ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к конструкциям двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использована в энергомашиностроении, теплостроении, судостроении, авиации и пр.
Из предыдущего уровня техники известны разнообразные конструкции ДВС: двигатель Кули, Амплебая, Валиндера и Скоога, Венкеля. Эти двигатели не получили широкого распространения из-за кинематической и технологической сложности, трудности уплотнения, охлаждения, смазки и смесеобразования. Данные недостатки снижают надежность, моторесурс и экономичность двигателей.
Наиболее близким аналогом заявленного двигателя внутреннего сгорания является роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус, подвижную перегородку (ротор), эксцентрично закрепленный на оси вал с радиальными пазами, в которых размещены лопасти, систему подачи топлива, систему отвода отработавших газов, систему зажигания, систему смазки и охлаждения, при этом ротор и корпус выполнены сплошными из углерод-углеродного композита или термостойкой керамики (RU 2011866 С1, опубл. 30.04.1994).
Недостатком наиболее близкого аналога является уменьшение срока эксплуатации двигателя за счет ударных нагрузок, сложность конструкции за счет наличия кривошипно-шатунного механизма.
Технической задачей полезной модели является создание упрощенной конструкции двигателя внутреннего сгорания, имеющего регулируемую переменную степень сжатия, что позволяет в широких пределах менять режим работы двигателя при повышении срока эксплуатации двигателя.
Задача решается тем, что двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндрический корпус, внутри которого расположена подвижная перегородка в виде закрепленного на центральной оси вала с двумя
лопастями, систему подачи топлива, систему отвода отработавших газов, систему зажигания. Внутри корпуса соосно с подвижной перегородкой установлена неподвижная перегородка, которая с подвижной перегородкой и внутренней поверхностью корпуса образует четыре камеры сгорания с размещенными в каждой из них элементами системы подачи топлива, отвода отработавших газов и системы зажигания, при этом подвижная перегородка выполнена с возможностью возвратно-вращательного движения на угол менее 180°.
Данные особенности конструкции заявленного двигателя позволяют повысить срок эксплуатации двигателя при снижении затрат на его изготовление.
Полезная модель поясняется чертежом.
На фиг. представлена принципиальная схема конструкции заявленного ДВС.
Заявленный двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндрический корпус 1, подвижную перегородку, состоящую из вала 2, закрепленного на центральной оси, и лопастей 3 и 4, и неподвижную перегородку 5.
Корпус двигателя представляет собой цилиндр, разделенный неподвижной перегородкой на две части. На оси цилиндра закреплена подвижная перегородка, которая может совершать возвратно-вращательные движения на угол <180°. Две перегородки - подвижная и неподвижная, расположенные соосно на центральной оси, разделяют внутреннее пространство двигателя на четыре части, которые выполняют роль четырех камер внутреннего сгорания аналогично с четырехцилиндровым двигателем. Для предотвращения прорыва газов из одной камеры сгорания в другую длина подвижной перегородки в поперечном сечении равна внутреннему диаметру цилиндрического корпуса. Подвижная перегородка, совершая возвратно-поступательное движение на угол менее 180°, выполняет функцию четырех поршней. В результате попеременного изменения объема каждой из четырех камер, реализуется полный цикл классического
четырехцилиндрового двигателя. Поскольку смесеобразование, зажигание, смазка, охлаждение такие же, как и у обычного поршневого двигателя внутреннего сгорания, а их устройство и компоновка в данном двигателе не принципиальны, на схеме они не указаны. В каждой из четырех полостей имеются системы подачи рабочей смеси и выпуска отработавших газов.
Особенностью заявленной полезной модели является то, что предлагаемая конструкция позволяет изменять размах колебаний подвижной перегородки в зависимости от режима работы двигателя, и, в частности, от момента зажигания. Это позволяет легко изменять степень сжатия двигателя, что в современном двигателестроении стало реализовываться только последние несколько лет на перспективных моделях двигателей посредством крайне сложных и дорогих конструкций.
Движение подвижной перегородки может быть различными способами преобразовано во вращательное. Однако оптимальным вариантом является вариант с непосредственной выработкой электрической энергии посредством соленоида наподобие современных конструкций «гибридных» двигателей.
Основные преимущества представленной модели перед классической схемой следующие:
- легко реализуемая программно всего лишь изменением момента зажигания регулируемая переменная степень сжатия. Это позволит в широких пределах менять режимы работы двигателя. Например, легко реализуется экономичная работа на сверх-бедной смеси. Или легкая настройка на работу на низкокачественном бензине
- весь кривошипно-шатунный механизм заменен всего двумя деталями;
- в отличие от роторно-поршневого двигателя Ванкеля не требуется прецизионная обработка сложных поверхностей второго порядка;
- компактность; фактически рабочий объем цилиндра используется один общий для двух цилиндров. Также общая компоновка очень компактна за счет отсутствия объема картера классического ДВС.
- повышенная долговечность вследствие малого количества деталей, отсутствия ударных нагрузок, таких как при резкой смене направления движения поршня в классическом ДВС. В предлагаемой конструкции смена направления движения происходит плавно по мере изменения давления газов по разные стороны перегородки.