ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Предложение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано для повышения пусковых качеств двигателя внутреннего сгорания, обеспечения возможности кратковременного значительного увеличения мощности, пониженной механической нагруженности узлов и деталей при работе на переменных режимах и, как следствие, повышения его надежности, а также для обеспечения многотопливности.
Известен двигатель внутреннего сгорания (Белов П.А. Двигатели армейских машин. Часть первая. Теория / П.А.Белов, В.Р.Бурячко, Е.Н.Акатов - М.: Воениздат, 1971. - С.488-492), содержащий: картер, в котором размещен кривошипно-шатунный механизм; цилиндр; поршень, регулирующий степень сжатия; впускной и выпускной коллекторы. В головке цилиндра расположены впускной, выпускной клапаны и форсунка для впрыскивания топлива.
Недостатками такого двигателя являются:
1. Сложность конструкции поршня, автоматически регулирующего степень сжатия для оптимальной степени сжатия при работе на переменных режимах, для обеспечения пониженной механической нагруженности узлов и деталей, как следствие, повышения его надежности, а также для обеспечения многотопливности.
2. Невозможность резкого кратковременного форсирования двигателя при резком кратковременном увеличении внешней нагрузки.
Данная конструкция двигателя является наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и принята за прототип.
Задачей предложения является: повышение пусковых качеств двигателя внутреннего сгорания; обеспечение пониженной механической нагруженности узлов и деталей при работе на переменных режимах и, как следствие, повышение его надежности, а также обеспечение многотопливности без использования поршня сложной конструкции, автоматически регулирующего степень сжатия; обеспечение возможности резкого кратковременного форсирования двигателя при резком кратковременном увеличении внешней нагрузки и полного (до давления окружающей среды) расширения рабочего тела.
Решение поставленной задачи достигается следующим образом. Двигатель изготавливается с высокой геометрической степенью сжатия, которая используется при его пуске. После пуска в процессе работы двигателя после части хода поршня в процессе сжатия открывается нагнетательный клапан и сжатый до определенного давления воздух по воздушному коллектору поступает в ресивер. После закрытия нагнетательного клапана, которое регулируется в зависимости от режима работы двигателя, начинается фактическое сжатие, затем впрыск топлива, сгорание и расширение. При необходимости резкого увеличения мощности из ресивера в цилиндр подается дополнительное количество воздуха под давлением (т.е. реализуется своеобразный кратковременный наддув), что позволяет сжигать большее количество топлива и временно превышать расчетную максимальную мощность двигателя. Расширение рабочего тела может происходить до давления окружающей среды в связи с высокой геометрической степенью сжатия.
Анализ предлагаемого решения и известных позволяет сделать вывод о его соответствии условиям патентоспособности полезной модели.
Предложение поясняется рисунком (фиг.1), где изображено принципиальное устройство предлагаемого двигателя внутреннего сгорания.
Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания содержит: картер 1, в котором размещен кривошипно-шатунный механизм 2; цилиндр 3; поршень 4. В головке цилиндра 3 расположены впускной 5, нагнетательный 6 клапаны и выпускной 7 с электронным блоком управления 8, впускной 9, выпускной 10 и воздушный 11 коллекторы, форсунка 12 для впрыскивания топлива. Нагнетательный клапан 6 оборудован блоком электронного управления 13. Воздушный коллектор 11 соединен с ресивером 14.
Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.
Перед пуском у двигателя, имеющего высокую (от 25 до 30, обеспечивающую в последующем расширение практически до давления окружающей среды) геометрическую степень сжатия, нагнетательный клапан 6 закрыт, и процесс пуска осуществляется в обычном режиме. При этом сильное сжатие воздуха в цилиндре 3 обеспечивает надежный запуск в условия низких температур окружающего воздуха. После пуска в процессе работы двигателя после частичного перемещения поршня 4 от нижнего крайнего положения к верхнему блок электронного управления 13 открывает (в зависимости от режима работы двигателя) нагнетательный клапан 6 и сжатый до определенного давления воздух по воздушному коллектору 11 поступает в ресивер, Затем блок электронного управления 13 закрывает нагнетательный клапан 6, а электронный блок управления 8 открывает выпускной клапан 7 и давление в цилиндре 3 снижается до атмосферного. Сразу после этого электронный блок управления 8 закрывает выпускной клапан 7 и начинается фактическое сжатие воздуха в цилиндре. При приближении поршня 4 к крайнему верхнему положению через форсунку 12 впрыскивается топливо, происходит сгорание и расширение.
При проявлении необходимости резкого увеличения мощности из ресивера 14 при приближении поршня 4 к крайнему верхнему положению блок электронного управления 13 открывает нагнетательный клапан 6, через который в надпоршневое пространство подается под давлением дополнительное количество воздуха (т.е. реализуется своеобразный кратковременный наддув), что позволяет сжигать большее количество топлива и временно превышать расчетную максимальную мощность двигателя.
По сравнению с прототипом предлагаемый двигатель внутреннего сгорания имеет:
1. Простую конструкцию поршня при сохранении возможности автоматического регулирования фактической степени сжатия при работе на переменных режимах для обеспечения пониженной механической нагруженности узлов и деталей, как следствие, повышения надежности двигателя, а также для обеспечения его многотопливности.
2. Возможность резкого кратковременного форсирования двигателя при резком кратковременном увеличении внешней нагрузки.