К&М
Меню сайта
Форма входа
Поиск
Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 82
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz

  • Сайты Поволжья
    Статистика

    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0





    Rambler's Top100




    Понедельник, 18.12.2017, 09:46
    Приветствую Вас Гость | RSS
    Главная | Регистрация | Вход
    Патент Украины №84032 "Способ работы двигателя внутреннего сгорания"

    (54)
    СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(73)
    НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ", UA
    (21)
    a200604270
    (56)
    EP 0299385, 1988 A
    FR 7600971, 1977 A,D
    RU 2070974, 1996 A,D
    US 5140958, 1992 A
    US5062395, 1991 A
    RU 2119066, 1998 A
    UA 65157, 2004 A,Y
    UA 69648, 2004
    (22)
    17.04.2006

    (24)
    10.09.2008

    (46)
    10.09.2008, Бюл. № 17, 2008 р.

    (72)
    ОСЕТРОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ, UA, ДЯЧЕНКО ТАРАС АЛЕКСАНДРОВИЧ, UA, КИРИЛЮК ИГОРЬ ОЛЕГОВИЧ, UA, ОБОЗНЫЙ СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ, UA


    Описание
    Изобретение относится к области двигателестроения, преимущественно к двухтактным поршневым двигателям внутреннего сгорания с клапанным газораспределением, впрыскиванием топлива, принудительным зажиганием, продолженным расширением продуктов сгорания и касается способа осуществления рабочих процессов двигателя.

    Известные способы работы двухтактных поршневых двигателей с клапанным газораспределением и предварительным сжатием рабочего тела, в надпоршневой полости которых последовательно осуществляют процессы газообмена рабочего тела с помощью нагнетателя, сжатия рабочего тела, впрыскивание топлива, сгорание топливо-воздушной смеси и расширение продуктов сгорания [ 1-4]. Общим недостатком известных способов работы двухтактных двигателей с клапанным газораспределением и продолженным расширением продуктов сгорания топлива являются потери мощности двигателя на привод нагнетателя, с помощью которого осуществляют процессы газообмена рабочего тела в надпоршневой полости, которая уменьшает коэффициент полезного действия (КПД) двигателя.

    В качестве прототипа принят способ работы двухтактного поршневого двигателя внутреннего сгорания с клапанным газораспределением, нагнетателем воздуха, продолженным расширением продуктов сгорания топлива, непосредственным впрыскиванием топлива и искровым зажиганием топливо-воздушной смеси по патенту Украины 69648 [1], который заключается в том, что в надпоршневой полости осуществляют процессы газообмена, удаление продуктов сгорания и заполнение надпоршневой полости воздухом с помощью нагнетателя путем одновременного открытия впускных и выпускных клапанов при достижении на такте сгорание-расширение объема надпоршневой полости 90 - 100 процентов его максимального значения и их одновременного закрытия при значении объема надпоршневой полости 40-60 процентов от его максимального значения при движении поршня от HMT до BMT. Недостаток прототипа - потери мощности двигателя на привод нагнетателя, что снижает КПД двигателя.

    Задача изобретению - повышение коэффициента полезного действия ДВС путем снижения затрат мощности на осуществление процессов газообмена рабочего тела в надпоршневой полости.
    Поставленная задача решается следующим способом. В известном способе работы ДВС, который заключается в том, что в надпоршневой полости осуществляют процессы удаления продуктов сгорания и заполнение ее воздухом при открытых выпускных клапанах на протяжении изменения объема надпоршневой полости от 90 - 100 процентов от его максимального значения на такте расширения до 40-60 процентов от его максимального значения при движении поршня от HMT до BMT. Согласно изобретению надпоршневую полость сначала заполняют воздухом, а потом продукты сгорания и частично воздух, который поступил в надпоршневую полость, в смеси с продуктами сгорания удаляют через выпускной клапан перемещением поршня от HMT до BMT. При этом впускной клапан открывают с опережением 40-70 градусов оборота коленчатого вала по отношению к открытию выпускных клапанов. Обратный переток воздуха из надпоршневой полости, через впускной клапан предотвращают с помощью дополнительного обратного клапана, установленного во впускном канале перед впускным клапаном.

    Функциональное назначение совокупности признаков, которые заявляются, заключается в снижении затрат мощности на осуществление процессов газообмена рабочего тела в надпоршневой полости за счет отсутствия нагнетателя, путем образования в надпоршневой полости разрежения при движении поршня от BMT до HMT и открытия впускного клапана с опережением 40-70 градусов оборота коленчатого вала относительно открытия выпускных клапанов.

    На фиг.1 показан общий вид двухтактного поршневого двигателя внутреннего сгорания с клапанным газораспределением, продолженным расширением продуктов сгорания топлива, непосредственным впрыскиванием топлива, искровым зажиганием, в котором осуществляют предложенный способ работы.
    На фиг.2 показана индикаторная диаграмма изменения давления рабочего тела в надпоршневой полости двигателя, который заявляется, при осуществлении процессов газообмена без использования нагнетателя.
    На фиг.3 показанна индикаторная диаграмма изменения давления рабочего тела в надпоршневой полости на протяжении цикла (одного оборота коленчатого вала) без использования нагнетателя.

    Двигатель, в котором осуществляют предложенный способ работы, содержит цилиндр 1, поршень 2, головку 3 цилиндра 1 с размещенными в ней выпускными клапанами 4 и 5, камеру сгорания 6, с установленными в ней впускным клапаном 7 и свечой зажигания 8, поверхности которых образовывают надпоршневую полость 9. Поверхности стенок 10 камеры сгорания 6 и канала 11, соединяющего камеру сгорания 6 с надпоршневой полостью 9, выполнены таким образом, что их поверхности образуют канал 11 с осью а-а, параллельной оси цилиндров b-b. B боковой стенке цилиндра 1 установлена форсунка 12 для впрыскивания топлива в направлении канала 11. В канале 13, по которому воздух через впускной клапан 7 поступает в камеру сгорания 6 , установлен обратный клапан 14, например автоматический пластинчатый.

    Способ, который заявляется, осуществляют в данном двигателе таким образом. При расширении продуктов сгорания топлива до значений объема надпоршневой полости 9 = 80-100 процентам от его максимального значения, когда давление продуктов сгорания в надпоршневой полости уменьшится до значений близких атмосферному, открывают впускной клапан 7 (точка d на фиг.2 и 3), а через 40-70 градусов оборота коленчатого вала - выпускные клапаны 4 и 5 (точка е на фиг.2 и 3), когда объем надпоршневой полости составляет 90 - 100 процентов от его максимального значения. При этом воздух из окружающей среды через обратный клапан 14 и впускной клапан 7 перетекает в камеру сгорания 6, вытесняя из нее продукты сгорания, а потом через соединяющий канал 11 - в надпоршневую полость 9. Поверхности стенок 10 камеры сгорания 6 и соединяющего канала 11 направляют поток воздуха из камеры сгорания 6 параллельно стенкам цилиндра 1 к поверхности днища поршня 2, создавая над поршнем прослойку воздуха, который вытесняет продукты сгорания в направлении выпускных клапанов 4 и 5. При обратном движении поршня 2 от HMT до BMT, когда давление в надпоршневой полости 9 в результате поступления воздуха через впускной клапан 7 и частично продуктов сгорания через выпускные клапаны 4 и 5 в надпоршневую полость 9 и уменьшения ее объема возрастет до атмосферного, обратный клапан 14 закрывается (точка v' на фиг.2 и 3 ), продукты сгорания топлива под действием движения поршня 2 от HMT до BMT удаляются из надпоршневой полости 9 через выпускные клапаны 4 и 5 в выпускной канал.

    Частично через выпускные клапаны 4 и 5 из надпоршневой полости 9 будет выходить в смеси с продуктами сгорания и воздух. В точке v (фиг.2 и 3) с опережением до 70 градусов оборота коленчатого вала к моменту закрытия выпускных клапанов 4 и 5 (точка е' на фиг.2 и 3) закрывают впускной клапан 7. Выпускные клапаны 4 и 5 закрывают (точка е' на фиг.2 и 3) при перемещении поршня от HMT до BMT при объеме надпоршневой полости 40-60 процентов от его максимального значения, потом осуществляют процессы сжатия смеси воздуха и остаточных продуктов сгорания топлива, впрыскивание топлива в камеру сгорания 6 (начиная от точки п на фиг.3) через форсунку 12, зажигание топливовоздушной смеси в камере сгорания 6 с помощью свечи зажигания 8 (точка с на фиг.3). Вследствие сгорания топливовоздушной смеси в надпоршневой полости давление возрастает до максимального (точка z на фиг.3). Процесс расширения продуктов сгорания топлива снова осуществляют до значений давления в надпоршневой полости близких к атмосферному (точка d на фиг.2 и 3). Объем надпоршневой полости 9 при этом составляет 80 -100 процентов его максимального его значения. Дальше повторяют цикл. Использование предложенного изобретения в двухтактных двигателях с клапанным газораспределением позволяет, за счет отсутствия нагнетателя и уменьшение потерь мощности на осуществление процессов газообмена, повысить эксплуатационную экономичность двигателя в сравнении с прототипом на 10-15 процентов. Для повышения мощности двигателя с данным способом работы возможно также использование нагнетателя с механическим приводом.

    Источники информации:
    1. Патент Украины «Способ работы двигателя внутреннего сгорания» № 69648, F02B 23/10, F02B 17/00, F02B 41/04, 2004 г.
    2. Патент Украины «Двигатель внутреннего сгорания» № 65157, F02B 23/10, F02B 75/02, 2004 г.
    3. Патент США «Двухтактный ДВС с искровым зажиганием» № 5140958, F02B 23/10, 1992 г.
    4. Патент РФ «Двигатель внутреннего сгорания» № 2070974, F02B 23/10, F02B 17/00, 1996 г.

    Формула изобретения

    1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания, который заключается в том, что в надпоршневой полости осуществляют процессы удаления продуктов сгорания и её заполнение воздухом при открытых выпускных клапанах на протяжении изменения объема последней от 90-100 процентов его максимального значения на такте расширения до 40-60 процентов от его максимального значения при движении поршня от НМТ к ВМТ, который отличается тем, что надпоршневую полость сначала заполняют воздухом, а потом продукты сгорания удаляют через выпускные клапаны путем перемещения поршня от НМТ к ВМТ, при этом впускной клапан открывают с опережением 40-70 градусов оборота коленчатого вала по отношению к открытию выпускных клапанов, а обратное перетекание воздуха из надпоршневой полости через впускной клапан предотвращают с помощью дополнительного обратного клапана.

    2. Способ по п. 1, который отличается тем, что дополнительный обратный клапан установлен во впускном канале перед впускным клапаном.



    фиг.2

    фиг.1фиг.3


    Кирилюк © 2017