WO2008108683A1

WO2008108683A1 - Способ работы тепло-парового двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

Info

Publication number: WO2008108683A1
Application number: PCT/RU2008/000049
Authority: WO
Inventors: Evgeny Jakovlevich Pigalyov
Original assignee: Evgeny Jakovlevich Pigalyov
Priority date: 2007-03-01
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2008-09-12
Also published as: RU2007107499A

Abstract

Предложено техническое решение на способ работы тепло-парового двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления. Решение относится к топливно-энергитической и транспортной промышленности и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ работы тепло-парового двигателя внутреннего сгорания, состоит в том (см. Фиг. l), что автономно образуют систему питания двигателя (1) вторым рабочим телом - водой либо на её основе растворами и эмульсиями (4), впрыск в камеру сгорания (2) заряда второго рабочего тела производят, либо в процессе объёмного расширения, вызванного сгоранием топливовоздушной смеси, под давлением, превосходящим давление в камере сгорания, либо одновременно с подачей первого рабочего тела. Устройство тепло-парового двигателя внутреннего сгорания включает автономную ёмкость (3) для размещения второго рабочего тела (4) и используют либо самовпрыскивающую форсунку (5), которую крепят в головке цилиндра (6) и соединяют с емкостью трубопроводом (7), либо используют существующие форсунки с их вспомогательными устройствами. Изобретение позволяет снизить выброс в атмосферу токсичных выделений и парниковых газов, расход топлива, повысить мощность, и тепловое КПД двигателя.

Description

СПОСОБ РАБОТЫ ТЕПЛО-ПАРОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к топливно-энергетической и транспортной промышленности и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) для превращения тепловой энергии в механическую работу, электрическую или какую-либо другую энергию. Анализ патентной литературы не позволил выявить ближайший аналог заявленному решению. Анализ научно-технической литературы [1] показывает, что существует техническое решения по эффективному использованию утяжеленных дизельных топлив, которые в смесях с окислителем - кислородом атмосферы и водотопливной эмульсией (ВТЭ), составляющей 10...40% по объёму применяют в ДВС для снижения содержания сажи и оксидов азота, а также для снижения температуры пламени и повышения полноты сгорания топлива.

К недостаткам существующего технического решения следует отнести то, что использование ВТЭ имеет существенные недостатки, заключающие- ся в их способностях к расслоению и невозможности использования при низких температурах, кроме того, исключается возможность подбора оптимального соотношения между топливом и водой, водными растворами и водными эмульсиями, при различных режимах работы ДВС, Следует отметить, что ВТЭ не практикуют при использовании других видов дизельных топлив, а также бензинов, сжатых и сжиженных газов, синтетических топлив, других горючих компонентов (в дальнейшем - топливо), по этому работа ДВС сопровождается значительным расходом топлива из-за потерь тепловой энергии связанных с отдачей её в окружающую среду с отработанными газами и через систему охлаждения, неполного сгорания поданного в цилиндр топли- вовоздушной смеси, что снижает тепловой коэффициент полезного действия (КПД) ДВС, приводит к выбросу в атмосферу токсичных веществ и парниковых газов, которые создают опасность для жизни биологических существ и, прежде всего, для человека, подвергает повышенной тепловой напряжен- ности детали ДВС, использование системы охлаждения повышает металлоемкость двигателя.

Задачей настоящего технического решения является, снижение выброса в атмосферу токсичных веществ и парниковых газов, расхода топлива на единицу мощности ДВС, повышение мощности и теплового КПД двигателя, снижении воздействия тепловой напряженности на детали и металлоемкость двигателя.

Поставленную задачу в способе работы тепло-парового двигателя внутреннего сгорания, включающего использование в качестве рабочего тела топлива, содержащих процессы впуска и объёмного расширения от сгорания топливовоздушной смеси, отличается тем, что для, снижения выброса в атмосферу токсичных веществ и парниковых газов, расхода топлива на единицу мощности ДВС, повышения мощности и теплового КПД, снижении воздействия тепловой напряженности на детали и металлоемкости ДВС, дополнительно вводят операции, автономно образуют использование второго рабочего тела - воды (первым рабочим телом является топливо) либо на её основе растворов, эмульсий, впрыск в камеру сгорания заряда второго рабочего тела производят в процессе объёмного расширения, вызванного сгоранием топливовоздушной смеси, и под давлением, превосходящим давление в камере сгорания, при этом заряду предварительно сообщают тепловую энер- гию и согласуют массу подаваемого заряда второго рабочего тела с количеством теплоты, выделяемой от сгорания топливовоздушной смеси, для впрыска заряда второго рабочего тела в камеру сгорания, либо используют энергию объёмного расширения от сгорания топливовоздушной смеси первого рабочего тела, для чего часть энергии объёмного расширения суммируют на торцевой поверхности подвижного оператора впрыска и производят его

ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) сдвиг, работу сдвига расходуют на деформацию упругого реактивного элемента, преодоления сил трения и трансформируют в давление на заряд второго рабочего тела, сформированный в мерительной камере, давление обра- зуют от силы реакции, возникающей со стороны торцевой поверхности неподвижного стержневого поршня, давление используют для открытия клапана в камеру сгорания и впрыска заряда второго рабочего тела для его объёмного расширения, формирование силы реакции со стороны стержневого поршня на заряд второго рабочего тела в мерительной камере выполняют при условии, что площадь поверхности подвижного оператора впрыска значительно превосходит неподвижную торцевую площадь стержневого поршня, размер линейной деформации по оси упругого элемента согласуют с параметрами объёма мерительной камеры заряда второго рабочего тела, упругий элемент подбирают по силе сопротивления сжатию и значению деформа- ции при сжатии, регулирование силы сопротивления сжатию упругого элемента, обеспечивающей начальный момент сдвига оператора впрыска, и протяженность деформации (хода оператора впрыска) производят посредством осевого сдвига стержневого поршня относительно корпуса форсунки, реактивную силу упругого элемента используют для установки в исходное поло- жение оператора впрыска и наполнение резервуара вторым рабочим телом в период между операциями впрыска, либо используют для впрыска заряда второго рабочего тела в камеру сгорания форсунку с механическим, электромагнитным, гидравлическим или другим способом привода, при этом впрыск заряда производят, либо в процессе объёмного расширения, вызван- ного сгоранием топливовоздушной смеси при достижении поршнем верхней мертвой точки, либо впрыск второго рабочего тела производят одновременно с первым рабочим телом, при этом поверхность двигателя теплоизолируют.

Поставленную задачу в устройстве тепло-парового двигателя внутреннего сгорания, включающем сам двигатель внутреннего сгорания, топлив- ный бак, устройство подачи топлива, форсунку, отличается тем, что

ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) для снижения выброса в атмосферу токсичных выделений и парниковых газов, расхода топлива на единицу мощности ДВС, повышение мощности и теплового КПД, снижении воздействия тепловой напряженности 95 на детали и металлоемкости двигателя, дополнительно устанавливают автономную ёмкость, для размещения второго рабочего тела, ёмкость сообщают трубопроводом с самовпрыскивающей форсункой для подачи заряда второго тела в камеру сгорания, форсунку крепят в головке цилиндра, в устройство самовпрыскивающей форсунки включают неподвижный корпус, в корпусе

100 подвижно в осевом направлении устанавливают оператор впрыска заряда, в котором размещают резервуар низкого давления, мерительную камеру и полость высокого давления, соединенных между собой каналами, в полости высокого давления и канале, соединяющем ее с камерой сгорания размещают клапан с пружиной для контроля за впрыском и предотвращением произ-

105 вольного истечения заряда в камеру сгорания, на торцевой поверхности оператора впрыска со стороны камеры сгорания выполняют суммирующую поверхность, на противоположенной торцевой поверхности выполняют опорную поверхность для пружины, а по оси оператора впрыска выполняют направляющий канал, в канале размещают неподвижно относительно корпуса

ПО форсунки стержневой поршень, стержневой поршень по направляющему каналу проходит резервуар низкого давления и входит в мерительную камеру, устройство стержневого поршня содержит соединенные между собой глухой осевой и радиальные каналы, каналы сообщают с одной стороны с резервуаром низкого давления, а с другой - трубопроводом и ёмкостью для второго

115 рабочего тела, стержневой поршень посредством резьбового соединения устанавливают в корпусе форсунки с её наружной стороны, на внутренней базовой поверхности поршня образуют опорную поверхность для пружины, пружину размещают на опорных плоскостях в ёмкости образованной стержневым поршнем, корпусом форсунки и оператором впрыска и используют

120 для удержания оператора впрыска неподвижно по достижению давления в

ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) камере сгорания до заданного значения, регулирование нагрузки на пружину и значение её деформации производят поворотом в резьбовом соединении стержневого поршня относительно корпуса форсунки, реактив-

125 ную силу пружины используют для возврата оператора впрыска в исходное положение, либо для впрыска заряда второго рабочего тела в камеру сгорания используют существующие форсунки с их вспомогательными устройствами, которые через трубопровод соединяют с емкостью, а для одновременной подачу в камеру сгорания первого и второго рабочих тел, форсунку вто-

130 рого рабочего тела устанавливают над впускным клапаном двигателя и производят подачу второго тела в положении клапана «oткpыт» наружную поверхность двигателя покрывают теплоизоляционным материалом.

Именно введение в способ работы тепло-парового двигателя внутреннего сгорания дополнительных операций, автономного использования второ-

135 го рабочего тела - воды, либо на её основе растворов, эмульсий, впрыска в камеру сгорания заряда второго рабочего тела в процессе объёмного расширения, вызванного сгоранием топливовоздушной смеси, под давлением, превосходящим давление в камере сгорания, предварительного сообщения тепловой энергию и согласование массы подаваемого заряда второго рабочего

140 тела с количеством теплоты, выделяемой от сгорания топливовоздушной смеси, использование для впрыска заряда второго рабочего тела в камеру сгорания энергии объёмного расширения от сгорания топливовоздушной смеси первого рабочего тела, суммирование энергии расширения на торцевой поверхности подвижного оператора впрыска, расход суммированной силы от

145 энергии объёмного расширения на деформацию упругого реактивного элемента, преодоление сил трения и трансформирование в силу реакции, которая производит открытие клапана и впрыск заряда второго рабочего тела в камеру сгорания для объёмного расширения, трансформирование суммированной силы в силу реакции посредством сдвига суммирующей поверхности

150

ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) оператора впрыска с его мерительной камерой и вторым рабочим телом на торцевую поверхность стержневого поршня, соблюдение условия, при котором площадь поверхности оператора значительно превосходит площадь

155 поршня, подбора упругого элемента по силе сопротивления сжатию и значению деформации при сжатии, согласование размера линейной деформации по оси упругого элемента с параметрами объема мерительной камеры заряда второго рабочего тела, регулирование напряженности пружины и значения её деформации посредством сдвига в осевом направлении стержневого поршня,

160 использование реактивной силы упругого элемента для установки в исходное положение оператора впрыска и наполнение резервуара вторым рабочим телом, а также использование для впрыска заряда второго рабочего тела в камеру сгорания форсунки с механическим, электромагнитным, гидравлическим приводом или другим способом привода, выполнение впрыска заряда в

165 процессе объёмного расширения, вызванного сгоранием топливовоздушной смеси, при достижении поршнем верхней мертвой точки, либо при одновременной подаче первого и второго рабочих тел в период открытия впускного клапана, теплоизоляции поверхности двигателя, позволили снизить уровень выброса в атмосферу токсичных выделений и парниковых газов, расход топ-

170 лива, повысить мощность и тепловое КПД, снизить тепловую напряженность на детали и металлоемкость двигателя внутреннего сгорания.

Именно введение в устройство тепло-парового двигателя внутреннего сгорания, дополнительной ёмкости для размещения второго рабочего тела и самовпрыскивающей форсунки, крепление форсунки в головке цилиндра и

175 соединение её с емкостью трубопроводом, включение в устройство самовпрыскивающей форсунки неподвижного корпуса, установка соосно с корпусом и подвижно в осевом направлении оператора впрыска заряда, размещение во внутренней части оператора впрыска резервуара низкого давления, мерительной камеры и полости высокого давления, соединение последних

180 между собой и камерой сгорания каналами, установка в полости высокого

ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) давления и канале впрыска клапана с пружиной, выполнение на торцевой поверхности оператора впрыска со стороны канала впрыска суммирующей поверхности, на противоположенной торцевой поверхности оператора впры-

185 ска опорной плоскости для установки пружины, а по оси - направляющего канала, размещение в канале неподвижно относительно корпуса форсунки стержневого поршня, обеспечение прохода стержневому поршню по направляющему каналу в резервуар низкого давления и в мерительную камеру, включение в устройство стержневого поршня глухого осевого и радиальных

190 каналов, сообщение их с одной стороны с резервуаром низкого давления, а с другой - с трубопроводом и емкость второго рабочего тела, установка стержневого поршня посредством резьбового соединения в корпусе форсунки с ее наружной стороны, образование на внутренней базовой поверхности стержневого поршня опорной плоскости для пружины, и размещение пружины на

195 опорных плоскостях в емкости образованной стержневым поршнем, корпусом форсунки и оператором впрыска и использование её для удержания оператора неподвижно до момента роста давления в камере сгорания до заданного значения, регулировку упругой силы пружины и протяженности хода оператора впуска производят поворотом стержневого поршня в резьбовом

200 соединении относительно корпуса форсунки, либо использование для впрыска заряда второго рабочего тела камеру сгорания существующих форсунок с их вспомогательными устройствами, которые через трубопровод соединяют с автономной емкостью для второго рабочего тела, а также установки форсунки для подачи второго рабочего тела над впускным клапаном, покрытие

205 наружной поверхности двигателя теплоизоляционным материалом, позволили снизить уровень выброса в атмосферу токсичных выделений и парниковых газов, расход топлива, повысить мощность и тепловое КПД, снизить тепловую напряженность на его детали и металлоемкость ДВС.

Наличие единой цели в способе и устройстве позволяет сделать вывод,

210 что они связаны между собой единым техническим замыслом, в котором уст-

ЗАМЕНЯЮШИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) ройство служит для осуществления способа.

Изобретение способа работы тепло-парового двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления поясняется чертежом, где на

215 фиг. 1 и фиг. 2 даны обозначения: 1 - ДВС; 2 — камера сгорания; 3 - ёмкость для второго рабочего тела; 4 — второе рабочее тело; 5 — самовпрыскивающая форсунка; 6 - головка цилиндра; 7 - трубопровод для соединения ёмкости с форсункой; 8- глухой осевой канал; 9 - радиальные каналы; 10 - стержневой поршень; 11 корпус форсунки; 12- оператор впрыска заряда; 13 - сум-

220 мирующая поверхность оператора; 14 - резервуар низкого давления; 15 - мерительная камера; 16 — полость высокого давления; 17 — пружина; 18 - клапан; 19 - пружина клапана; 20 -седло клапана; 21- теплоизоляционное покрытие.

Осуществление изобретения (см. фиг. 1 и фиг. 2). Для двигателя внут-

225 реннего сгорания 1, с камерой сгорания 2 устанавливают автономную емкость 3 и размещают в ней второе рабочее тело 4 - воду, либо её растворы или эмульсии. Ёмкость соединяют с самовпрыскивающей форсункой 5, установленной на головке цилиндра 6, трубопроводом 7, по которому рабочее тело подают в форсунку с помощью насоса (на фиг. 1 и фиг. 2 не показан), соз-

230 давая небольшой подпор в соединенных между собой глухом осевом канале 8 и радиальных 9 каналах стержневого поршня 10. Самовпрыскивающую форсунку составляют: неподвижно закрепленный на головке цилиндра корпус 11, в корпусе подвижно вдоль оси устанавливают оператор впрыска заряда 12. Для впрыска заряда второго рабочего тела в камеру сгорания со

235 стороны камеры сгорания на операторе впрыска образуют суммирующую поверхность с определенной расчетом площадью 13. По центральной оси оператора устанавливают неподвижно стержневой поршень, площадь торцевой поверхности которого связывают масштабным соотношением с площадью суммирующей поверхности. В процессе сгорания топливовоздушной

240 смеси в камере 2 формируется высокое давление и температура. Давление

ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) распространяют на суммирующую поверхность 13 оператора 12. Сила давления на операторе впрыска определяется площадью суммирующей поверхности 13 и значением самого давления. От силы давления оператор получает

245 движение по оси в сторону стержневого поршня, сжимая пружину 17, при этом стержневой поршень 10 проходит полости низкого давления 14, вытесняя излишки второго рабочего тела, поступившего по каналам 8 и 9, входит в мерительную камеру 15. Глубина погружения стержневого поршня в мерительной камере зависит от суммарной силы давления на операторе впрыска и

250 упругой силы сопротивления сжатию пружины. Пружину подбирают по силе сопротивления сжатию и значению деформации при сжатии, Значение силы, вызывающей начальную деформации пружины 17, сдвиг оператора впрыска и начальный момент впрыска подбирают таким образом, чтобы сила деформации пружины превосходила максимальное давление в камере от сжатия

255 воздуха, а полное сжатие пружины, должно соответствовать максимальному давлению в камере сгорания, при этом стержневой поршень должен полностью погружаться в мерительную камеру и вытеснять из неё сформированный заряд. Силу сжатия пружины и значение хода её деформации регулируют поворотом в резьбовом соединении стержневого поршня относительно

260 корпуса форсунки. Заряд, вытесненный из мерительной камеры 15, по соединительному каналу поступает в полость высокого давления 16. Объём полости высокого давления превосходит объём мерительной камеры, это обеспечивает задержку заряда в полости и сообщение ему тепловой энергии со стороны камеры сгорания, повышая её тепловое КПД. Образование необхо-

265 димого давления в мерительной камере и полости высокого давления, для впрыска заряда в камеру сгорания, обеспечивают трансформацией давления в камере сгорания в давление на заряд второго рабочего тела. Трансформацию выполняют всё тем же сдвигом оператора в корпусе форсунки в сторону стержневого поршня, при этом трансформированное давление камеры сго-

270 рания усиливают посредством подбора (расчета) соотношения суммирующей

ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) площади подвижного оператора к неподвижной торцевой площади стержневого клапана 10 с учетом противодействия упругих сил пружин 17 и 19. Силу давления P на оператор впрыска со стороны камеры сгорания определяют 275 из выражения P=Sq, где S - площадь суммирующей поверхности оператора впрыска, (м²); q- давление в камере сгорания, MQa. Сила P, сдвигая оператор впрыска, через второе рабочее тело вызывает ответную реакцию R, на торцевой поверхности стержневого поршня, модули этих сил равны, но их векторы направлены в противоположенные стороны (рассмотрим без учета за- 280 трат сил на деформацию пружин и силы трения). Условно принимаем площадь торцевой поверхности стержневого поршня равной s, м², и s=S/5, где 5 - коэффициент масштаба. Из принятых условий можно составить равенство P = R или Sq=sp, где р — удельное давление в мерительной камере, МПа. Выразим значение торцевой площади поршня s через суммирующую площадь 285 оператора впрыска, тогда последнее уравнение примет вид Sq=(S/5)p. Из этого уравнения следует, что давление в мерительной камере и полости от погружения стержневого поршня составит: p=5q. То есть значение давления в мерительной камере возрастает прямо пропорционально отношению площадей суммирующей поверхности оператора к торцевой площади стержневого 290 поршня. Это позволяет формировать необходимое давление на заряд второго рабочего тела с учетом затрат сил на деформацию пружин и преодоления трения, возникающих от движения оператора впрыска. Под действием высокого давления в полости, по своему значению превосходящему давление в камере сгорания, производят открытие клапана 19 и впрыск заряда в камеру 295 сгорания. Впрыск заряда в камеру сгорания производят при воздействии на клапан 18 давления от сгорания топливовоздушной смеси и действия пружины 19, стремящихся установить клапан в седло 20. Такое воздействие на истекающий в камеру сгорания заряд приводит к раздроблению образующейся конусной струи на мелкодисперсные фракции — капли, которые, попадая в 300 зону высокой температуры, взрываются, переходят из жидкого состояния в

ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) пар, то есть происходит процесс объёмного расширения, пар давит на поршень двигателя и совершает работу. Подбор оптимального соотношения выделенного тепла в камере сгорания, а, следовательно, и массы заряда топлива

305 к массе заряда второго рабочего тела позволяет сократить расход топлива за счет использования его тепловой энергии, то есть повышения его теплового КПД, при выполнении адекватной работы в единицу времени, а при необходимости и повысить этот показатель за счет использования части сэкономленного топлива. Снижение расхода топлива на "m" кг исключат выделение

310 этой массой в атмосферу токсичных и парниковых газов. Кроме того, молекулы воды при высокой температуре вступают в реакцию нейтрализации с токсичными выделениями и парниковыми газами, снижая объём их выброса в атмосферу. При использовании, например, раствора воды с кислородом будет происходить полное сгорание топлива. Другой важный момент - ввод

315 второго рабочего тела в камеру сгорания сопровождается поглощением тепловой энергии от сгорания топливовоздушной смеси на перевод заряда второго рабочего тела из жидкого состояния в пар, это снижает температуру в камере сгорания и тепловую напряженность на детали двигателя. Для дополнительного повышения теплового КПД корпус двигателя теплоизолируют,

320 например, покрывают асбестовым тканым полотном 21, которое наклеивают или удерживают крепежными деталями. Теплоизоляция снижает выделение тепла в атмосферу и позволяет использовать его для совершения дополнительной работы вторым рабочим телом. Кроме того, использование второго рабочего тела исключает систему охлаждения двигателя, что обеспечивает

325 снижение его металлоемкости. Вместе с описанным способом и устройством можно использовать известное устройство форсунки и систему обеспечения для подачи к ней рабочего тела. В этом случае форсунку соединяют с насосом высокого давления и сообщают с камерой сгорания, в которую подают второе рабочее тело при достижении поршнем верхней мертвой точки и дви-

330 жении от неё. Либо форсунку известной конструкции для впрыска второго

ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) рабочего тела располагают над впускным клапаном и производят подачу этого тела момент открытия клапана, одновременно с подачей первого рабочего тела. 335

340

Использованная литература.

1. В.Н. Луканин, К.А. Морозов, А.С. Хачиян и др. Двигатели Внутреннего 345 сгорания. Кн. 1. Теория рабочих процессов. M.: /Высшая школа. -1995. -С. 38.

350

355

360

ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ работы тепло-парового двигателя внутреннего сгорания, включающий систему питания топливом, процессы впуска и объёмного расширения, отличающийся тем, что автономно образуют систему питания (3,

335 7) двигателя (1) вторым рабочим телом (4) - водой или на её основе растворами и эмульсиями, впрыск в камеру сгорания (2) заряда второго рабочего тела производят в процессе объёмного расширения, вызванного сгоранием топливовоздушной смеси, под давлением, превосходящим давление в камере сгорания, при этом заряду предварительно сообщают тепловую энергию и

340 согласуют массу подаваемого заряда второго рабочего тела с количеством теплоты, выделяемой от сгорания топливовоздушной смеси.

2. По п.l способ, отличающийся тем, что для впрыска заряда второго рабочего тела (4) в камеру сгорания (2), либо используют энергию объёмного расширения от сгорания топливовоздушной смеси, при этом часть энергии

345 объёмного расширения суммируют на подвижной поверхности (13) и производят её сдвиг, работу сдвига расходуют на деформацию упругого реактивного элемента (17), преодоления сил трения и трансформируют в давление на заряд в мерительной камере (15), давление силы реакции от неподвижной торцевой поверхности стержневого поршня (10) используют для открытия

350 клапана (18) и впрыска заряда в камеру сгорания для его объёмного расширения, формирование давления на заряд второго рабочего тела выполняют при условии, когда площадь подвижной поверхности (13) больше неподвижной торцевой поверхности стержневого поршня, упругий элемент (17) подбирают по силе сопротивления сжатию и значению деформации при сжатии,

355 размер деформации упругого элемента согласуют с параметрами объёма мерительной камеры (15), регулирование силы напряженности упругого элемента, значения её деформации производят сдвигом стержневого поршня в осевом направлении относительно корпуса (11) форсунки (5), реактивную силу упругого элемента используют для установки в исходное положение

360 оператора впрыска (12) и наполнение резервуара в период между операциями впрыска, либо используют для впрыска заряда в камеру сгорания известные форсунки, с механическим, электромагнитным, гидравлическим или другими способами привода, впрыск заряда производят либо в процессе объёмного расширения и при достижении поршнем верхней мертвой точки и движения 365 от неё, либо одновременно с подачей первого рабочего тела.

3. По п.l способ, отличающийся тем, что поверхность двигателя (1) подвергают теплоизоляции.

4. Устройство тепло-парового двигателя внутреннего сгорания включающее двигатель внутреннего сгорания, систему подачи топлива, форсунку,

370 камеру сгорания, отличающееся тем, что устанавливают автономную ёмкость (3) для размещения второго рабочего тела (4) и самовпрыскивающую форсунку (5), форсунку крепят в головке цилиндра (6) и соединяют с автономной емкостью трубопроводом (7).

5. По п. 4 устройство, отличающееся тем, что самовпрыскивающую 375 форсунку (5) составляют, неподвижный корпус (1 1), соосно с корпусом и подвижно в осевом направлении устанавливают оператор впрыска заряда (12), во внутренней части оператора размещают резервуар низкого давления (14), мерительную камеру (15) и полость высокого давления, последние две соединяют между собой и камерой сгорания каналами, в полости высокого

380 давления (16) и канале впрыска устанавливают клапан (18) с пружиной (19), на торцевой поверхности оператора впрыска со стороны канала впрыска выполняют суммирующую поверхность (13), на противоположенной торцевой поверхности оператора впрыска выполняют опорную плоскость для установки пружины (17) а по оси - направляющий канал, в канале размещают непод-

385 вижно относительно корпуса форсунки стержневой поршень (10), стержневой поршень по направляющему каналу проходит резервуар низкого давления и входит в мерительную камеру, устройство стержневого поршня содержит глухой осевой (8) и радиальные каналы (9), сообщенные с одной стороны с резервуаром низкого давления, а с другой - с трубопроводом (7) и ем-

390 кость второго рабочего тела (3), стержневой поршень (10) посредством резь- бового соединения устанавливают в корпусе (11) форсунки (5) с ее верхней части, на внутренней базовой поверхности стержневого поршня образуют опорную плоскость для пружины, пружину размещают на опорных плоскостях в емкости образованной стержневым поршнем, корпусом форсунки и

395 оператором впрыска и используют для удержания оператора впрыска неподвижным до момента достижения давлением в камере сгорания заданного значения, регулируют упругую силу пружины (17) и протяженность хода оператора впуска (12) поворотом стержневого поршня (10) в резьбовом соединении относительно корпуса форсунки (11),

400 6. По п. 4 устройство, отличающееся тем, что для впрыска заряда второго рабочего тела в камеру сгорания используют существующие форсунки с их вспомогательными устройствами, которые с одной стороны через трубопровод соединяют с емкостью второго рабочего тела, а с другой - с камерой сгорания, при этом впрыск рабочего тела производят в момент достиже-

405 ния поршнем верхней мертвой точки и движении от неё.

7. По п. 4 и п. 6 устройство, отличающееся тем, что форсунки для впрыска второго рабочего тела устанавливают над впускным клапаном.

8. По п.4 устройство, отличающееся тем, что наружную поверхность двигателя (1) покрывают теплоизоляционным материалом (21).

410

415

420