ДВИГАТЕЛЬ НАГИБИНА

Полезная модель относится к двигателям с оппозитным расположением поршней, работающим на водяном паре.
Известны паросиловые установки, рабочим телом в которых является водяной пар, генерируемый в отдельном котле или парогенераторе, содержащие цилиндры, размещенные в них поршни, связанные кривошипно-шатунным механизмом с коленчатым валом (см. Политехнический словарь/ ред. Академик И.И.Артоболевский. - «Сов. Энциклопедия», М.: 1976, стр.345, ст. «Паровой автомобиль»).
Недостатками известной установки является конструктивная сложность и недостаточная экономичность по углеводородному топливу, что связано с выработкой пара вне цилиндров, токсичность отработавших газов.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции двигателя с одновременным повышением экономичности по углеводородному топливу и снижением токсичности отработавших газов, а также выработка двигателем электрической энергии.
Поставленная задача решается тем, что в известном двигателе, содержащем корпус, цилиндр с размещенными в нем поршнями, связанными кривошипно-шатунными механизмами с коленчатыми валами, систему впуска углеводородного топлива и распыленной воды, систему выпуска отработавших газов, маховики, согласно полезной модели, поршни установлены в цилиндре оппозитно с образованием камеры расширения-сжатия и с образованием в нижней мертвой точке наименьшего объема камеры, причем в камере размещена калильная система зажигания, коленчатые валы дополнительно соединены общим шатуном, маховики
снабжены постоянными магнитами, а корпус - электромагнитными катушками.
Общая камера расширения-сжатия со встречным ходом поршней позволяет развивать давление, при котором впрыснутая вода превращается в пар.
Связь коленчатых валов общим шатуном синхронизирует ход поршней, интегрирует выработку крутящего момента и электрической энергии.
Калильная система позволяет запускать двигатель на углеводородном топливе и поддерживает необходимый тепловой режим.
Снабжение маховиков постоянными магнитами с установкой на корпусе электромагнитных катушек позволяет вырабатывать электроэнергию, а также делает маховики более инерционными, что обеспечивает прохождение поршнями нижней мертвой точки и высокое давление в камере.
Полезная модель поясняется схемой.
Двигатель содержит корпус 1, цилиндр 2, размещенные в нем поршни 3, связанные кривошипно-шатунными механизмами 4 с коленчатыми валами 5, систему впуска углеводородного топлива с форсункой 6, водяную форсунку 7, клапаны 8 выпуска отработавших газов, маховики 9. Поршни 3 в цилиндре 2 расположены оппозитно с образованием камеры 10 расширения-сжатия, причем поршни 3 в нижней мертвой точке образуют наименьший объем камеры 10, а их коленчатые валы 5, соединены общим шатуном 11. В камере 10 размещена калильная система зажигания 12, маховики снабжены постоянными магнитами 13, а корпус 1 - электромагнитными катушками 14. Кроме того двигатель содержит непоказанные на схеме насосы высокого давления для топлива и воды, систему смазки с маслонасосом, декомпрессионный клапан.
Двигатель работает следующим образом,
Вначале в камеру 10 расширения-сжатия подают насосом высокого давления посредством форсунки 6 любое углеводородное топливо, система зажигания 12 воспламеняет его и в результате взрывообразного расширения
газов поршни 3 совершают рабочий ход, а кривошипно-шатунные механизмы 4 преобразуют возвратно-поступательное движение поршней 3 во вращательное коленчатых валов 5. При этом маховики 9 и коленчатые валы 5 раскручиваются в разные стороны, но за счет общего шатуна 11 работают синхронно.
Затем после запуска и прогрева двигателя включается второй насос высокого давления и осуществляется дозированная подача воды через форсунку 7 с задержкой после воспламенения топлива. Подача распыленной воды в раскаленную камеру 10 вызывает взрывообразное выделение перегретого пара с резким повышением давления в камере 10 до 50 ата. Отработавшие газы уходят через клапана 8.
Далее подачу топлива отключают, а необходимый тепловой режим в камере сгорания и взрывообразное выделение пара поддерживается за счет работы калильной системы 12, получающей питание от электрогенераторов, образованных постоянными магнитами 13 маховиков 9 и катушками 14, расположенными на корпусе 1. Тепловой режим поддерживается также за счет резкого сжатия распыленной воды поршнями 3, перемещающимися навстречу друг другу. Инерционность маховиков 9, повышенная вследствие их конструктивного объединения с вращающимися частями электрогенераторов, является необходимым условием работы двигателя: повышается степень сжатия, плавно преодолеваются верхняя и нижняя мертвые точки, стабилизируются обороты, крутящий момент, параметры вырабатываемой электроэнергии.
Меньшая часть вырабатываемой электроэнергии идет на обеспечение теплового режима двигателя, а большая - потребителю.
Промышленная применимость полезной модели не вызывает сомнений, поскольку все компоненты двигателя по отдельности освоены промышленностью, а заявленный технический результат проверен на опытном образце.