Намечается техническая революция: многотопливные моторы постепенно вытеснят двигатели внутреннего сгорания. Многотопливные двигатели

Намечается техническая революция: многотопливные моторы постепенно вытеснят двигатели внутреннего сгорания

Намечается техническая революция: многотопливные моторы постепенно вытеснят двигатели внутреннего сгорания Новинка — многотопливный двигатель — готов к запуску в массовое производство. Разработанный мотор более чем вдвое легче двигателя внутреннего сгорания (ДВС) аналогичной мощности, пишет cnews.ru.

Компанией «Cyclone Power Technologies» объявлено об успешном завершении этапов разработки и тестирования нового типа многотопливного двигателя. Сейчас он перешел в стадию коммерциализации и сертификации для выпуска в автомобильной промышленности. Разработка названа «Waste Heat Engine» (WHE), ее основой является преобразование тепловой энергии сжигаемого топлива в механическую работу. В принципе ДВС делает то же самое, но отличие в том, что WHE является двигателем внешнего сгорания.

Принцип действия WHE очень прост: внутри внешней камеры сгорания нагревается теплоноситель — деионизированная вода, которая толкает поршни либо крутит турбину. КПД у WHE такой же, как у дизеля, однако, внешнее сгорание обладает рядом преимуществ:

1. Потребляет любой вид топлива (возможно использование и жидкого, и газообразного: этанола, дизельного топлива, бензина, угля, биомассы и их смесей, отработанного пара и даже тепловой энергии солнечного света). Интересно, что тестирование проводилось на топливе, полученном из апельсиновой кожуры, пальмового масла и куриного жира. При этом не потребовалось разбавления биотоплива нефтяными компонентами, что подразумевает экологическую чистоту выхлопа.

2. Устойчиво работает при низких температурах (до 225 градусов Цельсия).

3. В конструкции незначительное количество деталей, она более проста, нежели устройство ДВС. При внешнем сгорании не используются сложные системы клапанов и газораспределительных механизмов, единственное, что работа с высоким давлением требует высокопрочных материалов. В итоге WHE-DR оказался намного легче привычного ДВС. Типичный 4-х цилиндровый блок ДВС весит примерно 90 кг, а его аналог из алюминия WHE – примерно 35 кг.

4. Широкий диапазон мощностей (двигатели WHE мощностью 1-10 кВт имеют небольшие размеры и могут принимать любое топливо – это отличные аварийные источники энергии, генераторы для работы газонокосилок и иных промышленных устройств). А вот WHE средних размеров мощностью в 100-400 лошадиных сил станут идеальным решением для автомобилей или небольших лодок. Ну а большие агрегаты смогут двигать целые корабли!

Отсутствие дыма, вибраций, меньший шум при работе и более экологичный выхлоп позволят двигателям внешнего сгорания внедриться в энергоснабжение городских поездов и другого общественного транспорта.Новинка — многотопливный двигатель — готов к запуску в массовое производство. Разработанный мотор более чем вдвое легче двигателя внутреннего сгорания (ДВС) аналогичной мощности, пишет cnews.ru.

2. Устойчиво работает при низких температурах (до 225 градусов Цельсия).

expertpost.ru

Особенности конструкции некоторых зарубежных и отечественных дизелей

Особенности работы дизелей на различных топливах определили и те конструктивные изменения, которые позволяют серийный дизель сделать многотопливным.Чтобы дизель мог нормально работать как на дизельном топливе, так и на легких топливах, необходимо выполнить ряд требований. Прежде всего необходимо обеспечить надежное и устойчивое сгорание топлива независимо от его сорта на всех скоростных и нагрузочных режимах двигателя. Это достигается подогревом воздуха на всасывании, применением турбонаддува, обеспечением соответствия угла опережения впрыска сорту топлива и режиму работы двигателя, поддержанием нормального теплового режима двигателя.Снижение мощности, вызываемое применением топлива с меньшим удельным весом и изменением его фракционного состава, должно быть компенсировано изменением хода рейки насоса высокого давления при максимальной подаче, созданием надежной, исключающей парообразование топлива системы питания путем повышения давления топлива в топливопроводах низкого давления, обеспечения циркуляции топлива в системе для удаления образовавшихся паров топлива, установки надежной топливной аппаратуры, в которой имеется подвод смазки к плунжерным парам, дренаж топлива от плунжерных пар в бак, подвод смазки в картер топливного насоса. Наконец, необходимо обеспечить надежный запуск двигателя путем увеличения цикловой подачи топлива в момент запуска, подогрева всасываемого воздуха от постороннего источника тепла, повышения пусковых оборотов двигателя и повышения степени сжатия.Ниже рассматриваются некоторые, наиболее интересные конструктивные решения, обеспечивающие дизелям многотопливные качества

Зарубежные многотопливные двигатели Двигатели с непосредственным впрыском

Во многих странах (США, ФРГ, Франции и др.) наиболее рас пространенными стали многотопливные двигатели фирмы МАН работающие по М-процессу. Одной из ранних моделей дизелей, работающих по М-процес является двигатель МАН Д1246М2Т1, который был использован в качестве прототипа для создания ряда многотопливных двигателей фирмы МАN. Двигатель представляет собой быстроходный шестицилиндровый четырехтактный дизель непосредственного впрыска жидкостного охлаждения с турбонагнетателем. Поршни этого двигателя отлиты из алюминиевого сплава. В днищах поршней располагается камера сгорания, обеспечивающая пленочное смесеобразование (М-процесс). В горловине камеры сгорания имеется прорезь, через которую топливо впрыскивается форсункой на стенку камеры сгорания под острым углом. Впускные клапаны имеют ширмы высотой 8,8 мм с углом 107°, обеспечивающие интенсивное вращение воздуха вокруг осей цилиндров в направлении впрыска топлива. Угловое положение клапанов фиксируется. Вращательное движение воздуха сохраняется во время такта сжатия и несколько усиливается вблизи ВМТ вследствие вытеснения воздуха из зазоров над поршнем. Весь воздух вытесняется в камеру сгорания, имеющую диаметр горловины значительно меньший диаметра цилиндра. Наиболее высокая температура воздуха наблюдается в средней части камеры сгорания по ее оси.Днище поршня охлаждается маслом, поступающим из масляной магистрали через форсунки с диаметром отверстия 1,5 мм.Масляное охлаждение поршня способствует равномерному постепенному испарению топлива с поверхности пленки и предотвращает термический распад и преждевременное полное окисление топлива.Подача масла к поршню несколько ускоряет прогрев всего масла, находящегося в картере двигателя, при запуске холодного двигателя. Топливный насос высокого давления (ТНВД) снабжен муфтой опережения впрыска. Она служит для первоначальной установки угла опережения впрыска путем изменения углового положения вала насоса относительно привода. С увеличением числа оборотов коленчатого вала муфта автоматически увеличивает угол опережения впрыска по углу поворота коленчатого вала.Форсунки конструкции Бош закрытого тип выполнены с конической уплотняющей поверхностью.Направляющая игла распылителя форсунки расположена в зоне, удаленной от камеры сгорания, что предотвращает смолообразование на сопловой части форсунки. Такая конструктивная особенность этих форсунок оказалась весьма важной при разработке многотопливных модификаций двигателей МАН с пленочным смесеобразованием. Кроме того, расположение направляющей иглы распылителя в зоне менее высоких температур дает возможность уменьшить размеры сопловой части.Система подачи воздуха состоит из турбонагнетателя, впускного трубопровода, двух воздухоочистителей и устройства для подогрева воздуха. Воздух засасывается через металлическую гофрированную трубу сбоку радиатора. При этом используется скоростной напор встречного потока воздуха при движении автомобиля.Турбонагнетатель импульсного типа. В трубопровод, соединяющий нагнетатель с впускным коллектором, встроен трубчатый охладитель воздуха (теплообменник). Охлаждающая жидкость поступает к охладителю от водяного насоса.Для облегчения запуска двигателя при низких температурах служит устройство для подогрева воздуха. С помощью сжатого воздуха, поступающего из воздушного ресивера тормозов, топливо подается из форсунки, распыляется и воспламеняется от свечи накаливания. Подогреватель включается общим включателем для сжатого воздуха и электрического тока. В случае отсутствия воздуха в системе пневматических тормозов необходимое давление обеспечивается при первых оборотах двигателя посредственно из нагнетательного трубопровода компрессора.Подогреватель работает на дизельном топливе. Он нагревает воздухоочиститель и впускные каналы. После достаточного прогрева впускной системы двигатель запускается от электростартера.

Многотопливный двигатель МАН D1246МV3А представляет собой четырехтактный дизель с непосредственным впрыском. Его прототипом является дизель МАН D1246МVТ1, в отличие от которого двигатель МАН D1246МV3А не имеет турбонаддува, а для обеспечения многотопливности, улучшения пусковых качеств при низких температурах и устойчивой работы на малых нагрузках внесен ряд изменений в его конструкцию.На топливном насосе высокого давления (ТНВД) предусмотрено два положения упора на рычаге управления подачей топлива: одно положение для работы на топливах, близких к дизельному топливу, второе— для работы на бензине и других топливах, по фракционному составу близких к бензину.Прокачивать систему питания необходимо в том случае, если двигатель запускают в горячем состоянии при работе на бензине или других топливах, близких к бензину по фракционному составу, в южных районах. Кроме того, двигатель имеет эффективную систему перепуска топлива в бак из фильтра тонкой очистки, топливного насоса высокого давления и форсунок.Для облегчения запуска на двигателе установлен электрофакельный подогреватель.Многотопливная модификация двигателя МАН имеет более высокую степень сжатия по сравнению с прототипом этого двигателя (23 вместо 17). Степень сжатия увеличена за счет уменьшения объема камеры сгорания.В двигателе имеется устройство, позволяющее осуществить изменение направления воздуха, поступающего в цилиндры, уменьшение интенсивности его вихревого движения, а следовательно, тепловых потерь в период запуска.

Многотопливный двигатель МАН D0026МV1А разработан для многоосного автомобиля предназначенного для эксплуатации в условиях жаркого климата.Охлаждение поршней маслом, как и на двигателе МАН D1246M2T1 осуществляется форсунками, смонтированными на главной масляной магистрали.К каждой плунжерной паре топливного насоса высокого давления, а также к плунжерной паре топливоподкачивающего насоса подводится масло из системы смазки двигателя через внешний гибкий маслопровод и фильтр дополнительной тонкой очистки масла. В подводящем маслопроводе вмонтирован обратный клапан, исключающий попадание топлива в масляную магистраль.Уменьшению парообразования в топливной системе способствует повышенное охлаждение всасывающей полости насоса высокого давления топливом благодаря увеличению производительности подкачивающего насоса. Избыточное топливо перепускается в топливный бак через редукционный клапан.На рычаге регулятора насоса установлен двухпозиционньтй ограничитель хода рейки.Форсунки закрытого типа имеют распылители с одним отверстием диаметром 0,53 мм.Давление впрыска в данном многотопливном двигателе повышено до 210 кгс/см2.Использование двухдырчатых, а также однодырчатых форсунок (на некоторых моделях двигателей) с большим диаметром сопловых отверстий в сочетании с расположением направляющих игл распылителей в зоне, удаленной от камеры сгорания, является важным преимуществом многотопливньнх двигателей с пленочным смесеобразованием Это уменьшает возможность закоксования сопла, т. е. повышает эксплуатационную надежность двигателя. В последнее время фирмой Интернационал начат выпуск новых многотопливных двигателей моделей DV-462 и DV-550 для грузовых автомобилей. Эти двигатели максимально унифицированы с ранее изготовлявшимися карбюраторными V-образнымй двигателями. Благодаря этому блоки цилиндров дизелей имеют такие же габаритные размеры, как и блоки карбюраторных двигателей, и большинство деталей их унифицировано.Конструкция многотопливных двигателей DV-462 и DV-550 имеет много интересных особенностей. Двигатели весьма компактные и легкие: удельный вес их равен соответственно 3,1 и 2,8 кг/л.с. Компактность и малый вес получены за счет применения почти квадратной размерности (отношение хода поршня к диаметру цилиндра) и широкого использования алюминиевого литья. Удельные расходы топлива составляют для модели DV-462 165 г/л. с. ч при 1600 об/мин и 181 г/л. с. ч при 3200 об/мин.Основная идея при выпуске этих многотопливных двигателей заключается в создании двигателей с высокой экономичностью и долговечностью, габариты которых не выходили бы за пределы больших V-образных карбюраторных двигателей и обеспечивали бы их взаимозаменяемость.

В американских многотопливных двигателях Континенталь LDS-427, АWDS-1790 и др. используется также М-процесс. Продолжая развитие многотопливных двигателей с М-процессом, фирма Континенталь применила автоматический компенсатор изменения максимальной мощности двигателя в зависимости от плотности (вязкости) топлива. Это позволяет обеспечить номинальную мощность двигателя при работе на любых топливах.На двигателях фирмы Континенталь применяются впускные трубопроводы с подогревом охлаждающей водой и пламенный догреватель впускного трубопровода упрощенной конструкции для облегчения запуска двигателя при низких температурах окружающего воздуха.На многотопливных двигателях фирмы Континенталь АWDS - 1100 примен поршень с регулируемой степенью сжатия, который позволяет форсировать двигатель с 550 л. с. до 825 л. с. при тех же оборотах коленчатого вала, увеличивая литровую мощность с 30 л. с./л до 45 л. с./л. Степень сжатия в зависимости от нагрузки автоматически изменяется от 12 до 22 ед.Многотопливные двигатели фирмы Заурер DG-Р конструктивно интересны тем, что в них применен двухфазный впрыск. В многотопливном двигателе этой фирмы без наддува для увеличения температуры конца сжатия степень сжатия повышена до 25 ед. В двигателе с наддувом степень сжатия уменьшена до 18,5 ед. Для предупреждения выгорания металла при использовании легких топлив камера сгорания подвергается специальной обработке. Благодаря уменьшению фазы впуска несколько повысились коэффициент наполнения и давление конца сжатия на пусковом числе оборотов. На двигателе увеличен угол опережения впрыска топлива для обеспечения работы двигателя на легких топливах. Для уменьшения парообразования бензинов в топливную систему введен дополнительный топливоподкачивающий насос с электроприводом, прокачивающий топливо в системе питания под давлением 0,3 кгс/см2 , а после запуска двигателя—под давлением 2,5 кгс/см2. В плунжерной паре предусмотрены дренаж топлива и масляный затвор. Упор максимального выдвига рейки топливного насоса регулируется из кабины водителя в зависимости от сорта применяемого топлива. При работе на высоковязком топливе более тяжелом, чем дизельное топливо, предусмотрен перепуск его, минуя фильтр тонкой очистки топлива.

Предкамерные двигатели

Многотопливные двигатели фирмы Даймлер-Бенц ОМ-321, ОМ - З15 ОМ-326 созданы на базе стандартного предкамерного дизеля этой фирмы .Предкамерный дизель по сравнению с двигателями с непосредственным впрыском более приспособлен к использованию расширенного ассортимента топлив. Высокое тепловое состояние предкамеры в конце сжатия обеспечивает достаточно интенсивное протекание предварительных химических реакций и 6ыстрое воспламенение топлив даже с пониженной самовоспламеняемосты.У многотопливных двигателей Даймлер-Бенц степень сжатия повышена по сравнению с базовыми дизелями на 2—6 ед. Для предкамеры и ее вставки применен более жаростойкий материал. Кроме того, материалы повышенного качества использованы для изготовления клапанов н направляющих втулок клапанов, обеспечивающие герметичность клапанов при весьма продолжительной эксплуатации даже на этилированных бензинах. Улучшено уплотнение головки цилиндра с учетом повышенных температур сгорания, имеющих место при применении легких топлив, путем введения так называемого огнезащитного кольца, предохраняющего окантовку прокладки головки цилиндров. Усовершенствованы так же свечи накаливания, применяемые для облегчения запуска двигателя в условиях низких температур.Топливная система и аппаратура у этого двигателя также имеют конструктивные изменения, аналогичные описанным выше для двигателей фирмы МАN.

Многотопливный двигатель FIAT 203Р создан в результате коренного изменения конструкции камеры сгорания стандартного дизеля фирмы Фиат. За исключением головки блока цилиндров, все остальные детали многотопливных и стандартных дизелей унифицированы. Камера сгорания многотопливного двигателя Фиат 203Р является по своему типу разделенной камерой сгорания с широкой горловиной, сближающей ее с двигателем, имеющим непосредственный впрыск. Характерным является то, что многотопливный двигатель фирмы Фиат рассчитан на применение легких топлив только при условии присадки к ним до 5—10% стандартного дизельного топлива или 3—5% смазочного масла. Фирма утверждает, что добавка масла улучшает условия смазки топливной аппаратуры и нет нужды в ее модернизации. Кроме того, добавка масла благоприятно сказывается на ускорении окисления топлив, имеющих высокую температуру самовоспламенения.

Вихрекамерные двигатели

По приспособленности к работе на различных топливах вихрекамерные дизели занимают промежуточное положение между дизелями с непосредственным впрыском и предкамерными. Американская фирма Геркулес вместо традиционных предкамерных стала выпускать несколько типов вихрекамерных двигателей, предназначенных для работы на различных топливах. В этих двигателях применяются вставки из жаростойкой стали в предкамере, расположенной в головке блока. Температура вставки изменяется в зависимости от скорости и направления движения воздуха. Часть топлива, впрыскиваемая вдоль горячей поверхности вставки, испаряется, обеспечивая управляемое сгорание с минимальной жесткостью и хорошим воспламенением топлива, имеющего низкое октановое число.Форма камеры сгорания двигателя способствует эффективному завихрению воздуха, устраняя необходимость заширмления впускных клапанов или изменения воздухоподводящих каналов.Особенностью двигателя является, весьма низкий удельный расход топлива (165 Г/л. с. ч), почти одинаковый с расходом топлива дизеля с непосредственным впрыском. Степень сжатия многотопливной модификации двигателя равна 18, обычного серийного дизеля — 17. В систему питания многотопливного двигателя внесены изменения, способствующие нормальной работе на легких топливах: дренаж топлива в плунжерной паре, циркуляция его в системе и подвод смазки к кулачкам распределительного валика насоса высокого давления.

У многотопливного двигателя фирмы Дейтц F6L714 вихревая каiера выполнена из специального чугуна и заделана в головку цилиндров из алюминиевого сплава, что в сочетании с автоматической системой регулирования температуры охлаждающего воздуха обеспечивает возможность более точно регулировать температурное состояние внутренней поверхности стенок камеры сгорания. Степень сжатия у двигателя повышена до 21,5 ед. Прокладка головки цилиндра отсутствует.Температура воздуха регулируется изменением числа оборотов воздуходувки, что влечет за собой соответствующее изменение расхода воздуха. С этой целью привод воздуходувки охлаждающего воздуха снабжен регулируемой гидромуфтой. Количество масла гидромуфте изменяется с помощью термостата, расположенного в потоке охлаждающего воздуха на выходе из двигателя.Действие системы регулирования подачи охлаждающего воздуха дополняется также автоматическим регулированием температуры всасываемого воздуха, которое существенно влияет на температуру конца сжатия. В качестве источника тепла для подогрева всасываемого воздуха используются отработавшие газы.Подогрев осуществляется в выпускном коллекторе, выполненном в виде теплообменника. Подогрев применяется только на частичных нагрузках или при непрогретом двигателе и автоматически выключается после достижения рабочей температуры двигателя.

Двигатели с противоположно движущимися поршнями

Оппозитное расположение цилиндров создает предпосылки для удовлетворительной работы двигателя на различных топливах: оно обеспечивает повышенную среднюю температуру цикла благодаря пониженной теплоотдаче в систему охлаждения. Небольшие конструктивные изменения превращают эти двигатели в многотопливные.Наиболее интересными двигателями такого типа, успешно работающими на топливах широкого диапазона, являются двухтактный двигатель Рутс ТS-3 и семейство двухтактных двигателей фирмы Роллс-ройс.

Отечественные многотопливные двигатели

На базе отечественных серийных дизелей ЯМЗ-238, А-401, А-712 и А-650 созданы их многотопливные модификации. Многотопливные двигатели ЯМЗ-2З8М отличаются от базовой модели конструктивными усовершенствованиями отдельных элементов системы питания топливом.В топливном насосе высокого давления двигателя ЯМЗ-238М в отличие от серийного насоса во втулке плунжерной пары выполнена дренажная канавка с отверстием, под нижний бурт втулки плунжерной пары устанавливается уплотнитель, в корпусе насоса дополнительно выполнена система дренажных отверстий для отвода просочившегося по плунжерной паре легкого топлива, на кулачковом валу установлена специальная кулачковая шайба для привода подкачивающего насоса.Система питания многотопливного двигателя отличается от системы питания серийного диаеля наличием топливоподкачивающего насоса с электроприводом и дренажной трубки. Многотопливные двигатели А-401М, А-712М и А-650М по своей конструкции и принципам обеспечения многотопливности мало чем отличаются один от другого. У двигателей А-650М в отличие от двигателей А-401М и А-712М имеется система подогрева воздуха.Системы питания многотопливных двигателей отличаются от системы питания серийных дизелей увеличенным давлением в топливопроводах низкого давления. На некоторых моделях двигателей масло дается не от головки блока, а от штуцера подвода масла к правой головке. Это изменение введено с целью исключить возможность образования масляных пробок в изгибах трубки в холодное время года.

Во всех системах питания топливом отечественных многотопливных двигателей входит агрегат БЦН-1. Он представляет собой топливоподкачивающий насос центробежного типа с электроприводом, предназначенный для повышения давления (создание подпора) топлива на входе в топливоподкачивающий БНК-12ТК.Температуру воздуха, поступающего в цилиндры, можно повысить установкой металлического кожуха на выпускном трубопроводе. Потерю мощности в связи с работой на бензине следует компенсировать установкой насос-форсунок повышенной производительности.Присадки к легким топливам добавляются для повышения их октанового числа. Так, добавление к бензину 2—5% обычного моторного масла обеспечивает более мягкую работу дизеля и повышает его мощность на 4-6%. Некоторое улучшение рабочего процесса дизеля при этом объясняется тем, что мелко распыленные капельки масла, имеющие более низкую температуру самовоспламенения, воспламеняются значительно раньше основной массы топлива и в последующем служат очагами, обеспечивающими равномерное сгорание всей рабочий смеси. При добавлении к бензину моторного масла дизель работает мягче, индикаторная диаграмма получается полнее, чем при работе на чистом бензине.Еще более благоприятно протекает сгорание при добавлении в бензин присадки изопропилнитрата. Добавление к бензину 1,5% пропилнитрата понижает максимальное давление сгорания в дизеле ЯАЗ-204 до 54—56 кгс/см2 и жесткость его работы.

vsdi.ru

способ работы многотопливного двигателя внутреннего сгорания и многотопливный двигатель внутреннего сгорания - патент РФ 2032818

Использование: в двигателях внутреннего сгорания, в частности в способах работы многотопливного двигателя внутреннего сгорания определенной конструкции. Сущность изобретения: двигатель содержит цилиндр 1 с размещенным в нем с возможностью возвратно-поступательного движения поршнем 2, головку 3 цилиндра 1 с установленной в ней топливной форсункой 4, нагнетательную камеру 5 переменного объема, ограниченную днищем 6 поршня 2 и головкой 3, камеру сгорания 7 постоянного объема с горловиной 8, выполненную в днище 6 поршня 2, и управляемый клапан, например шибер 9, расположенный в головке 3 соосно горловине 8 камеры сгорания 7, разделяющий камеры 5, 7 при движении поршня 2 к верхней мертвой точке (ВМТ) на ходе сжатия и соединяющий их при подходе поршня 2 к ВМТ. В начале сжатия воздуха в нагнетательной камере 5 осуществляют переток его части из последней через горловину 8 в камеру сгорания 7, а впрыск топлива производят во время перетока в камеру сгорания 7 части воздуха с одновременным смесеобразованием. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил. Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, а именно к способам работы многотопливного двигателя внутреннего сгорания и многотопливным двигателям внутреннего сгорания. Известен способ работы двигателя внутреннего сгорания путем сжатия в нагнетательном цилиндре, сжатия горючей смеси в рабочем цилиндре, перепуска сжатого горячего воздуха из нагревательного цилиндра при помощи соединительного канала через управляемый клапан, например шибер, в камеру сгорания рабочего цилиндра, воспламенения горючей смеси, ее сгорания, расширения продуктов сгорания и выпуска отработавших газов. Известен также двигатель внутреннего сгорания, содержащий нагнетательный цилиндр и рабочий цилиндр, связанный с последним при помощи соединительного канала, в котором размещен управляемый клапан, например шибер. Однако известные способ и двигатель сложны, не надежны в работе и характеризуются невысоким КПД. Известен также способ работы многотопливного двигателя внутреннего сгорания путем впуска в цилиндр воздуха, его сжатия в нагнетательной камере при движении поршня к верхней мертвой точке, впрыска топлива в камеру сгорания в головке цилиндра и разделения камер управляемым клапаном, перекрывающим горловину камеры сгорания, соединения камер последним при подходе поршня к верхней мертвой точке и перепуска сжатого горячего воздуха из нагнетательной камеры в камеру сгорания, воспламенения топлива в камере сгорания от контакта с горячим воздухом, сгорания топлива, расширения продуктов сгорания и выпуска отработавших газов. Известен многотопливный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с размещенным в нем с возможностью возвратно-поступательного движения поршнем, головку цилиндра, нагнетательную камеру переменного объема, ограниченную днищем поршня и головкой, камеру сгорания постоянного объема с горловиной, выполненную в головке и снабженную топливной форсункой, и расположенный в головке соосно горловине камеры сгорания управляемый клапан, разделяющий камеры при движении поршня к верхней мертвой точке на ходе сжатия и соединяющий их при подходе поршня к верхней мертвой точке. Однако при работе известного двигателя по известному способу топливо впрыскивают в камеру сгорания, заполненную продуктами сгорания предыдущего цикла, а при перепуске в камеру сгорания горячего воздуха последняя заполнена смесью паров топлива с продуктами сгорания, вследствие чего затруднено воспламенение топлива горячим воздухом, что снижает КПД двигателя. Технической задачей изобретения является повышение КПД путем улучшения воспламенения и сгорания топлива. Поставленная задача в способе решается, тем что в способе работы многотопливного двигателя внутреннего сгорания путем впуска в цилиндр воздуха, его сжатия в нагнетательной камере при движении поршня к верхней мертвой точке, впрыска топлива в камеру сгорания и разделения камер управляемым клапаном, перекрывающим горловину камеры сгорания, соединения камер последним при подходе поршня к верхней мертвой точке и перепуска сжатого горячего воздуха из нагнетательной камеры в камеру сгорания, воспламенения топлива в камере сгорания от контакта с горячим воздухом, сгорания топлива, расширения продуктов сгорания и выпуска отработавших газов, в начале сжатия воздуха в нагнетательной камере осуществляют переток его части из последней через горловину в камеру сгорания в днище поршня, а впрыск топлива производят во время перетока в камеру сгорания части воздуха с одновременным смесеобразованием. Задача решается также тем, что перепуск воздуха из нагнетательной камеры в камеру сгорания осуществляют через по меньшей мере один перепускной канал. Поставленная задача в части двигателя решается тем, что в многотопливном двигателе внутреннего сгорания, содержащем по меньшей мере один цилиндр с размещенным в нем с возможностью возвратно-поступательного движения поршнем, головку цилиндра с установленной в ней топливной форсункой, нагнетательную камеру переменного объема, ограниченную днищем поршня и головкой, камеру сгорания постоянного объема с горловиной и расположенный в головке соосно горловине камеры сгорания управляемый клапан, разделяющий камеры при движении поршня к верхней мертвой точке на ходе сжатия и соединяющий их при подходе поршня к верхней мертвой точке, камера сгорания с горловиной выполнена в днище поршня. Задача решается также тем, что отношение объема V1 камеры сгорания к объему V2 нагнетательной камеры в момент их разделения управляемым клапаном может со- ставлять 0,1 способ работы многотопливного двигателя внутреннего сгорания и многотопливный двигатель внутреннего сгорания, патент № 2032818

способ работы многотопливного двигателя внутреннего сгорания и многотопливный двигатель внутреннего сгорания, патент № 2032818

5,0, а отношение диаметра d1 горловины камеры сгорания к в нутреннему диаметру d2 цилиндра может составлять 0,01 способ работы многотопливного двигателя внутреннего сгорания и многотопливный двигатель внутреннего сгорания, патент № 2032818

0,68. Кроме того, управляемый клапан может быть выполнен в виде шибера, снабженного по меньшей мере одним перепускным каналом, входное отверстие которого расположено на боковой поверхности шибера с возможностью его перекрытия горловиной камеры сгорания, а выходное отверстие на торце шибера, обращенном к горловине камеры сгорания. На фиг. 1 представлен предлагаемый двигатель; на фиг.2 то же, в момент разделения нагнетательной камеры и камеры сгорания управляемым клапаном; на фиг.3 то же, в момент соединения камер через перепускной канал. Двигатель содержит цилиндр 1 с размещенным в нем с возможностью возвратно-поступательного движения поршнем 2, головку 3 цилиндра 1 с установленной в ней топливной форсункой 4, нагнетательную камеру 5 переменного объема, ограниченную днищем 6 поршня 2 и головкой 3, камеру сгорания 7 постоянного объема с горловиной 8, выполненную в днище 6 поршня 2, и управляемый клапан, например шибер 9, расположенный в головке 3 соосно горловине 8 камеры сгорания 7. Для запуска холодного двигателя, а также для воспламенения переобедненных смесей, трудновоспламенимого топлива в шибере 9 имеется искровая свеча 10. Для снижения расхода топлива целесообразно, чтобы отношение объема V1 камеры сгорания 7 к объему V2 нагнетательной камеры 5 в момент их разделения управля- емым клапаном составляло 0,1 способ работы многотопливного двигателя внутреннего сгорания и многотопливный двигатель внутреннего сгорания, патент № 2032818

5,0, а отношение диаметра d1 горловины 8 к внутреннему диаметру d2 цилиндра 1 со- ставляло 0,01 способ работы многотопливного двигателя внутреннего сгорания и многотопливный двигатель внутреннего сгорания, патент № 2032818

0,68. В таблице приведены варианты практического осуществления предлагаемого изобретения с различными отношениями способ работы многотопливного двигателя внутреннего сгорания и многотопливный двигатель внутреннего сгорания, патент № 2032818

. Оценка вариантов производилась по параметру Е, характеризующему соотношение расходов топлива на 100 км пробега в предлагаемом и известном двигателях при максимально близких их основных характеристиках в условиях эксплуатации. Как следует из таблицы, наилучшее соотношение расхода топлива (Е=0,7) достигалось в варианте N 4. Предельные значения заявленных параметров были получены путем статистической обработки результатов экспериментальных данных, их анализа и обобщения, исходя из критерия приближения расхода топлива сравниваемых двигателей (нижние пределы: вариант N 1, Е=0,99; верхние пределы: вариант N 7, Е=0,98). Выход как за нижние заявленные пределы (вариант N 2, Е=1,01), так и за верхние пределы (вариант N 3, Е=1,02) приводит к невозможности достижения указанного технического результата. Шибер 9 может быть снабжен по меньшей мере одним перепускным каналом 11, входное отверстие 12 которого расположено на боковой поверхности шибера 9 с возможностью его перекрытия горловиной 8 камеры сгорания 7 (см.фиг.2), а входное отверстие 13 на торце шибеpа 9, обращенном к горловине 8. Канал 11 может иметь различную форму для создания в камере сгорания 7 потоков сжатого воздуха различных видов. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. При движении поршня 2 к нижней мертвой точке (НМТ) в цилиндр 1 впускают свежий заряд воздуха. Затем при движении поршня 2 (см.фиг.1) к верхней мертвой точке (ВМТ) воздух начинают сжимать в нагнетательной камере 5. При этом часть воздуха перетекает из камеры 5 через горловину 8 в камеру сгорания 7. Одновременно топливо впрыскивают форсункой 4 в камеру сгорания 7. Впрыснутое топливо, перемешиваясь с перетекающим воздухом, образует в камере сгорания 7 обогащенную топливовоздушную смесь. Затем выдвинутый шибер 9 (см. фиг. 2), входя в горловину 8, разделяет камеру сгорания 7 и нагнетательную камеру 5. При дальнейшем движении поршня 2 к ВМТ обтекаемый шибером 9 объем камеры сгорания 7 остается постоянным, так как шибер 9 начинает вдвигаться в головку 3 соответственно перемещению поршня 2. По мере движения поршня 2 давление в нагнетательной камере 5 стремительно растет, в то время как в камере сгорания 7 оно остается по существу неизменным. При подходе поршня 2 к ВМТ в определенный момент шибер 9 устанавливается в головке 3, открывая путь из нагнетательной камеры 5 в камеру сгорания 7 сжатому горячему воздуху, который воспламеняет находящуюся в ней обогащенную смесь. Сгорание протекает мягко по мере поступления воздуха из нагнетательной камеры 5 в камеру сгорания 7. Продукты сгорания, расширяясь, совершают работу, перемещая поршень 2 к НМТ. Затем отработавшие газы выпускают и цикл повторяется. Для оптимизации процессов воспламенения и сжигания смеси шибер 9 может перемещаться в головке 3 с программируемой скоростью, обеспечивая тем самым изменение в широких пределах сечения потока воздуха, перетекающего из нагнетательной камеры 5 в камеру сгорания 7. Наличие в шибере 9 по меньшей мере одного перепускного канала 11 обеспечивает сконцентрированное поступление горячего воздуха в камеру сгорания 7, это активизирует воспламенение смеси, так как при установлении шибера 9 в головке 3 нагнетательная камера 5 сообщается с камерой сгорания 7 прежде всего через канал 11, в который и устремляется сжатый горячий воздух (см.фиг.3). Величины давлений, а также степеней сжатия, получаемые в камерах 5, 7 в конце такта сжатия, определяются моментом их разделения шибером 9. Этот момент в зависимости от температуры двигателя и применяемого топлива может быть изменен.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ работы многотопливного двигателя внутреннего сгорания путем впуска в цилиндр воздуха, его сжатия в нагнетательной камере при движении поршня к верхней мертвой точке, впрыска топлива в камеру сгорания и разделения камер управляемым клапаном, перекрывающим горловину камеры сгорания, соединения камер последним при подходе поршня к верхней мертвой точке и перепуска сжатого горячего воздуха из нагнетательной камеры в камеру сгорания, воспламенения топлива в камере сгорания от контакта с горячим воздухом, сгорания топлива, расширения продуктов сгорания и выпуска отработавших газов, отличающийся тем, что в начале сжатия воздуха в нагнетательной камере осуществляют переток его части из последней через горловину в камеру сгорания в днище поршня, а впрыск топлива производят во время перетока в камеру сгорания части воздуха с одновременным смесеобразованием. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перепуск воздуха из нагнетательной камеры в камеру сгорания осуществляют через по меньшей мере один перепускной канал. 3. Многотопливный двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один цилиндр с размещенным в нем с возможностью возвратно-поступательного движения поршнем, головку цилиндра с установленной в ней топливной форсункой, нагнетательную камеру переменного объема, ограниченную днищем поршня и головкой, камеру сгорания постоянного объема с горловиной и расположенный в головке соосно горловине камеры сгорания управляемый клапан, разделяющий камеры при движении поршня к верхней мертвой точке на ходе сжатия и соединяющий их при подходе поршня к верхней мертвой точке, отличающийся тем, что камера сгорания с горловиной выполнена в днище поршня. 4. Двигатель по п.3, отличающийся тем, что отношение объема V1 камеры сгорания к объему V2 нагнетательной камеры в момент их разделения управляемым клапаном 0,1 способ работы многотопливного двигателя внутреннего сгорания и многотопливный двигатель внутреннего сгорания, патент № 2032818

V1/V2

5,0, а отношение диаметра d1 горловины камеры сгорания к внутреннему диаметру d2 цилиндра 0,01 способ работы многотопливного двигателя внутреннего сгорания и многотопливный двигатель внутреннего сгорания, патент № 2032818

d1/d2

0,68. 5. Двигатель по пп.3 и 4, отличающийся тем, что управляемый клапан выполнен в виде шибера, снабженного по меньшей мере одним перепускным каналом, входное отверстие которого расположено на боковой поверхности шибера с возможностью его перекрытия горловиной камеры сгорания, а выходное отверстие - на торце шибера, обращенном к горловине камеры сгорания.

www.freepatent.ru

Способ работы многотопливного двигателя внутреннего сгорания и многотопливный двигатель внутреннего сгорания

Изобретение относится к машиностроению. Способ работы включает впуск в цилиндр воздуха, его сжатие с перепуском его части в вихрекамеру, впрыск топлива во время сжатия в соединительный канал с переносом его части в вихрекамеру и образованием в ней топливовоздушной смеси, воспламенение от свечи зажигания, выброс горящих газов из вихрекамеры в основную полость камеры сгорания, расширение продуктов сгорания и выброс отработавших газов, при этом топливо впрыскивается в расширенную полость соединительного канала навстречу перетекающему воздуху. В вихрекамере имеются утеплительная вставка и калильная свеча зажигания, соединительный канал, сопло и вихрекамера расположены под углом к поршню, в котором имеется клиновидная камера сгорания с турбулизатором. Изобретение обеспечивает повышение топливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к машиностроению, т.е. к классу многотопливных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) двухкамерного исполнения с электроискровым способом воспламенения форкамерного заряда. Предлагаемое изобретение может быть реализовано как в ДВС автотракторного типа, так и больших размерностей, например тепловозной, морской в стационарном и транспортном исполнении, а также в поршневой авиации. Широко известны способы смесеобразования, основанные на использовании энергии перетока при сжатии-смесеобразовании и расширении-сгорании. Наиболее близким техническим решением является изобретение SU 1810593 A1, 23.04.1993, F 02 В 19/10. Сущность которого: топливо впрыскивается в уширительную полость соединительного канала, причем в форкамеру перепускаемым воздухом переносят мелкодисперсную часть струи топлива, а крупнодисперсную часть струи осаждают на стенках уширительной полости в виде пленки, которую испаряют выбрасываемыми из форкамеры горящими газами. Недостаток прототипа заключается в том, что он не обеспечивает эффективную работу на различных скоростных режимах с одинаково высокими показателями по экономичности, мощностным и экологическим показателям. Это объясняется тем, что отсутствует стабильность воспламенения в предкамере из-за различных условий распыливания топлива, в зависимости от скоростного режима двигателя. Распыливание топлива при определенно-заданном значении давления впрыска форсунки регламентируется динамикой топливоподачи, т.е. законом подачи или профилем кулачка топливного насоса высокого давления, поэтому количество топлива, впрыскиваемого форсункой в начальный период топливоподачи 10 - 12o п.к.в., остается постоянным вне зависимости от скоростного режима двигателя. Вследствие преобладающего влияния пневматической составляющей в процессе распыливания топлива следует отметить, что при изменении скоростного режима двигателя с 800 до 2000 мин-1 произойдет изменение скорости перетекания смеси из основного объема в дополнительный с 98 до 247 м/с, что сопоставимо с изменением давления впрыска с 8 до 45 МН и вызовет резкое увеличение мелкости распыла. Также следует отметить, что стенки уширительной полости (прогретого двигателя) имеет примерно ту же температуру, что и заряд, поэтому, когда фронт топливного факела достигает стенки, вся неиспарившаяся часть топлива действительно оседает и нагревается на ней. При оседании топлива на стенке образуется тонкая пленка, которая быстро прогревается от металлической стенки, так как коэффициент теплоотдачи от металла к топливной пленке очень велик и во много раз превосходит коэффициент теплоотдачи от воздуха к каплям топлива, на нагрев и испарение которых затрачивается не более 10 кал. Поэтому временем прогрева и испарения топлива на стенке практически можно пренебречь; это время неизмеримо меньше движения факела к стенке и не превосходит 0,1 мс. Эти факторы подвергают сомнению возможность существования пленки топлива в условиях соединительного канала продолжительное время и проливают свет на причины неустойчивого воспламенения топлива в форкамере. Различия в мелкости распыливания и отсутствие организованного движения топливовоздушной смеси в форкамере приводят к возникновению локальных очагов переобогащения ввиду неопределенности траектории движения капель топлива (независимо от их дисперсности), в том числе и возле электродов свечи зажигания. Плоское сопло не обеспечивает всережимного поддержания динамики тепловыделения в заданных пределах, т.е. повышения давления продуктов сгорания в форкамере и ее проточной части и является пассивным элементом, выполняющим свою функцию лишь на определенных, с точки зрения повышения давления продуктов сгорания в форкамере, режимах, что приводит к малоэффективности работы вытеснителя. Задача изобретения - повышение топливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов. Решение поставленной задачи заключается в том, что топливо впрыскивается в расширенную полость соединительного канала навстречу перепускаемому воздуху с целью получения однородной дисперсности в процессе сгорания при обратном перетоке горячих газов из вихрекамеры, расширенная полость выполняет роль термоэнергетического аккумулятора, уменьшая тепловые потери и увеличивая скорость пламени в локальном участке поступления топлива конечной части впрыска, чем благоприятно влияет на поддержание динамики процесса сгорания. На фиг. 1 изображен предлагаемый двигатель внутреннего сгорания (ДВС), поперечный разрез; на фиг. 2 - вид камеры сгорания (в поршне) с турбулизатором, а также проекция сопла дополнительной камеры на плоскость поршня. Двигатель включает цилиндр 1, поршень 2 с кольцами, а также размещенную в нем основную полость камеры сгорания 3 с турбулизатором 4, цилиндровую головку 5 с размещенной в ней дополнительной вихрекамерой 6, которая сообщается с основной полостью камеры сгорания в поршне посредством составленного из ряда конструктивных элементов соединительного канала. Составной соединительный канал включает в себя размещенные на общей продольной оси, т.е. соосно последовательно, три участка канала разного поперечного сечения, т.е. двух меньших 7 и 8, первый сопряжен с выходным соплом 9, выполненным в форме сопла Лаваля, последний примыкает к вихрекамере. Между этими участками находится участок большего поперечного сечения 10. Распылитель 11 форсунки 12 расположен перпендикулярно участку большего поперечного сечения. В вихрекамере 6 установлены электроискровая свеча зажигания 13, калильная свеча 14, нижняя и противоположная соединительному каналу часть вихрекамеры снабжена термоизоляционной (утеплительной) вставкой 15. В цилиндровой головке установлены впускной 16 и выпускной клапаны. Работает двигатель следующим образом. При перемещении поршня 2 от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ) на такте впуска в цилиндр двигателя через открытый впускной клапан 16 за счет образующегося разрежения поступает свежий заряд (атмосферный воздух), заполняя надпоршневое пространство, а также основную полость камеры сгорания 3. Окончание такта впуска регламентируется, как обычно, фазой наполнения. В конце этой фазы впускной клапан 16 закрывается. При дальнейшем перемещении поршня 2 от НМТ к ВМТ и закрытых клапанах в цилиндре 1 начинается такт сжатия. В основной полости камеры сгорания 3 возникает вытеснительное вихреобразование, как это показано на фиг. 1. Одновременно с этим последовательно через составной соединительный канал, включающий сопловой канал 9, каналы меньшего 7,8 и большего 10 поперечного сечение, под воздействием межкамерного перепада давлений происходит переток части цилиндрового заряда из основной 3 в вихрекамеру основной полости камеры сгорания. Вблизи ВМТ, т. е. в фазе топливоподачи, посредством топливного насоса высокого давления (ТНВД) (на чертеже не указан) через форсунку 12 и распылитель 11 впрыскивается топливо в участок соединительного канала 10 большего сечения, навстречу перетекающему воздушному заряду. В процессе топливоподачи происходит разделение цикловой дозы топлива в соответствии с наличием воздушного заряда в полостях камеры сгорания в момент подачи электроискрового разряда с учетом продолжающейся топливоподачи в период задержки воспламенения. Это разделение осуществляется за счет того, что динамика топливоподачи регламентируется законом подачи, профилем кулачка ТНВД, к которому предъявляются требования обеспечения в первые 15o поворота коленчатого (п.к.в.) топливоподачи, состава смеси в вихрекамере в пределах воспламеняемости α = 0,5 - 2,5. После начала топливоподачи все распыленное топливо попадает в вихрекамеру 6 через канал 8, расположенный тангенциально, создает вращательное движение заряда в камере, что благотворно влияет на смесеобразование топливных паров с воздухом. При завихрении заметно меньше падает температура за счет дополнительного поступления воздуха, что и объясняет более полную испаряемость. Наличие утеплительной вставки 15 и калильной свечи 14 стимулирует улучшение испарения и сокращение периода задержки воспламенения. Через 5 - 10o п.к.в. топливоподачи при достижении состава смеси в вихрекамере 6 α = 1,5 - 2,0 в зависимости от скоростного режима ДВС на электроды свечи зажигания 13 подается высоковольтное напряжение. После чего в ней получают развитие предпламенные реакции. Благодаря более высокой на 150 - 250oC температуре в вихрекамере, наличию организованного вихревого движения, утеплительной вставки и калильной свечи зажигания значительно сокращаются по отношению к однокамерным модификациям задержки воспламенения и составляют для дизтоплива 1 - 3o, для бензина А-76 3 - 5o. За период задержки воспламенения состав вихрекамерного заряда несколько обогащается до α = 0,8 - 1,2 и наступает фаза видимого горения, сопровождающегося резким повышением давления в вихрекамере 6 и началом обратного перетока пламенных газов в основную полость 3 камеры сгорания. Обратный переток факела пламенных газов сталкивается в сечении 10 с топливом продолжающегося процесса топливоподачи. Большой диаметр сечения 10 благотворно влияет на ускоренное испарение, протекание предпламенных реакций и воспламенения этого топлива посредством локального уменьшения тепловых потерь в стенки и увеличения скорости пламени [1], стимулируя в дальнейшем турбулентное горение конечной части впрыска. Всережимное регулирование повышения давления продуктов сгорания, т.е. поддержание динамики тепловыделения в заданных пределах, осуществляется созданием определенных соотношений давлений на выходе из вихрекамеры, которые изменяются пропорционально нагрузке двигателя и обеспечивают в полости сгорания вихрекамеры постоянные, заданные условия для развития процесса сгорания, а также используют сопутствующее увеличение скорости истечения продуктов сгорания для улучшения смесеобразования в основном объеме. Это осуществляется благодаря тому, что пламенные газы, а также несгоревшая часть топлива в испаренном и мелкодисперсном состоянии поступает в основную камеру сгорания 3 через сообщающееся с ней сопло Лаваля 9. Выгорание заряда вихрекамерной полости с ускорением обратного перетока, а следовательно, и турбулизации в основной полости камеры сгорания 3 обеспечивает наряду с интенсивным протеканием смесеобразовательных процессов также и быстрое догорание заряда в этой полости вблизи от ВМТ на такте расширения с соответствующим улучшением показателей эффективности рабочего цикла. После окончания процесса сгорания и расширения открывается выпускной клапан и цилиндр двигателя 1 очищается при движении поршня от НМТ к ВМТ от отработавших газов. Рабочий цикл заканчивается и периодически повторяется. Для обеспечения эффективности работы двигателя на различных топливах, скоростных и нагрузочных режимах с учетом других конструкционных и эксплуатационных факторов с помощью соответственных конструктивных элементов и автоматов угол опережения начала топливоподачи изменяется в интервале 24 - 18o п.к.в.. Внутри этого интервала изменяется угол опережения зажигания. Для обеспечения наиболее эффективного протекания процессов смесеобразования и сгорания, бездымной работы на всем диапазоне эксплуатационных режимов работы двигателя и всех видах жидких топлив (бензин, керосин, дизтопливо, газоконденсат и т. д. ) относительный объем вихрекамерной полости а = Vк/Vс выбирается в пределах а = 0,3 - 0,6 предпочтительно сферической формы. Расчет геометрических параметров сопла Лаваля производится на основе расчета процесса расширения и истечения продуктов сгорания в сопле [2]. Для определения скорости истечения продуктов сгорания из вихрекамеры необходимо знать температуру Tа, давление Pа и их состав в выходном сечении сопла. Эти параметры могут быть определены при тепловом расчете двигателя. Площадь выходного сечения сопла определяется Fа=Vа/ ωa, (1) где Vа - действительный удельный объем продуктов сгорания в выходном сечении сопла при газовой постоянной Rа продуктов сгорания и действительной температуре Tа, а также расчетном давлении сжатия Pа на выходе из сопла; ωa - скорость истечения продуктов сгорания из сопла. Площадь наименьшего сечения сопла Fкр=Vк/ ωкр, (2) где Vк - удельный объем продуктов сгорания при Tк температуре на выходе из вихрекамеры, Pк - давление в вихрекамере перед соплом и Rк - газовая постоянная продуктов сгорания в наименьшем сечении сопла; ωкр - скорость истечения продуктов сгорания в наименьшем сечении сопла. Фактором, влияющим на площадь соединительного канала Fк, участки 7,8, является относительная площадь fк=Fк/Fкр (3) Определение относительной площади обуславливается рядом причин: 1. Возможность использования энергии перетока в процессе сжатия-сгорания для придания форсунке лишь дозирующих функций; 2. Оптимальный с экономической точки зрения режим расхода продуктов сгорания и в то же время поддержание динамичности процесса сгорания; 3. Наименьшее дросселирование; 4. Ограниченность конструкционных размеров. Нужно отметить, что использование в экспериментах камер с fкк = 1 вообще наблюдался эффект пламягашения. Согласно проведенным расчетам для двигателя УД-15, конвертированного в многотопливный вариант и исходя из выбора оптимальной скорости перетока и критериев сочетания площади соединительного канала и наименьшего сечения сопла, имеем следующие значения: площадь соединительного канала Fк = 100 мм2, наименьшая площадь сечения сопла Fкр = 11,6 мм2, площадь выходного сечения сопла Fа = 30 мм2. Учитывая общепринятое воззрение на то, что диаметр соединительного канала находится в прямой зависимости от объема дополнительной камеры, в пределах исследованных значений отношений объемов и диаметров соединительного канала, находим оптимальные соотношения для Fк из исследованного диапазона Vк/Fк=8,5 -17,5; Vк/Fк=10 и для Fкр из исследованного диапазона Vк/Fк= 40 - 20; Vк/Fкр=25. Практически же меньшее сечение соединительных каналов 7; 8 диаметром 8 -12 мм выбрано из условия обеспечения оптимальной скорости перетока в процессе сжатия-смесеобразования для номинального скоростного режима 2000 мин-1. Их длины определяются традиционным отношением l/d, для участка 7 l/d = 1 - 3, для участка 8 l/d = 0,5 - 2. Диаметр D участка 10 большего диаметра выбирают в интервале D = d (1,1 - 1,4), длиной D (1 - 1,5). В связи со скоротечностью протекания процесса сгорания и медлительностью процесса гомогенизации на диффузионной основе конструктивный вариант гомогенизации (равномерное распределение топлива в воздушном заряде) базируется на принципе организованного вихреобразования при взаимном согласовании форм и размеров соплового канала с соответственными конструктивными элементами турбулизатора 4 фиг.2. С учетом этого ось симметрии соединительного канала относительно плоскости поршня расположена под углом 25o с возможными вариациями 20 - 40o. Основная полость камеры сгорания в поршне клиновидной формы ограничена со стороны, противоположной соплу, большим турбулизатором 4 фиг. 2 указанной формы. Благодаря отсутствию клапанов в основной плоскости камеры сгорания турбулизатор можно сделать выступающим за центральную ось симметрии поршня, а также использовать более плавные сопряжения с поверхностью поршня. Важно, чтобы передняя часть камеры сгорания, примыкающая к соплу, была поверхностью, имеющей угол наклона, равный углу раствора сопла, линией его продолжения до пересечения с осью симметрии поршня, с плавным сопряжением, как на фиг. 1. Угол раствора сопла в вертикальной плоскости выбирается 5o от оси симметрии. В данном случае угол наклона плоскости передней части камеры сгорания 30o. Угол конуса камеры сгорания в горизонтальной плоскости поршня фиг.2 выбирается в интервале 50 - 70o, в данном случае 60o. Выходное отверстие сопла выполняется в форме эллипса с большей (горизонтальной) осью (2 - 4) dкр, меньшей (вертикальной) (1 - 2) dкр, длина сопла выбирается 10 - 30 мм. Такое устройство конструкционных элементов камеры сгорания обеспечивает не только высокий уровень гомогенизации заряда в ее основной полости 3, но также и более полное выжигание этого заряда как по отношению к аналогам, так и прототипу. При правильном выборе вышеописанных определяющих характеристик конструктивных элементов двигателя обеспечивается бездымная работа двигателя при затяжке пружины форсунки Pф = 0,1 - 0,5 МН. При этом рекомендуется применять однодырчатые или открытые форсунки с отверстием, направленным навстречу перетекающей смеси на такте сжатия. При столь низком уровне давления топливоподачи насос высокого давления, форсунки работают в очень облегченном режиме, и это гарантирует резкое увеличение моторесурса топливоподающей аппаратуры. Однако в этом конструктивном варианте требуется оптимальное моделирование закона подачи (профиля кулачка ТНВД), что осуществимо на основе расчета динамики изменения состава смеси в вихрекамере. α =Gв/15Gт, (4) где Gв определяется как

где a - объем вихрекамеры;В - коэффициент дросселирования наименьшего сечения соединительного канала;f(б) - функция поворота коленчатого вала.

Использование калильной свечи мощностью 50 - 100 Вт [3], расположенной на оси симметрии соединительного канала, а также утеплительной вставки совместно с электроискровой свечой зажигания при использовании степени сжатия 12 - 14 создает эквивалент эффекта повышения показателя политропы сжатия, что позволяет уменьшить влияние октановых и цетановых чисел используемых топлив, а также состава смеси на процесс воспламенения. Вследствие преобладающего влияния пневматической составляющей в процессе распыливания топлива достигается более высокий уровень дисперсности и гомогенизации в полостях камеры сгорания по отношению к традиционным схемам смесеобразования. Оба эти смесеобразующие фактора стимулируют резкое снижение выбросов токсичных компонентов CO и CH с отработавшими газами двигателя. Смещение сгорания основной массы заряда основной полости 3 к заключительным его фазам в сочетании с кратковременностью высокотемпературного воздействия обеспечивают соответственно снижение выбросор наиболее токсичного компонента Nox с отработавшими газами двигателя. Благодаря высокой эффективности подготовительных процессов в смесеобразующей системе вихрекамера-составной соединительный канал, обеспечивающий газификацию топливного заряда перед поступлением в основную полость камеры сгорания 3 в сочетании с управляемым высокотурбулентным процессом гомогенизации, обеспечивается приближение на мощностном номинале составов заряда в основных полостях камеры сгорания, близких к α ≈ 0,95, полностью исключая дымный выхлоп, что стимулирует вместе с повышением частоты вращения ДВС уровня литровой мощности. Интенсивное протекание испарительных и воспламенительных процессов, устранение эффекта накопления топлива в основной полости камеры сгорания 3 за период задержки воспламенения повышает меру управляемости процессом тепловыделения и величиной нарастания давления ΔP/Δγ законом топливоподачи, регламентируемым профилем кулачка ТНВД, на всех видах жидкого топлива, что стимулирует также повышение моторесурса двигателя. Слабая зависимость от температурного режима заряда в процессе сжатия и начальных стадиях воспламенения топлива в сочетании с высоким уровнем управляемости процессом сгорания, обеспечивающим мягкую бездетонационную работу двигателя, позволяет с наибольшей эффективностью сжигать все виды жидких топлив при оптимальных с термодинамической точки зрения степенях сжатия ε = 12 - 14. Литература 1. Свиридов Ю. Б. Смесеобразование и сгорание в дизелях. - Л.: Машиностроение, 1972, с. 126, 151, 164 - 168, 180 - 185, 209 - 218. 2. Кулагин И.И. Теория жидкостных реактивных двигателей. - Министерство обороны СССР, 1972. - 518 с. 3. Вохмин Д. М. Применение калильной свечи зажигания в многотопливном двигателе //Тюмень, ТюмГНГУ// Труды конференции "Эксплуатация технологического транспорта и специальной техники в отраслях топливно-энергетического комплекса", 1997.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ работы многотопливного двигателя внутреннего сгорания путем впуска в цилиндр воздуха, сжатия воздуха в цилиндре с перепуском его части в вихрекамеру, впрыска топлива во время сжатия в соединительный канал с переносом его части перепускаемым воздухом в вихрекамеру и образованием в последней топливовоздушной смеси, воспламенении смеси в вихрекамере от свечи зажигания, выброса горящих газов из вихрекамеры с переносом остальной части топлива в основную полость камеры сгорания, сгорания топлива, расширения продуктов сгорания и выброса отработавших газов, отличающийся тем, что топливо впрыскивается в расширенную полость соединительного канала навстречу перетекающему воздуху с целью получения однородной дисперсности, в процессе сгорания при обратном перетоке горящих газов из вихрекамеры расширенная полость выполняет роль термоэнергетического аккумулятора, уменьшая тепловые потери и увеличивая скорость пламени. 2. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один цилиндр с размещенным в нем поршнем с камерой сгорания в нем, головку цилиндра, вихрекамеру, имеющую свечу зажигания, размещенную в головке и сообщенную с основной полостью камеры сгорания при помощи соединительного канала, выполненного из соосных последовательно соединенных между собой участков меньшего сечения, примыкающих к вихрекамере и выходному соплу, а также участка большего сечения между ними, а также расширяющегося сопла, примыкающего к основной полости камеры сгорания, и топливную форсунку с распылителем, размещенным в соединительном канале, отличающийся тем, что в вихрекамере имеются утеплительная вставка и калильная свеча зажигания, соединительный канал, сопло и вихрекамера расположены под углом к поршню, в котором имеется клиновидная камера сгорания с турбулизатором, а расширяющееся сопло выполнено в форме сопла Лаваля.

bankpatentov.ru

Многотопливные двигатели

Многотопливный двигатель

Двигатель внутреннего сгорания, предназначенный для работы на различных нефтяных топливах,начиная от бензина и кончая дизельным топливом. Первые М. д. появились в 30-х гг. 20 в. в Германии. Онистроились на базе карбюраторных двигателей, но имели раздельную подачу воздуха и топлива. Воздухпоступал в цилиндры под действием разрежения, а топливо впрыскивалось насосом с давлением около 5Мн/м2 (50 кгс/см2). Пуск двигателя осуществлялся на бензине при помощи карбюратора, выключавшегосяпри нормальной работе. Смесь воспламенялась электрической системой зажигания. В 40-е гг. получилиразвитие М. д., построенные на базе автомобильных дизельных двигателей. Топливо в них подавалосьнасосом под давлением около 21 Мн/м2 (210 кгс/см2). При переходе с одного топлива на другое при помощинасоса подачи топлива устанавливался одинаковый расход топлива по массе, тем самым сохранялась та жемощность двигателя.

Применение М. д. на автомобилях и тракторах значительно расширяет их топливную базу. Посравнению с карбюраторными двигателями М. д. обладают лучшей топливной экономичностью, но уступаютдизелям. К недостаткам М. д. относятся сложность конструкции и необходимость тщательного наблюденияза работой системы топливоподачи. М. д. получили широкое распространение за рубежом, особенно в ФРГ.

Использование: в двигателях внутреннего сгорания, преимущественно многотопливных, работающих как на легком, так и на тяжелом топливе. Сущность изобретения: двигатель включает в себя одну или несколько пар соединенных перепускными каналами цилиндров, первый из которых - цилиндр низкого сжатия - соединен с источником питания топливовоздушной смесью, имеет дроссельную заслонку для регулирования ее подачи при работе двигателя с неполной нагрузкой, а второй цилиндр высокого сжатия - не имеет объема камеры сжатия, соединен с каналом подачи чистого воздуха, имеет дроссельную заслонку для регулирования его поступления при работе двигателя с неполной нагрузкой, которая связана с первой заслонкой; его шатун установлен на кривошипе с запаздыванием движения его поршня по отношению к поршню первого цилиндра на 22-27o по углу поворота коленчатого вала таким образом, что при положении его поршня в верхней мертвой точке высокосжатый воздух полностью вытесняется в камеру сгорания первого цилиндра и обеспечивает дожигание топливного заряда. Дроссельная заслонка питания топливной смесью и дроссельная заслонка канала чистого воздуха имеют кинематическую связь, обеспечивающую возможность изменения их взаимного положения, в частности запаздывание открывания дроссельной заслонки второго цилиндра по отношению к дроссельной заслонке первого цилиндра на угол 15-20o в начале хода и выравнивание их угла поворота при переходе двигателя к режиму полной нагрузки. Изобретение обеспечивает коррекцию взаимного положения дроссельных заслонок, открывающих доступ в совместно работающие цилиндры топливовоздушной смеси и чистого воздуха при.

3-net.ru

Разработан многотопливный тепловой двигатель для автомобиля - 3 Февраля 2014 - Дневник - Изобретения

Компания Cyclone Power Technologies объявила о завершении разработки и тестирования многотопливного двигателя нового типа. В настоящее время начался этап коммерциализации новинки, а также ее сертификации для автомобильной промышленности.

Новый тип двигателя под названием Waste Heat Engine (WHE) является устройством для превращения тепловой энергии сгорающего топлива в механическую работу. Собственно, то же самое делает и двигатель внутреннего сгорания (ДВС), но в отличие от него WHE – это двигатель внешнего сгорания.

Блок цилиндров двигателя WHE. При той же мощности, двигатель WHE более чем в 2 раза легче ДВС

Принцип работы WHE очень прост: во внешней камере сгорания происходит нагрев теплоносителя, деионизированной воды, которая в свою очередь толкает поршни или крутит турбину. КПД WHE не превышает таковой у дизельного двигателя, однако двигатель внешнего сгорания имеет несколько преимуществ.

Прежде всего, WHE может потреблять любое топливо: жидкое или газообразное. Это может быть этанол, дизельное топливо, бензин, уголь, биомасса или их смеси – в общем, все что угодно, включая тепло солнечного света, отработанного пара и т.д. Например в первоначальных тестах использовалось топливо, получаемое из кожуры апельсина, пальмового или хлопкового масла, куриного жира. При этом биотопливо можно не разбавлять нефтяным, а значит выброс двигателя WHE может быть более чистым. Поскольку WHE способен работать при относительно низкой температуре в 225 градусов Цельсия, он может использовать для работы самые разные источники тепла.

Одно из главных преимуществ WHE – меньшее количество деталей и более простое устройство, чем у ДВС. Внешнее сгорание не требует сложной системы клапанов и газораспределительного механизма, хотя из-за высокого давления необходимо применять высокопрочные материалы. В целом, WHE-DR намного легче традиционного ДВС. Так, типичный 4-цилиндровый блок цилиндров ДВС весит около 90 кг, в то время, как аналогичный алюминиевый блок цилиндров WHE весит около 35 кг.

Стоимость изготовления WHE должна быть не выше, чем стоимость изготовления аналогичного по мощности ДВС, но при этом новый двигатель будет легче и сможет использовать самые дешевые виды топлива.

Автомобильное шасси с двигателем WHE мощностью 330 л.с. В центре баки для различных видов топлива: угольный порошок, сжиженный газ (водород, метан и т.д.), жидкое топливо (бензин, биотопливо и т.д.)

Двигатели WHE можно использовать во всем диапазоне мощностей. В частности, небольшие электрогенераторы мощностью от 1 кВт до 10 кВт будут иметь небольшие размеры и смогут питаться любым видом топлива, что крайне важно для аварийных источников энергии. Такие же двигатели можно использовать для небольшой техники, вроде газонокосилок, или составить их в пакеты для применения в промышленности, на морских судах и т.д.

Двигатели WHE среднего размера мощностью 100...400 л.с. идеально подойдут для автомобилей и небольших лодок, а большие двигатели мощностью от 400 до 1000 л.с. – для кораблей.

Благодаря отсутствию дыма, вибрации, меньшему шуму при работе и более чистому выхлопу, двигатели внешнего сгорания могут использоваться для энергоснабжения городских поездов и других видов общественного транспорта.

patent.ucoz.ru

Многотопливный двигатель внутреннего сгорания с переменным объемом камеры сгорания

Изобретение относится к многотопливным двигателям внутреннего сгорания и обеспечивает регулирование объема камеры сгорания в зависимости от вида топлива и режима работы. Коренные наружные и внутренние эксцентриковые вкладыши с зубчатыми венцами имеют возможность поворачиваться на коренных шейках коленчатого вала, поднимая или опуская коленчатый вал вместе с поршнями и обеспечивая регулировку объема камер сгорания в зависимости от вида топлива. Шатунные внутренние и наружные эксцентриковые вкладыши с зубчатыми венцами имеют возможность поворачиваться на шатунных шейках коленчатого вала, поднимая или опуская поршни и обеспечивая оптимальный объем камеры сгорания в зависимости от величины нагрузки на двигатель для конкретного вида топлива. Технический результат заключается в повышении эффективности работы двигателя. 6 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к многотопливным двигателям внутреннего сгорания с переменным объемом камер сгорания.

Известен многотопливный двигатель внутреннего сгорания с переменным объемом камеры сгорания, содержащий картер, цилиндры, поршни, размещенные в цилиндрах с образованием с последними камер сгорания, коленчатый вал с шатунными и коренными шейками, шатуны, соединяющие поршни с шатунными шейками, наружные коренные и шатунные эксцентриковые вкладыши, установленные соответственно на коренных и шатунных шейках коленчатого вала с возможностью поворота относительно последних и перемещения коленчатого вала и поршней в вертикальном направлении (см. заявку ФРГ N 3127760, F 02 B 75/04, 1983). Недостаток известного двигателя заключается в недостаточной эффективной работе механизма изменения объема камеры сгорания. Техническим результатом, на реализацию которого направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности работы двигателя, позволяющее использовать любые виды топлива, понизить температуру пуска, повысить температуру продуктов горения в момент воспламенения и обеспечить минимальный расход топлива. Поставленный технический результат достигается за счет того, что многотопливный двигатель внутреннего сгорания с переменным объемом камеры сгорания, содержащий картер, цилиндры, поршни, размещенные в цилиндрах с образованием с последними камер сгорания, коленчатый вал с шатунными и коренными шейками, шатуны, соединяющие поршни с шатунными шейками, наружные коренные и шатунные эксцентриковые вкладыши, установленные соответственно на коренных и шатунных шейках коленчатого вала с возможностью поворота относительно последних и перемещения коленчатого вала и поршней в вертикальном направлении, содержит внутренние, коренные и шатунные эксцентриковые вкладыши, установленные между коренными и шатунными шейками и наружными коренными и эксцентриковыми вкладышами соответственно, с возможностью поворота совместно с наружными коренными и шатунными эксцентриковыми вкладышами в противоположные стороны на угол не превышающий 180o, причем наружные и внутренние коренные эксцентриковые вкладыши кинематически связаны с переключателем вида топлива, а наружные и внутренние шатунные эксцентриковые вкладыши кинематически связаны с регулирующими органами топливоподачи и/или воздухоподачи. Дополнительно заявленный технический результат может быть достигнут за счет того, что: - кинематическая связь между переключателем вида топлива и зубчатыми венцами наружных и внутренних эксцентриковых коренных вкладышей выполнена в виде зубчатых реек и управляющих валов; - кинематическая связь между зубчатыми венцами наружных и внутренних шатунных эксцентриковых вкладышей и регулирующими органами топливоподачи и/или воздухоподачи выполнена в виде промежуточной шестерни с эксцентриковым кулачком и дугообразной пластины с профилированным пазом, один конец которой шарнирно закреплен в картере, а другой конец выполнен с возможностью перемещения под действием управляющей рейки, причем дугообразная пластина установлена эквидистантно траектории поворота шатунной шейки с возможностью взаимодействия своим профилированным пазом с эксцентриковым кулачком промежуточной шестерни и поворота последней; - эксцентриситет внутренних рабочих поверхностей наружных и внутренних коренных и шатунных эксцентриковых вкладышей составляет не менее 1/4 расстояния между положениями поршня в верхней мертвой точке при минимальном объеме камеры сгорания и максимальном объеме камеры сгорания; - наружные и внутренние коренные и шатунные эксцентриковые вкладыши выполнены с одинаковой толщиной стенок; - наружные и внутренние коренные и шатунные эксцентриковые вкладыши размещены в цилиндрических вкладышах; - зубчатые венцы наружных и внутренних коренных эксцентриковых вкладышей расположены по обе стороны от опор подшипников коренных шеек; Изобретение поясняется чертежами где, на фиг. 1 схематично изображен поперечный разрез двигателя, на фиг. 2 - вид A-A фиг. 1; фиг. 3 - вид Б-Б фиг. 1. Многотопливный двигатель внутреннего сгорания с переменным объемом камеры сгорания содержит картер 1, цилиндры 2, поршни 3, размещенные в цилиндрах с образованием с последними камер сгорания 4, коленчатый вал 5 с коренными и шатунными шейками 6 и 7. Шатуны 8, соединяют поршни 3 с шатунными шейками 7. Наружные коренные и шатунные эксцентриковые вкладыши 9 и 10, установлены соответственно на коренных и шатунных шейках 6 и 7 коленчатого вала 5 с возможностью поворота относительно последних и перемещения коленчатого вала 5 и поршней 3 в вертикальном направлении. Внутренние коренные и шатунные эксцентриковые вкладыши 11 и 12, установлены между коренными и шатунными шейками 6 и 7 и наружными коренными и эксцентриковыми вкладышами 9 и 10 соответственно, с возможностью поворота совместно с наружными коренными и шатунными эксцентриковыми вкладышами в противоположные стороны на угол, не превышающий 180o. Наружные и внутренние коренные эксцентриковые вкладыши 9 и 11 кинематически связаны с переключателем вида топлива через зубчатые венцы 13, зубчатые рейки 14 и управляющие валы 15. Зубчатые венцы 13 наружных и внутренних шатунных эксцентриковых вкладышей 10 и 12 кинематически связаны с регулирующими органами топливоподачи и/или воздухоподачи через промежуточную шестерню 16 с эксцентриковым кулачком 17 и дугообразную пластину 18 с профилированным пазом 19. Один конец пластины 18 шарнирно закреплен в картере 1, а другой конец выполнен с возможностью перемещения под действием управляющей рейки 20. Дугообразная пластина 18 установлена эквидистантно траектории поворота шатунной шейки 7 с возможностью взаимодействия своим профилированным пазом 19 с эксцентриковым кулачком 17 промежуточной шестерни 16 и поворота последней. Многотопливный двигатель внутреннего сгорания с переменным объемом камер сгорания работает следующим образом. В зависимости от вида топлива, переключатель вида топлива (на чертеже не показан) поворачивает управляющий вал 15 и перемещает зубчатые рейки 14, которые в свою очередь поворачивают наружные и внутренние коренные эксцентриковые вкладыши 9 и 11, заставляя подниматься или опускаться коленчатый вал 5 вместе с поршнями 3. При этом поршни 3 занимают соответствующее положение, обеспечивающее оптимальный объем камеры сгорания 4 для конкретного вида топлива. Так, для дизельного топлива целесообразно поднять коленчатый вал 5 в максимально верхнее положение, обеспечивая минимальный объем камер сгорания 4. При использовании бензина с наименьшим октановым числом, коленчатый вал 5 должен занять наиболее низкое положение, обеспечивая максимальный объем камеры сгорания 4. При использовании бензина с большим октановым числом, коленчатый вал 5 занимает промежуточное положение, обеспечивая промежуточный объем камеры сгорания 4 между максимальным и минимальным объемами. Наружные и внутренние шатунные эксцентриковые вкладыши 10 и 12 поворачиваются по команде регулирующих органов топливоподачи (например дроссельной заслонки карбюратора или рейки топливного насоса дизельного двигателя) и/или регулирующих органов подачи воздуха (например, воздушной заслонки), поднимая или опуская поршни 3 по вертикали. При малых нагрузках поршни 3 поднимаются и при этом, объем камеры сгорания 4 уменьшается, а при повышении нагрузки поршни 3 опускаются, увеличивая объем камеры сгорания 4. При этом поворот в противоположные стороны эксцентриковых вкладышей 10 и 11 через зубчатые венцы 13 осуществляется через промежуточную шестерню 16. Последняя поворачивается под воздействием на эксцентриковый кулачок 17, профилированного паза 19 дугообразной рейки 18 при воздействии на ее незакрепленный конец управляющей рейки 20. Управляющая рейка 20 перемещается по команде регулирующих органов топливоподачи и/или воздухоподачи. Таким образом обеспечивается регулирование объема камеры сгорания в зависимости от вида топлива и режима работы двигателя, обеспечивая при этом постоянное давление сжатия.

Формула изобретения

1. Многотопливный двигатель внутреннего сгорания с переменным объемом камеры сгорания, содержащий картер, цилиндры, поршни, размещенные в цилиндрах с образованием с последними камер сгорания, коленчатый вал с шатунными и коренными шейками, шатуны, соединяющие поршни с шатунными шейками, наружные коренные и шатунные эксцентриковые вкладыши, установленные соответственно на коренных и шатунных шейках коленчатого вала с возможностью поворота относительно последних и перемещения коленчатого вала и поршней в вертикальном направлении, отличающийся тем, что он содержит внутренние коренные и шатунные эксцентриковые вкладыши, установленные между коренными и шатунными шейками и наружными коренными и эксцентриковыми вкладышами соответственно, с возможностью поворота совместно с наружными коренными и шатунными эксцентриковыми вкладышами в противоположные стороны на угол, не превышающий 180o, причем наружные и внутренние коренные эксцентриковые вкладыши кинематически связаны с переключателем вида топлива, а наружные и внутренние шатунные эксцентриковые вкладыши кинематически связаны с регулирующими органами топливоподачи и/или воздухоподачи. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что кинематическая связь между переключателем вида топлива и зубчатыми венцами наружных и внутренних эксцентриковых коренных вкладышей выполнена в виде зубчатых реек и управляющих валов. 3. Двигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что кинематическая связь между зубчатыми венцами наружных и внутренних шатунных эксцентриковых вкладышей и регулирующими органами топливоподачи и/или воздухоподачи выполнена в виде промежуточной шестерни с эксцентриковым кулачком и дугообразной пластины с профилированным пазом, один конец которой шарнирно закреплен в картере, а другой конец выполнен с возможностью перемещения под действием управляющей рейки, причем дугообразная пластина установлена эквидистантно траектории поворота шатунной шейки с возможностью взаимодействия своим профилированным пазом с эксцентриковым кулачком промежуточной шестерни и поворота последней. 4. Двигатель по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что эксцентриситет внутренних рабочих поверхностей наружных и внутренних коренных и шатунных эксцентриковых вкладышей составляет не менее 1/4 расстояния между положениями поршня в верхней мертвой точке при минимальном объеме камеры сгорания и максимальном объеме камеры сгорания. 5. Двигатель по пп.1 - 4, отличающийся тем, что наружные и внутренние коренные и шатунные эксцентриковые вкладыши выполнены с одинаковой толщиной стенок. 6. Двигатель по пп.1 - 5, отличающийся тем, что наружные и внутренние коренные и шатунные эксцентриковые вкладыши размещены в цилиндрических вкладышах. 7. Двигатель по пп.1 - 4, отличающийся тем, что зубчатые венцы наружных и внутренних коренных эксцентриковых вкладышей расположены по обе стороны от опоры подшипников коренных шеек.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

www.findpatent.ru

Намечается техническая революция: многотопливные моторы постепенно вытеснят двигатели внутреннего сгорания. Многотопливные двигатели