Сергеев в Патент

05.03.2018 Выкл. Автор admin

Сергеев в Патент

  1. Главная
  2. Реестр патентов

Последние новости

(21), (22) Заявка: 2007149349/06, 29.12.2007

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
29.12.2007

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2278985 С2, 27.06.2006. RU 1460372 A1, 23.02.1989. PR 2174562 A1, 12.10.1973. US 3830205 A, 20.08.1974. DE 3327948 A1, 20.02.1985.

Адрес для переписки:
445011, Самарская обл., г. Тольятти, ул. Жилина, 2, кв.19, Ю.В. Казакову

(72) Автор(ы):
Сергеев Александр Николаевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):
Сергеев Александр Николаевич (RU)

(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к двигателестроению. Двигатель внутреннего сгорания содержит рабочий цилиндр с рабочим поршнем, форкамеру со свечой зажигания, камеру сгорания, имеющую цилиндрическую форму, нагнетатель топливовоздушной смеси, выполненный в виде компрессорного цилиндра с поршнем и снабженный устройством для подачи топлива и каналами подачи топлива и воздуха, а также каналами подачи топливовоздушной смеси в камеру сгорания, при этом между каналом подачи топлива и компрессорным цилиндром установлен обратный клапан, а форкамера выполнена в форме полусферы или усеченного конуса, диаметр основания форкамеры равен диаметру камеры сгорания, двигатель снабжен одной или несколькими парами каналов подачи топливовоздушной смеси в камеру сгорания, оси которых направлены попарно навстречу друг другу, причем угол между осями этих каналов и осью камеры сгорания выбран в интервале между точкой пересечения осей этих каналов на центральном электроде свечи зажигания и точкой пересечения оси камеры сгорания с днищем рабочего поршня при его положении в верхней мертвой точке. Изобретение обеспечивает повышение стабильности и КПД работы двигателя, снижение расхода топлива и токсичности отработанных газов. 4 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть применено при производстве и эксплуатации двигателей с системой впрыска топливовоздушной смеси в рабочий цилиндр.

Известен двигатель внутреннего сгорания, защищенный патентом РФ №2230202 от 8.01.2003 г., МКИ7 F02B 19/10. Он содержит рабочий цилиндр с рабочим поршнем, нагнетатель топливовоздушной смеси и головку цилиндра, в которой размещена сферическая или коническая камера сгорания и цилиндрическая форкамера. Камера сгорания и форкамера соединены с нагнетателем топливовоздушной смеси одним или несколькими каналами. Проекции участков осей каналов, входящих в камеру сгорания и в форкамеру, на плоскость сечения рабочего цилиндра расположены под углами соответственно 90. 20 и 90. 140° по отношению к оси рабочего цилиндра. Входы каналов расположены тангенциально к поверхностям камер. Каналы камеры сгорания направлены навстречу каналам форкамеры. Это позволяет повысить мощность двигателя и снизить токсичность отработанных газов за счет применения бедной топливовоздушной смеси.

Однако при работе известного двигателя топливовоздушная смесь, проходя по каналам от нагнетателя до форкамеры и камеры сгорания, может охлаждаться, что приведет к образованию в составе топливовоздушной смеси жидкой капельной фазы, обедняя смесь топливом сверх допустимого предела. Кроме того, часть топливовоздушной смеси, скользя по стенкам камеры сгорания под действием вертикальной составляющей центробежных сил, может преждевременно выбрасываться в надпоршневое пространство, обедняя остающуюся в камере смесь. В результате нарушится стабильность работы двигателя, снизится его мощность и повысится расход топлива.

Известен также двигатель внутреннего сгорания, защищенный патентом РФ №2278985 от 24.09.2004 г., МКИ7 F02B 19/10, 33/22, который принят за прототип. Двигатель по прототипу имеет рабочий цилиндр с рабочим поршнем, форкамеру со свечой зажигания и камеру сгорания, которые соединены с нагнетателем топливовоздушной смеси, выполненным в виде компрессорного цилиндра с поршнем. Каналы подачи топлива и воздуха расположены вверху компрессорного цилиндра выше верхней мертвой точки его поршня и снабжены обратными клапанами. Каналы подачи топливовоздушной смеси в камеру сгорания и в форкамеру выполнены в виде трубки, разделенной вдоль ее оси перегородкой, или в виде двух трубок, установленных параллельно друг другу, расположены в полости с охлаждающей жидкостью и снабжены нагревателем. В зоне расположения этих каналов установлен датчик температуры, соединенный с блоком питания нагревателя. Канал подачи топливовоздушной смеси в форкамеру снабжен регулировочным механизмом с приводом, связанным с датчиком числа оборотов коленчатого вала двигателя или с устройством для подачи топлива. Камера сгорания имеет цилиндрическую форму. Проекции осей участков каналов подачи топливовоздушной смеси, входящих в камеру сгорания и в форкамеру, на плоскость продольного сечения рабочего цилиндра перпендикулярны его оси. Такая конструкция обеспечивает повышение стабильности работы двигателя и увеличение его мощности, а также уменьшение расхода топлива вследствие гомогенизации топливовоздушной смеси.

Однако эксперименты по отработке двигателя по прототипу показали, что струя топливовоздушной смеси при входе в форкамеру и в камеру сгорания прижимается к стенкам камер и, завихряясь, образует в средней части этих камер застойную зону, не участвующую в процессе смесеобразования, что приводит к неоднородности смеси по ее качеству. В пристеночных областях камеры сгорания образуется богатая смесь, а в центре камеры сгорания смесь будет бедной. Кроме того, при сжатии топливовоздушной смеси в компрессорном цилиндре давление может превышать величину давления, на которое рассчитано устройство для подачи топлива (например, форсунка). Это может привести к прекращению подачи топлива, что вызовет потерю мощности и нестабильность работы двигателя. Применение форсунок и насосов высокого давления существенно увеличит стоимость двигателя. Впрыск топлива по прототипу производится после начала движения компрессорного поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, при этом газификация топлива происходит во время движения поршня на 180° вниз и на 180° вверх. Времени этого движения может оказаться недостаточно для полной газификации топлива, что также нарушит стабильность работы двигателя, повысит непроизводительный расход топлива и увеличит загрязнение окружающей среды.

Технический результат предлагаемого двигателя — повышение стабильности работы двигателя и его коэффициента полезного действия (КПД), уменьшение расхода топлива и снижение токсичности отработанных газов путем повышения однородности топливовоздушной смеси.

Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит рабочий цилиндр с рабочим поршнем, форкамеру со свечой зажигания, камеру сгорания, имеющую цилиндрическую форму и каналы подачи топливовоздушной смеси в камеру сгорания, нагнетатель топливовоздушной смеси, выполненный в виде компрессорного цилиндра с поршнем и снабженный устройством для подачи топлива. В отличие от прототипа между каналом подачи топлива и компрессорным цилиндром установлен обратный клапан. Форкамера выполнена в форме полусферы или усеченного конуса. Диаметр основания форкамеры равен диаметру камеры сгорания. Двигатель снабжен одной или несколькими парами каналов подачи топливовоздушной смеси в камеру сгорания. Оси этих каналов направлены попарно навстречу друг другу. Угол между осями этих каналов и осью камеры сгорания выбран в интервале между точкой пересечения осей этих каналов на центральном электроде свечи зажигания и точкой пересечения оси камеры сгорания с днищем рабочего цилиндра при его положении в верхней мертвой точке.

По второму варианту устройство для подачи топлива установлено в нижней части компрессорного цилиндра и соединено с каналом подачи воздуха. По третьему варианту компрессорный цилиндр снабжен двумя устройствами для подачи топлива, одно из которых расположено в нижней части компрессорного цилиндра и соединено с каналом подачи воздуха, а другое — в его верхней части выше верхней мертвой точки компрессорного поршня.

Между каналами подачи топлива и компрессорным цилиндром установлены обратные клапаны. Канал подачи топлива тангенциально соединен с каналом подачи воздуха и направлен по ходу движения воздуха. В канале подачи воздуха установлена дроссельная заслонка. Между дроссельной заслонкой и устройством для подачи топлива установлен датчик массового расхода воздуха, соединенный с контроллером, который соединен с устройством для подачи топлива.

Предлагаемая конструкция двигателя и способ управления им обеспечивают достижение технического результата, поскольку устраняют недостатки прототипа. Это обеспечивается тем, что изменение формы форкамеры, направление каналов ввода топливовоздушной смеси в камеру сгорания навстречу друг другу и предлагаемое ограничение угла между осями этих каналов и осью камеры сгорания обеспечит более равномерное распределение топливовоздушной смеси в объеме форкамеры и камеры сгорания. Наличие обратного клапана между каналом подачи топлива и компрессорным цилиндром предупредит выброс топливовоздушной смеси через форсунку и исключит необходимость применения дорогостоящего оборудования высокого давления. Тангенциальное соединение канала подачи топлива с каналом подачи воздуха в направлении по ходу движения воздуха обеспечит более полное перемешивание топлива с воздухом, что сделает топливовоздушную смесь более однородной. Расположение устройства для подачи топлива в нижней части компрессорного цилиндра обеспечит возможность подачи топлива в начале движения компрессорного поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. Это на 50% увеличит время газификации топлива. Газификация в этом случае будет происходить в течение времени поворота коленчатого вала двигателя на 540°. Это повысит качество подготовки топливовоздушной смеси, что приведет к более полному сгоранию топлива в камере сгорания, уменьшит токсичность отработанных газов и увеличит мощность двигателя. Наличие в предлагаемом двигателе двух устройств для подачи топлива, одно из которых расположено в нижней части компрессорного цилиндра и соединено с каналом подачи воздуха, а второе расположено в верхней части компрессорного цилиндра выше верхней мертвой точки компрессорного поршня, позволит в два раза уменьшить продолжительность впрыска топлива, что соответственно увеличит продолжительность процесса газификации топлива и также улучшит качество подготовки топливовоздушной смеси.

Наличие в канале подачи воздуха в компрессорный цилиндр дроссельной заслонки и связанного с ней датчика массового расхода воздуха, который соединен с контроллером, управляющим устройством для подачи топлива, позволит поддерживать постоянство заданного соотношения топлива и воздуха в топливовоздушной смеси в объеме компрессорного цилиндра, что обеспечит стабильность работы двигателя на всех режимах. Начало подачи топлива в канал подачи воздуха в момент начала перемещения компрессорного поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке на 50% увеличивает время, в течение которого происходит газификация топлива, что также способствует образованию более однородной топливовоздушной смеси. В результате повышается стабильность работы двигателя и уменьшается расход топлива.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показана общая конструктивная схема предлагаемого двигателя, на фиг.2 — сечение Б-Б на фиг.1 в случае, когда оси каналов подачи топливовоздушной смеси в камеру сгорания наклонены в сторону точки пересечения оси камеры сгорания с днищем рабочего цилиндра, на фиг.3 — сечение Б-Б на фиг.1 в случае, когда оси каналов подачи топливовоздушной смеси в камеру сгорания наклонены в сторону центрального электрода свечи зажигания, на фиг.4 — сечение А-А на фиг.1, на фиг.5 — сечение В-В на фиг.1.

Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания содержит рабочий цилиндр 1 с поршнем 2, соединенным со штоком 3. В рабочем цилиндре 1 предусмотрены окна 37 и 38 для забора воздуха и для отвода выхлопных газов. В головке 4 рабочего цилиндра 1 размещены камера сгорания 5 и форкамера 6 со свечей зажигания 7. Камера сгорания 5 имеет форму цилиндра, а форкамера 6 выполнена в форме полусферы, как это показано на фиг.1, или в форме усеченного конуса. Диаметр основания форкамеры 6 равен диаметру камеры сгорания 5. Двигатель снабжен нагнетателем топливовоздушной смеси, выполненным в виде компрессорного цилиндра 13, состоящего из корпуса 17 и крышки 33. Полость 8 компрессорного цилиндра 13 соединена с камерой сгорания через клапан отсечки 21 с пружиной 20, удерживаемой пластиной 18, канал подачи топливовоздушной смеси 36, выполненный в виде трубки 26, снабженной нагревателем 25, обратный клапан 28, установленный в корпусе 24, кольцевой канал 22 и через каналы 10, соединяющие камеру сгорания 5 с кольцевым каналом 22. Нагреватель 25 соединен проводами 29 с источником электрического тока 30, к которому подключен датчик температуры, установленный в крышке двигателя 31. Угол между осями каналов 10 и осью камеры сгорания 5 выбран в интервале между точкой пересечения осей каналов 10 на центральном электроде свечи зажигания 7 ( 1 на фиг.2) и точкой пересечения оси камеры сгорания 5 с днищем рабочего цилиндра 2 при его положении в верхней мертвой точке ( 2 на фиг.3). Двигатель содержит одну или несколько пар каналов 10 подачи топливовоздушной смеси в камеру сгорания 5. Оси каналов 10 направлены попарно навстречу друг другу (фиг.4).

Двигатель снабжен устройством 12 для подачи топлива, которое установлено в крышке 33 компрессорного цилиндра 13 в его верхней части и соединено с каналом подачи топлива 14 (фиг.1). Между этим каналом и полостью 8 компрессорного цилиндра 13 установлен обратный клапан 42. При расположении в нижней части компрессорного цилиндра 13 устройство 27 подачи топлива установлено в канале 35 подачи топлива, который тангенциально соединен с каналом 11 подачи воздуха и направлен по ходу движения воздуха (фиг.5). Каналы 15 подачи топливовоздушной смеси в полость 8 компрессорного цилиндра 13 снабжены обратными клапанами 34.

Читайте так же:  Сумма уплаты за развод

В канале 11 подачи воздуха установлена дроссельная заслонка 39. Между ней и устройством 27 подачи топлива установлен датчик 40 массового расхода воздуха, соединенный с контроллером 41, который соединен с устройствами подачи топлива 12 и 27.

Предлагаемый двигатель работает следующим образом.

После начала движения от верхней мертвой точки (ВМТ) компрессорного поршня 19, шток 32 которого кинематически связан через коленчатый вал со штоком 3 рабочего поршня 2, в полость 8 компрессорного цилиндра 13 через устройство 12 и канал 14 подают топливо. При движении компрессорного поршня 19 вниз над ним создается разряжение, клапаны 34 (фиг.5) под действием разности давлений откроются и в полость 8 компрессорного цилиндра 13 через каналы 11 и 15 поступит чистый воздух из атмосферы. Внутри полости 8 образуется топливовоздушная смесь, которая в результате движения компрессорного поршня 19 к нижней мертвой точке (НМТ) интенсивно перемешивается. После достижения НМТ компрессорный поршень 19 начнет движение вверх к ВМТ, начнется сжатие топливовоздушной смеси. При этом давление в полости 8 может превысить значение давления, на которое рассчитано устройство 12 для подачи топлива. В этом случае в двигателе по прототипу произойдет выброс топливовоздушной смеси через устройство 12 для подачи топлива, что повысит расход топлива и понизит КПД двигателя. Применение в качестве устройства 12 форсунок высокого давления резко повысит стоимость двигателя. Поэтому в предлагаемой конструкции двигателя предусмотрен обратный клапан 42, установленный между каналом 14 подачи топлива и полостью 8 компрессорного цилиндра 13.

По другому варианту предусмотрено расположение устройства для подачи топлива 27 в нижней части компрессорного цилиндра 13. При этом устройство 27 расположено в канале 35 подачи топлива, который тангенциально соединен с каналом 11 подачи воздуха и направлен по ходу движения воздуха в канале 11 (фиг.1 и 5). Через устройство 27 и канал 35 впрыск топлива в канал 11 начинают в момент начала движения компрессорного поршня 19 вверх от НМТ к ВМТ и продолжают до окончания этого движения. При этом происходит частичная газификация топлива, образуется топливовоздушная смесь. При последующем движении компрессорного поршня 19 от ВМТ к НМТ топливовоздушная смесь из канала 11 через каналы 15 всасывается в полость 8 компрессорного цилиндра 13 в течение времени поворота коленчатого вала двигателя, с которым кинематически соединен шток 32, на 180°. При начале последующего движения компрессорного поршня 19 от НМТ к ВМТ клапаны 34 вновь закроются. В это время вновь осуществляют впрыск топлива в канал 11 подачи воздуха. Топливовоздушная смесь в объеме полости 8 компрессорного цилиндра 13 при ходе компрессорного поршня 19 от НМТ к ВМТ, сжимаясь, нагревается, обеспечивая дальнейшую газификацию топлива. Таким образом, в двигателе по прототипу и в предлагаемом двигателе при расположении устройства 12 для подачи топлива в верхней части компрессорного цилиндра 13 топливовоздушная смесь газифицируется в течение времени поворота коленчатого вала двигателя на 360°, тогда как при предлагаемом варианте расположения устройства 27 для подачи топлива в нижней части компрессорного цилиндра 13, в канале 35 подачи топлива, тангенциально соединенном с каналом 11 подачи воздуха, газификация топлива будет происходить в течение времени поворота коленчатого вала двигателя на 540°. Это обеспечит получение более гомогенной топливовоздушной смеси, подаваемой в камеру сгорания 5 и форкамеру 6, и, следовательно, более полное сгорание топлива, что уменьшит его расход, повысит мощность и КПД двигателя, снизит токсичность отработанных газов.

Еще один вариант предлагаемой конструкции двигателя предусматривает наличие одновременно двух устройств для подачи топлива 12 и 27. Устройство 12 расположено в верхней части компрессорного цилиндра 13 в канале 14 подачи топлива, снабженном обратным клапаном 42, а устройство 27 расположено в нижней части компрессорного цилиндра 13 в канале 35 подачи топлива, который тангенциально соединен с каналом 11 подачи воздуха и направлен по ходу движения воздуха. При этом варианте возможна одновременная работа устройств 12 и 27 подачи топлива, что в два раза сократит время, необходимое для впрыска заданного количества топлива, в результате увеличится время газификации топлива, что улучшит качество подготовки топливовоздушной смеси и приведет к дополнительному снижению расхода топлива, повышению мощности и КПД двигателя и уменьшению токсичности выхлопных газов. Особенно существенным будет эффект от одновременной работы двух устройств 12 и 27 подачи топлива в случаях, когда двигатель должен работать с большой нагрузкой, требующей повышенной мощности и увеличения объема расходуемого топлива (при работе двигателя на богатой смеси). При низкой температуре воздуха, когда испарение топлива затруднено, включают только одно устройство 12, которое подает топливо через канал 14 и обратный клапан 42 непосредственно в полость 8 компрессорного цилиндра 13. Это обеспечивает достаточное количество топливовоздушной смеси в объеме компрессорного цилиндра 13 и в камере сгорания 5, что позволяет осуществить запуск холодного двигателя. После прогрева двигателя до заданной температуры, при которой топливо в канале 11 подачи воздуха может газифицироваться, включают устройство 27 подачи топлива и двигатель продолжает работать в наиболее эффективном режиме.

При достижении в полости 8 компрессорного цилиндра 13 давления, на которое тарирована пружина 20, клапан отсечки 21 поднимется вверх и откроет вход в канал 36. Через лепестковый обратный клапан 23 топливовоздушная смесь впрыснется в кольцевой канал 22, из которого через попарно расположенные навстречу друг другу каналы 10 (фиг.1 и 4) попадет в камеру сгорания 5 и форкамеру 6. Попарное встречное расположение каналов 10 обеспечивает направление потоков топливовоздушной смеси навстречу друг другу. Вблизи оси камеры сгорания 5 встречные потоки топливовоздушной смеси, соударяясь, равномерно распылятся в объемах камеры сгорания 5 и форкамеры 6, что позволит избежать образования застойных зон в этих объемах и расслоений топливовоздушной смеси, как это может происходить в двигателе по прототипу. Отсутствие застойных зон приведет к более полному сгоранию топлива, что повысит мощность двигателя, его КПД и стабильность работы, снизит токсичность выхлопных газов.

Этот же технический результат обеспечит предлагаемое ограничение угла между осями каналов 10 ввода топливовоздушной смеси и осью камеры сгорания 5. Если угол будет больше угла 2 (фиг.2) между осью канала 10, проходящей через точку пересечения оси камеры сгорания 5 с днищем рабочего поршня 2 при его положении в верхней мертвой точке, и осью камеры сгорания 5, или меньше угла 1 (фиг.3), образованного осью канала 10 при прохождении этой оси через точку пересечения оси камеры сгорания 5 с поверхностью центрального электрода свечи зажигания 7 и осью камеры сгорания 5, то потоки топливовоздушной смеси, выходящие из каналов 10, не встретятся, а ударятся о поверхность поршня 2 либо о поверхность форкамеры 6. В этих случаях произойдет завихрение этих потоков, что может привести к расслоению заряда топливовоздушной смеси и к пропускам зажигания топливовоздушной смеси. В результате сгорание топливовоздушной смеси будет неполным, увеличится непроизводительный расход топлива и токсичность выхлопных газов, снизится мощность двигателя и его КПД.

Выполнение форкамеры 6 в форме полусферы или конуса с основанием, диаметр которого равен диаметру цилиндрической камеры сгорания 5, обеспечивает плавные очертания внутренней поверхности форкамеры 6 и камеры сгорания 5, что практически исключает возможность образования застойных зон в объемах форкамеры 6 и камеры сгорания 5. Это также предупреждает расслоение топливовоздушной смеси и, способствуя более полному сгоранию топлива, повышает мощность двигателя, его КПД и стабильность работы, снижает токсичность выхлопных газов.

В предлагаемом двигателе в канале 11 подачи воздуха установлена дроссельная заслонка 39, а между ней и устройством 27 подачи топлива в канале 11 установлен датчик 40 массового расхода воздуха, связанный с контроллером 41, который соединен с устройствами 12 и 27 подачи топлива. С помощью этих элементов обеспечивается стабильная работа двигателя на всех режимах. При необходимости изменения мощности двигателя дроссельную заслонку 39 открывают или закрывают, изменяя подачу воздуха через каналы 11 и 15 и обратные клапаны 34 в полость 8 компрессорного цилиндра 13. С помощью датчика 40 определяют изменение расхода воздуха и передают сигнал об этом изменении с датчика 40 на контроллер 41, определяющий необходимое количество топлива, которое нужно подать в канал 11 или 14, чтобы обеспечить постоянство состава топливовоздушной смеси при изменившемся расходе воздуха. Контроллер 41 подает команду на устройства 12 и 27 об изменении количества подаваемого топлива. Таким образом постоянно поддерживают заданное соотношение топлива и воздуха в топливовоздушной смеси, что обеспечивает стабильную работу двигателя на всех режимах.

Предлагаемый двигатель может быть изготовлен с помощью известных и применяемых в технике средств: литья, токарной, фрезерной и других видов механической обработки, а также укомплектован известными устройствами, применяющимися в двигателестроении. Например, в качестве устройств 12 и 27 для подачи топлива могут быть применены форсунки, в качестве датчика 40 массового расхода воздуха — известные расходомеры. Подтверждением возможности изготовления предлагаемого двигателя может служить опытный образец, изготовленный заявителем для испытаний.

Опытный образец предлагаемого двигателя был испытан в сравнении с двигателем по прототипу. При испытаниях двигатель работал в двухтактном режиме на бензине АИ 95 производства Башнефть при степени сжатия =14. В двигателе по прототипу форкамера и камера сгорания имели цилиндрическую форму и объемы соответственно 5 и 36 мл. Предлагаемый двигатель имел цилиндрическую камеру сгорания 5 объемом 34 мл и форкамеру 6 в форме полусферы объемом 10 мл.

Испытания проводили на прогретых двигателях при частоте вращения коленчатого вала n=1000 об/мин. В процессе испытаний определяли газоанализатором «Инфракар М» состав выхлопных газов. Результаты испытаний показали (см. таблицу), что в выхлопных газах предлагаемого двигателя по сравнению с прототипом содержание СО уменьшилось в 2,3 раза, СН — в 4,13 раза, O2 — в 1,04 раза, а содержание CO2 увеличилось в 1,04 раза. Коэффициент избытка воздуха в топливовоздушной смеси составил в предлагаемом двигателе 2,9 против 2,3 в двигателе по прототипу.

Федеральная служба по надзору
в сфере защиты прав потребителей
и благополучия человека

Телефон: 8 (383) 363-47-10 336-60-10
Факс: 8 (383) 336-74-09
E-mail: vector@vector.nsc.ru

Адрес: 630559, р.п.Кольцово,
Новосибирская область, Россия

© 2003-2019 ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Все права защищены.

двигатель внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателестроению и может быть осуществлено при производстве и эксплуатации двигателей с системой впрыска топливовоздушной смеси в рабочий цилиндр двигателя. Рабочий цилиндр с поршнем, форкамера со свечой зажигания и камера сгорания соединены с нагнетателем топливовоздушной смеси в виде компрессорного цилиндра с поршнем. Каналы подачи топлива и воздуха расположены вверху компрессорного цилиндра выше верхней мертвой точки его поршня и снабжены обратными клапанами. Каналы подачи топливовоздушной смеси в камеру сгорания и в форкамеру выполнены в виде трубки, разделенной вдоль ее оси перегородкой, или в виде двух трубок, установленных параллельно друг другу, расположены в полости с охлаждающей жидкостью и снабжены нагревателем. В зоне расположения этих каналов установлен датчик температуры, соединенный с блоком питания нагревателя. Канал подачи топливовоздушной смеси в форкамеру снабжен регулировочным механизмом с приводом, связанным с датчиком числа оборотов коленчатого вала двигателя или с устройством для подачи топлива. Камера сгорания имеет цилиндрическую форму. Проекции осей участков каналов, входящих в камеру сгорания и в форкамеру, на плоскость продольного сечения рабочего цилиндра перпендикулярны его оси. Изобретение обеспечивает повышение стабильности работы двигателя и его мощности, уменьшение расхода топлива путем гомогенизации топливовоздушной смеси. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Рисунки к патенту РФ 2278985

Изобретение относится к двигателестроению и может быть осуществлено при производстве и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания с системой впрыска топливовоздушной смеси в рабочий цилиндр двигателя.

Известен двигатель внутреннего сгорания (патент РФ №22290029 от 25.11.2002 г., МКИ F 02 B 33/22). Этот двигатель содержит рабочий цилиндр с рабочим поршнем, кинематически связанным с валом двигателя, и изготовленный в едином блоке с рабочим цилиндром компрессорный цилиндр. В компрессорном цилиндре размещена гильза с впускными окнами, сообщенными с впускным каналом. Компрессорный цилиндр сообщен с рабочим цилиндром соединительным каналом через клапан отсечки, размещенный над гильзой соосно компрессорному цилиндру и выполненный в виде стакана с пружиной и седлом, которое образовано верхним торцом гильзы. Внутри гильзы установлен компрессорный поршень, кинематически связанный с рабочим поршнем. Клапан отсечки обращен дном к компрессорному поршню. Кинематическая связь рабочего и компрессорного поршней осуществлена с помощью механизмов, на штоках которых закреплены рабочий и компрессорный поршни. Компрессорный поршень установлен относительно рабочего поршня с возможностью опережения по фазе на 40. 80° поворота вала двигателя. Объем полости гильзы внутри компрессорного цилиндра составляет 5. 30% рабочего объема рабочего цилиндра. Внутри компрессорного цилиндра, в его средней части, выполнена кольцевая выточка, соединенная с впускным каналом. Окна в гильзе расположены по ее окружности против выточки в компрессорном цилиндре. На впускном канале установлено сообщающееся с ним устройство для подачи жидкого или газообразного топлива. В качестве механизмов, с помощью которых осуществлена кинематическая связь рабочего поршня с валом двигателя и с компрессорным поршнем, применены кривошипно-ползунные или бесшатунные механизмы. Свеча установлена соосно рабочему цилиндру. Соединительный канал расположен в верхней части компрессорного цилиндра. Проекция оси соединительного канала на плоскость продольного сечения рабочего и компрессорного цилиндров расположена под углом 20. 60° по отношению к продольной оси рабочего цилиндра. Вершина этого угла направлена в сторону головки рабочего цилиндра. Проекция оси соединительного канала на плоскость поперечного сечения цилиндров расположена под углом 15. 40° к оси поперечного сечения рабочего цилиндра, пресекающейся с продольной осью компрессорного цилиндра.

Читайте так же:  Пособие по потере кормильца в беларуси сумма

Под рабочим поршнем в рабочем цилиндре установлена диафрагма, снабженная в центральной части уплотнением, через которое пропущен шток механизма, с помощью которого осуществлена кинематическая связь рабочего поршня с валом двигателя. Наружный контур поверхности диафрагмы выполнен соответствующим внутреннему контуру поверхности рабочего поршня, а выпускной канал расположен выше диафрагмы. Надпоршневое пространство соединено продувочными каналами с подпоршневым пространством. Устройство для подачи жидкого или газообразного топлива выполнено в виде форсунки.

Такая конструкция двигателя позволяет повысить мощность и устойчивость его работы. Однако при работе этого двигателя топливовоздушная смесь, проходя от компрессорного цилиндра через соединительные каналы в камеру сгорания, охлаждается, что может привести к возникновению в составе топливовоздушной смеси капельной фазы. Это нарушит гомогенность смеси и приведет к обеднению паровой фазы, что уменьшит мощность, ухудшит стабильность работы двигателя и повысит расход топлива.

Известен также двигатель внутреннего сгорания, защищенный патентом РФ №2230202 от 08.01. 2003 г., МКИ 7 F 02 B 19/10, который принят за прототип. Двигатель содержит цилиндр с поршнем, нагнетатель топливовоздушной смеси и головку цилиндра, в которой расположена сферическая или коническая камера сгорания и цилиндрическая форкамера. Камера сгорания и форкамера соединены с нагнетателем смеси одним или несколькими каналами. Проекции участков осей каналов, входящих в камеру сгорания и в форкамеру, на плоскость продольного сечения рабочего цилиндра расположены под углами соответственно 90. 20 и 90. 140° по отношению к оси рабочего цилиндра. Входы каналов расположены тангенциально к поверхностям камер. Каналы камеры сгорания направлены навстречу каналам форкамеры. Это позволяет повысить мощность двигателя и снизить токсичность отработанных газов за счет применения бедной топливовоздушной смеси.

Однако при работе двигателя по прототипу топливовоздушная смесь, проходя по каналам от нагнетателя до форкамеры и камеры сгорания, также может охлаждаться, что приведет к образованию в составе топливовоздушной смеси жидкой капельной фазы, обедняя смесь топливом сверх допустимого предела. Кроме того, часть топливовоздушной смеси, скользя по стенкам камеры сгорания под действием вертикальной составляющей центробежных сил, может преждевременно выбрасываться в надпоршневое пространство, обедняя остающуюся в камере сгорания смесь. В результате нарушится стабильность работы двигателя, снизится его мощность и повысится расход топлива.

Технический результат изобретения: повышение стабильности работы двигателя и его мощности и уменьшение расхода топлива путем гомогенизации топливовоздушной смеси.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагаемый двигатель содержит рабочий цилиндр с поршнем, кинематически связанным с коленчатым валом, головку цилиндра, в которой расположены камера сгорания и снабженная свечой зажигания форкамера. Камера сгорания и форкамера соединены с нагнетателем топливовоздушной смеси, который выполнен в виде компрессорного цилиндра с поршнем и снабжен устройством для подачи топлива и каналами подачи топлива и воздуха. В отличие от прототипа канал подачи топлива и установленное в нем устройство для подачи топлива, а также канал подачи воздуха расположены в верхней части компрессорного цилиндра выше верхней мертвой точки компрессорного поршня. На выходе каналов подачи воздуха и топлива в компрессорный цилиндр установлены обратные клапаны. Каналы подачи топливовоздушной смеси в рабочий цилиндр выполнены в виде трубки, разделенной вдоль ее оси перегородкой или в виде двух трубок, установленных параллельно друг другу, расположены под крышкой, закрывающей рабочий и компрессорный цилиндры в полости, заполненной охлаждающей жидкостью, и снабжены нагревателем с блоком его питания. В зоне расположения каналов подачи топливовоздушной смеси установлен датчик температуры охлаждающей жидкости, соединенный с блоком питания нагревателя. Камера сгорания имеет цилиндрическую форму. Проекции осей участков каналов, входящих в камеру сгорания и в форкамеру, на плоскость продольного сечения рабочего цилиндра перпендикулярны оси рабочего цилиндра.

Канал подачи топливовоздушной смеси в форкамеру снабжен регулировочным механизмом. Привод этого механизма связан с датчиком числа оборотов коленчатого вала двигателя или с устройством для подачи топлива.

Такая совокупность признаков двигателя в отличие от прототипа обеспечивает возможность подачи топлива в компрессорный цилиндр в пределах от 0 до 360° хода компрессорного поршня, что расширяет возможности регулирования мощность двигателя. Подготовленная в компрессорном цилиндре и нагретая при сжатии топливовоздушная смесь, проходя по каналу в камеру сгорания и форкамеру рабочего цилиндра, не охлаждается. Это исключает образование жидкой фазы в составе топливовоздушной смеси, что повышает устойчивость работы двигателя. Предлагаемая форма камеры сгорания и расположение каналов, входящих в камеру сгорания и в форкамеру, предотвращают возможность преждевременного срыва потока топливовоздушной смеси в надпоршневое пространство рабочего цилиндра, что также повышает устойчивость работы двигателя и уменьшает расход топлива.

Наличие регулировочного механизма в канале подачи топливовоздушной смеси в форкамеру и его связь с датчиком числа оборотов или с устройством для подачи топлива позволяет изменять количество смеси, подаваемой в форкамеру в зависимости от количества топлива в топливовоздушной смеси. Это при увеличении мощности двигателя позволит уменьшать количество богатой топливовоздушной смеси в форкамере и предупредит возможность избытка топлива в зоне электродов свечи зажигания. В результате повысится устойчивость работы двигателя при большой его мощности.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показана конструктивная схема предлагаемого двигателя, на фиг.2 — разрез по А-А на фиг.1, на фиг.3 — разрез по В-В на фиг.2, а на фиг 4 — разрез по С-С на фиг 1.

Предлагаемый двигатель содержит рабочий цилиндр 1 с рабочим поршнем 2, который через шток 3 кинематически связан с коленчатым валом. В головке 4 рабочего цилиндра 1 расположены камера сгорания 5, имеющая цилиндрическую форму, и форкамера 6, снабженная свечой зажигания 7. Камера сгорания 5 и форкамера 6 соединены с нагнетателем топливовоздушной смеси каналами 9, 10, 22, а также каналами 39 и 38, расположенными в трубке 26, разделенной перегородкой 25, через обратные клапаны 23, установленные в корпусе 24. Каналы 39 и 38 могут быть выполнены также в виде отдельных трубок, установленных параллельно друг другу. Такое выполнение каналов 39 и 38 может оказаться целесообразным при изготовлении двигателя небольшой мощности, когда перегородку 25 трудно выполнить в трубке малого диаметра.

Нагнетатель топливовоздушной смеси выполнен в виде компрессорного цилиндра 17 с поршнем 19 и штоком 32, кинематически связанным со штоком 3 рабочего цилиндра 1. В крышке 33 компрессорного цилиндра 17 установлен клапан отсечки 21 с пружиной 20, прижатой к крышке 33 пластиной 18. Кроме того, в крышке 33 выполнен канал 14 для подачи топлива и один или несколько каналов 15 для подачи воздуха, которые через каналы 13 и 11, выполненные соответственно в корпусе 17 компрессорного цилиндра и в корпусе двигателя 16, соединены с атмосферой. На входе канала 14 установлено устройство 12 для подачи топлива, в качестве которого может быть использована форсунка.

Размещение каналов 14 и 15 в крышке 33 предопределяет выход этих каналов в полость 8 компрессорного цилиндра 17 выше верхней мертвой точки компрессорного поршня 19. На выходах каналов 15 в полость 8 компрессорного цилиндра 17 установлены обратные клапаны 34, которые могут быть, например, лепестковыми и могут крепиться к торцу компрессорного цилиндра 17 винтами 35.

Трубка 26, содержащая каналы 39 и 38 подачи топливовоздушной смеси в камеру сгорания 5 и форкамеру 6, расположена в полости, заполненной охлаждающей жидкостью под крышкой 31, закрывающей рабочий 1 и компрессорный 17 цилиндры и закрепленной на корпусе 16 двигателя. Трубка 26 снабжена нагревателем 27 (например, электрическим), который соединен с блоком 30 его питания проводами 29. В зоне расположения трубки 26 с каналами 39 и 38 установлен датчик 28 температуры охлаждающей жидкости, соединенный с блоком 30 питания нагревателя 27.

Проекции участков осей каналов 9 и 10, входящих соответственно в форкамеру 6 и в камеру сгорания 5, на плоскость продольного сечения рабочего цилиндра 1 расположены перпендикулярно оси рабочего цилиндра 1 (углы а=b=90°).

Канал 38 подачи топливовоздушной смеси в форкамеру 6 снабжен регулировочным механизмом 36. Привод 37 механизма 36 связан с датчиком числа оборотов коленчатого вала двигателя или с устройством 12 для подачи топлива.

Размещение канала 14 с устройством 12 для подачи топлива и каналов 15 для подачи воздуха в крышке 33 предопределяет выход этих каналов в полость 8 компрессорного цилиндра 17 в верхней части этой полости выше верхней мертвой точки (ВМТ) компрессорного поршня 19. Это в отличие от прототипа увеличивает время, в течение которого возможна подача топлива в полость 8 компрессорного цилиндра 17. Подача топлива может быть осуществлена в любой фазе движения поршня 19 компрессорного цилиндра 17 от 0 до 360°. Это исключает возможность преждевременного прекращения подачи топлива при открытом устройстве 12 (например, форсунке) вследствие перекрытия канала 14 поршнем 19 при его движении к ВМТ, как это могло происходить в двигателе по прототипу, что ограничивало возможность увеличения мощности двигателя. В предлагаемом двигателе расположение канала 14 выше ВМТ компрессорного поршня 19 позволяет производить впрыск топлива в полость 8 компрессорного цилиндра 17 при любом положении поршня 19. В результате расширяется возможность увеличения мощности двигателя.

Расположение каналов 15 подачи воздуха в крышке 33 компрессорного цилиндра 17 увеличивает наполнение полости 8 компрессорного цилиндра 17 воздухом, поскольку при этом подача воздуха обеспечивается в течение всего времени движения компрессорного поршня от ВМТ к нижней мертвой точке (НМТ). При обратном ходе поршня 19 от НМТ к ВМТ выходы каналов 15 перекрываются клапанами 34, происходит сжатие топливовоздушной смеси. При ходе поршня 19 от ВМТ к НМТ над поршнем 19 создается разрежение, клапаны 34 открываются и через каналы 15, 13 и 11 из атмосферы в полость 8 засасывается чистый воздух в течение времени, соответствующего 180° хода поршня 19. Одновременно с началом подачи воздуха в полость 8 компрессорного цилиндра 17 через канал 14 с помощью устройства 12 начинает впрыскиваться топливо. Это обеспечивает более полное перемешивание топлива с воздухом, которое начинается до начала сжатия топливовоздушной смеси. В результате обеспечивается повышение качества топливовоздушной смеси, которая становится более однородной. Повышается стабильность работы двигателя, снижается непроизводительный расход топлива и увеличивается мощность двигателя вследствие более полного последующего сгорания топливовоздушной смеси в рабочем цилиндре 1 предлагаемого двигателя.

При ходе компрессорного поршня 19 от НМТ к ВМТ топливо воздушная смесь сжимается, вследствие чего она нагревается до 300. 400°. Топливо испаряется, что обеспечивает однофазный газовый состав всей топливовоздушной смеси. Однако в двигателе по прототипу при выходе из компрессорного цилиндра 17 сжатая топливовоздушная смесь, поступая через каналы 39 и 38 в камеру сгорания 5 и форкамеру 6, охлаждается и ее температура снижается. Кроме того, впрыск топливовоздушной смеси в камеру сгорания 5 и в форкамеру 6 должен производиться при давлении в рабочем цилиндре 1, равном или меньшем давления в компрессорном цилиндре 17. В последнем случае в каналах 38, 39, 22, 9, 10, в камере сгорания 5 и в форкамере 6 произойдет расширение топливовоздушной смеси, что также приведет к уменьшению ее температуры. В результате часть топлива в составе топливовоздушной смеси конденсируется, выделившись в виде жидкой капельной фазы. Это резко нарушит стабильность работы двигателя, понизит его мощность и увеличит расход топлива — станут возможными пропуски поджигания топливовоздушной смеси. Этот недостаток в предлагаемой конструкции двигателя устранен тем, что каналы 39 и 38 выполнены в виде трубки 26, разделенной перегородкой 25. Трубка 26 снабжена нагревателем 27 и расположена в полости, заполненной охлаждающей жидкостью под крышкой 31, закрывающей рабочий 1 и компрессорный 17 цилиндры. Топливовоздушная смесь, проходя через каналы 39 и 38, нагревается с помощью нагревателя 27 до температуры, несколько превышающей температуру испарения топлива. Это предупреждает конденсацию топлива в камере сгорания 5 и в форкамере 6. Одновременно с топливовоздушной смесью от нагревателя 27 нагревается окружающая трубку 26 охлаждающая жидкость. Поэтому датчик 28, измеряющий температуру охлаждающей жидкости, установлен в зоне расположения трубки 26 с каналами 39 и 38. Датчик 28 подает команду на блок питания 30 нагревателя 27, который в соответствии с этой командой регулирует мощность, подаваемую на нагреватель 27. В начале работы двигателя, когда охлаждающая жидкость еще не нагрелась от выделяемого двигателем тепла, мощность, отдаваемая блоком питания 30 нагревателю 27, максимальна, затем, по мере нагрева охлаждающей жидкости, мощность уменьшается. В результате в камеру сгорания 5 и в форкамеру 6 в течение всего времени работы двигателя поступает топливовоздушная смесь, температура которой несколько выше температуры испарения топлива. Это исключает возможность конденсации топлива в составе топливовоздушной смеси, что также повысит стабильность работы двигателя, увеличит его мощность и снизит расход топлива. При этом уменьшится токсичность отработанных газов: в их составе не будет частиц несгоревшего топлива.

Читайте так же:  Налоговая декларация расчет 2019

Придание камере сгорания 5 цилиндрической формы позволяет полнее удерживать в пределах ее объема закрученный поток топливовоздушной смеси, поступающий из тангенциально расположенного канала 10. При сферической или конической форме камеры сгорания 6, предусмотренной прототипом, возникает вертикальная составляющая центробежной силы, действующей на тангенциально закрученный поток топливовоздушной смеси. Вертикальная составляющая стремится выбросить часть потока топливовоздушной смеси из камеры сгорания 5 в рабочий цилиндр 1. Это приводит к чрезмерному обеднению топливовоздушной смеси, что вызывает пропуски ее поджигания. Снижается стабильность работы двигателя, уменьшается его мощность, увеличивается расход топлива. Принятая в предлагаемом двигателе цилиндрическая форма камеры сгорания 5 устраняет этот недостаток, поскольку в этом случае вертикальная составляющая центробежной силы практически отсутствует.

Расположение проекций осей участков каналов 9 и 10, входящих соответственно в форкамеру 6 и в камеру сгорания 5, на плоскость продольного сечения рабочего цилиндра 1 перпендикулярно оси рабочего цилиндра 1 также способствует уменьшению возможности срыва потока топливовоздушной смеси из форкамеры 6 и камеры сгорания 5 в рабочий цилиндр 1. При любом другом значении величины углов а и b, отличном от 90°, возникнут искажения формы закрученных потоков топливовоздушной смеси, что приведет к увеличению вертикальных составляющих центробежных сил, повысит вероятность срыва потока топливовоздушной смеси и, следовательно, понизит стабильность работы двигателя и его мощность, увеличит непроизводительный расход топлива. Расположение каналов 9 и 10, при котором а=b=90°, устраняет этот недостаток.

Наличие регулировочного механизма 36 с приводом 37 позволяет изменять величину проходного сечения канала 38 подачи топливовоздушной смеси в форкамеру 6. Связь привода 37 механизма 36с датчиком числа оборотов коленчатого вала двигателя или с устройством 12 для подачи топлива позволяет уменьшать или увеличивать проходное сечение канала 38 в зависимости от длительности импульса подачи топлива устройством 12 или от числа оборотов коленчатого вала двигателя. Это позволит регулировать количество топливовоздушной смеси, подаваемой через канал 38 в форкамеру 6. При необходимости увеличить мощность двигателя увеличивают длительность импульса подачи топлива устройством 12. Топливовоздушная смесь становится богаче. Подача богатой смеси в форкамеру 6 может вызвать избыток топлива в зоне электродов свечи зажигания 7. Это приведет к нарушению стабильности работы двигателя: чрезмерно богатая смесь в ядре вихря может не загораться, на электродах свечи 7 может осаживаться жидкое топливо.

Уменьшение проходного сечения канала 38 с помощью механизма 36 уменьшит количество топливовоздушной смеси в форкамере 6, что обеднит ее в объеме форкамеры. Это исключит возможность пропусков поджигания топливовоздушной смеси и повысит стабильность работы двигателя.

Предлагаемый двигатель работает следующим образом.

После начала движения компрессорного поршня 19 от ВМТ через устройство 12 и канал 14 в полость 8 компрессорного цилиндра 17 подают топливо. При движении поршня 19 вниз над ним создастся разряжение, клапаны 34 под действием разности давлений откроются и в полость 8 поступит через каналы 11, 13 и 15 чистый воздух из атмосферы. Внутри полости 8 образуется топливовоздушная смесь, которая в результате движения поршня 19 к НМТ интенсивно перемешивается. После достижения НМТ компрессорный поршень 19 начнет движение вверх к ВМТ, поскольку через штоки 32 и 3 он кинематически связан с рабочим поршнем 2. Начнется сжатие топливовоздушной смеси. При достижении в полости 8 компрессорного цилиндра 17 давления, на которое тарирована пружина 20, клапан отсечки 21 поднимется вверх и откроет вход в каналы 38 и 39. Топливовоздушная смесь, проходя через каналы 38 и 39, расположенные внутри трубки 26, подогревается нагревателем 27. Температура подогрева контролируется датчиком 28, который измеряет температуру охлаждающей двигатель жидкости в зоне расположения трубки 26 и подает команду на блок питания 30, который регулирует мощность, потребляемую нагревателем 27. Это обеспечивает возможность поддержания температуры топливовоздушной смеси несколько большей, чем температура испарения топлива, компенсируя дополнительным нагревом охлаждение топливовоздушной смеси.

Через каналы 38 и 39, лепестковые обратные клапаны 23, каналы 22, 9 и 10 топливовоздушная смесь впрыскивается в форкамеру 6 и в камеру сгорания 5 рабочего цилиндра 1. Каналы 9 и 10 расположены тангенциально внутренней цилиндрической поверхности соответственно форкамеры 6 и камеры сгорания 5. Вследствие этого струя топливовоздушной смеси в форкамере 6 завихряется и пары топлива концентрируются в середине верхней части форкамеры 6, в зоне электродов свечи зажигания 7. Происходит расслоение смеси, смесь в этой зоне становится богатой. Топливовоздушная смесь, поступающая из канала 10 в камеру сгорания 5, завихряясь, создает завесу, препятствующую рассредоточению топливовоздушной смеси, впрыснутой в камеру сгорания 6.

Поскольку каналы 9 и 10 расположены так, что проекции их осей на плоскость продольного сечения рабочего цилиндра 1 перпендикулярны его оси, а камера сгорания выполнена цилиндрической, возможность срыва потока топливовоздушной смеси в рабочий цилиндр 1 минимальна.

После подачи напряжения на электрод свечи 7 богатое топливом ядро топливовоздушной смеси в форкамере 6 воспламенится и подожжет относительно бедную смесь в камере сгорания 5. Начнется рабочий ход поршня 2. Топливовоздушная смесь при этом будет сгорать практически полностью. Это позволит стабилизировать работу двигателя, увеличить его мощность, а также сократить расход топлива и уменьшить токсичность выхлопных газов.

При необходимости повысить мощность двигателя увеличится длительность импульса подачи топлива устройством 12. Топливовоздушная смесь в полости 8 компрессорного цилиндра 17 обогатится. Сигнал об увеличении длительности импульса поступит на привод 37 регулировочного механизма 36, который уменьшит проходное сечение канала 38. Это уменьшит количество богатой топливовоздушной смеси, поступающей в форкамеру 6, что повысит стабильность работы двигателя, исключив возможность пропусков поджигания смеси в форкамере 6. При увеличении импульса подачи топлива и обогащении топливовоздушной смеси пропорционально увеличится число оборотов коленчатого вала двигателя. Поэтому с тем же результатом для осуществления обратной связи между длительностью импульса подачи топлива и количеством топливовоздушной смеси, поступающей в форкамеру 6, может быть использован сигнал от датчика числа оборотов коленчатого вала двигателя.

Все детали предлагаемого двигателя легко изготовить из известных и применяющихся в двигателестроении материалов с помощью известного литейного и металлорежущего оборудования. Трубку 26, содержащую каналы 38 и 39, разделенные перегородкой 25, можно изготовить из стальной, алюминиевой или медной трубы. В качестве нагревателя 27 можно использовать любой известный нагреватель, например, навить на трубку 26 спираль из нихрома, а в качестве блока питания 30 использовать источник электрического тока с реостатом, снабженным электромеханическим приводом, изменяющим в зависимости от сигнала датчика 28 напряжение, подаваемое на спираль нагревателя 27. Датчиком 28 может служить, например, термопара или тарированная на заданную температуру биметаллическая пластина с контактом.

Регулировочный механизм 26 может быть выполнен, например, в виде винта, как это показано на фиг.1, или штока. Входя в канал 38 через отверстие с уплотнителем, выполненное в стенке трубки 26, винт (или шток) будет изменять проходное сечение этого канала, которое будет зависеть от высоты поднятия этого винта или штока приводом 37. Привод 37 регулировочного механизма 36 может быть, например, электромеханическим, поворачивающим винт или электромагнитным, поднимающим шток механизма 36. Такие механизмы и приводы широко известны и применяются в технике.

Таким образом, предлагаемый двигатель обеспечивает технический эффект, заключающийся в повышении стабильности работы, увеличении мощности двигателя и уменьшении расхода топлива, а также снижении токсичности отработанных газов путем гомогенизации топливовоздушной смеси. Двигатель может быть изготовлен с помощью известных в технике средств и материалов. Следовательно, предлагаемый двигатель обладает промышленной применимостью.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий рабочий цилиндр с поршнем, кинематически связанным с коленчатым валом, головку цилиндра со снабженной свечой зажигания форкамерой и камерой сгорания, которые через обратные клапаны соединены каналами с нагнетателем топливовоздушной смеси, выполненным в виде компрессорного цилиндра с поршнем и снабженного устройством для подачи топлива и каналами подачи топлива и воздуха, отличающийся тем, что канал подачи топлива и установленное в нем устройство для подачи топлива, а также каналы подачи воздуха расположены в верхней части компрессорного цилиндра выше верхней мертвой точки компрессорного поршня, а на выходе каналов подачи воздуха в компрессорный цилиндр установлены обратные клапаны.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что каналы подачи топливовоздушной смеси в рабочий цилиндр выполнены в виде трубки, разделенной вдоль ее оси перегородкой или в виде двух трубок, установленных параллельно друг другу, расположены в полости крышки, закрывающей рабочий и компрессорный цилиндры, заполненной охлаждающей жидкостью, и снабжены нагревателем и блоком его питания, а в зоне расположения каналов подачи топливовоздушной смеси установлен датчик температуры охлаждающей жидкости, который соединен с блоком питания нагревателя.

3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что камера сгорания имеет цилиндрическую форму, а проекции осей участков каналов, входящих в камеру сгорания и в форкамеру, на плоскость продольного сечения рабочего цилиндра перпендикулярны оси рабочего цилиндра.

4. Двигатель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что канал подачи топливовоздушной смеси в форкамеру снабжен регулировочным механизмом с приводом, который связан с устройством для подачи топлива или с датчиком числа оборотов коленчатого вала двигателя.