ДВИГАТЕЛЬ С РАЗДЕЛЕННЫМ ЦИКЛОМ И СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ВОЗДУХА В НЕМ

1. Двигатель, содержащий:
коленчатый вал, установленный с возможностью вращения вокруг своей оси;
поршень сжатия, установленный в цилиндре сжатия с возможностью скольжения в нем и соединенный с коленчатым валом, так что поршень сжатия совершает возвратно-поступательное движение, осуществляя такты впуска и сжатия за один оборот коленчатого вала;
поршень расширения, установленный в цилиндре расширения с возможностью скольжения в нем и соединенный с коленчатым валом, так что поршень расширения совершает возвратно-поступательное движение, осуществляя такты расширения и выпуска за один оборот коленчатого вала;
перепускной канал, который соединяет цилиндры сжатия и расширения и содержит перепускной клапан сжатия и перепускной клапан расширения с полостью высокого давления, сформированной между ними; и
топливный инжектор, установленный в полости давления перепускного канала;
причем впрыскивание топлива топливным инжектором в перепускной канал выполняется таким образом, чтобы оно происходило полностью в течение такта сжатия поршня сжатия.
2. Двигатель по п.1, в котором впрыскивание топлива в перепускной канал начинается в диапазоне углов поворота коленчатого вала от 25° до 0° перед верхней мертвой точкой поршня расширения.
3. Двигатель по п.2, в котором впрыскивание топлива в перепускной канал заканчивается в диапазоне углов поворота коленчатого вала от 10° перед верхней мертвой точкой поршня расширения до 10° после этой точки.
4. Двигатель по п.1, в котором впрыскивание топлива в перепускной канал заканчивается в диапазоне углов поворота коленчатого вала от 10° перед верхней мертвой точкой поршня расширения до 10° после этой точки.
5. Двигатель по п.1, в котором перепускной канал выполнен таким образом, чтобы он отводил по меньшей мере 5,3% тепловой энергии, содержащейся в сжатом газе, заключенном в перепускном канале, между моментами закрытия перепускного клапана расширения в такте расширения поршня расширения и открытия перепускного клапана сжатия в следующем такте сжатия поршня сжатия.
6. Двигатель по п.1, в котором перепускной канал выполнен таким образом, чтобы он отводил по меньшей мере 13% тепловой энергии, содержащейся в сжатом газе, заключенном в перепускном канале, между моментами закрытия перепускного клапана расширения в такте расширения поршня расширения и открытия перепускного клапана сжатия в следующем такте сжатия поршня сжатия.
7. Двигатель по п.1, в котором перепускной канал выполнен охлаждаемым для отведения регулируемого количества тепловой энергии, содержащейся в сжатом газе, заключенном в перепускном канале, между моментами закрытия перепускного клапана расширения в такте расширения поршня расширения и открытия перепускного клапана сжатия в следующем такте сжатия поршня сжатия.
8. Двигатель по п.1, в котором в процессе работы с полной нагрузкой на скорости вращения коленчатого вала от 1400 об/мин до 4000 об/мин, отношение давлений на перепускном клапане расширения равно или превышает критическую величину, обеспечивающую начальную скорость истечения сжатого газа из перепускного канала в цилиндр расширения после открытия перепускного клапана расширения, равную звуковой скорости.
9. Двигатель по п.8, в котором по меньшей мере часть впрыснутого топлива, поступившего в каждом цикле в цилиндр расширения, проходит через перепускной клапан расширения при начальной скорости истечения сжатого газа, равной звуковой скорости.
10. Двигатель по п.1, в котором перепускной канал состоит по меньшей мере из двух раздельных перепускных канала, имеющих связанные перепускные клапаны сжатия и расширения, причем эти перепускные каналы имеют такие размеры, которые обеспечивают отведение по меньшей мере 5,3% тепловой энергии, содержащейся в сжатом газе, заключенном в перепускных каналах, между моментами закрытия связанных перепускных клапанов расширения в такте расширения поршня расширения и открытия связанных перепускных клапанов сжатия в следующем такте сжатия поршня сжатия.
11. Способ повышения давления засасываемого воздуха в двигателе с разделенным циклом, содержащий:
коленчатый вал, установленный с возможностью вращения вокруг своей оси; поршень сжатия, установленный в цилиндре сжатия с возможностью скольжения в нем и соединенный с коленчатым валом, так что поршень сжатия совершает возвратно-поступательное движение, осуществляя такты впуска и сжатия за один оборот коленчатого вала; поршень расширения, установленный в цилиндре расширения с возможностью скольжения в нем и соединенный с коленчатым валом, так что поршень расширения совершает возвратно-поступательное движение, осуществляя такты расширения и выпуска за один оборот коленчатого вала; и перепускной канал, который соединяет цилиндры сжатия и расширения и содержит перепускной клапан сжатия и перепускной клапан расширения с полостью высокого давления, сформированной между ними; причем способ включает
повышение давления порции воздуха, засасываемой в цилиндр сжатия в такте впуска, по меньшей мере до 1,7 бар, абс.;
сжатие этой порции воздуха в такте сжатия;
открытие перепускного клапана сжатия для передачи этой порции воздуха в перепускной канал; и
впрыскивание топлива в перепускной канал полностью в течение такта сжатия.
12. Способ по п.11, включающий дополнительно впрыскивание топлива в перепускной канал в диапазоне углов поворота коленчатого вала от 25° до 0° перед верхней мертвой точкой поршня расширения.
13. Способ по п.11, включающий окончание впрыскивания топлива в перепускной канал в диапазоне углов поворота коленчатого вала от 10° перед верхней мертвой точкой поршня расширения до 10° после этой точки.
14. Способ по п.11, включающий дополнительно отведение из перепускного канала по меньшей мере 5,3% тепловой энергии, содержащейся в сжатом газе, заключенном в перепускном канале, между моментами закрытия перепускного клапана расширения в такте расширения поршня расширения и открытия перепускного клапана сжатия в следующем такте сжатия поршня сжатия.
15. Способ по п.11, включающий дополнительно активное охлаждение перепускного канала для отведения регулируемого количества тепловой энергии, содержащейся в сжатом газе, заключенном в перепускном канале, между моментами закрытия перепускного клапана расширения в такте расширения поршня расширения и открытия перепускного клапана сжатия в следующем такте сжатия поршня сжатия.
16. Способ по п.11, включающий дополнительно: выполнение перепускного канала в форме по меньшей мере двух раздельных перепускных каналов, выполненных таким образом, чтобы они отводили регулируемое количество тепловой энергии, содержащейся в сжатом газе, заключенном в перепускном канале, между моментами закрытия перепускного клапана расширения в такте расширения поршня расширения и открытия перепускного клапана сжатия в следующем такте сжатия поршня сжатия.
17. Способ по п.11, включающий дополнительно: обеспечение в процессе работы двигателя с полной нагрузкой на скорости вращения коленчатого вала от 1400 об/мин до 4000 об/мин такого отношения давлений на перепускном клапане расширения, которое равно критическому значению или превышает его; и обеспечение начальной скорости истечения сжатого газа из перепускного канала в цилиндр расширения после открытия перепускного клапана расширения, равной звуковой скорости.