Изобретение относится к двигателестроению, в частности к многотопливным двигателям. Изобретение позволяет повысить мощность многотопливного дизельного двигателя. Многотопливный дизельный двигатель повышенной мощности содержит блок цилиндров с картером, газораспределительный механизм, кинематически связанный с кривошипно-шатунным механизмом, систему воздухоподготовки с регенератором, воздушный циклон, связанный с системой выпуска, системы питания, охлаждения, смазки, запуска и управления. Заявляемый двигатель объединяет в себе основной двухтактный и дополнительный двухтактный двигатели. Цилиндр каждого из этих двигателей содержит два впускных канала, размещенных симметрично один над другим на некотором расстоянии друг от друга, входные отверстия которых соединены с нагнетателем воздуха. Соосно нижнему впускному каналу на противоположной стороне цилиндра выполнен выпускной канал, выходное отверстие которого через глушитель связано о атмосферой. В нижней части цилиндра установлен упор в форме закругленной спереди пластины. В средней части цилиндра выполнено отверстие, в которое вставлен стопор в форме цилиндрического стержня, нагруженного пружиной. В средней части цилиндра установлена также форсунка дополнительного двигателя, соединенная с выходным штуцером дополнительного насоса высокого давления, подключенного к напорной и сливной магистралям топливной системы. Кроме того, в цилиндр вставлен наружный поршень с элементами уплотнения, выполненный в форме перевернутого стакана и закрытого в нижней части крышкой в форме кольца с пазом, имеющего в средней части впускное и выпускное окна, в верхней части отверстие для стопора и в донной части Г-образный канал, один конец которого открывается внутрь поршня, а другой выходит на его боковую поверхность. На нижней части поршня выполнено отверстие, соединенное с продольным пазом, кроме того, внутрь наружного поршня вставлен внутренний поршень с элементами уплотнения, соединенный шатуном с кривошипом коленчатого вала и имеющий в средней части поперечный канал, в который вставлен круглый цилиндрический стопор, нагруженный пружиной и взаимодействующий с отверстием, соединенным с продольным пазом наружного поршня. Между внутренней поверхностью дна наружного поршня, его боковыми стенками и днищем внутреннего поршня образована камера сгорания дополнительного двигателя, которая через Г-образный канал наружного поршня и наклонный канал цилиндра соединена с форсункой дополнительного двигателя. Цилиндр закрыт крышкой, имеющей выпускной канал с выпускным клапаном. Выпускной канал через распределительный кран соединен с воздушным циклоном и глушителем, а выпускной клапан кинематически связан с распределительным валом. Днище наружного поршня, стенки и крышка цилиндра образуют камеру сгорания основного двигателя и на последней закреплена форсунка. Форсунка соединена с выходным штуцером основного насоса высокого давления, подключенного к напорной и сливной магистралям топливной системы. Рубашка охлаждения воздушного циклона посредством трубопроводов соединена с регенератором нагнетателя воздуха. 1 з.п. ф-лы, 16 ил. 
Настоящее изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве теплового двигателя.
Известен двухтактный дизельный двигатель 37Д, содержащий блок цилиндров с картером, закрытый крышкой, в отверстиях которой установлены форсунки, кривошипный механизм, газораспределительный механизм, воздушный нагнетатель, насос высокого давления, выходные штуцеры которого посредством трубопроводов соединены с форсунками, системы питания, охлаждения, смазки и запуска, пост управления /С.И.Прасолов, М.Б.Амитин, Устройство подводных лодок. Военное издательство Министерства обороны СССР, М., 1973, с.254-242/.
Недостатками известного дизельного двигателя являются недостаточная мощность, большие тепловые потери, большой расход органического топлива, значительный шум, загрязнение окружающей среды выхлопными газами.
Указанные недостатки обусловлены конструкцией двигателя.
Известен также тепловой двигатель, содержащий блок цилиндров с картером, закрытый крышкой, в отверстия которой вставлены форсунки, кривошипно-шатунный механизм, воздушный регенератор, воздушный нагнетатель, который через воздушный регенератор соединен с впускными окнами цилиндров, воздушный циклон, который через регенератор и охладитель соединен а атмосферой и накопительным баком, системы питания, охлаждения, смазки и запуска, механизм управления. Рабочее тело двигателя - легкокипящая жидкость /Патент РФ №2151048, кл. F 02 В 45/12, опубл. 27.05.99. Бюл. №15/.
Известный тепловой двигатель по патенту РФ №2151048, как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому полезному результату, принят за прототип.
Недостатком известного теплового двигателя, принятого за прототип, является недостаточная мощность.
Указанный недостаток обусловлен небольшой степенью сжатия воздуха и его низкой температурой в цилиндре и конструкцией самого двигателя.
Целью настоящего изобретения является повышение мощности дизельного двигателя.
Указанная цель обеспечивается тем, что согласно изобретению блок цилиндров с поршнями заменены блоком цилиндров, каждый из которых содержит два впускных канала, размещенных симметрично один над другим, на некотором расстоянии друг от друга, входные отверстия которых соединены с нагнетателем воздуха, причем соосно нижнему впускному каналу на противоположной стороне цилиндра выполнен выпускной канал, выходное отверстие которого через глушитель связано с атмосферой, причем в нижней части цилиндра установлен упор в форме закругленной спереди пластины, а в средней части цилиндра выполнено отверстие, в которое вставлен стопор в форме цилиндрического стержня, нагруженного пружиной, в средней части цилиндра установлена также форсунка дополнительного двигателя, причем блок цилиндров закрыт крышкой, имеющей выпускные каналы с выпускными клапанами, при этом выпускной канал через распределительный кран соединен с воздушным циклоном и глушителем, а каждый выпускной клапан кинематически связан с распределительным валом, причем рубашка охлаждения воздушного циклона посредством трубопроводов соединена с регенератором нагнетателя воздуха, кроме того, в отверстиях крышки блока цилиндров установлены форсунки, соединенные трубопроводами с выходными штуцерами насоса высокого давления, подключенного к напорной и сливной магистралям топливной системы наружными поршнями с элементами уплотнения, вставленными в цилиндры, каждый из которых выполнен в форме перевернутого стакана и закрытого в нижней части крышкой в форме кольца с пазом, имеющего в средней части впускное и выпускное окна, в верхней части отверстие для стопора и в донной части Г-образный канал, один конец которого открывается внутрь наружного поршня, а другой выходит на его боковую поверхность, кроме того, на нижней части наружного поршня выполнено отверстие, соединенное с продольным пазом, причем крышка, стенки цилиндра и донная часть наружного поршня образуют камеру сгорания основного двигателя, внутренними поршнями с элементами уплотнения, каждый из которых вставлен внутрь наружного поршня, имеет в передней части поперечный канал, в который вставлен круглый цилиндрический стопор, нагруженный пружиной и взаимодействующий с отверстием, соединенным с пазом наружного поршня и соединенного посредством шатуна с кривошипом коленчатого вала, причем между днищем внутреннего поршня, днищем наружного поршня и его стенками образована камера сгорания дополнительного двигателя, которая через Г-образный канал наружного поршня и наклонный канал цилиндра соединена в форсункой дополнительного двигателя, дополнительным насосом высокого давления, выходные штуцеры которого посредством трубопроводов соединены с форсунками дополнительного двигателя, и подключенного к напорной и сливной магистралям топливной системы, причем рабочим телом дополнительного двигателя является дизельное топливо, а рабочим телом основного двигателя является дизельное топливо, или дистиллированная вода, или легкокипящая жидкость.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид дизельного двигателя, на фиг.2 - вид на дизельный двигатель сверху, на фиг.3 - общая схема дизельного двигателя, на фиг.4 - устройство воздушного циклона, на фиг.5 - устройство внутреннего поршня, на фиг.6 - вид на внутренний поршень сверху, на фиг.7 - общий вид наружного поршня с частичным разрезом, на фиг.8 - вид на наружный поршень справа, на фиг.9 - общий вид крышки наружного поршня, на фиг.10 - кинематическая схема дизельного двигателя, на фиг.11-14 - схема работы дизельного двигателя, на фиг.15 - схема управления дизельным двигателем, на фиг.16 - диаграмма работы дизельного двигателя.
Многотопливный четырехцилиндровый двухтактный двигатель повышенной мощности объединяет в себе основной двухтактный двигатель и дополнительный двухтактный двигатель и содержит блок цилиндров, в котором размещены цилиндры 1, 2, 3, 4, соединенный с картером 5, в подшипниках которого установлен коленчатый вал 6, крышку картера 7. Все цилиндры одинаковы по конструкции. Каждый цилиндр содержит рубашку охлаждения 8, два воздушных впускных канала - верхний 9 и нижний 10, размещенных симметрично один над другим, на некотором расстоянии друг от друга, входные отверстия которых связаны с нагнетателем воздуха 11, имеющим воздушный фильтр 12. Впускной коллектор 13 соединяет впускные каналы цилиндров с воздушным нагнетателем. На противоположной стороне цилиндра соосно с нижним впускным каналом расположен выпускной канал 14, соединенный через выпускной коллектор 15 и глушитель 16 с атмосферой. В нижней части цилиндра установлен упор 17 в форме закругленной впереди пластины. Внутрь цилиндра вставлен наружный поршень 18 с элементами уплотнения, выполненный в форме перевернутого стакана, закрытого снизу крышкой 19 в форме кольца, имеющего прорезь 20. В верхней части наружный поршень имеет Г-образный канал 21, связанный через наклонный канал 22 в стенке цилиндра с форсункой 23 дополнительного двигателя, которая трубопроводом соединена с выходным штуцером дополнительного насоса высокого давления 24, подключенного к напорной и сливной магистралям топливного насоса 25 системы писания, имеющей топливный бак 26. В средней части наружный поршень имеет впускное окно 27 и выпускное окно 28 для впуска воздуха и выпуска отработанных газов из камеры сгорания 29 дополнительного двигателя, образованной внутренней поверхностью днища наружного поршня и его боковыми стенками, а также днищем внутреннего поршня. В низшей части наружного поршня выполнено отверстие 30, через диаметр которого проходит продольный паз 31, в который входит упор, установленный в нижней части цилиндра. В верхней части наружного поршня выполнено отверстие 32, в которое входят стопор 33, установленный в стенке цилиндра и нагруженный пружиной 34. В верхней части цилиндр закрыт крышкой 35, имеющей рубашку охлаждения 36, выпускной канал 37 с выпускным клапаном 38. Выпускной канал через распределительный кран 39 соединен с выпускным коллектором, глушителем и воздушным циклоном 40, выходной патрубок которого через распределительный кран 41 соединен с накопительным баком 42 и атмосферой. Кроме того, в отверстии крышки закреплена форсунка 43 основного двигателя, связанная с камерой сгорания 44, образованной крышкой цилиндра, его стенками и днищем наружного поршня, причем форсунка посредством трубопровода соединена с выходным штуцером основного насоса высокого давления 45, подключенного к напорной и сливной магистралям топливного насоса 46 системы питания, имеющей топливный бак 47. Внутрь наружного поршня вставлен внутренний поршень 48 с элементами уплотнения, имеющий в средней части поперечный канал, в который вставлен круглый цилиндрический стопор 49, нагруженный пружиной 50 и взаимодействующий с отверстием наружного поршня, через диаметр которого проходит продольный паз. Внутренний поршень посредством шатуна 51 соединен с кривошипом 52, коленчатого вала, в передней части которого закреплен маховик 53, зубчатый венец которого взаимодействует с шестерней 54 стартера 55, и шестерня 56 привода топливных насосов и нагнетателя воздуха. В задней части коленчатого вала закреплены шестерни 57, 58 привода водяного 59 и масляного 60 насосов, а также распределительного вала 61, имеющего кулачки 62, которые через штанги 63 открывают выпускные клапаны. В средней части распределительного вала закреплена шестерня 64, которая входит в зацепление с шестерней 65 привода основного и дополнительного насосов высокого давления. Воздушный циклон содержит корпус 66 с рубашкой охлаждения 67, имеющей фланцы 68, 69, которые посредством трубопроводов соединены с регенератором 70, установленным внутри воздушного нагнетателя. В верхней части воздушный циклон содержит впускной канал 71, соединенный со спиральным каналом, образованным спиральными ребрами 72 и выхлопной трубой 73, входное отверстие которой расположено внутри воздушного циклона, а выходное - снаружи. Внизу корпус воздушного циклона заканчивается выпускным патрубком 74. Система управления двигателем содержит ручку управления 75, закрепленную на оси, установленную на подшипниках, на которой также закреплены две шестерни 76, 77 разного диаметра. Зубчатый венец малой зубчатой шестерни входит в зацепление с зубчатой рейкой 78 тяги 79, имеющей на другом конце зубчатую рейку 80, входящую в зацепление с шестерней 81 изменения подачи топлива дополнительным насосом высокого давления. Зубчатый венец большой шестерни входит в зацепление с зубчатой рейкой 82 тяги 83, имевшей на другом конце зубчатую рейку 84, входящую в зацепление с зубчатой шестерней 85 регулирования подачи топлива основного насоса высокого давления. Рабочим телом дополнительного двигателя является дизельное топливо. Рабочим телом основного двигателя является дистиллированная вода или легкокипящая жидкость декафторбутан (С4F 10), перфторгексан (С6F14) или дизельное топливо.
На диаграмме, представленной на фиг.16, цифрами обозначено: 86 - выпуск отработанных газов и впуск воздуха в дополнительном двигателе, 87 - сжатие воздуха в дополнительном двигателе, 88 - впрыск топлива в дополнительном двигателе, 89 - рабочий ход в дополнительном двигателе, 90 - холостой ход в дополнительном двигателе, 91 - выпуск отработанных газов и впуск воздуха в основном двигателе, 92 - сжатие воздуха в основном двигателе, 95 - впрыск топлива в основном двигателе и 94 - рабочий ход в основном двигателе.
Работа многотопливного дизельного двигателя повышенной мощности
Перед запуском двигателя необходимо проверить исправность его систем. Затем повернуть ручку 75 против часовой стрелки. Зубчатый венец малой шестерня 77 войдет в зацепление с зубчатой рейкой 78 тяги 79, которая переместится вправо и посредством зубчатой рейки 80 повернет зубчатую шестерню 81 дополнительного насоса высокого давления 24, установив необходимую величину постоянной подачи топлива. При дальнейшем повороте ручки 75 зубчатый венец малой шестерни 77 выходит из зацепления с зубчатой рейкой 78, а зубчатый венец большой шестерни 76 входит в зацепление с зубчатой рейкой 82. Тяга 83 перемещается вправо и зубчатая рейка 84 поворачивает зубчатую шестерню 85 основного насоса высокого давления 45, устанавливая необходимую величину подачи топлива. Включается стартер 55, зубчатая шестерня 54 входит в зацепление с зубчатым венцом маховика 55 и поворачивает коленчатый вал 6. Двигатель запускается и работает следующим образом. В исходном положении (фиг.3) внутренний поршень 48 находится в нижней мертвой точке. Упор 17 утопил круглый цилиндрический стопор 49 внутрь внутреннего поршня 48, отсоединив его от наружного поршня 18, сжав пружину 50, Наружный поршень 18 также находится в нижней мертвой точке и зафиксирован неподвижно стопором 33, который под действием пружины 34 входит в отверстие 32 наружного поршня 18. Нагнетатель воздуха 11 через воздушный фильтр 12 засасывает из атмосферы воздух и подает его через каналы 9 и 10 в камеру сгорания 29 дополнительного двигателя и в камеру сгорания 44 основного двигателя. При этом выпускной клапан 38 и выпускной канал 14 открыты и воздух через глушитель 16 выходит в атмосферу, вытесняя отработанные газы, Отработанные газы из камеры сгорания 44 могут выходить в зависимости от положения золотника распределительного крана 59 и через воздушный циклон 40. На диаграмме обозначено цифрами 86 и 91. Коленчатый вал 6 вращается в направлении, показанном стрелкой. Внутренний поршень 48 начинает движение вверх, перекрывает впускное окно 27 и выпускное окно 28 наружного поршня 18, сжимая находящийся в нем воздух. На диаграмме обозначено цифрой 87. Степень сжатия 30-40 кг/см2. Температура воздуха повышается до 530-680°С. Как только внутренний поршень 48 достигнет точки, соответствующей повороту коленчатого вала 170 градусов, внутрь камеры сгорания через наклонный канал 22, Г-образный канал 21 дополнительной форсункой 23 впрыскивается дизельное топливо. На диаграмме обозначено цифрой 88, внутренний поршень 48 при этом занимает положение, показанное на фиг.12. От высокой температуры дизельное топливо воспламеняется. Образовавшиеся газы расширяются и нажимают на стопор 33, сжимая пружину 34 и освобождая наружный поршень 18, который под действием газов движется вверх, перекрывает впускной канал 9, выпускной клапан 38 при этом закрыт, и с большой силой сжимает воздух в камере сгорания 44 основного двигателя. На диаграмме обозначено цифрой 92. Степень сжатия 120-130 кг/см 2. Воздух нагревается до температуры 1500-1700°С. Посредством основной форсунки в камеру сгорания 44 впрыскивается топливо. На диаграмме показано цифрой 93. В момент, когда внутренний 48 и наружный 18 поршни находятся в верхней мертвой точке (фиг.13), круглый цилиндрический стопор 49 под действием пружины 50 входит в отверстие 32, соединяя вместе оба поршня. Топливо в камере сгорания 44 воспламеняется и образовавшиеся газы производят давление до 300 кг/см2 при температуре 2500-2900°С на дно наружного поршня 18, заставляя его вместе с внутренним поршнем 48 двигаться вниз, передавая усилие через шток 51 на кривошип 52 коленчатого вала 6, заставляя последний вращаться, совершая при этом рабочий ход в основном двигателе. Внутренний поршень в этот момент совершает холостой ход. На диаграмме обозначено цифрами 94 и 90. Как только внутренний 48 и наружный 18 поршни займут положение, показанное на фиг.3, они разделяются друг с другом, а наружный поршень фиксируется неподвижно и все повторяется сначала (фиг.11). Если в качестве рабочего тела в основном двигателе используется дистиллированная вода, то золотник распределительного крана 39 должен находиться в положении, показанном на фиг.3, а золотник распределительного крана 41 поворачивают на 90 градусов по часовой стрелке от положения, показанного на фиг.3. Дистиллированная вода, подаваемая основной форсункой 43 в камеру сгорания 44 основного двигателя, от высокой температуры мгновенно испаряется и пар давит на наружный поршень 18, заставляя его вместе с внутренним поршнем 48 двигаться вниз и совершать рабочий ход. В момент открытия впускного канала 9 и выпускного клапана 38 отработавший пар через распределительный кран 39 поступает в воздушный циклон 40, где совершает вращательное движение, двигаясь по спиральному каналу и отдавая тепло стенкам, нагревая воду в рубашке охлаждения 67. Затем сконденсированная вода и максимально охлажденная через распределительный кран 41 вытекает наружу, а воздух через выхлопную трубу 73 выходит в атмосферу. Нагретая в рубашке охлаждения 67, вода поступает в регенератор 70 воздушного нагнетателя 11 и нагревает воздух, поступающий в цилиндры двигателя. При работе основного двигателя на легкокипящих жидкостях последние посредством основной форсунки 43 подаются в камеру сгорания 44. Вследствие высокой температуры легкокипящие жидкости мгновенно испаряются и создают высокое давление. Внутренний 48 и наружный 18 поршни двигаются вниз, совершая рабочий и холостой ход. После открытия впускного канала 9 и выпускного клапана 38 отработанная смесь из камеры сгорания 44 черва распределительный кран 39 (положение золотника показано на фиг.3) поступает в воздушный циклон 40, где происходит охлаждение смеси и отделение легкокипящей жидкости от воздуха под действием центробежной силы. Воздух по выхлопной трубе 73 выходит в атмосферу, а легкокипящая жидкость через распределительный кран 41 (положение золотника его показано на фиг.3) поступает в накопительный бак 42 и затем после ее очистки может быть вновь использована. Ввиду того, что степень сжатия в камере сгорания 44 основного двигателя намного выше, чем в камере сгорания 29 дополнительного двигателя основной насос высокого давления 45 должен создавать более высокое давление впрыска. Таким образом назначение дополнительного двигателя - создать при малых затратах в камере сгорания основного двигателя сверхвысокое давление воздуха и значительно более высокую температуру с целью значительного повышения мощности основного двигателя. Подача топлива в дополнительном двигателе постоянна, а в основном двигателе может изменяться в больших пределах посредством ручки 75. Для остановки двигателя необходимо прекратить подачу топлива в оба двигателя, повернув ручку 75 по часовой стрелке до отказа, и прекратить подачу воздуха заслонкой, не показанной на чертеже, Предлагаемый двигатель может быть использован на судах, тепловозах, дизель-генераторных установках.
Положительный эффект: более высокая мощность на валу при меньших размерах двигателя, более высокий КПД, экономия дизельного топлива, меньшее загрязнение окружающей среды выхлопными газами вследствие более полного сгорания топлива.
1. Многотопливный дизельный двигатель повышенной мощности, содержащий блок цилиндров с картером, кривошипно-шатунный механизм, газораспределительный механизм, кинематически связанный с кривошипно-шатунным механизмом, систему воздухоподготовки с регенератором, воздушный циклон, связанный с системой выпуска, системы питания, охлаждения, смазки, запуска и управления, отличающийся тем, что объединяет в себе основной двухтактный и дополнительный двухтактный двигатели, цилиндр каждого из которых содержит два впускных канала, размещенных симметрично один над другим на некотором расстоянии друг от друга, входные отверстия которых соединены с нагнетателем воздуха, причем соосно нижнему впускному каналу на противоположной стороне цилиндра выполнен выпускной канал, выходное отверстие которого через глушитель связано с атмосферой, причем в нижней части цилиндра установлен упор в форме закругленной спереди пластины, а в средней части цилиндра выполнено отверстие, в которое вставлен стопор в форме цилиндрического стержня, нагруженного пружиной, в средней части цилиндра установлена также форсунка дополнительного двигателя, соединенная с выходным штуцером дополнительного насоса высокого давления, подключенного к напорной и сливной магистралям топливной системы, кроме того в цилиндр вставлен наружный поршень с элементами уплотнения, выполненный в форме перевернутого стакана и закрытого в нижней части крышкой в форме кольца с пазом, имеющего в средней части впускное и выпускное окна, в верхней части отверстие для стопора и в донной части Г-образный канал, один конец которого открывается внутрь поршня, а другой выходит на его боковую поверхность, и на нижней части поршня выполнено отверстие, соединенное с продольным пазом, кроме того, внутрь наружного поршня вставлен внутренний поршень с элементами уплотнения, соединенный шатуном с кривошипом коленчатого вала и имеющий в средней части поперечный канал, в который вставлен круглый цилиндрический стопор, нагруженный пружиной и взаимодействующий с отверстием, соединенным с продольным пазом наружного поршня, причем между внутренней поверхностью дна наружного поршня, его боковыми стенками и днищем внутреннего поршня образована камера сгорания дополнительного двигателя, которая через Г-образный канал наружного поршня и наклонный канал цилиндра соединена с форсункой дополнительного двигателя, кроме того цилиндр закрыт крышкой, имеющей выпускной канал с выпускным клапаном, причем выпускной канал через распределительный кран соединен с воздушным циклоном и глушителем, а выпускной клапан кинематически связан с распределительным валом, причем днище наружного поршня, стенки и крышка цилиндра образуют камеру сгорания основного двигателя, и на последней закреплена форсунка, соединенная с выходным штуцером основного насоса высокого давления, подключенного к напорной и сливной магистралям топливной системы, кроме того рубашка охлаждения воздушного циклона посредством трубопроводов соединена с регенератором нагнетателя воздуха.
2. Многотопливный дизельный двигатель повышенной мощности по п.1, отличающийся тем, что рабочим телом дополнительного двигателя является дизельное топливо, а рабочим телом основного двигателя является дизельное топливо или дистиллированная вода или легкокипящая жидкость.
www.freepatent.ru
Насос может быть использован на многотопливных двигателях (бензины и другие топлива), для чего увеличенная по диаметру до 17 мм плунжерная пара снабжается дренажной полостью и смазывается от циркуляционной смазочной системы двигателя. [c.331]
Многотопливным двигателем называют дизель, работающий как на тяжелых (дизельное топливо и др.), так и на легких (бензин и др.) фракциях нефти. При правильной организации рабочего процесса многотопливного быстроходного дизеля можно добиться достаточно эффективного сгорания в нем моторных топлив различных видов. Если к тому же создать условия для соответствующего смесеобразования, то нагрузка на детали дизеля увеличивается незначительно. Применение специальных камер сгорания обеспечивает одинаковые значения давления в конце сгорания как бензина, так и дизельного топлива. [c.84]Повышенная по сравнению с другими дизелями средняя температура цикла, поршней и втулки, образующих пространство камеры сгорания, возможность организации направленного движения воздушного заряда облегчают создание на базе двухтактных двигателей с противоположно движущимися поршнями многотопливных двигателей. [c.308]
Большой интерес представляют многотопливные двигатели, которые могут работать на различных сортах топлива (Дизельном, керосине, бензине) без изменения экономических и мощностных показателей. [c.23]
В последнее время в РФ и за рубежом большое внимание уделяется так называемым многотопливным двигателям на базе двигателя с воспламенением от сжатия. В силу конструктивных особенностей дизельные двигатели способны работать на различных топливах дизельном, керосине, а также на моторном масле и сырой нефти. Многотопливные двигатели устанавливаются на некоторых танках, таких как танк Леопард-2 (ФРГ), АМХ-30, АМХ-32 (Франция), бронетранспортерах и других машинах. [c.155]
Следует напомнить, что при увеличении степени сжатия в области ее высоких значений (е = 20 и выше) использование теплоты улучшается весьма незначительно. Таким образом, применение особо высоких степеней сжатия оказывается нерациональным, за исключением тех случаев, когда двигатель предназначается для работы на топливе, отличаюш,емся низкой воспламеняемостью (малым цетановым числом). Поэтому многотопливные двигатели выполняются с повышенными степенями сжатия. [c.127]
Как уже указывалось, тепловые трубы обеспечивают работу двигателя Стирлинга от различных нетрадиционных источников энергии. Тепловые трубы можно использовать с любым источником тепловой энергии, благодаря чему система с двигателем Стирлинга становится многотопливной. В будущем в связи с топливной проблемой и необходимостью использования всех источников энергии система тепловая труба — двигатель Стирлинга [c.398]
Положительным качеством дизелей является способность одного двигателя работать на многих топливах. Так, известны конструкции автомобильных многотопливных дизелей, а также судовых двигателей большой мощности, которые могут работать на различных топливах— от дизельного до котельного мазута. [c.14]
При проектировании нового двигателя обязательно указывается вид топлива, на котором двигатель будет работать, так как свойства топлива определяют особенности конструкции двигателя. Для характеристики конструктивных особенностей двигатели часто называют по роду используемого топлива. Например, двигатели, работающие на газообразном топливе, называют газовыми двигателями, а двигатели, работающие на бензине, — бензиновыми. Двигатели, в которых могут использоваться жидкие топлива различных видов, например бензин, керосин и дизельное топливо, получили наименование многотопливные, а двигатели, работающие и на газе и на жидком дизельном топливе, — газожидкостные. [c.44]
Один из таких двигателей — многотопливный двухтактный 11 7 5 [c.309]
На рис. 9, б изображена схема многотопливного дизельного двигателя, работающего по так называемому М-процессу. [c.23]
В последнее время получаю распространение двигатели, в которых используются жидкие топлива различных сортов, например, бензин, керосин, дизельное топливо. Такие двигатели получили наименование многотопливные . [c.28]
По роду применяемого топлива двигатели разделяются на двигатели легкого жидкого топлива, тяжелого жидкого топлива, газообразного топлива, многотопливные, работающие на широком ассортименте жидких топлив от легких до тяжелых. [c.9]
Переходя к вопросам обратимости конструкций двигателей применительно, к работе на трех видах топлива — нефти, бензине и газе, следует сказать,, что разработка конструктивно нормализованных рядов многотопливных двигателей оказывается значительно более сложной по сравнению с ранее рассмотренными случаями обратимости двухтопливных двигателей. Обратимость многотопливного двигателя может быть осуществлена за счет [c.63]
Действительно, в конструкциях двухтопливных двигателей в двигателе,, принятом за основание, предусматривался ряд конструктивных изменений применительно к каждому виду топлива, обеспечивающих наиболее высокие показатели двигателя при переходе с одного вида топлива на другой. В случае многотопливного двигателя его специфические особенности, соответствующие переходу с одного вида топлива на другой, ограничены только тремя, конструктивными видоизменениями, всё же остальные детали и узлы остаются уни )ицированными. Это и предопределяет в значительной степени существующее мнение о нецелесообразности применения многотопливных двигателей. [c.63]
Некоторые двигатели полноприводных автомобилей приспособлены к работе как на дизельном топливе, так и на топливе легких сортов. Многотопливность работы можно обеспечить осуществлением специального рабочего процесса, допускающего воспламенение и сгорание различных топлив, или приспособлением обычных дизелей к работе на легких сортах топлива, введя в систему питания дополнительные устройства. Последний способ более простой, однако при переводе дизелей на работу на бензине мощность его снижается на 15...25 % при использовании обычной топливной системы и на 7... 10 % при специальной регулировке топливного насоса. Опыт эксплуатации многотопливных двигателей показывает, что лучшие мощностные показатели, пуск, условия работы и дымность получаются при использовании не чистого бензина или топлива для реактивных двигателей, а их смесей с дизельным топливом в определенных соотношениях. [c.80]
Наиболее перспективными являются двигатели с наддувом, газотурбинные, с неносредственным впрыском легкого топлива я принудительным воспламенением, с факельным зажиганием, а также роторно-поршневые и многотопливные двигатели. [c.73]
Важной особенностью развития дизелей следует считать расширение ирилгенения двухтактного цикла вместо четырехтактного, что позволяет при прочих одинаковых условиях в 1,5 —1,7 раза увеличить удельную мощность двигателя. Дальнейшему совершенствованию двухтактных дизелей могут способствовать достижения в области конструирования, создания новых материалов и технологии высокофорсированных четырехтактных дизелей. Кроме того, с.дедует учитывать все возрастающие трудности дальнейшего форсирования четырехтактных дизелей с высокой удельной мощностью. В отдельных случаях применение двухтактного цикла дает возможность с меньши.ми трудностями разрешат), технические задачи (например, создание компактных силовых установок с высокой степенью равномерности крутящего мо.мента, многотопливных двигателей и т. п.). [c.321]
Г орючее для многотопливных двигателей [c.14]
В настоящее время в связи с относительно малой экономичностью предкамерных двигателей камеры этого типа применяются только ограниченно, в основном в двигателях, предназначенных для работы на топливах различных сортов (многотопливные двигатели), а также в случае особо высоких требований к надежности двигателя, даже в ущерб его эконовш ости. . [c.150]
В СССР, кроме крупных ТЭС и ГЭС, действует большое количество мелких — коммунальных, железнодорожных, сельскохозяйственных, блок-станций промышленных предприятий. Одних только сельских электростанций насчитывается около 6000 средней единичной мощностью 40 кВт, общая мощность которых порядка 2500 МВт. В качестве тепловых двигателей на них применяются паровые турбины, но чаще двигатели внутренного сгорания (за рубежом для этой цели все шире используются, хотя и мало экономичные, но дешевые, многотопливные и мощные газотурбинные двигатели). [c.172]
Решение задачи многотопливности связано прежде всего с проблемой организации процесса сгорания, позволяющего сжигать заряд таким образом, чтобы в нем не успели образоваться очаги подготовленной к детонационному воспламенению смеси. Можно назвать ряд путей решения этой проблемы, подлежащей тщательному изучению. Это форкамерно-факельное зажигание, поздний впрыск топлива непосредственно в цилиндр двигателя, значительное ускорение процесса сгорания за счет улучшения турбулентных характеристик и некоторые др. [c.376]
Двигатель ЗИЛ-375, карбюраторный КамАЗ-740, дизельный ЯМЗ-238, дизельный ЯМЗ-238Л, дизельный с турбонаддувом, многотопливный [c.229]
Ведутся поиски более эффективного теплового двигателя в направлении улучшения теплового процесса двигателей внутреннего сгорания, создания многотопливных дизелей, развития комбинированных двигателей, совершенствования газовых турбин, паровых двигателей. Развернуты работы в области непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую с помощью магнитогидродинамических генераторов и создания теплосиловых установок с использованием ядёрного горючего. Следует также отметить работы, направленные на создание легких, малогабаритных и емких аккумуляторов, причем аккумуля- [c.187]
Опытным путем установлено, что при впрыске легких топлив в цилиндры дизеля окислов углерода и азота в отработавших газах образуется меньше, чем у карбюраторных двигателей, что объясняется сравнительно медленно протекающим процессом сгорания и пониженными температура.ми процесса. Дизели, работающие как на тяжелых, так и на легких фракциях нефтяных топлив (бензинах и др.), получили название многотопливных. Следовательно, использование легких топлив в дизелях приводит к уменьшению токсичности отработавших газов. Токсичность отработавших газов двигателей с факе.чьным зажиганием значительно меньше (см. ниже) вс.ледствие того, что в этих двигателях [c.44]
Топливом для подгревателей должно быть топливо двигателя. Подогреватели дизельных двигателей должны быть многотопливными. [c.76]
По виду применяемого топлива различают поршневые двигатели жидкого топлива — карбюраторные, дизели газовые двигатели двигатели бинарного топлива — газодизелн, т. е. такие двигатели, которые работают на газообразном топливе и в качестве запального топлива (для самовоспламенения) используется жидкое (7—25% от цикловой подачи) многотопливные двига- [c.248]
Реальные значения наибольшей температуры и наибольшего давления в цикле составляют соответственно 1000... 1400 К и 10...20 МПа. В качестве рабочих тел, кроме воздуха, используют водород и гелий. Трудность обеспечения надежного уплотнения внутреннего рабочего пространства и невысокая приемистость двигателя, обусловленная тепловой инерцией, являются основными недостатками Стирлингов. Однако их многотопливность, малая токсичность отработавших газов и малошумность работы, сохраняют за Стирлингами перспективы развития. [c.209]
Кроме того, масла группы Geotex HD могут использоваться в многотопливных дизелях или двигателях с принудительным воспламенением, работающих на природном газе, особенно двигателях с пониженным расходом масла. [c.74]
Весьма рационально применение двигателей Стирлинга в малошумных многотопливных энергетических установках для питания радиотелепередаюш,их, принимающих и других устройств. [c.140]
mash-xxl.info
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к многотопливным двигателям. Изобретение позволяет повысить мощность многотопливного дизельного двигателя. Многотопливный дизельный двигатель повышенной мощности содержит блок цилиндров с картером, газораспределительный механизм, кинематически связанный с кривошипно-шатунным механизмом, систему воздухоподготовки с регенератором, воздушный циклон, связанный с системой выпуска, системы питания, охлаждения, смазки, запуска и управления. Заявляемый двигатель объединяет в себе основной двухтактный и дополнительный двухтактный двигатели. Цилиндр каждого из этих двигателей содержит два впускных канала, размещенных симметрично один над другим на некотором расстоянии друг от друга, входные отверстия которых соединены с нагнетателем воздуха. Соосно нижнему впускному каналу на противоположной стороне цилиндра выполнен выпускной канал, выходное отверстие которого через глушитель связано о атмосферой. В нижней части цилиндра установлен упор в форме закругленной спереди пластины. В средней части цилиндра выполнено отверстие, в которое вставлен стопор в форме цилиндрического стержня, нагруженного пружиной. В средней части цилиндра установлена также форсунка дополнительного двигателя, соединенная с выходным штуцером дополнительного насоса высокого давления, подключенного к напорной и сливной магистралям топливной системы. Кроме того, в цилиндр вставлен наружный поршень с элементами уплотнения, выполненный в форме перевернутого стакана и закрытого в нижней части крышкой в форме кольца с пазом, имеющего в средней части впускное и выпускное окна, в верхней части отверстие для стопора и в донной части Г-образный канал, один конец которого открывается внутрь поршня, а другой выходит на его боковую поверхность. На нижней части поршня выполнено отверстие, соединенное с продольным пазом, кроме того, внутрь наружного поршня вставлен внутренний поршень с элементами уплотнения, соединенный шатуном с кривошипом коленчатого вала и имеющий в средней части поперечный канал, в который вставлен круглый цилиндрический стопор, нагруженный пружиной и взаимодействующий с отверстием, соединенным с продольным пазом наружного поршня. Между внутренней поверхностью дна наружного поршня, его боковыми стенками и днищем внутреннего поршня образована камера сгорания дополнительного двигателя, которая через Г-образный канал наружного поршня и наклонный канал цилиндра соединена с форсункой дополнительного двигателя. Цилиндр закрыт крышкой, имеющей выпускной канал с выпускным клапаном. Выпускной канал через распределительный кран соединен с воздушным циклоном и глушителем, а выпускной клапан кинематически связан с распределительным валом. Днище наружного поршня, стенки и крышка цилиндра образуют камеру сгорания основного двигателя и на последней закреплена форсунка. Форсунка соединена с выходным штуцером основного насоса высокого давления, подключенного к напорной и сливной магистралям топливной системы. Рубашка охлаждения воздушного циклона посредством трубопроводов соединена с регенератором нагнетателя воздуха. 1 з.п. ф-лы, 16 ил.
| МПК F02B 47/04 | Рабочие процессы двигателей, включающие присадку негорючих веществ или антидетонационных агентов к воздуху, топливу или горючей смеси - иных веществ или их смеси с водой или водяным паром |
allpatents.ru
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. Технический результат направлен на обеспечение работы дизельного двигателя как на дизельном, так и отдельно на газообразном топливе и снижение концентрации токсичных веществ в отработавших газах двигателя. Дизельный двигатель включает системы питания дизельным топливом, газом с регуляторами их количества и систему питания воздухом. Система питания воздухом состоит из воздушного фильтра, воздухопроводов и впускного тракта. После воздушного фильтра в воздухопровод установлена смесительная камера с тремя входами и одним выходом. Один из входов смесительной камеры содержит скруббер Вентури и сообщен с воздушным фильтром. Два других входа соединены с источниками газообразного топлива с низким цетановым числом и с высоким цетановым числом соответственно и содержат устройства для регулировки количества газообразных топлив, подаваемых в смесительную камеру. Выходной конец скруббера Вентури расположен за двумя входами, предназначенными для подачи газообразного топлива в смесительную камеру. Выход смесительной камеры сообщен с впускным трактом двигателя. 1 ил.
Изобретение относятся к машиностроительной отрасли, в частности к области двигателестроения.
Известен дизельный двигатель с воспламенением от сжатия, включающий систему питания дизельным топливом и систему питания воздухом, состоящую из воздушного фильтра, воздухопроводов и впускного тракта (см., напр., Мамедова М.Д., Васильев Ю.Н. Транспортные двигатели на газе. - М.: Машиностроение, 1994. - 224 с.).
Известный дизельный двигатель работает по газодизельному циклу, когда газ с низким цетановым числом, не способный к самостоятельному воспламенению, подается вместе с запальной дозой дизельного топлива. На нагруженных режимах запальная доза может уменьшаться до 10%.
Недостатком известной конструкции является необходимость иметь постоянно на борту транспортного средства два вида топлива: жидкое и газообразное. При этом если закончится жидкое топливо, на одном газообразном топливе двигатель работать не может. К недостаткам конструкции следует также отнести сложность конструкции топливной системы и сложность алгоритмов управления (на разных режимах работы необходимы разные соотношения жидкость/газ) и наличие больших концентраций токсичных веществ в отработавших газах двигателя.
В основу изобретения поставлена задача обеспечить работу дизельного двигателя как на дизельном, так и отдельно на газообразном топливе и снизить концентрацию токсичных веществ в отработавших газах двигателя.
Поставленная задача решается тем, что в дизельном двигателе, включающем системы питания дизельным топливом, газом с регуляторами их количества и систему питания воздухом, состоящую из воздушного фильтра, воздухопроводов и впускного тракта, после воздушного фильтра в воздухопровод установлена смесительная камера с тремя входами и одним выходом, один из входов смесительной камеры содержит скруббер Вентури и сообщен с воздушным фильтром, а два других соединены с источниками газообразного топлива с низким цетановым числом и с высоким цетановым числом соответственно и содержат устройства для регулировки количества газообразных топлив, подаваемых в смесительную камеру, причем выходной конец скруббера Вентури расположен за двумя входами, предназначенными для подачи газообразного топлива в смесительную камеру, при этом выход смесительной камеры сообщен с впускным трактом двигателя.
Поскольку в дизельном двигателе после воздушного фильтра в воздухопровод установлена смесительная камера с тремя входами и одним выходом, один из входов смесительной камеры содержит скруббер Вентури и сообщен с воздушным фильтром, а два других соединены с источниками газообразного топлива с низким цетановым числом и с высоким цетановым числом соответственно и содержат устройства для регулировки количества газообразных топлив, подаваемых в смесительную камеру, причем выходной конец скруббера Вентури расположен за двумя входами, предназначенными для подачи газообразного топлива в смесительную камеру, при этом выход смесительной камеры сообщен с впускным трактом двигателя, обеспечивается работа дизельного двигателя как на дизельном, так и отдельно на газообразном топливе и снижение концентрации токсичных веществ в отработавших газах двигателя.
На чертеже изображена часть системы питания дизельного двигателя, работающего на газообразном топливе.
Дизельный двигатель, работающий на газообразном топливе, включает в себя воздушный фильтр 1, соединенный со смесительной камерой 7 через воздухопровод 9. На входе в смесительную камеру 7 соосно ей расположен скруббер Вентури 3. Также в смесительной камере 7 имеются два входа для впуска, через устройства 2, например регулируемый дроссель, клапан, вентиль, для регулировки количества газообразных топлив, подаваемых в смесительную камеру 7, горючих газов из баллона 4 газа с высоким цетановым числом не более 100, например диметилэфира, и из баллона 5 газа с низким цетановым числом не менее 15, например метана, причем общее цетановое число смеси газов не превышает 80. Смесительная камера 7 своим выходом соединена с впускным трактом 8, дизельного двигателя 6, через воздухопровод 9.
Двигатель работает следующим образом.
Открывается устройство 2 для регулировки количества газообразного топлива, подаваемого в смесительную камеру 7, газа из баллона 4 с высоким цетановым числом, например диметилэфира, и включается стартер, происходит пуск двигателя и его работа на холостом ходу. Для перехода на нагрузочные режимы работы двигателя открывается устройство 2 для регулировки количества газообразного топлива, подаваемого в смесительную камеру 7, газа из баллона 5 с низким цетановым числом, например метана, и достигается оптимальное цетановое число смеси газов, при этом воздух, поступающий из воздухоочистителя 1, через воздухопровод 9, попадает в смесительную камеру 7, через скруббер Вентури 3, что обеспечивает турбулизацию и хорошее перемешивание газов с воздухом в смесительной камере 7 на всех режимах работы дизельного двигателя 6. Двумя устройствами 2 для регулировки количества газообразных топлив, подаваемых в смесительную камеру 7, устанавливается необходимое количество каждого из газов на различных режимах работы дизельного двигателя 6.
В этом случае двигатель может работать без использования штатной топливной системы. При отсутствии газа и наличии жидкого топлива двигатель будет обычным способом работать на дизельном топливе. Таким образом, достигается реальная двухтопливность дизельного двигателя. К преимуществам предлагаемой конструкции следует отнести также ее высокую экологичность, т.к. при работе на газовой смеси резко снижается эмиссия оксидов азота и почти полностью исключается эмиссия твердых частиц.
В материалах заявки не показана система питания дизельным топливом, поскольку она является штатной и не требовала никаких конструктивных изменений.
Дизельный двигатель, включающий системы питания дизельным топливом, газом с регуляторами их количества и систему питания воздухом, состоящую из воздушного фильтра, воздухопроводов и впускного тракта, отличающийся тем, что после воздушного фильтра в воздухопровод установлена смесительная камера с тремя входами и одним выходом, один из входов смесительной камеры содержит скруббер Вентури и сообщен с воздушным фильтром, а два других соединены с источниками газообразного топлива с низким цетановым числом и с высоким цетановым числом соответственно и содержат устройства для регулировки количества газообразных топлив, подаваемых в смесительную камеру, причем выходной конец скруббера Вентури расположен за двумя входами, предназначенными для подачи газообразного топлива в смесительную камеру, при этом выход смесительной камеры сообщен с впускным трактом двигателя.
www.findpatent.ru
Реферат: Изобретение относится к двигателестроению, в частности к многотопливным двигателям. Изобретение позволяет повысить мощность многотопливного дизельного двигателя. Многотопливный дизельный двигатель повышенной мощности содержит блок цилиндров с картером, газораспределительный механизм, кинематически связанный с кривошипно-шатунным механизмом, систему воздухоподготовки с регенератором, воздушный циклон, связанный с системой выпуска, системы питания, охлаждения, смазки, запуска и управления. Заявляемый двигатель объединяет в себе основной двухтактный и дополнительный двухтактный двигатели. Цилиндр каждого из этих двигателей содержит два впускных канала, размещенных симметрично один над другим на некотором расстоянии друг от друга, входные отверстия которых соединены с нагнетателем воздуха. Соосно нижнему впускному каналу на противоположной стороне цилиндра выполнен выпускной канал, выходное отверстие которого через глушитель связано о атмосферой. В нижней части цилиндра установлен упор в форме закругленной спереди пластины. В средней части цилиндра выполнено отверстие, в которое вставлен стопор в форме цилиндрического стержня, нагруженного пружиной. В средней части цилиндра установлена также форсунка дополнительного двигателя, соединенная с выходным штуцером дополнительного насоса высокого давления, подключенного к напорной и сливной магистралям топливной системы. Кроме того, в цилиндр вставлен наружный поршень с элементами уплотнения, выполненный в форме перевернутого стакана и закрытого в нижней части крышкой в форме кольца с пазом, имеющего в средней части впускное и выпускное окна, в верхней части отверстие для стопора и в донной части Г-образный канал, один конец которого открывается внутрь поршня, а другой выходит на его боковую поверхность. На нижней части поршня выполнено отверстие, соединенное с продольным пазом, кроме того, внутрь наружного поршня вставлен внутренний поршень с элементами уплотнения, соединенный шатуном с кривошипом коленчатого вала и имеющий в средней части поперечный канал, в который вставлен круглый цилиндрический стопор, нагруженный пружиной и взаимодействующий с отверстием, соединенным с продольным пазом наружного поршня. Между внутренней поверхностью дна наружного поршня, его боковыми стенками и днищем внутреннего поршня образована камера сгорания дополнительного двигателя, которая через Гобразный канал наружного поршня и наклонный канал цилиндра соединена с форсункой дополнительного двигателя. Цилиндр закрыт крышкой, имеющей выпускной канал с выпускным клапаном. Выпускной канал через распределительный кран соединен с воздушным
bankpatentov.ru
