Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с дополнительным паровым рабочим ходом
TWO-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH ADDITIONAL STEAM POWER STROKE

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам работы двухтактных двигателей внутреннего сгорания.
Известен двигатель внутреннего сгорания с устройством дозированной подачи водяного пара [Патент 2189469. Двигатель внутреннего сгорания с устройством дозированной подачи водяного пара. Медведев Ю.С., Кокорев Г.Д., Одинец С.Б. Заявка 2000121940/06 от 17.08.2000. Опубликовано 20.09.2021. Бюл. №26]. Двигатель внутреннего сгорания содержит два цилиндра с впускными и выпускными клапанами и окнами, в которых размещены обратные клапаны, магистраль рециркуляции отработавших газов, подключенную к последним, и камеру приема отработавших газов. Дополнительно введено устройство для дозированной подачи водяного пара, состоящее из корпуса, в котором со стороны подачи отработавших газов размещен впускной клапан с пружиной. Дозирующее устройство выполнено в виде цилиндра с поршнем, в цилиндре выполнены отверстия, в которых установлены запорные клапаны. Впускной клапан выполнен с возможностью перемещения вместе с поршнем.
Недостатком является сложность конструкции, который заключается в введении парогенератора, наличия двух клапанов на цилиндр, что отнимает полезную мощность двигателя.
Технический результат заключается в том, что предлагаемый двигатель обеспечит экономию дизельного топлива и повышение удельной мощности двигателя.
Технический результат достигается тем, что двухтактный дизельный двигатель внутреннего сгорания с дополнительным паровым рабочим ходом состоящий из поршневой группы, кривошипно-шатунного механизма, топливной системы, газораспределительной системы с продувочными окнами и выпускным клапаном, причем двигатель имеет водяную форсунку, расположенную в верхней части цилиндра и выпускной клапан в головке цилиндра, согласно изобретению, дополнительный паровой рабочий ход осуществляется вследствие впрыска воды, превращаемой в пар, и совершения полезной работы в виде давления на поршень и возвращения поршня в исходную точку благодаря кинетической энергии маховика, причем начало впрыска воды в цилиндр через водяную форсунку и окончание впрыска воды, осуществляется когда поршень не дошел до верхней мертвой точки до открытия выпускного клапана.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 показана схема системы охлаждения и системы продувки, на фиг. 2 этапы работы режима парового хода.
Двигатель состоит из следующих деталей (фиг. 2): 1 - головка цилиндра, 2 - рубашка воздушного охлаждения, 3 - поршень, 4 - впускное окно, 5 -шатун, 6 - картер, 7 - водяная форсунка, 8 - топливная форсунка, 9 - выпускной клапан, 10 - выпускное окно, 11 - цилиндр, 12 - продувочные окна, 13 - коленчатый вал.
Принцип работы проектируемого двигателя (фиг. 2): 1 этап - начало впрыска воды в цилиндр (11) через водяную форсунку (7), когда поршень (3) не дошел до верхней мертвой точки; 2 этап - окончание впрыска воды, когда поршень не дошел до верхней мертвой точки; 3 этап - открытие клапана (9); 4 этап - начало открытия продувочных окон (12); 5 этап - закрытие продувочных окон (12); 6 этап - закрытие клапана (9) (фиг. 2); 7 этап - начало впрыска дизельного топлива через форсунку (8); 8 этап - окончание впрыска дизельного топлива; 9 этап - открытие клапана (9); 10 этап - начало открытия продувочных окон (12); 11 этап - закрытие продувочных окон (12); 12 этап -закрытие клапана (9).
После завершения работы двигателя внутреннего сгорания осуществляется впрыск воды, который превращается в пар и совершает полезную работу в виде давления на поршень и возвращения в исходную точку благодаря кинетической энергии маховика, что позволит увеличить удельную мощность двигателя при экономии дизельного топлива.
В проектируемом дизельном двигателе запланировано использование тяжелого топлива два такта, от чего увеличится удельная мощность. Наличие в проектируемом двигателе одного клапана на цилиндр снижает потери мощности на привод газораспределительного механизма.