способ работы двигателя внутреннего сгорания и двигатель внутреннего сгорания

Формула изобретения

1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в нагнетании свежего заряда по меньшей мере в отключаемые цилиндры, последующем сжигании заряда, расширении и выпуске продуктов сгорания, отключении по меньшей мере одного цилиндра при снижении нагрузки, разъединении головки поршня от юбки и последующей фиксации головки поршня в верхней мертвой точке, отличающийся тем, что в полостях под головкой и юбкой поршня отключаемого цилиндра создают давление, превышающее давление в полости над головкой поршня в момент отключения цилиндра, а при включении отключаемого цилиндра, обеспечивают давление в полости над головкой поршня больше давления в полостях под юбкой и головкой поршня.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что давление в полости над головкой поршня отключаемого цилиндра, меньшее давление в полостях под головкой и юбкой поршня, обеспечивают в конце такта выпуска.

3. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с картером, отключаемые и неотключаемые цилиндры с впускными и выпускными органами, поршни, установленные в цилиндрах и кинематически связанные с валом, орган управления двигателем, причем поршни отключаемых цилиндров выполнены составными, отличающийся тем, что снабжен эжектором отсоса остаточных газов из надпоршневой полости отключаемых цилиндров с активным и пассивным соплами, дополнительными выпускными органами, установленными в отключаемых цилиндрах с возможностью разобщения надпоршневой полости и пассивного сопла, компрессором, сообщенным с надпоршневой полостью через впускные органы, причем дополнительные выпускные органы связаны с валом или с органом управления двигателем.

4. Двигатель по п. 3, отличающийся тем, что снабжен автоматическим предохранительным клапаном, установленным в картере, а последний выполнен герметичным.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания с отключаемыми цилиндрами.

Известен способ работы двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в нагнетании свежего заряда по меньшей мере в отключаемые цилиндры, последующем сжигании заряда, расширении и выпуске продуктов сгорания, отключении по меньшей мере одного цилиндра при снижении нагрузки, разъединении головки поршня и юбки с последующей фиксацией головки поршня в верхней мертвой точке, а также известен двигатель внутреннего сгорания для реализации указанного способа работы, содержащий корпус с картером, отключаемые и неотключаемые цилиндры с впускными и выпускными органами, поршни, установленные в цилиндрах и кинематически связанные с валом, орган управления двигателем, причем поршни отключаемых цилиндров выполнены составными.

Недостатком известного технического решения является недостаточная эффективность работы.

Целью изобретения является повышение эффективности работы.

Поставленная цель достигается тем, что в полостях под головкой и юбкой поршня отключаемого цилиндра создают давление, превышающее давление в полости над головкой поршня в момент отключения цилиндра, а при включении отключаемого цилиндра обеспечивают давление в полости над головкой поршня, большее давления в полостях под юбкой и головкой поршня, причем давление в полости над головкой поршня отключаемого цилиндра, меньшее давления в полостях под головкой и юбкой поршня, предпочтительнее обеспечивать в конце такта выпуска, а двигатель внутреннего сгорания снабжен эжектором отсоса остаточных газов из надпоршневой полости с активным и пассивным соплами, дополнительными выпускными органами, установленными в отключаемых цилиндрах с возможностью разобщения надпоршневой полости и пассивного сопла, компрессором, сообщенным с надпоршневой полостью через впускные органы, причем дополнительные выпускные органы связаны с валом или с органом управления двигателем, двигатель может быть снабжен автоматическим предохранительным клапаном, установленным в картере, последний может быть выполнен герметичным.

На чертеже показан двигатель внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания содержит корпус с неотключаемыми цилиндрами 1 и отключаемыми цилиндрами 2, а также с впускными органами 3 и 4 и выпускными органами 5 и 6. Вал 7 посредством шатунов 8 связан с поршнем 9 неотключаемого цилиндра и юбкой 10 поршня отключаемого цилиндра. Последний выполнен составным и содержит отсоединяемые юбку 10 и головку поршня 11. Юбка 10 выполнена с отверстиями, позволяющими свободно перетекать газам из картера 12 при холостом перемещении юбки 10 в цилиндре 2. Впускной орган 4 имеет приводное устройство 13, подключенное к органу управления 14 двигателем.

Двигатель снабжен турбиной 15 и компрессором 16, подключенным через ресивер 17 к впускным патрубкам цилиндров. В ресивере 17 установлен датчик давления 18, связанный с органом управления 14. Отработавшие газы из турбины 15 выпускаются через испаритель 19, подключенный паровой полостью к активному способу эжектора 20 отсоса остаточных газов. Пассивное сопло 21 эжектора 20 сообщено с надпоршневой полостью отключаемого цилиндра 2 через дополнительный выпускной орган 22. Впускные органы 3 и 4 и выпускные органы 5 и 6 имеют привод от вала 7. Дополнительный выпускной орган 22 может иметь привод или от вала 7, обеспечивающего его периодическое открытие в конце такта выпуска, или с помощью приводного устройства 23 может быть подключен к органу управления 14, или может быть выполнен в виде нормально открытого, подпружиненного в сторону открытия обратного клапана. Выпускной орган 6 может иметь приводное устройство 24. В отключаемом цилиндре 2 устанавливаются ограничители 25. Юбка 10 и головка поршня 11 имеют подогнанные поверхности 26 и масляные форсунки 27, расположенные в нижней части цилиндра 2, направленные в сторону поверхностей 26. На пути свежего заряда в цилиндры установлены средства смесеобразования, не показанные на чертеже.

Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом. На малых нагрузках работает неотключаемый цилиндр 1, в который через впускной орган 3 впускается свежий заряд, который поджигается, а отработавшие газы удаляются через выпускной орган 5, дополнительно расширяются в турбине 15, испаряют воду в испарителе 19 и отводятся в атмосферу. Компрессором 16 свежий заряд сжимается и накапливается в ресивере 17 при требуемом давлении в последнем, датчик давления 18 воздействует на орган управления 14, разрешая дальнейшее увеличение нагрузки подключением отключаемых цилиндров 2. Юбка 10 в цилиндре 2 совершает холостые перемещения, а головка поршня 11 расположена в верхней части цилиндра 2 и прижата к ограничителям 25 картерным давлением газов. С помощью устройств 13 и 24 впускной орган 4 и выпускной орган 6 отключены от вала 7 и находятся в закрытом положении, дополнительный выпускной орган 22 открыт и газы из надпоршневой полости цилиндра 2 отсасываются через пассивное сопло 21, обеспечивая в цилиндре 2 пониженное давление. Дополнительный выпускной орган 22 в зависимости от конструкции открывается либо периодически, когда он постоянно связан с валом 7, либо постоянно, когда орган управления 14, воздействуя на устройство 23, постоянно открывает выпускной орган 22 или когда последний выполнен в виде обратного клапана с регулированием на давление в цилиндре 2 при такте выпуска, в этом случае пружина клапана под действием разрежения, создаваемого эжектором 20, открывает его, а при увеличении давления в цилиндре 2 автоматически закрывает.

После достижения в ресивере 17 требуемого давления возможно увеличение мощности двигателя включением отключаемых цилиндров 2, для этого орган управления 14 воздействует на приводные устройства 13, 23, 24, имеющие два фиксированных положения (включение и выключение органа), при этом приводные устройства 13, 24 подключают впускной орган 4 и выпускной орган 6 к валу 7, а приводное устройство 23 закрывает дополнительный выпускной орган 22. В отключаемом цилиндре 2 через впускной орган 4 нагнетается свежий заряд, который, преодолевая сопротивление газов картера 12, перемещает головку поршня 11 совместно с юбкой 10 к нижней мертвой точке, далее заряд сжимается, поджигается, расширяется и удаляется через выпускной орган 6. Масло, подаваемое форсункой 27 на поверхности 26, препятствует любым несовместным перемещениям юбки 10 и головки поршня 11, ограничители 25 предотвращают соударения головки поршня 11 с впускными и выпускными органами.