Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет повысить эффективность путем повышения степени утилизации теплоты. В цилиндре I, имеющем рубашку 2 водяного охлаждения , размещен поршень 3, кине35 Я 77 матически связанный с валом 4. Теплообменник первой ступени выполнен в виде кольцевой полости 5, размещенной в стенке цилиндра. Вода, проходя по полости 5, нагревается и частично испаряется. Выходя из этой полости под давлением от действия насоса 13 и от теплового расширения, нагретая вода, смешанная с паром, через обратный клапан 7 направляется в распьшитель 8 и через него впрыскивается в паросборник 27 тепловой трубы 25. Теплообменник 6 второй ступени выполнен в виде теплоизолированного корпуса 24, в котором размещены тепловая труба 25 и выпускная магистраль 26. Паросборник при помощи па- S 8 i (Л 35 : ел со со g flf Г) 12 f1 Ю 9 П

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (П) (51) 4 F 02 1(25/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

° д (.; . ,.э

) / (г" j j )

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3733651/25-06 (22) 27.03.84 (46) 07.06.87. Бкл. 1) 21 (75) А.П. Николайчук и В.А. Слободянюк (53) 621.43.057.3(088.8) (56) Заявка Великобритании Ф 2059501, кл; F 1 В, опублик. 1981.

) (54) HETbIPEXTAKTHbN ДВИГАТЕЛЬ ВНУТ—

РЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет повысить эффективность путем повышения степени утилизации теплоты. В цилиндре I имеющем рубашку 2 водяного охлаждения, размещен поршень 3, кине,)5 .«).) Ж2)(25 27 матически связанный с валом 4. Теплообменник первой ступени выполнен в виде кольцевой полости 5, размещенной в стенке цилиндра. Вода, проходя по полости 5, нагревается и частично испаряется. Выходя из этой полости под давлением от действия насоса 13 и от теплового расширения, нагретая вода, смешанная с паром, через обратный клапан 7 направляется в распылитель 8 и через него впрыскивается в паросборник 27 тепловой трубы 25. Теплообменник 6 второй ступени выполнен в виде теплоизолированного корпуса 24, в котором размещены тепловая труба 25 и выпускная магист- а ф раль 26. Паросборник при помощи пад 0

13 ропровода и клапана 29, выполненного с приводом от кулачка 30, сообщен с головкой 31 цилиндра. На такте "Рабочий ход", когда поршень перемещается из верхней мертвой точки на рас15639 стояние, соответствующее повороту о вала 4 на 45, открывается клапан 29 и пар из паросборника устремляется в цилиндр, увеличивая крутящий момент на валу 4. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к четырехтактным двигателям внутреннего сгорания.

Цель изобретения — повышение эффективности путем повышения степени утилизации теплоты.

На чертеже изображена схема предлагаемого двигателя.

В цилиндре 1, снабженном рубашкой 2 водяного охлаждения, размещен поршень 3, кинематически связанный с валом 4. Теплообменник первой ступени выполнен в виде кольцевой полости 5, размещенной в стенке цилиндра 1 и сообщенной с теплообменником 6 второй ступени через обратный клапан 7 и распылитель 8. Водяной бак 9 при помощи патрубка 10, снабженного электромагнитным клапаном 11, 1 сообщен с впускным клапаном 12 насоса 13. Выпускной клапан 14 последнего через трубопровод 15 соединен с кольцевой полостью 5. В трубопроводе 15 между обратным клапаном 16 и

25 насосом 13 подключен перепускной трубопровод l7, снабженный приводным стравливающим клапаном 18, кинематически связанным с дроссельной заслонкой 19 карбюратора 20. Насос 13 содержит мембрану 21, связанную че30 рез шток 22 с кулачком 23.

Теплообменник 6 второй ступени выполнен в виде теплоизолированного корпуса 24, в котором размещены тепловая труба 25 и выпускная магист- 35 раль 26. Паросборник 27 тепловой трубы 25 сообщен при помощи паропровода 28 и клапана 29, выполненного с приводом от кулачка 30, с головкой 31 цилиндра 1. В последней размещены впускной и выпускной каналы 32 и 33 с установленными в них впускным и выпускным клапанами 34 и 35. В теплоизолированном корпусе 24 установлен датчик 36 температуры, связанный с источником 37 энергопитания и электромагнитным клапаном 11, а тепловая труба имеет зону 38 испарения.

В процессе выпуска отработавшие газы, имеющие высокую температуру, через выпускной канал 33 попадают в выпускную магистраль 26 и, проходя через зону 38 испарения тепловой трубы 25, отдают свою тепловую энергию теплоносителю тепловой трубы. Теплоноситель при этом испаряется полностью или частично в зависимости от режима работы двигателя и запасает определенное количество тепловой энергии, отнятой у отработавших газов.

После такта Выпуск" следует такт Впуск", во время которого Ъ цилиндр через впускной канал 32 поступает свежий заряд тепловоздушной смеси, приготовленной в карбюраторе 20. На следующем такте — такте "Сжатие", кулачок 23 набегает своим выступом на шток 22, который двигается вниз и перемещает мембрану 21 насоса 13, вытесняя воду через выпускной клапан 14 в кольцевую полость 5. Если дроссельная заслонка 19 прикрыта, стравливающий клапан 18 частично открыт и часть воды, подаваемой насосом 13, перепускается в бак 9, а остальная часть воды попадает в кольцевую полость 5.

Так как цилиндр I имеет высокую температуру, вода, проходя по кольцевой полости 5, нагревается и частично испаряется. Выходя из этой полости под давлением от действия насоса 13 и от теплового расширения при нагревании, нагретая вода, смешанная с паром, через обратный клапан 7 направляется в распылитель 8 и через него впрыскивается в паросборник 27.

Вытеснение воды мембраной 21 заканчивается в конце такта сжатие". Пары теплоносителя в тепловой трубе 25, Составитель В. Шилов

Редактор F.. .Папп Техред Н.Глущенко Корректор А. Обручар

Заказ 233I/34 Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Il 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производс t Hf нно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 13!56 заполняющие весь объем трубы, отдают свою тепловую энергию распыленной воде, которая испаряется, образуя пар под высоким давлением. Величина этого давления зависит от объема впрыскнутой через распылитель 8 воды, кяличества тепловой энергии, полученной водой в кольцевой полости 5 и от выхлопных газов в выпускной магистрали 26 теплоносителем тепловой тру- IQ бы 25.

На такте "Рабочий ход", когда поршень перемещается из верхней мертвой точки на расстояние, соответствующее повороту вала 4 на 45, открывается 15 о клапан 29 и пар из паросборника 27 устремляется в цилиндр I. При этом положении вала 4 давление газов в цилиндре, до впуска пара, значительно меньше, чем в начале такта Рабочий ход", и поступивший пар повышает давление в цилиндре, увеличивая силу, действующую на поршень 3 и увеличивая крутящий момент на валу 4. Затем следует выпуск отработавших газов и ра- 25 бота двигателя повторяется по описанной вьппе последовательности.

Формула и з обретения

Четырехтактный двигатель внутреннегоi сгорания, содержащий по меньшей 30

39 4 мере один цилиндр с размещенным в нем поршнем, кинематически связанным с валом и совершающим возвратно-поступательное движение между верхней и нижней мертвыми точками, рубашку водяного охлаждения, охватывающую цилиндр, впускную трубу, выпускную магистраль и магистраль подачи пара, снабженную теплообменниками первой и второй ступеней и подключенную к каж-. дому цилиндру. через клапан, причем, теплообменник второй ступени размещен в выпускной магистрали, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эффективности путем повьппения степени утилизации теплоты, теплообменник первой ступени выполнен в виде кольцевой полости, размещенной в стенке цилиндра и сообщенной с теплообменником второй ступени через обратный клапан и распылитель, теплообменник второй ступени выполнен в виде теплоизолированного корпуса и размещенной в нем тепловой трубы, а клапан выполнен с приводом от кулачка, профиль которого выполнен с воэможностью открытия клапана на такте о расширения не менее чем через 45 поворота коленчатого вала после верхней мертвой точки.