ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ДОЛОТОВА

Заявляемая полезная модель относится к области двигателестроения, в частности к двигателям внутреннего сгорания и может быть использована как при модернизации, находящихся в эксплуатации двигателей, так и при разработке и выпуске новых перспективных моделей, путём усовершенствования систем смесеобразования и охлаждения.
Известно использование подогрева горючей смеси (1) для увеличения скорости испарения топлива и компенсации понижения температуры, происходящей вследствие затраты тепла на скрытое тепло парообразования. Интенсивность подогрева горючей смеси не должна быть одинаковой для различных топлив. Чем больше скрытое тепло парообразования и чем ниже давление паров топлива при определённой температуре, тем сильнее надо подогревать горючую смесь. Для подогрева обычно расходуется часть тепла, уносимого с выпускными газами или передаваемого в систему охлаждения. В соответствии с этим различают газовый и жидкостный подогрев.
Известен четырёхцилиндровый двигатель автомобилей ГАЗ - 24 и 3102 (2),
Содержап1;ий кривошипно-шатунный механизм, включая блок цилиндров в качестве остова, механизм газораспределения, системы охлаждения, смазочную, питания, зажигания и пуска. Двигатель также снабжён системой подогрева впускного трубопровода отработавшими газами. Такая система предназначена лишь для работы в зимнее время. Система охлаждения известного двигателя жидкостная закрытого типа с принудительной циркуляцией.
Вышеописанный двигатель выбран в качестве прототипа.
Задачей полезной модели являлось создание двигателя внутреннего сгорания с системами воздухоподачи и охлаждения с более экономичными по сравнению с
прототипом показателями, снижение экологического вреда от работы двигателя, также обеспечение возможности бесперебойной работы двигателя на бензинах с более низким октановым числом по сравнению с заявленным в аналогичных конструкциях, сводящаяся к увеличению степени сжатия низкооктановых бензинов.
Указанная задача решается двигателем внутреннего сгорания, содержащим блок цилиндров в качестве остова, закрепленные на нем детали кривошипношатунного механизма, механизм газораспределения, закрытую систему жидкостного или воздушного охлаждения, смазочную систему, систему питания с впускным и выпускным трубопроводами и систему подогрева горючей смеси отработанными газами, в котором воздухозаборный патрубок соединен с постоянным источником подогретого воздуха. В качестве источника подогретого воздуха может быть установлен отопитель радиаторного типа, установленный в системе жидкостного охлаждения. Для уменьшения теплоотдачи в окружаюшую среду впускной и выпускной трубопроводы закрыты теплоизолирующим кожухом. В качестве источника подогретого воздуха может быть применена воздушная система охлаждения, выполненная по аналогии с жидкостной системой, то есть в виде рубашки и каналов в блоке цилиндров, отводящий патрубок которой соединен с воздухозаборным патрубком, при этом для обеспечения подачи воздуха в систему охлаждения из подкапотного пространства в блоке цилиндров выполняются сквозные отверстия в каналы системы, суммарная площадь которых больше или равна площади отверстия отводящего патрубка. При любом источнике подогретого воздуха система подогрева горючей смеси отработанными газами, может быть выполнена в виде газового теплообменника между потоками впускного и выпускного трубопроводов. Такой теплообменник может представлять собой, например, чередующиеся впускные и выпускные каналы, образованные общими стенками и расположенными по концентрическим полуокружностям. Для увеличения теплопередачи стенки между каналами целесообразно выполнять оребрёнными по крайней мере с одной стороны.
/ il3
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан двигатель внутреннего сгорания с радиаторным отопителем в качестве источника подогретого воздуха.
На фиг. 2 показан двигатель внутреннего сгорания с воздушной системой охлаждения в качестве источника подогретого воздуха.
На фиг. 3 показана конструкция теплообменника.
Заявляемый двигатель внутреннего сгорания содержит блок цилиндров 1, закрытую систему жидкостного или воздушного охлаждения с отводящим патрубком 2 и подводяшдм патрубком 3, либо отверстиями 4, постоянный источник подогретого воздуха, подключенный к воздухозаборному патрубку 5. В качестве постоянного источника подогретого воздуха использован либо отопитель радиаторного типа 6, установленный в системе жидкостного охлаждения (подключен к патрубкам 2 и 3), соединенный с патрубком 5, либо система воздушного охлаждения, патрубок 2 которой соединен с патрубком 5. Впускной и выпускной трубопроводы закрыты теплоизолирующим кожухом 7 (фиг. 1). Система подогрева горючей смеси выполнена в виде газового теплообменника 8, между потоками впускного и выпускного трубопроводов с чередующимися впускными 9 и выпускными 10 каналами, образованными общими стенками 11, оребренными с одной стороны. Механизм газораспределения и кривошипношатунный механизм не показаны.
Двигатель работает следующим образом.
Запуск производится обычным способом. Но мере прогревания двигателя и повышения температуры жидкости или воздуха в системе охлаждения подогретый воздух с отопителя 6 или от патрубка 2 подаётся на патрубок 5. Одновременно осуществляется подогрев горючей смеси в теплообменнике 8, за счет теплопередачи от воздуха в каналах 10 к воздуху в каналах 9 через оребренные стенки 11. Теплоотдача в окружающую среду ограничено кожухом 7, Воздух в воздушную систему охлаждения поступает через отверстия 4. В результате, при работающем двигателе, для смесеобразования подается подогретый воздух.
Температура подогретого воздуха регулируется по температуре горючей смеси, которая не должна превышать, например, для бензина марки А-76 150 градусов С. Степень сжатия смеси увеличивается, что приводит к более полному сгоранию топлива, уменьшению экологически вредных выбросов и позволяет использовать бензины с более низким, по сравнению с используемым в прототипе, октановым числом.
Конструкции с отопителем 6 в качестве источника подогретого воздуха предназначена в основном для модернизации суш;ествуюш;их двигателей, легко монтируется в подкапотном пространстве и показывает значительный эффект при переходе,например, с бензина марки АИ-93 к марке А-76. Так температура испарения бензина А-76 составляет 140-150 градусов С (1), соответственно воздух, подаваемый на смесеобразование, прогревается до аналогичных температур. Чтобы исключить возрастание тепловой напряженности деталей двигателя возможно регулирование системы охлаждения по интенсивности. В другом случае, помимо эффекта аналогичного первой конструкции, добавляются достоинства воздушного охлаждения, а именно: простота и удобство в эксплуатации из-за отсутствия жидкости, отсутствие таких узлов и агрегатов, как жидкостный насос, радиатор и соответствуюш;ие уплотнения, меньшая масса двигателя по сравнению с массой аналогичного двигателя с жидкостным охлаждением, более быстрый прогрев, меньшая чувствительность к температуре окружающей среды. Для соблюдения приемлемых температурных режимов по такой схеме требуется автоматическое регулирование с учетом таких параметров как скорость движения воздуха в системе охлаждения, температура нагрева деталей кривошипно-шатунного механизма и прочее.
Кроме того, несмотря на то, что заявляемая полезная модель наиболее адаптирована под карбюраторные двигатели, она может быть использована и в двигателях с принудительной подачей топлива (с впрыском).
l/U9
Двигатель может собираться из деталей, в большинстве своём уже выпускаемых отечественной промышленностью, после незначительной доработки или переделки, не требуюших значительных технологических затрат.
51 //;г///