двигатель внутреннего сгорания

Формула изобретения

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с поршнем, коленчатый вал, камеру сгорания, форсунку для распыления топлива, форсунку для впрыска воды, газоводы, свечу зажигания, трубу для выхлопных газов, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен теплоизолированным ресивером, в котором размещена камера сгорания, переходящая в теплообменник, в котором установлена форсунка для впрыска воды, а внутренняя поверхность камеры сгорания и теплообменника выполнены теплоизолированными.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам двигателей для транспортных средств и может быть использовано как парогазовый генератор.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один компрессорный и один рабочий цилиндры, поршни, камеру сгорания, дополнительную камеру сгорания с топливной форсункой и форсункой для впрыска воды в обе камеры сгорания (а.с. СССР №1314137, F 02 M 25/02, заявл. 05.07.84, опубл. 30.05 87, БИ №20, 1987 г.).

Недостатком известного двигателя является неполное сгорание топлива за счет размещения форсунок и подачи воды в обе камеры сгорания, что не позволяет увеличить коэффициент полезного действия двигателя.

Наиболее близким по технической сущности является двигатель Кашеварова "ДК", содержащий блок цилиндров с поршнями, коленчатыми валами, трубы для выхлопных газов, газоводы, стартер, камеру сгорания с термоинерционной оболочкой, форсунки для впрыска топлива и воды (Прототип. Патент РФ №2957951, F 02 В 41/00, заявл. 25.12.91, опубл. 10.04.96, БИ №10, 1996 г.).

Однако данная конструкция двигателя не обеспечивает более полного сгорания топлива за счет размещения форсунок для впрыска воды и впрыск воды непосредственно в камеру сгорания. Происходит ухудшение процесса сгорания. Эти недостатки прототипа не способствуют достижению технического результата - увеличения коэффициента полезного действия двигателя.

Решаемая задача.

Более полное сгорание топлива для достижения технического результата - увеличения коэффициента полезного действия двигателя.

Сущность предлагаемого изобретения как технического решения состоит в том, что двигатель, содержащий цилиндр с поршнем, коленчатый вал, камеру сгорания, форсунку для распыления топлива, форсунку для впрыска воды, свечу зажигания, трубу для выхлопных газов, газоводы, дополнительно снабжен теплоизолированным рессивером, в котором размещена камера сгорания, переходящая в теплообменник, в котором установлена форсунка для впрыска воды. Камера сгорания и теплообменник, который является продолжением ее, теплоизолированы с внутренней поверхности. Подача воды через форсунку в теплообменник, а не в камеру сгорания, позволяет постоянно поддерживать высокую температуру в камере сгорания и способствует более полному сгоранию топлива. Это приводит к увеличению коэффициента полезного действия двигателя, сохранению экологии окружающей среды за счет уменьшения токсичности выхлопных газов.

На чертеже изображена схема двигателя внутреннего сгорания. Он состоит из цилиндра 1, головки цилиндра 2, поршня 3, впускного клапана компрессора 4, выпускного клапана компрессора 5, воздуховода 6, коленвала 7, теплоизолированного рессивера 8, камеры сгорания 9, емкости для топлива 10, насоса для подачи топлива 11, трубопровода для подачи топлива 12, форсунки для впрыска топлива 13, свечи зажигания 14, теплообменника 15, емкости для подачи воды 16, насоса для подачи воды 17, трубопровода для подачи воды 18, форсунки для впрыска воды 19, клапана рессивера (для отбора мощности) 20, газовода двигателя 21, впускного клапана двигателя 22, выпускного клапана двигателя 23, впускной трубы компрессора 24, выпускной трубы двигателя 25.

Двигатель работает следующим образом.

Для осуществления запуска двигателя от источника сжатого воздуха через клапан 20 в рессивере 8 создается некоторое давление. Коленчатый вал двигателя 7 проворачивает стартер (рассматривается вариант, когда двигатель начинает работу, находясь в режиме компрессора). Через впускную трубу компрессора 24 через клапан 4 по воздуховоду 6 воздух подается в цилиндр 1. Поршень 3 при этом движется вниз, доходит до нижней "мертвой" точки, проворачивает коленвал 7 и впускной клапан компрессора 4 закрывается. Коленвал 7 продолжает вращение и поршень 3, двигаясь от нижней "мертвой" точки к верхней, сжимает воздух в цилиндре 1, Открывается выпускной клапан компрессора 5 и сжатый воздух по газоводу 6 поступает в камеру сгорания 9. Из емкости топлива 10 посредством насоса для подачи топлива 11 по трубопроводу 12 топливо через форсунку для впрыска топлива 13 синхронно с подачей газовой смеси поступает в камеру сгорания 9. Воспламенение смеси происходит от свечи зажигания 14. Из камеры сгорания 9 полученная высокотемпературная газовая смесь переходит в теплообменник 15. Из емкости для воды 16 посредством насоса для подачи воды 17 по трубоводу 18 вода подается через форсунку 19 и происходит впрыск ее в теплообменник 15, где вода, испаряясь, перемешивается с газовой смесью и далее поступает в теплоизолированный рессивер 8, из него по газоводу двигателя 21 через впускной клапан двигателя 22 поступает в цилиндр 1 (между головкой 2 цилиндра 1 и поршнем 3). Начинается рабочий ход. Расширяясь, смесь давит на поршень 3, который, перемещаясь до нижней "мертвой" точки, проворачивает коленвал 7, совершая работу. После завершения рабочего хода поршня 3 открывается выпускной клапан двигателя 23 и отработанная смесь через выпускную трубу двигателя 25 выводится в атмосферу. Для управления работой двигателя клапан 22 работает в управляемом режиме, т.е. определяет степень расширения парогазовой смеси в цилиндре 1. При остановке двигателя клапан 22 должен быть закрыт.

На один оборот коленчатого вала 7 работы в режиме компрессора приходится два оборота коленчатого вала 7 в режиме работы двигателя.

Предлагаемый двигатель может работать в режиме парогазового генератора, когда в результате минимально допустимого открытия впускного клапана 22 двигателя осуществляется вращение коленвала 7 двигателя. Парогазовая смесь, при этом, через клапан 20 рессивера 8 может быть частично направлена на другие цели.

Заявляемый двигатель внутреннего сгорания обеспечивает более полное сгорание топлива, способствует уменьшению загрязнения воздуха токсическими составляющими отработавших газов. За счет более полного сгорания топлива достигается технический результат - увеличение коэффициента полезного действия двигателя.