндрів 16 та 17, а закривають залежно від режиму роботи за 5-40 градусів оберту колінчатого вала 30 за верхньою мертвою точкою поршнів 25 та 26 (ділянка діаграми а-м фіг. 3).In turn to the working cylinders 16 and 17. The intake valves open for 5-10 degrees of rotation of the crankshaft 30 common to all cylinders to the top dead center of the pistons 25 and 26 of the working cylinders 16 and 17, and close depending on the operating mode for 5-40 degrees of rotation of the crankshaft 30 after the top dead center of the pistons 25 and 26 (diagram section a-m in Fig. 3).

Розширення продуктів згоряння в робочих циліндрах 16 та 17 здійснюють переміщенням поршнів 25 та 26 в робочих циліндрах 16 та 17 до їх нижньої мертвої точки (крива у-є на фіг. 3).The expansion of the combustion products in the working cylinders 16 and 17 is carried out by moving the pistons 25 and 26 in the working cylinders 16 and 17 to their bottom dead center (curve y-e in Fig. 3).

На такті розширення продуктів згоряння в робочих циліндрах 16 та 17 при положенні поршнів робочих циліндрів 25 та 26 за 0-40 градусів оберту колінчатого вала 30 до нижньої мертвої точки (відповідно до порядку роботи) відкривають, наприклад з допомогою кулачкового механізму, випускні клапани 18 та 19 (фіг. 3). Відпрацьовані гази із робочих циліндрів 16 та 17 видаляють (крива е-е на фіг. 3) протягом 80-120 градусів оберту колінчатого валу 34) при переміщенні поршнів 25 та 26 від нижньої мертвої точки до верхньої через випускні клапани 18 та 19, випускні канали 20 та 21 до випускних колекторів 22 та 23. При положенні поршнів 25 та 26 в робочих циліндрах 16 та 17 за 60-100 градусів оберту колінчатого валу 30 до їх верхніх мертвих точок випускні клапани 18 та 19 закривають, продукти згоряння, що залишилися в надпоршневих порожнинах робочих циліндрів 16 та 17 протягом 60-100 градусів оберту колінчатого вала стискують (фіг. 3). Таким чином, чотиритактний цикл здійснюють в даному випадку в трьох циліндрах, один з яких компресорний, за один оберт колінчатого вала.During the expansion stroke of the combustion products in the working cylinders 16 and 17, when the pistons of the working cylinders 25 and 26 are positioned for 0-40 degrees of rotation of the crankshaft 30 to the bottom dead center (according to the order of operation), the exhaust valves 18 and 19 (Fig. 3). The exhaust gases from the working cylinders 16 and 17 are removed (curve e-e in Fig. 3) during 80-120 degrees of rotation of the crankshaft 34) when moving the pistons 25 and 26 from the bottom dead center to the top through the exhaust valves 18 and 19, exhaust channels 20 and 21 to the exhaust manifolds 22 and 23. When the pistons 25 and 26 are positioned in the working cylinders 16 and 17 for 60-100 degrees of rotation of the crankshaft 30 to their top dead center, the exhaust valves 18 and 19 close, the combustion products remaining in the superpiston the cavities of working cylinders 16 and 17 are compressed during 60-100 degrees of crankshaft rotation (Fig. 3). Thus, the four-stroke cycle is carried out in this case in three cylinders, one of which is a compressor, for one revolution of the crankshaft.

Ефективність практичного використання запропонованого способу роботи поршневого теплового двигуна можливо оцінити по спрощеній діаграмі циклу.The effectiveness of the practical use of the proposed method of operation of the piston heat engine can be estimated by a simplified cycle diagram.

Спрощена діаграма циклу даного двигуна може бути представлена відкритим термодинамічним циклом зі змінною масою робочого тіла, в якому теплота підводиться Кк! робочим тілом до робочих циліндрів при постійних значеннях тиску і температурі "і відводиться із робочих циліндрів з робочим тілом при постійних значеннях тиску і температурі робочого тіла 2. Робоче тіло в термодинамічному циклі - ідеальний газ, теплоємність якого не залежить від температури. Термодинамічний коефіцієнт корисної дії циклу обчислюється за формулою: 0.05, 95 МС (ТТ) у то о, о, о, М.С, (7-7) тт до Ї. - механічна робота газів в циклі; 1 - теплота, що підведена з робочим тілом; о». теплота, що відведена з робочим тілом;A simplified diagram of the cycle of this engine can be represented by an open thermodynamic cycle with a variable mass of the working body, in which heat is supplied by Kk! by the working body to the working cylinders at constant values of pressure and temperature "and is removed from the working cylinders with the working body at constant values of pressure and temperature of the working body 2. The working body in the thermodynamic cycle is an ideal gas, the heat capacity of which does not depend on temperature. The thermodynamic efficiency coefficient of the cycle is calculated according to the formula: 0.05, 95 MS (TT) in to o, o, o, M.S, (7-7) tt to Y. - mechanical work of gases in the cycle; 1 - heat supplied with the working body; heat removed with the working body;

Св. питома масова теплоємність робочого тіла при постійному тиску;St. specific mass heat capacity of the working fluid at constant pressure;

М - маса робочого тіла;M - mass of the working body;

То. температура навколишнього середовища; п. температура робочого тіла, що надходить до над поршневої порожнини робочих циліндрів; 2 - температура робочого тіла, що видаляється з над поршневої порожнини робочих циліндрів.Then. ambient temperature; n. the temperature of the working fluid entering the piston cavity of the working cylinders; 2 - the temperature of the working fluid removed from above the piston cavity of the working cylinders.

При значенні То -З00К (27 С); т -1500К. То - 400К термодинамічний коефіцієнт корисної дії циклу ле 092 З підвищенням температури робочого тіла, що видаляється з робочих циліндрів т. термодинамічний коефіцієнт корисної дії буде зменшуватися.At the value of To -Z00K (27 C); t -1500K. So - 400K thermodynamic coefficient of useful action of cycle le 092 With the increase in the temperature of the working fluid removed from the working cylinders, the thermodynamic coefficient of useful action will decrease.

Термодинамічний коефіцієнт корисної дії двигунів внутрішнього згоряння не перевищує 0,70.The thermodynamic efficiency of internal combustion engines does not exceed 0.70.

Використання запропонованого способу роботи теплового двигуна, наприклад, як енергетичної установки автомобіля, забезпечує залежно від умов експлуатації зниження експлуатаційних витрат палива, наприклад етилового спирту, на 50-60 відсотків, зниження викидів токсичних хімічних сполук з відпрацьованими газами на 90-95 відсотків без використання додаткових систем їх нейтралізації а також значно зменшує інтенсивність звукового випромінювання.The use of the proposed method of operation of a heat engine, for example, as a power plant of a car, provides, depending on the operating conditions, a reduction in the operating costs of fuel, for example, ethyl alcohol, by 50-60 percent, a reduction in emissions of toxic chemical compounds with exhaust gases by 90-95 percent without using additional systems of their neutralization and also significantly reduces the intensity of sound radiation.

Джерела інформації: 1. Авт. Св. СССР Мо 80445 кл. 4баг, 109 (МПК гє02 47/00), 1947. 2. Авт. Св. СССР Мо 128231 кл. 46баг, 109 (МПК гО02 47/00), 1958. 3. Патент Франції Мо 2172505 МПК ЕГО28В 41/00, Р02В 75/00, 1973. 4. Патент США Мо 3880126, МПК РО28 33/22, 1975. 5. Заявка Франції Мо 2319769, МПК РО28В 75/12, 1977. 6. Патент США Мо 8006656, МПК РО28 25/00, 2009. 7. Патент України на винахід Ме106558 від 10.09.2014 р.,Sources of information: 1. Author. St. USSR Mo 80445 cl. 4bag, 109 (МПК ге02 47/00), 1947. 2. Auth. St. USSR Mo 128231 cl. 46bag, 109 (МПК гО02 47/00), 1958. 3. French Patent Mo 2172505 МПК ЕГО28В 41/00, Р02В 75/00, 1973. 4. US Patent Mo 3880126, МПК РО28 33/22, 1975. 5. Application France Mo 2319769, IPC RO28B 75/12, 1977. 6. US patent Mo 8006656, IPC RO28 25/00, 2009. 7. Patent of Ukraine for the invention Me106558 dated 10.09.2014,

МПК гО28В 47/00.IPC gO28B 47/00.

Коо) МПК гО28 33/00.Co., Ltd. IPC gO28 33/00.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA The method of operation of a reciprocating heat engine, in which the fuel combustion process is carried out in an external combustion chamber connected by channels and inlet valves to the working cylinders, and the maximum pressure of fuel combustion products in the external combustion chamber is maintained at the level of 3-5 MPa by calculation of the amount of fuel injected into the external combustion chamber and the duration of the opening of the intake valves of the working cylinders, using valves with an electromagnetic drive, which open 5-10 degrees of rotation of the crankshaft to the top dead center of the pistons of the working cylinders, and close depending on the operating mode of the engine for 5-40 degrees of rotation of the crankshaft after the top dead center of the pistons of the working cylinders, a reduction in the pressure fluctuations of the combustion products in the external combustion chamber during the cycle (one revolution of the crankshaft) is achieved with the help of a compressed air receiver installed between the air compression cylinder and the external camera combustion,

and the maximum temperature of combustion products in the external combustion chamber is maintained at no higher than 1500 K by changing the amount of fuel injected into the external combustion chamber, when moving the pistons in the working cylinders from the bottom dead center to the top dead center during 80-120 degrees of rotation of the crankshaft, removal is carried out combustion products from the working cylinders through the exhaust valves, and after they are closed within 600-100 degrees of crankshaft rotation, the combustion products remaining in the superpiston cavities of the working cylinders are compressed, which is characterized by a decrease in the fluctuation of the pressure of the combustion products in the external combustion chamber during the cycle (one revolution of the crankshaft) is achieved with the help of an additional receiver for smoothing the pulsations of the compressed combustible mixture, installed between the intake valves and the channels of the external combustion chamber, which help to make the combustible mixture flow evenly, and the combustion products that reach the additional receiver for smoothing the pulsations of the compressed fuel mixture through the connecting channels with the working cylinders, slow down