Двигатель

Полезная модель относится к машиностроению, в частности двигателестроению и может быть применена на транспортных средствах и других объектах. Задача, на решение которой направлена полезная модель - создание конструктивно и технологически простого устройства, позволяющего повысить эффективность работы и снизить выбросы из выхлопной системы. Задача решается за счет того, что двигатель, содержащий камеру сгорания, систему подачи топлива и турбину, дополнительно снабжен компрессором, причем система подачи топлива представлена топливным насосом, а турбина представлена турбиной-маховиком. 1 фиг.

Полезная модель относится к машиностроению, в частности двигателестроению и может быть применена на транспортных средствах и других объектах.

Известны двигатели внутреннего сгорания, в которых воздух всасывается в цилиндры, сжимается и вместе с топливом сгорает в цилиндре при изменяющемся объеме (Автомобильные двигатели, изд. Высшая школа, 1969). Подобные двигатели внутреннего сгорания состоят из блока цилиндров, гильз цилиндров, поршней с шатунами, головки блока, коленчатого вала с маховиком, клапанного механизма газораспределения, систем питания воздухом и топливом, смазки, охлаждения, запуска двигателя. Рабочий цикл таких двигателей включает процессы всасывания воздуха с топливом в цилиндры, сжатие в камере сгорания, расположенной в одной полости с цилиндром, воспламенение смеси электрической искрой, сгорание, расширение газов и выпуск через клапаны наружу.

Недостатками данного устройства являются то, что процесс сгорания рабочей смеси в цилиндре происходит при изменяемом объеме в тысячные доли секунды, и топливо не успевает пройти необходимую физико-химическую подготовку к сгоранию, в результате постоянно происходит не полное сгорание рабочей смеси и загрязнение атмосферы токсичными остатками отработавших газов. Кроме этого, кинематическая схема кривошипно-шатунного механизма преобразует менее 50% индикаторной мощности в механическую работу.

Наиболее близким техническим решением предлагаемой полезной модели является «Двигатель» по патенту РФ 2285138, опубликованным 10 октября 2006 г. Согласно изобретению двигатель содержит блок цилиндров, гильзы, поршни, коленчатый вал, механизм газораспределения, системы смазки, подачи топлива, зажигания и запуска двигателя. При этом двигатель также включает в себя несущий цилиндр, который служит основанием двигателя и выполнен из двух гильз, запрессованных одна в другую. Между гильзами выполнены масляные полости, в средней части гильз установлены гнезда под подшипники кривошипа, снаружи сделаны ребра охлаждения, а с торцов гильз выполнены посадочные места для шаровых узлов. Поршень выполнен двухстороннего действия, а в середине поршня сделана рамка с полозьями, расположенными перпендикулярно оси поршня. На днищах поршня установлены уплотнительные кольца и, закреплены выступы. Кривошип выполнен разборным и осями установлен на шариковых подшипниках, щеки осей кривошипа соединены шлицевым пальцем. Палец с двумя сухарями образует ползун и расположен в рамке поршня. Каждый из шаровых узлов, установленных с торцов цилиндра, включает в себя корпус и шаровой золотник. В корпусе каждого шарового узла закреплены гнезда для цапф шарового золотника, сделаны окно для впуска воздуха или смеси воздуха с топливом в цилиндр, окно для выпуска потока газов, окно, соединяющее корпус с воздуховодом, и сделаны канавки для пористых вставок, установлены свеча зажигания и форсунка, сделан канал для продувки камер сгорания, снаружи выполнены ребра охлаждения. Шаровой золотник с закрепленными на нем в гнездах цапфами, установлен на шариковых подшипниках в корпусе шарового узла. Снаружи золотника сделаны три сферические камеры сгорания, расположенные под углом 120° друг к другу, вокруг которых в канавках установлены уплотнительные кольца. На одной цапфе каждого золотника установлены шестерни привода, которые находятся в зацеплении с промежуточными шестернями привода, установленными на цапфах, закрепленных на цилиндре, и далее с шестерней привода, установленной на оси кривошипа. Турбина со ступицей установлена на оси кривошипа. На диске турбины установлены рабочие лопасти, малая воздушная турбина с фильтром, магнето, противовес для уравновешивания поршневой группы и зубчатый венец для запуска двигателя стартером. С турбиной сопряжен газоотвод. Система смазки включает масляные нагнетательный и откачивающий насосы, масляные полости и пористые вставки в шаровых корпусах, которые, при подаче к ним смазки, становятся влажными и смазывают поверхность шаровых золотников. Система зажигания включает магнето, свечи зажигания и генератор. При вращении кривошипа ползун вращается вместе с кривошипом и одновременно перемещается в рамке поршня, что приводит поршень в движение. Шаровой золотник с камерами сгорания также вращается, при этом в цилиндре в одной полости происходит всасывание воздуха, а в другой полости воздух сжимается и нагнетается в камеру сгорания. В камеру сгорания со сжатым воздухом через форсунку впрыскивается топливо, происходит его физико-химическая подготовка к сгоранию, подается искра через свечу, смесь воздуха с топливом сгорает, и давление газов возрастает до максимального. Затем кромкой камеры сгорания открывается окно выпуска газов, и поток газов с большим ускорением мгновенно вылетает к лопастям турбины и вращает турбину.

Недостатками данного устройства являются:

- конструктивная и технологическая сложность устройства и как следствие его ненадежность; множество деталей, многие из них требуют очень тщательной обработки, многочисленные сочленения требуют особого внимания к смазке, охлаждению. Увеличенное время подготовки воздушно-топливной смеси, принудительного отвода отработанных газов, не решает проблем экологических и тем более экономических.

Задача, на решение которой направлена полезная модель - создание конструктивно и технологически простого устройства, позволяющего повысить эффективность работы и снизить выбросы из выхлопной системы.

Технический эффект: минимум деталей, смазка необходима только для турбины-маховика и редуктора (уменьшения) передачи оборотов вращения к компрессору. Экономичность двигателя в предлагаемой полезной модели заключается в том, что топливо используется только тогда, когда необходимо усиливать крутящий момент турбине-маховику, т.е. поддерживать максимум оборотов. При всех остальных моментах топливо не подается.

Задача решается за счет того, что двигатель, содержащий камеру сгорания, систему подачи топлива и турбину, дополнительно снабжен компрессором, причем система подачи топлива представлена топливным насосом, а турбина представлена турбиной-маховиком.

Таким образом, задача полезной модели решена.

На фигуре 1 изображен общий вид устройства.

Двигатель состоит из камеры сгорания 1, топливного насоса 2, турбины-маховика 3 и компрессора 4.

Двигатель работает следующим образом.

Компрессор 4 создает давление воздуха, который, проходя через камеру сгорания 1, смешивается с топливом, подаваемым топливным насосом 2. полученная смесь сгорая создает повышенное давление, которое посылается на турбину-маховик 3, заставляя ее производить работу.

Полезная модель позволяет повысить эффективность работы и снизить выбросы из выхлопной системы.

Возможность осуществления полезной модели с реализацией поставленной задачи подтверждается известностью средств и методов.

Двигатель, содержащий камеру сгорания, систему подачи топлива и турбину, отличающийся тем, что двигатель дополнительно снабжен компрессором, причем система подачи топлива представлена топливным насосом, а турбина представлена турбиной-маховиком.