RU2000456C1 - Комбинированный двухтактный двигатель - Google Patents

Abstract

Использование: область машиностроени , в частности двигателестроение, а именно двигател/i внутреннего сгорани . Сущность изобретени : двигатель содержит корпус с цилиндрами 1, расположенными симметрично вокруг выходного вала 3, установленные в цилиндрах поршни 2, кинематически св занные с выходным валом с помощью кривошипно-шатунного механизма 4, головку цилиндров, выполненную в виде ротора 5 с выпускным каналом, реактивным соплом 9 и выпускным окном 8, при этом ротор жестко св зан с выходным валом . Двигатель имеет также камеру сгорани  6 и средство топливоподачи (форсунку 7). Новым в двигателе  вл етс  то, что камера сгорани  выполнена в головке цилиндров , причем длина дуги, ограниченна  камерой сгорани  6, больше длины дуги, охватывающей по крайней мере два соседних цилиндра. Камера сгорани  может быть выполнена с дополнительной полостью 21, сообщенной с цилиндрами при помощи отверстий с клапанами 22. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Ф&с. Z

Изобретение относитс  к области машиностроени , в частности к двигателест- роению, а именно к двигател м внутреннего сгорани .

Известны поршневые и комбинированные двухтактные и четырехтактные двигатели , содержащие корпус со звездообразным, V-образным или барабанным расположением цилиндров, установленные в цилиндрах поршни, кинематически св занные с выходным валом головки цилиндров. В головках цилиндров могут быть выполнены выпускные каналы, со стороны которых установлена газова  турбина.

Недостатком известных двигателей  вл етс  относительно низка  экономичность по Причине недостаточно полного сгорани  топлива из-за импульсного режима его горени .

Известен двигатель, выбранный в качестве прототипа, содержащий корпус с цилиндрами , расположенными симметрично вокруг выходного вала, установленные в цилиндрах поршни, кинематически св занные с выходным валом, головку цилиндров с выпускным каналом, реактивным соплом и выпускным окном, выполненную в виде ротора, жестко св занного с выходным валом , камеру сгорани  и средствотопливопо- дачи.

Недостатком известного двигател   вл етс  относительно низка  экономичность по причине недостаточно полного сгорани  топлива из-за импульсного режима его горени .

Цель изобретени  - повышение экономичности посредством обеспечени  более полного сгорани  топлива в режиме непрерывного горени  в потоке сжатого воздуха.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в двигателе, содержащем корпус с цилиндрами , расположенными симметрично вокруг выходного вала, установленные в цилиндрах поршни, кинематически св занные с выходным валом, головку цилиндров с выпускным каналом, реактивным соплом и выпускным окном, выполненную в виде ротора , жестко св занного с выходным валом, камеру сгорани  и средство топливоподачи, камера сгорани  выполнена в головке цилиндров , причем длина дуги, ограниченна  камерой сгорани , больше длины дуги, охватывающей по крайней мере два соседних цилиндра.

Камера сгорани  может быть выполнена с дополнительной полостью, сообщенной с цилиндрами при помощи отверстий с клапанами.

На фиг. 1 изображен продольный разрез двигател ; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Комбинированный двухтактный двигатель содержит цилиндры 1, в которых установлены поршни 2, кинематически св занные между собой и с выходным валом 3 через кривошипно-шатунный механизм 4, головку цилиндров, выполненную в виде ротора 5, жестко св занного с выходным валом , в роторе выполнены камера сгорани  б с топливной форсункой 7, выпускное окно 8 и выпускной канал, переход щей в реактивное сопло 9, а также топливный канал 10. к

5 которому подстыкован топливный разъем 11, и канал наддува 12, в цилиндрах выполнены впускные окна 13,цилиндры закреплены в корпусе 14, в котором выполнены впускные отверсти  15 и выпускные отвер0 сти  16, рабочие объемы уплотнени  пластинами 17. поршневыми кольцами 18, цилиндровыми кольцами 19 и корпусным кольцом 20, камера сгорани  выполнена с дополнительной полостью 21, сообщенной

5 с цилиндрами при помощи отверстий с клапанами 22, прижатыми пружинами 23, Длина дуги, ограниченна  камерой сгорани  6, больше длины дуги, охватывающей два соседних цилиндра.

0 Двигатель работает следующим образом .

При вращении выходного вала 3 поршн  2 в цилиндрах 1 при помощи кривошип- но-шатунного механизма 4 совершает

5 возвратно-поступательное движение с фазовой задержкой относительно друг друга, в результате чего по отношению к окружности , проход щей через головку цилиндров, создаетс  волна сжати , перемещающа с 

0 синхронно с камерой сгорани  6 ротора 5, при этом головна  часть камеры сгорани  находитс  в области переднего фронта волны сжати , а хвостова  часть - в области заднего фронта волны. Благодар  этому че5 рез камеру сгорани  б непрерывно прокачиваетс  сжатый воздух, поскольку она перекрывает по крайней мере два цилиндра вблизи нахождени  поршней в верхней мертвой точке. В камеру сгорани  непрерывно

0 подаетс  топливо с помощью средств топливоподачи , состо щих из форсунки 7, топливного канала 10 и топливного разъема 11. Топливо, сгора , нагревает газы и за счет удлиненной хвостовой части камеры сгора5 ни  оти газы совершают первоначальную работу при посто нном давлении. Дальнейшую работу газы совершают в волне расширени , перемещающейс  синхронно с вращением ротора, а затем в выпускном канале , переход щем в реактивное сопло 9.

Дл  отдельно рассматриваемого цилиндра после сжати  газов работа совершаетс  при расширении сначала при посто нном давлении газов, а затем после того, как камера сгорани  выходит из области контакта с цилиндром, работа в цилиндре происходит за счет адиабатического расширени  газов и. наконец, при совпадении с торцом цилиндра выпускного канала, переход щего в реактивное сопло 9, совершение полезной работы осуществл етс  за счет реактивной силы при истечении отработавших газов. Далее при совпадении с торцом цилиндра выпускного окна 8 происходит продувка цилиндра через окно 8 и впускные окна 13. После этого происходит сжатие воздуха в цилиндре.

Волны сжати , двигающиес  синхронно с ротором, образуютс  за счет того, что сдвиг фазы хода поршней в соседних цилиндрах составл ет посто нную величину (р 2 /п, где п - число цилиндров. Дл  рассматриваемого конкретного примера п 8 и ф  /4 рад 45°.

Сжатый воздух дл  продувки к впускным окнам 13 поступает через канал наддува 12 ротора 5 и впускные отверсти  15, выполненные в корпусе 14. Отвод отработавших газов осуществл етс  через, выпускные отверсти  16 в корпусе 14. Уплотнение рабочих объемов в цилиндрах и камере сгорани  обеспечиваетс  пластинами 17, поршневыми кольцами 18 и цилиндровыми кольцами 19, а изол ци  рабочего объема наддува обеспечиваетс  корпусными кольцами 20.

Дл  сохранени  экономичности при переменных нагрузках в двигателе производитс  согласование давлений в камере сгорани  и цилиндрах в конце цикла сжати  посредством сообщени  этих цилиндров с

дополнительной полостью 21 через отверсти  с клапанами 22, прижатыми пружинами 23. При низких нагрузках, когда давление в камере сгорани  мало, опт : па5 ютс  все три указанные в конкретном примере выполнени  клапана 22. При увеличении нагрузки двигател  клапаны 22 закрываютс  в соответствии с увеличением давлени  в камере сгорани , в результате

0 этого давление газов в камере сгорани  практически равно давлению сжатого воздуха в цилиндрах в конце такта сжати . Центробежные силы, действующие на клапаны 22, уравновешиваютс  противовесами, не

5 показанными на чертежах. Дополнительна  полость 21 может иметь значительные размеры и служить балластным объемом, сглаживающим пульсации давлени  в камере сгорани .

Claims (2)

1.Комбинированный двухтактный двигатель , содержащий корпус с цилиндрами, расположенными симметрично вокруг вы- хсдного вала, установленные в цилиндрах

5 m ршни, кинема ически св занные с выходным валом, голгчжу цилиндров с выпускным кгналом, реактивным соплом и выпускным окном, выполненную п виде ротора, жестко св занного г выходном валом, камеру сго0 ра ни  и ере .ство тоамвоподачи, о т л и ч а- ю щ и и с тем, что, с целью повышени  экономи ногти, камера сгорани  выполнена в голов; цилиндров, причем длина дуги ограгиченной камерой сгорани , больше

5 длины дуги, охватывающей по крайней мере два соседних цилиндра.

2.Двигатель по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что камера сгорани  выполнена с дополнительной полостью, сообщенной с

0 цилиндрами при помощи отверстий с клапанами .

I III I /

6 19 / 2 4 Э

fS f /4

(.f