Комбинированный двухтактный двигатель

 

Использование: область машиностроения , в частности двигателестроение, а именно двигател/i внутреннего сгорания. Сущность изобретения: двигатель содержит корпус с цилиндрами 1, расположенными симметрично вокруг выходного вала 3, установленные в цилиндрах поршни 2, кинематически связанные с выходным валом с помощью кривошипно-шатунного механизма 4, головку цилиндров, выполненную в виде ротора 5 с выпускным каналом, реактивным соплом 9 и выпускным окном 8, при этом ротор жестко связан с выходным валом . Двигатель имеет также камеру сгорания 6 и средство топливоподачи (форсунку 7). Новым в двигателе является то, что камера сгорания выполнена в головке цилиндров , причем длина дуги, ограниченная камерой сгорания 6, больше длины дуги, охватывающей по крайней мере два соседних цилиндра. Камера сгорания может быть выполнена с дополнительной полостью 21, сообщенной с цилиндрами при помощи отверстий с клапанами 22. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

„„RU„„ 2000456 С (s>>s F 02 В 75/26

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ I гиьли ","",.

К ПАТЕНТУ (21) 4928821/06 (22) 23.04.91 (46) 07.09.93. Бюл, М 33 — 36 (76) Власов А.Н, (54) КОМБИНИРОВАННЫЙ ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (57) Использование: область машиностроения, в частности двигателестроение, а именно двигатели внутреннего сгорания.

Сущность изобретения; двигатель содержит корпус с цилиндрами 1, расположенными симметрично вокруг выходного вала 3, установленные в цилиндрах поршни 2, кинематически связанные с выходным валом с помощью кривошипно-шатунного механизма 4, головку цилиндров, выполненную в виде ротора 5 с выпускным каналом, реактивным соплом 9 и выпускным окном 8, при этом ротор жестко связан с выходным валом. Двигатель имеет также камеру сгорания 6 и средство топливоподачи (форсунку

7). Новым в двигателе является то, что камера сгорания выполнена в головке цилиндров, причем длина дуги, ограниченная. камерой сгорания 6, больше длины дуги. охватывающей по крайней мере два соседних цилиндра. Камера сгорания может быть вьгполнена с дополнительной полостью 21, сообщенной с цилиндрами при помощи отверстий с клапанами 22. 1 э.п. ф-лы, 2 ил.

О

О

О

Ф

2000456

Изобретение относится к области машиностроения. в частности к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания, Известны поршневые и комбинированные двухтактные и четырехтактные двигатели. содержащие корпус со звездообразным, Ч-образным или барабанным расположением цилиндров, установленные в цилиндрах поршни, кинематически связанные с выходным валом головки цилиндров. В головках цилиндров могут быть выполнены выпускные каналы, со стороны которых установлена газовая турбина.

Недостатком известных двигателей является относительно низкая экономичность по причине недостаточно полного сгорания топлива иэ-за импульсного режима его горения.

Известен двигатель, выбранный в качестве прототипа, содержащий корпус с цилиндрами. расположенными симметрично вокруг выходного вала, установленные в цилиндрах поршни, кинематически связанные с выходным валом, головку цилиндров с выпускным каналом, реактивным соплом и выпускным окном, выполненную в виде ротора, жестко связанного с выходным валом, камеру сгорания и средствотопливоподачи.

Недостатком известного двигателя является относительно низкая экономичность по причине недостаточно полного сгорания топлива иэ-за импульсного режима его горения.

Цель изобретения — повышение экономичности посредством обеспечения более полного сгорания топлива в режиме непрерывного горения в потоке сжатого воздуха, Указанная цель достигается тем, что в двигателе, содержащем корпус с цилиндрами, расположенными симметрично вокруг выходного вала, установленные в цилиндрах поршни, кинематически связанные с выходным валом, головку цилиндров с выпускным каналом, реактивным соплом и выпускным окном, выполненную в виде ротора, жестко связанного с выходным валом, камеру сгорания и средство топливоподачи, камера сгорания выполнена в головке цилиндров, причем длина дуги, ограниченная камерой сгорания, больше длины дуги, охватывающей по крайней мере два соседних цилиндра.

Камера сгорания может быть выполнена с дополнительной полостью, сообщенной с цилиндрами при помощи отверстий с клапанами.

На фиг. 1 изображен продольный разрез двигателя; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг.

Комбинированный двухтактный двигатель содержит цилиндры 1, в которых установлены поршни 2, кинематически связанные между собой и с выходным валом

3 через кривошипно-шатунный механизм 4, головку цилиндров, выполненную в виде ротора 5, жестко связанного с выходным валом, в роторе выполнены камера сгорания 6 с топливной форсункой 7, выпускное окно 8 и выпускной канал, переходящей в реактивное сопло 9, а также топливный канал 10, к которому подстыкован топливный разъем

11, и канал наддува 12, в цилиндрах выполнены впускные окна 13, цилиндры закреплены в корпусе 14, в котором выполнены впускные отверстия 15 и выпускные отверстия 16, рабочие объемы уплотнения пластинами 17, поршневыми кольцами 18, цилиндровыми кольцами 19 и корпусным кольцом 20, камера сгорания выполнена с дополнительной полостью 21, сообщенной с цилиндрами при помощи отверстий с клапанами 22, прижатыми пружинами 23, Длина дуги, ограниченная камерой сгорания 6, больше длины дуги, охватывающей два соседних цилиндра, Двигатель работает следующим образом.

При вращении выходного вала 3 поршня 2 в цилиндрах 1 при помощи кривошипно-шатунного механизма 4 совершает возвратно-поступательное движение с фазовой задержкой относительно друг друга, в результате чего по отношению к окружности, проходящей через головку цилиндров. создается волна сжатия, перемещающаяся синхронно с камерой сгорания 6 ротора 5, при этом головная часть камеры сгорания находится в области переднего фронта волны сжатия, а хвостовая часть — в области заднего фронта волны. Благодаря этому через камеру сгорания 6 непрерывно прокачивается сжатый воздух, поскольку она перекрывает по крайней мере два цилиндра вблизи нахождения поршней в верхней мертвой точке. В камеру сгорания непрерывно подается топливо с помощью средств топливоподачи, состоящих из форсунки 7, топливного канала 10 и топливного разъема 11.

Топливо, сгорая, нагревает газы и за счет удлиненной хвостовой части камеры сгорания эти газы совершают первоначальную работу при постоянном давлении. Дальнейшую работу газы совершают в волне расширения, перемещающейся синхронно с вращением ротора, а затем в выпускном канале, råðåõoäÿùåì в реактивное сопло 9.

2000456

Для отдельно рассматриваемого цилиндра после сжатия газов работа совершается при расширении сначала при постоянном давлении газов, а затем после того, как камера сгорания выходит из области контакта с цилиндром, работа в цилиндре происходит за счет адиабатического расширения газов и, наконец, при совпадении с торцом цилиндра выпускного канала, переходящего в реактивное сопло 9, совершение полезной работы осуществляется за счет реактивной силы при истечении отработавших газов. Далее при совпадении с торцом цилиндра выпускного окна 8 происходит продувка цилиндра через окно 8 и впускные окна 13. После этого происходит сжатие воздуха в цилиндре.

Волны сжатия, двигающиеся синхронно с ротором, образуются за счет того, что сдвиг фазы хода поршней в соседних цилиндрах составляет постоянную величину р- 2тгlп, где n — число цилиндров. Для рассматриваемого конкретного примера и = 8 и = л/4 рад=45 .

Сжатый воздух для продувки к впускным окнам 13 поступает через канал наддува 12 ротора 5 и впускные отверстия 15, выполненные в корпусе 14. Отвод отработавших газов осуществляется через, выпускные отверстия 16 в корпусе 14.

Уплотнение рабочих объемов в цилиндрах и камере сгорания обеспечивается пластинами 17, поршневыми кольцами 18 и цилиндровыми кольцами 19. а изоляция рабочего объема наддува обеспечивается корпусными кольцами 20.

Для сохранения экономичности при переменных нагрузках в двигателе производится согласование давлений в камере сгорания и цилиндрах в конце цикла сжатия посредством сообщения этих цилиндров с

Ф

40 дополнительной полостью 21 через отверстия с клапанами 22, прижатыми пружинами 23. При низких нагрузках, когда давление в камере сгорания мало, отк": лаются все три указанные в конкретном примере выполнения клапана 22. При увеличении нагрузки двигателя клапаны 22 закрываются в соответствии с увеличением давления в камере сгорания, в результате этого давление газов в камере сгорания практически равно давлению сжатого воздуха в цилиндрах в конце такта сжатия. Центробежные силы, действующие на клапаны

22, уравновешиваются противовесами, не показанными на чертежах. Дополнительная полость 21 может иметь значительные размеры и служить балластным объемом, сглаживающим пульсации давления в камере сгорания.

Формула изобретения

1. Комбинированный двухтактный двигатель, содержащий корпус с цилиндрами, расположенными симметрично вокруг выхсдного вала, установленные в цилиндрах п ршни, кинема ически связанные с выходным валом, голг,.:ку цилиндров с выпускным к.-налом, реактивным соплом и выпускным окном, выпал енную г виде ротора, жестко связанного г выходн. iM валом, камеру сгорания и сре .ство топ, ивоподачи, о т л и ч аю щ и и с тем, что, с целью повышения эконом:и но ти, камера сгорания выполнена в го; ов;.: цилиндров, причем длина дуги огра иченной камерой сгорания, больше длины дуги, охватывающей по крайней мере два соседних цилиндра.

2, Двигатель по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что камера сгорания выполнена с дополнительной полостью, сообщенной с цилиндрами при помощи отверстий с клапанами, 2000456

Составитель А,Власов

Техред М.Моргентал Корректор Л,Ливринц

Редактор

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3071

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101