ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Предложение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано для повышения пусковых качеств двигателя внутреннего сгорания, обеспечения его высоких экономических показателей, 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 (Бурячко, В.Р. Автомобильные двигатели: рабочие процессы. Показатели и характеристики. Методы повышения эффективности энергопреобразования / ДВ.Р.Бурячко, А.В.Гук - СПб.: НПИКЦ, 2005. - С.292 с.), содержащий: картер, в котором размещен кривошипно-шатунный механизм; цилиндр; поршень. В головке цилиндра расположены впускной и выпускной клапаны, форсунка для впрыскивания топлива.
Недостатками такого двигателя являются:
1. Низкие пусковые свойства в условиях низких температур окружающего воздуха, обусловленные недостаточно высокой степенью сжатия. Сделать же более высокую степень сжатия не позволяют возникающие при этом большие механические потери и нагруженность узлов и деталей при работе двигателя на различных эксплуатационных режимах.
2. Невозможность резкого кратковременного форсирования двигателя при резком кратковременном увеличении внешней нагрузки.
3. Невозможность обеспечения оптимальной степени сжатия при работе на различных топливах.
Известен также двигатель внутреннего сгорания с регулируемой степенью сжатия (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. В головке цилиндра расположены впускной и выпускной клапаны, форсунка для впрыскивания топлива.
Недостатками такого двигателя являются:
1. Сложность конструкции поршня, автоматически регулирующего степень сжатия.
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, обеспечения его высоких экономических показателей, пониженной механической нагруженности узлов и деталей при работе на переменных режимах и, как следствие, повышения его надежности, а также для обеспечения многотопливности без использования поршня сложной конструкции, автоматически регулирующего степень сжатия.
Решение поставленной задачи достигается тем, что двигатель изготавливается с высокой геометрической степенью сжатия. В головке цилиндра имеется нагнетательный клапан, который с одной стороны, позволяет наполнять сжатым воздухом ресивер, а с другой - обеспечивать переменную фактическую степень сжатия; при этом сжатый воздух из ресивера через специальный клапан может обеспечивать наддув двигателя при необходимости резкого увеличения мощности
Анализ предлагаемого решения и известных позволяет сделать вывод о его соответствии условиям патентоспособности полезной модели.
Предложение поясняется рисунком (фиг.1), где изображено принципиальное устройство двигателя внутреннего сгорания.
Двигатель внутреннего сгорания содержит: картер 1, в котором размещен кривошипно-шатунный механизм 2; цилиндр 3; поршень 4. В головке цилиндра 3 расположены впускной 5, выпускной 6 и нагнетательный 7 клапаны, впускной 8, выпускной 9 и воздушный 10 коллекторы, форсунка для впрыскивания топлива 11. Нагнетательный клапан 7 оборудован блоком электронного управления 12. Воздушный коллектор 10 содержит клапан 13, управляемый электронным блоком 14, и соединен с ресивером 15.
Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.
При пуске в условиях низких температур окружающего воздуха двигатель работает по обычному четырехтактному циклу с высокой степенью сжатия (24-28). Нагнетательный клапан 7 и клапан 13 закрыты. После пуска двигателя и выхода его на обычный режим и частичного перемещения поршня от нижней мертвой точки вверх и достижения давления 4-5 кПа, открывается нагнетательный клапан 7 и сжатый воздух по воздушному коллектору 10 поступает в ресивер 15. Затем нагнетательный клапан 7 закрывается, и начинается процесс сжатия воздуха в цилиндре 3 двигателя. Поскольку процесс сжатия начинается не от нижней мертвой точки, фактическая степень сжатия будет меньше геометрической. Величину фактической степени сжатия можно изменять, регулируя моменты открытия и закрытия нагнетательного клапана 7 с помощью блока электронного управления 12. При приближении поршня 4 к верхней мертвой точке через форсунку 11 в цилиндр 3 подается топливо, и рабочий процесс развивается по обычной схеме.
В случае необходимости резкого кратковременного увеличения мощности, в момент начала фактического сжатия с помощью электронного блока 14 открывается клапан 13, и сжатый воздух из ресивера 15 поступает в цилиндр 3, обеспечивая увеличение массового наполнения двигателя воздухом и возможность сжигания большего количества топлива.
По сравнению с прототипом предлагаемый двигатель внутреннего сгорания:
1. Не имеет поршня сложной конструкции, автоматически регулирующего степень сжатия.
2. Позволяет кратковременно форсировать двигатель при резком кратковременном увеличении внешней нагрузки.