Всетопливный двигатель


Двигатель внутреннего сгорания всетопливный с устройством, автоматически регулирующим объем и электромеханически инициирующим вспышку в камере сжатия

Изобретение относится к области двигателестроения. Техническим результатом является облегчение пуска холодного двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит устройство дистанционной регулировки камеры сжатия (КС), выполненное в виде подпружиненного поршенька на крышке КС с возможностью работы в дизельном или смешанных режимах. При этом пуск двигателя осуществляется в форсированном дизельном режиме с последующим переходом в инжекторный режим с автоматическим регулированием объема и электромеханическим инициированием вспышки в КС. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Известен двигатель внутреннего сгорания под названием «ДОС без шатунный, двухтактный», описанный в патенте на изобретение №2338912 от 13.02.2007. Недостаток этого двигателя связан с многокамерностью камеры сжатия (КС), дополненный подпружиненным поршеньком на крышке КС, и редуктор с приводом для дистанционной регулировки объема КС. Для перехода от дизельного режима в смешанный режим (режим детонации), минуя режим инжекторный, требуется разное топливо с разными свойствами и вспышка топлива в КС осуществляется в дизельном режиме (механически). Известен также «ДВС, работающий в дизельном или смешанном режиме с оптимальным соотношением топливо/воздух на всем диапазоне нагрузок», описанный в патенте №104972 на полезную модель от 22.03.2010, который принят за прототип. Указанный двигатель бесшатуный, двухтактный, с упругими элементами, расположенными между крышкой КС и рабочим валом, а на крышке КС - цилиндрик с подпружиненным поршеньком и редуктором для дистанционной регулировки объема КС и работы в дизельном или смешанных (дизель-детонационных) режимах, с оптимальным соотношением топливо/воздух на всем диапазоне нагрузок, блок управления с датчиками, КС с каталическим покрытием, разлагающий воду на кислород и водород при высокой температуре, упругий поршневой палец, с нелинейной жесткостью образованный канавками, на конце толкателя удерживаемый и скользящий на подшипниках с осями в блоке направляющих, укрепленных между картером и цилиндрами, многолепестковый кулачок, кратный трем с заданным профилем, обеспечивающий остановку оппозитно расположенных поршней на часть периода колебаний в В.М.Т. и Н.М.Т. и взаимодействующий с толкателем через вал-ролик, опирающийся на кулачок с натягом, с упругой и нелинейной жесткостью образованный несколькими канавками, поясами(ребрами) жесткости, смыкающихся при заданных усилиях. Недостаток этого двигателя связан с необходимостью устройства на крышке КС редуктора и привода для дистанционной коррекции объема КС, а также определенные трудности для принудительной вспышки топлива в КС большого объема в холодном двигателе, в дизельном режиме и для перехода на детонационный режим, минуя инжекторный режим, требуется различное топливо с разными характеристиками. Двигатели, работающие в дизельном режиме, не могут быть быстроходными, т.к. время для равномерного смешивания топлива и воздуха значительно меньше по сравнению с инжекторным режимом. К тому же для детонационного режима необходимо наличие упругих элементов между КС и рабочим валом. В качестве рабочего вала предусмотрен только многолепестковый кулачок и не охвачен класс двигателей с коленвалом. Цель предлагаемого изобретения: упростить двигатель, уменьшить габариты и вес, облегчить пуск холодного двигателя и безискровую вспышку в КС в инжекторном режиме, а детонационный режим только для двигателей с упругими элементами, расположенными между КС и рабочим валом, обеспечить всетопливность, в том числе и двигателей с коленвалом, а также автоматической и(или) ручной коррекции режима работы при изменяющихся характеристиках топлива, упругих элементов, давления воздуха, температуры окружающей среды.

Эта цель достигается тем, что на крышке КС установлено устройство с возможностью организации автоматического регулирования объема КС в виде подпружиненного поршенька, внутри фасонного болта с крышкой и с резьбой, в корпусе с резьбой и трубчатой частью, гильзой с основанием, выдвинутой внутрь КС и частично входящей в углубление на поверхности рабочего поршня, конической пружиной, поджатой между основанием гильзы и кольцом со шпильками, катушкой с магнитопроводом и трубчатой частью, причем вторая коническая пружина зажата с заданным усилием между крышкой фасонного болта и креплением шпильки поршенька, выполненного в виде намагниченного сердечника, с возможностью перемещения в трубчатой части катушки, а поршенька - в цилиндрической части гильзы под воздействием газов в КС и от электромагнитных усилий катушки с током соответствующей величины, полярности и длительности, а в двигателе с коленвалом - упругий шатун, составленный из двух трубчатых частей с пружиной между ними, стянутый с заданным усилием, причем пуск двигателя осуществляется в форсированном дизельном режиме и после появлении вспышек в КС - в инжекторном режиме с электромеханическим инициированием вспышки в КС, являющийся основным режимом, а после достижения предельной допустимой частоты колебаний поршней - в детонационный режим только для двигателей с упругими элементами, расположенными между КС и вращающимся рабочим валом. Вторая коническая пружина зажата с заданным усилием с возможностью организации повышенного давления в КС в момент пуска в дизельном режиме и без тока в катушке, а после появлений вспышек в КС - в инжекторный режим и током в катушке, заданной величины и полярности, для данного вида и сортности топлива, компенсирующий часть усилия сжатой пружины, с возможностью автоматического увеличения объема КС путем синхронного увеличения тока в катушке при увеличении поступления топлива/воздух с оптимальным соотношением.

Первая коническая пружина поджата с некоторым усилием с учетом усилия второй конической пружины и усилия торможения от магнитного поля катушки с током максимальной величины, заданной полярности и длительностью от момента вспышки в КС и почти до конца фазы рабочего хода, а в начальной момент времени - генерации тока в катушке заряжающий конденсатор или аккумулятор и после соприкосновения дна поршенька с кольцом со шпильками - без ударной, скоростной остановки поршенька и сердечника.

Минимальный объем КС при положении рабочего поршня в В.М.Т. и без тока в катушке, задан с возможностью организации повышенного давления в КС при пуске холодного двигателя и минимальном поступлении топливо/воздух с оптимальным соотношением для тяжелых видов топлива, для вспышки которых требуются повышенное давление и температура и достаточный ход поршенька с креплением с возможностью работы с легкими видами топлива. Переход в детонационный режим из инжекторного режима, после достижения частоты колебаний поршней предельно допустимого значения, осуществляется путем уменьшения тока в катушке в фазе сжатия и(или) уменьшения количества впрыска водной смеси (с антифризными свойствами) в рабочий цилиндр, в конце фазы рабочего хода и в начале фазы сжатия.

В фазе сжатия катушка подключается к стабилизированному, калиброванному напряжению заданной величины, применительно к данному виду и сортности топлива, а переход на другой вид топлива и сортности осуществляется подключением на другое напряжение, переключателем, на указатель данного вида топлива и сортности. Блок управления с датчиками осуществляет корректировку тока в катушке, поддерживает заданный режим в оптимальных пределах, при изменяющихся внешних условиях, например изменений характеристик топлива, температуры и давлений окружающей среды, жесткости и износа упругих элементов в двигателе.

В двигателе с коленвалом, наряду с другими упругими элементами, расположенными между КС и коленвалом (в случаях предусмотренного детонационного режима работы), для исключения ударных нагрузок на подшипники коленвала предусмотрен шатун, составленный из двух трубчатых частей, соединенных скользящей посадкой и пружиной между ними, концы которых в пазах фиксируют части шатуна между собой, стянутых с усилием, выше максимального усилия, возникающего перед вспышкой топлива в КС, но меньше максимального усилия от давления газов в КС после вспышки горючей смеси, причем длина хода и жесткость пружины задается из условия организации свободных колебаний системы, (включающий массу поршня и часть массы шатуна), выше максимальной частоты колебаний рабочих поршней. Перемещение упругих элементов (потенциальная энергия переходит в кинетическую) удлиняет время максимальной передачи давления газов в КС в крутящий момент рабочего вала, в том числе и за счет упругой деформацией поршневого пальца. Технический результат: устройство автоматического регулирования объема КС, являющееся одновременным источником тока, и электромеханическая принудительная вспышка горючей смеси в ограниченном малом объеме, упрощают и облегчают двигатель, облегчаются запуск двигателя в холодном состоянии при повышенном давлении в КС и переход на разные виды топлива и сортности путем изменения тока в катушке переключателем тока, достигаются сверхэкономичность, экологичность путем сжигания с оптимальным соотношением топливо/воздух на всем диапазоне регулировки мощности и возможность использования «устройства» в двигателях с коленвалом.

Описание поясняется чертежами, где на Фиг.1 изображена в разрезе утолщенная часть крышки КС с установленным на нем фасонным болтом, с подвижным поршеньком внутри гильзы и катушки с магнитопроводом и сердечником; на Фиг.2 изображен в разрезе фасонный упругий поршневой палец с несколькими канавками разной глубины; на Фиг.3 изображен фрагмент шатуна из двух частей, с фиксирующей пружиной между ними, соединенных скользящей посадкой, с пояснениями.

Фасонный болт представляет собой корпус 1 с резьбой и с трубчатой частью 2, с установленной катушкой с магнитопроводом 3, в которой может перемещаться крепление шпильки 4, в виде намагниченного сердечника 5. Коническая пружина 6 поджата крышкой 7 с резьбой. Поршенек 8 может перемещаться в цилиндрической части гильзы 9 как под воздействием газов в КС, так и от электромагнитных усилий катушки 3 на сердечник 5. Коническая пружина 10 сжата кольцом со шпильками 11 к основанию гильзы 12. Гильза с поршеньком выдвинута в полость 13 КС и частично входит в углубление на поверхности рабочего поршня 14 в В.М.Т. На чертеже сплошными линиями показано исходное положение поршенька, с криволинейной поверхностью, сердечника и пружин, а пунктирными - положение поршенька при максимальной подачи топливо/воздух перед вспышкой топлива в КС для легких видов топлива, причем поршенек изображен с вогнутой поверхностью. Прорвавшиеся газы через поршенек отводятся в картер и одновременно продуваются через каналы в корпусах блоков головки и цилиндра (здесь не показаны в том числе износоустойчивые вставки между поверхностями со скользящей посадкой).

Устройство автоматического регулирования объема и электромеханической вспышки горючей смеси в КС при регулировании мощности двигателя с оптимальным соотношением топлива/воздух работает следующим образом.

Поршенек под действием усилия второй конической пружины и максимального усилия магнитного поля катушки, переключившегося к этому моменту, сжимает горючую смесь в ограниченном малом объеме в углублении рабочего поршня, которое может усилиться за счет кумулятивного эффекта, созданного вогнутой поверхностью поршенька и(или) поверхностью рабочего поршня, в результате горючая смесь воспламеняется и затем инициирует вспышку во всем объеме КС, причем это усилие магнитного поля катушки действует на сердечник 5 почти до конца фазы рабочего хода, затем ближе к концу фазы сжатия в катушку подается ток обратной полярности и величины, соответствующий данному виду топлива и режиму работы, до момента подхода рабочего поршня к В.М.Т., компенсируя часть усилия сжатой пружины 6, полярность тока вновь меняется, поршенек 8 сжимает горючую смесь, и цикл повторяется. При наладке двигателя предварительно создается необходимый нажим пружины 6 крышкой 7 с резьбой с усилием, равный расчетному, повышенному давлению, который должен возникнуть в КС в конце фазы сжатия перед впрыскиванием тяжелого вида топлива и без тока в катушке, при поступлении топлива/воздух меньше средней величины, например соответствующий холостому ходу, при котором обеспечивается вспышка данного топлива при всех неблагоприятных условиях. После вспышки топлива в КС поршенек с намагниченным сердечником 5 с большой скоростью перемещается до соприкосновения с кольцом 11, генерирует ток в катушке 3, заряжается конденсатор или аккумулятор (здесь не показаны) и через катушку 3 проходит ток, заданной полярности и величины, создающий необходимое усилие для компенсации излишнего усилия пружины 6 для создания оптимального объема и давления в КС, не вызывающий перегрев в поршне, при впрыскивании топлива в начале фазы сжатия и создания достаточного обратного хода поршенька вниз вызывающий, затем, после смены полярности и тока в катушке, скачкообразное увеличение давления в малом ограниченном объеме, инициирующий затем вспышку горючей смеси во всем объеме КС. Перед каждым пуском и без тока в катушки впрыск топлива в КС производится в конце фазы сжатия воздуха, при повышенном давлении, т.е. это в дизельном форсированном режиме, а после вспышки и зарядки конденсатора - в начале фазы сжатия, т.е. это в инжекторном режиме. Переход на детонационный режим, с электромеханическим инициированием вспышки, предусматривается только в двигателях с упругими элементами, расположенных между крышкой КС и рабочим валом, в том числе в двигателях с коленвалом.

1. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) бесшатунный, двухтактный, содержащий устройство дистанционной регулировки камеры сжатия (КС), выполненное в виде подпружиненного поршенька на крышке КС с возможностью работы в дизельном или смешанных режимах с оптимальным соотношением топливо/воздух на всем диапазоне регулировки мощности и механическим инициированием вспышки в КС с каталическим покрытием, разлагающим воду на кислород и водород при высокой температуре, блок управления с датчиками, упругий поршневой палец с нелинейной жесткостью, удерживаемый на конце толкателя, скользящий на подшипниках и размещенный в блоке направляющих, закрепленных между картером и цилиндрами, рабочий вал, выполненный в виде многолепесткового кулачка, кратного трем, с заданным профилем и взаимодействующим с толкателем через вал-ролик, опирающийся на кулачок с натягом с упругой и нелинейной жесткостью, образованной переменным сечением вала-ролика с несколькими канавками и ребрами, отличающийся тем, что пуск двигателя осуществляется в форсированном дизельном режиме с последующим переходом в инжекторный режим с автоматическим регулированием объема и электромеханическим инициированием вспышки в КС, двигатель снабжен упругими элементами, расположенными между КС и рабочим валом, в том числе коленвалом, при этом переход в детонационный режим осуществляется путем установки на крышке КС устройства, выполненного в виде подпружиненного поршенька внутри фасонного болта с крышкой, в корпусе с резьбой и трубчатой частью и гильзой с основанием, выдвинутым внутрь КС и частично входящим в углубление на поверхности рабочего поршня в положении верхней мертвой точки (ВМТ), конической пружины, поджатой между основанием гильзы и кольцом со шпильками, катушки с магнитопроводом и трубчатой частью, причем вторая коническая пружина зажата с заданным усилием между крышкой фасонного болта и креплением шпильки поршенька, выполненным в виде намагниченного сердечника с возможностью перемещения в трубчатой части катушки, а поршенька - в цилиндрической части гильзы под воздействием газов в КС и от электромагнитных усилий катушки с током заданной величины, полярности и длительности.

2. ДВС по п.1, отличающийся тем, что вторая коническая пружина зажата с заданным усилием с возможностью организации повышенного давления в КС в момент пуска в дизельном режиме и без тока в катушке, а после появления вспышек в КС - перевода в инжекторный режим с током в катушке заданной величины и полярности применительно к данному виду топлива и сортности, компенсирующим часть усилия сжатой пружины с возможностью автоматического увеличения объема КС путем увеличения тока в катушке при увеличении поступления топлива и воздуха.

3. ДВС по п.1, отличающийся тем, что первая коническая пружина поджата с некоторым усилием с учетом усилия второй конической пружины и усилия торможения от магнитного поля катушки с током максимальной величины, а в начальной момент времени - генерации тока в катушке и после соприкосновения дна поршенька с кольцом - скоростной безударной остановки поршенька с сердечником.

4. ДВС по пп.1 или 2, отличающийся тем, что минимальный объем КС при положении рабочего поршня в ВМТ и без тока в катушке задан с возможностью организации повышенной температуры и инициирования вспышки в КС при пуске в дизельном режиме и минимальном поступлении топлива и воздуха для тяжелых видов топлива и достаточного хода поршенька с возможностью работы с легкими видами топлива.

5. ДВС по п.1, отличающийся тем, что переход в детонационный режим осуществляется путем уменьшения тока в катушке и(или) уменьшения количества впрыска водной смеси перед впрыскиванием топлива в рабочий цилиндр в конце фазы рабочего хода и в начале фазы сжатия.

6. ДВС по п.1, отличающийся тем, что в фазе сжатия катушка подключается к калиброванному стабильному напряжению применительно для данного вида и сортности топлива, а переход на другие виды топлива осуществляется подключением к другому напряжению переключателем на указатель данного вида топлива и сортности с возможностью автоматической коррекции тока в катушке блоком управления с датчиками.

7. ДВС по п.1, отличающийся тем, что упругий шатун составлен из двух частей, соединенных скользящей посадкой и пружиной между ними, стянутых с заданным усилием с фиксацией частей шатуна между собой, причем длина хода и жесткость пружины заданы из условия организации свободных колебаний системы выше максимальной частоты колебаний рабочих поршней.

www.findpatent.ru

"Победа" на альтернативных видах топлива

Я вам показывал уже «Победу» с пропеллером, а так же Электромобили СССР плюс Советский паровой автомобиль. А теперь еще про альтернативное советское топливо.

В первые послевоенные годы положение с топливом в стране было напряженным. Все возрастающая потребность в перевозках, значительно увеличивающийся автомобильный парк, освоение новых удаленных районов Сибири и крайнего Севера, куда завозить топливо было сложно и дорого, заставили задуматься о двигателях на альтернативных видах топлива. Особенно в таких транспортных средствах нуждались военные.

Опыт ведения боевых действий показал, что наиболее уязвимыми стратегически важными объектами являются предприятия топливно-энергетического комплекса. Решением проблемы было бы создание такого автомобиля, эксплуатация которого не ставилась бы в зависимость от поставок автомобильного бензина. Разработать конструкцию нового всетопливного двигателя было поручено военному НИИ в Бронницах.

В качестве автомобиля-носителя перспективной силовой установки была выбрана Победа, как наиболее массовая и освоенная в производстве машина.

Схема многотопливного двигателя.

 

Работами по созданию всетопливной силовой установки руководил ведущий инженер НИИ Геннадий Лаврьентьев. Новый двигатель Победы представлял собой компаундную паровую машину двойного действия с трехступенчатым расширением пара. Рабочее давление в полости первого цилиндра — 100 атм. В качестве парогенератора использовался водотрубный котел.

 

Перспективная силовая установка.

 

Водотрубные котлы — наиболее прогрессивное по тем временам решение, позволяли получать очень высокий теплосъем с рабочей поверхности и создавать давление до 170 кг/см2 без опасности взрыва котла. Основной недостаток водотрубных котлов связан с относительно малым водосодержанием участвующих в теплообмене трубных пучков и, соответственно, высокой чувствительностью котла к качеству процесса горения.

В условиях резких изменений нагрузки на двигатель, характерных для автомобилей, и при использовании в качестве источника топлива угля — водотрубные котлы обеспечивали меньшую, по сравнению с альтернативными решениями, стабильность давления пара, что долго сдерживало их внедрение на автомобильном транспорте. Однако, специалистам НИИ удалось решить эту проблему удачным подбором формы и размеров пучков труб, пропорций парогенератора. В результате проведенных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ была повышена устойчивость котла к перегрузкам и решена проблема с защитой от заноса воды с паром в двигатель.

Парогенератор нового двигателя Победы изготавливался из листовой стали толщиной от 4 до 6 мм методом клепки, толщина труб до 8 мм, диаметр 30 мм. Для изготовления труб использовалась латунь или медь, обеспечивающие наиболее высокий коэффициент теплопередачи, что позволяло уменьшить поверхности нагрева и габариты котла.

 

Размещение топливного бункера и бака с водой в багажнике.

 

К осени 1954 года после всесторонних стендовых испытаний было принято решение установить двигатель на первый ходовой образец машины. Габариты моторного отсека Победы позволяли установить топку, парогенератор, собственно паровой двигатель и пароконденсатор. Запас топлива и бак с водой размещался в багажнике — для сохранения приемлемого распределения веса по осям и из противопожарных соображений.

 

Ведущий инженер Геннадий Лаврьентьев.

 

Рядом с водителем оборудовалось место механика-оператора котлопаровой установки. Вместо перчаточного ящика монтировался комплект приборов контроля работы двигателя, а в специальном тоннеле пола был проложен конвейерный транспортер для подачи твердого топлива из бункера в багажнике.

В распоряжении оператора котлопаровой установки был специальный комплект инструмента (кочерга, лопаточка) для поддержания горения в топке, по мере необходимости запускался ленточный транспортер для доставки новой порции твердого топлива или открывался вентиль подачи жидкого топлива из бака. Полной загрузки бункера (примерно 100 кг) хватало на более чем 400 км пробега по шоссейным дорогам или около 100 км по бездорожью.

 

Кожух ленточного транспортера.

 

В феврале 1956 года в цехах экспериментального завода при НИИ 21 была подготовлена опытная партия из четырех машин. И уже весной был проведен сравнительный автопробег для выявления преимуществ и недостатков конструкции. В пробеге участвовали как Победы с традиционным бензиновым двигателем, так и машины с новой перспективной котлопаровой установкой.

В процессе испытаний новый двигатель показал себя с лучшей стороны. Применялись разные виды топлива: каменный уголь, горючие сланцы, сырая нефть, торф, мазут, бензин, березовые дрова, керосин, спиртовые смеси и отработанное машинное масло. Время растопки котла и подготовки машины к старту варьировалось от 15 до 35 минут в зависимости от вида топлива. Максимальная скорость на дорогах с усовершенствованном покрытии достигала 120 км/ч. По сравнению с бензиновой Победой, повысилась проходимость на плохих дорогах — паровой двигатель развивал очень высокий крутящий момент.

 

Испытательный автопробег.

 

Внешне переоборудованные Победы отличались отсутствием на левом заднем крыле лючка заправки бензобака, двумя выхлопным трубами (одна для выпуска продуктов горения из топки, другая — для отработанного пара) и, разумеется, звуком работы двигателя

В 1957 году машины успешно прошли гос. испытания. Но положение с топливом в стране стало налаживаться и уникальная разработка НИИ 21 в крупносерийное производство запущена не была.

 

источник

 

Вот еще интересные образцы советского автопрома:  посмотрите что это за Неизвестный «Запорожец» . Вот вам История «РАФика» и Автобусы СССР. Напомню вам еще немного советского автопрома: завод имени Ленинского Комсомола, Горьковский Автомобильный Завод Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия - http://infoglaz.ru/?p=75990

masterok.livejournal.com

двигатель внутреннего сгорания всетопливный с устройством, автоматически регулирующим объем и электромеханически инициирующим вспышку в камере сжатия - патент РФ 2524314

Изобретение относится к области двигателестроения. Техническим результатом является облегчение пуска холодного двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит устройство дистанционной регулировки камеры сжатия (КС), выполненное в виде подпружиненного поршенька на крышке КС с возможностью работы в дизельном или смешанных режимах. При этом пуск двигателя осуществляется в форсированном дизельном режиме с последующим переходом в инжекторный режим с автоматическим регулированием объема и электромеханическим инициированием вспышки в КС. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Рисунки к патенту РФ 2524314

Известен двигатель внутреннего сгорания под названием «ДОС без шатунный, двухтактный», описанный в патенте на изобретение № 2338912 от 13.02.2007. Недостаток этого двигателя связан с многокамерностью камеры сжатия (КС), дополненный подпружиненным поршеньком на крышке КС, и редуктор с приводом для дистанционной регулировки объема КС. Для перехода от дизельного режима в смешанный режим (режим детонации), минуя режим инжекторный, требуется разное топливо с разными свойствами и вспышка топлива в КС осуществляется в дизельном режиме (механически). Известен также «ДВС, работающий в дизельном или смешанном режиме с оптимальным соотношением топливо/воздух на всем диапазоне нагрузок», описанный в патенте № 104972 на полезную модель от 22.03.2010, который принят за прототип. Указанный двигатель бесшатуный, двухтактный, с упругими элементами, расположенными между крышкой КС и рабочим валом, а на крышке КС - цилиндрик с подпружиненным поршеньком и редуктором для дистанционной регулировки объема КС и работы в дизельном или смешанных (дизель-детонационных) режимах, с оптимальным соотношением топливо/воздух на всем диапазоне нагрузок, блок управления с датчиками, КС с каталическим покрытием, разлагающий воду на кислород и водород при высокой температуре, упругий поршневой палец, с нелинейной жесткостью образованный канавками, на конце толкателя удерживаемый и скользящий на подшипниках с осями в блоке направляющих, укрепленных между картером и цилиндрами, многолепестковый кулачок, кратный трем с заданным профилем, обеспечивающий остановку оппозитно расположенных поршней на часть периода колебаний в В.М.Т. и Н.М.Т. и взаимодействующий с толкателем через вал-ролик, опирающийся на кулачок с натягом, с упругой и нелинейной жесткостью образованный несколькими канавками, поясами(ребрами) жесткости, смыкающихся при заданных усилиях. Недостаток этого двигателя связан с необходимостью устройства на крышке КС редуктора и привода для дистанционной коррекции объема КС, а также определенные трудности для принудительной вспышки топлива в КС большого объема в холодном двигателе, в дизельном режиме и для перехода на детонационный режим, минуя инжекторный режим, требуется различное топливо с разными характеристиками. Двигатели, работающие в дизельном режиме, не могут быть быстроходными, т.к. время для равномерного смешивания топлива и воздуха значительно меньше по сравнению с инжекторным режимом. К тому же для детонационного режима необходимо наличие упругих элементов между КС и рабочим валом. В качестве рабочего вала предусмотрен только многолепестковый кулачок и не охвачен класс двигателей с коленвалом. Цель предлагаемого изобретения: упростить двигатель, уменьшить габариты и вес, облегчить пуск холодного двигателя и безискровую вспышку в КС в инжекторном режиме, а детонационный режим только для двигателей с упругими элементами, расположенными между КС и рабочим валом, обеспечить всетопливность, в том числе и двигателей с коленвалом, а также автоматической и(или) ручной коррекции режима работы при изменяющихся характеристиках топлива, упругих элементов, давления воздуха, температуры окружающей среды.

Эта цель достигается тем, что на крышке КС установлено устройство с возможностью организации автоматического регулирования объема КС в виде подпружиненного поршенька, внутри фасонного болта с крышкой и с резьбой, в корпусе с резьбой и трубчатой частью, гильзой с основанием, выдвинутой внутрь КС и частично входящей в углубление на поверхности рабочего поршня, конической пружиной, поджатой между основанием гильзы и кольцом со шпильками, катушкой с магнитопроводом и трубчатой частью, причем вторая коническая пружина зажата с заданным усилием между крышкой фасонного болта и креплением шпильки поршенька, выполненного в виде намагниченного сердечника, с возможностью перемещения в трубчатой части катушки, а поршенька - в цилиндрической части гильзы под воздействием газов в КС и от электромагнитных усилий катушки с током соответствующей величины, полярности и длительности, а в двигателе с коленвалом - упругий шатун, составленный из двух трубчатых частей с пружиной между ними, стянутый с заданным усилием, причем пуск двигателя осуществляется в форсированном дизельном режиме и после появлении вспышек в КС - в инжекторном режиме с электромеханическим инициированием вспышки в КС, являющийся основным режимом, а после достижения предельной допустимой частоты колебаний поршней - в детонационный режим только для двигателей с упругими элементами, расположенными между КС и вращающимся рабочим валом. Вторая коническая пружина зажата с заданным усилием с возможностью организации повышенного давления в КС в момент пуска в дизельном режиме и без тока в катушке, а после появлений вспышек в КС - в инжекторный режим и током в катушке, заданной величины и полярности, для данного вида и сортности топлива, компенсирующий часть усилия сжатой пружины, с возможностью автоматического увеличения объема КС путем синхронного увеличения тока в катушке при увеличении поступления топлива/воздух с оптимальным соотношением.

Первая коническая пружина поджата с некоторым усилием с учетом усилия второй конической пружины и усилия торможения от магнитного поля катушки с током максимальной величины, заданной полярности и длительностью от момента вспышки в КС и почти до конца фазы рабочего хода, а в начальной момент времени - генерации тока в катушке заряжающий конденсатор или аккумулятор и после соприкосновения дна поршенька с кольцом со шпильками - без ударной, скоростной остановки поршенька и сердечника.

Минимальный объем КС при положении рабочего поршня в В.М.Т. и без тока в катушке, задан с возможностью организации повышенного давления в КС при пуске холодного двигателя и минимальном поступлении топливо/воздух с оптимальным соотношением для тяжелых видов топлива, для вспышки которых требуются повышенное давление и температура и достаточный ход поршенька с креплением с возможностью работы с легкими видами топлива. Переход в детонационный режим из инжекторного режима, после достижения частоты колебаний поршней предельно допустимого значения, осуществляется путем уменьшения тока в катушке в фазе сжатия и(или) уменьшения количества впрыска водной смеси (с антифризными свойствами) в рабочий цилиндр, в конце фазы рабочего хода и в начале фазы сжатия.

В фазе сжатия катушка подключается к стабилизированному, калиброванному напряжению заданной величины, применительно к данному виду и сортности топлива, а переход на другой вид топлива и сортности осуществляется подключением на другое напряжение, переключателем, на указатель данного вида топлива и сортности. Блок управления с датчиками осуществляет корректировку тока в катушке, поддерживает заданный режим в оптимальных пределах, при изменяющихся внешних условиях, например изменений характеристик топлива, температуры и давлений окружающей среды, жесткости и износа упругих элементов в двигателе.

В двигателе с коленвалом, наряду с другими упругими элементами, расположенными между КС и коленвалом (в случаях предусмотренного детонационного режима работы), для исключения ударных нагрузок на подшипники коленвала предусмотрен шатун, составленный из двух трубчатых частей, соединенных скользящей посадкой и пружиной между ними, концы которых в пазах фиксируют части шатуна между собой, стянутых с усилием, выше максимального усилия, возникающего перед вспышкой топлива в КС, но меньше максимального усилия от давления газов в КС после вспышки горючей смеси, причем длина хода и жесткость пружины задается из условия организации свободных колебаний системы, (включающий массу поршня и часть массы шатуна), выше максимальной частоты колебаний рабочих поршней. Перемещение упругих элементов (потенциальная энергия переходит в кинетическую) удлиняет время максимальной передачи давления газов в КС в крутящий момент рабочего вала, в том числе и за счет упругой деформацией поршневого пальца. Технический результат: устройство автоматического регулирования объема КС, являющееся одновременным источником тока, и электромеханическая принудительная вспышка горючей смеси в ограниченном малом объеме, упрощают и облегчают двигатель, облегчаются запуск двигателя в холодном состоянии при повышенном давлении в КС и переход на разные виды топлива и сортности путем изменения тока в катушке переключателем тока, достигаются сверхэкономичность, экологичность путем сжигания с оптимальным соотношением топливо/воздух на всем диапазоне регулировки мощности и возможность использования «устройства» в двигателях с коленвалом.

Описание поясняется чертежами, где на Фиг.1 изображена в разрезе утолщенная часть крышки КС с установленным на нем фасонным болтом, с подвижным поршеньком внутри гильзы и катушки с магнитопроводом и сердечником; на Фиг.2 изображен в разрезе фасонный упругий поршневой палец с несколькими канавками разной глубины; на Фиг.3 изображен фрагмент шатуна из двух частей, с фиксирующей пружиной между ними, соединенных скользящей посадкой, с пояснениями.

Фасонный болт представляет собой корпус 1 с резьбой и с трубчатой частью 2, с установленной катушкой с магнитопроводом 3, в которой может перемещаться крепление шпильки 4, в виде намагниченного сердечника 5. Коническая пружина 6 поджата крышкой 7 с резьбой. Поршенек 8 может перемещаться в цилиндрической части гильзы 9 как под воздействием газов в КС, так и от электромагнитных усилий катушки 3 на сердечник 5. Коническая пружина 10 сжата кольцом со шпильками 11 к основанию гильзы 12. Гильза с поршеньком выдвинута в полость 13 КС и частично входит в углубление на поверхности рабочего поршня 14 в В.М.Т. На чертеже сплошными линиями показано исходное положение поршенька, с криволинейной поверхностью, сердечника и пружин, а пунктирными - положение поршенька при максимальной подачи топливо/воздух перед вспышкой топлива в КС для легких видов топлива, причем поршенек изображен с вогнутой поверхностью. Прорвавшиеся газы через поршенек отводятся в картер и одновременно продуваются через каналы в корпусах блоков головки и цилиндра (здесь не показаны в том числе износоустойчивые вставки между поверхностями со скользящей посадкой).

Устройство автоматического регулирования объема и электромеханической вспышки горючей смеси в КС при регулировании мощности двигателя с оптимальным соотношением топлива/воздух работает следующим образом.

Поршенек под действием усилия второй конической пружины и максимального усилия магнитного поля катушки, переключившегося к этому моменту, сжимает горючую смесь в ограниченном малом объеме в углублении рабочего поршня, которое может усилиться за счет кумулятивного эффекта, созданного вогнутой поверхностью поршенька и(или) поверхностью рабочего поршня, в результате горючая смесь воспламеняется и затем инициирует вспышку во всем объеме КС, причем это усилие магнитного поля катушки действует на сердечник 5 почти до конца фазы рабочего хода, затем ближе к концу фазы сжатия в катушку подается ток обратной полярности и величины, соответствующий данному виду топлива и режиму работы, до момента подхода рабочего поршня к В.М.Т., компенсируя часть усилия сжатой пружины 6, полярность тока вновь меняется, поршенек 8 сжимает горючую смесь, и цикл повторяется. При наладке двигателя предварительно создается необходимый нажим пружины 6 крышкой 7 с резьбой с усилием, равный расчетному, повышенному давлению, который должен возникнуть в КС в конце фазы сжатия перед впрыскиванием тяжелого вида топлива и без тока в катушке, при поступлении топлива/воздух меньше средней величины, например соответствующий холостому ходу, при котором обеспечивается вспышка данного топлива при всех неблагоприятных условиях. После вспышки топлива в КС поршенек с намагниченным сердечником 5 с большой скоростью перемещается до соприкосновения с кольцом 11, генерирует ток в катушке 3, заряжается конденсатор или аккумулятор (здесь не показаны) и через катушку 3 проходит ток, заданной полярности и величины, создающий необходимое усилие для компенсации излишнего усилия пружины 6 для создания оптимального объема и давления в КС, не вызывающий перегрев в поршне, при впрыскивании топлива в начале фазы сжатия и создания достаточного обратного хода поршенька вниз вызывающий, затем, после смены полярности и тока в катушке, скачкообразное увеличение давления в малом ограниченном объеме, инициирующий затем вспышку горючей смеси во всем объеме КС. Перед каждым пуском и без тока в катушки впрыск топлива в КС производится в конце фазы сжатия воздуха, при повышенном давлении, т.е. это в дизельном форсированном режиме, а после вспышки и зарядки конденсатора - в начале фазы сжатия, т.е. это в инжекторном режиме. Переход на детонационный режим, с электромеханическим инициированием вспышки, предусматривается только в двигателях с упругими элементами, расположенных между крышкой КС и рабочим валом, в том числе в двигателях с коленвалом.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) бесшатунный, двухтактный, содержащий устройство дистанционной регулировки камеры сжатия (КС), выполненное в виде подпружиненного поршенька на крышке КС с возможностью работы в дизельном или смешанных режимах с оптимальным соотношением топливо/воздух на всем диапазоне регулировки мощности и механическим инициированием вспышки в КС с каталическим покрытием, разлагающим воду на кислород и водород при высокой температуре, блок управления с датчиками, упругий поршневой палец с нелинейной жесткостью, удерживаемый на конце толкателя, скользящий на подшипниках и размещенный в блоке направляющих, закрепленных между картером и цилиндрами, рабочий вал, выполненный в виде многолепесткового кулачка, кратного трем, с заданным профилем и взаимодействующим с толкателем через вал-ролик, опирающийся на кулачок с натягом с упругой и нелинейной жесткостью, образованной переменным сечением вала-ролика с несколькими канавками и ребрами, отличающийся тем, что пуск двигателя осуществляется в форсированном дизельном режиме с последующим переходом в инжекторный режим с автоматическим регулированием объема и электромеханическим инициированием вспышки в КС, двигатель снабжен упругими элементами, расположенными между КС и рабочим валом, в том числе коленвалом, при этом переход в детонационный режим осуществляется путем установки на крышке КС устройства, выполненного в виде подпружиненного поршенька внутри фасонного болта с крышкой, в корпусе с резьбой и трубчатой частью и гильзой с основанием, выдвинутым внутрь КС и частично входящим в углубление на поверхности рабочего поршня в положении верхней мертвой точки (ВМТ), конической пружины, поджатой между основанием гильзы и кольцом со шпильками, катушки с магнитопроводом и трубчатой частью, причем вторая коническая пружина зажата с заданным усилием между крышкой фасонного болта и креплением шпильки поршенька, выполненным в виде намагниченного сердечника с возможностью перемещения в трубчатой части катушки, а поршенька - в цилиндрической части гильзы под воздействием газов в КС и от электромагнитных усилий катушки с током заданной величины, полярности и длительности.

2. ДВС по п.1, отличающийся тем, что вторая коническая пружина зажата с заданным усилием с возможностью организации повышенного давления в КС в момент пуска в дизельном режиме и без тока в катушке, а после появления вспышек в КС - перевода в инжекторный режим с током в катушке заданной величины и полярности применительно к данному виду топлива и сортности, компенсирующим часть усилия сжатой пружины с возможностью автоматического увеличения объема КС путем увеличения тока в катушке при увеличении поступления топлива и воздуха.

3. ДВС по п.1, отличающийся тем, что первая коническая пружина поджата с некоторым усилием с учетом усилия второй конической пружины и усилия торможения от магнитного поля катушки с током максимальной величины, а в начальной момент времени - генерации тока в катушке и после соприкосновения дна поршенька с кольцом - скоростной безударной остановки поршенька с сердечником.

4. ДВС по пп.1 или 2, отличающийся тем, что минимальный объем КС при положении рабочего поршня в ВМТ и без тока в катушке задан с возможностью организации повышенной температуры и инициирования вспышки в КС при пуске в дизельном режиме и минимальном поступлении топлива и воздуха для тяжелых видов топлива и достаточного хода поршенька с возможностью работы с легкими видами топлива.

5. ДВС по п.1, отличающийся тем, что переход в детонационный режим осуществляется путем уменьшения тока в катушке и(или) уменьшения количества впрыска водной смеси перед впрыскиванием топлива в рабочий цилиндр в конце фазы рабочего хода и в начале фазы сжатия.

6. ДВС по п.1, отличающийся тем, что в фазе сжатия катушка подключается к калиброванному стабильному напряжению применительно для данного вида и сортности топлива, а переход на другие виды топлива осуществляется подключением к другому напряжению переключателем на указатель данного вида топлива и сортности с возможностью автоматической коррекции тока в катушке блоком управления с датчиками.

7. ДВС по п.1, отличающийся тем, что упругий шатун составлен из двух частей, соединенных скользящей посадкой и пружиной между ними, стянутых с заданным усилием с фиксацией частей шатуна между собой, причем длина хода и жесткость пружины заданы из условия организации свободных колебаний системы выше максимальной частоты колебаний рабочих поршней.

www.freepatent.ru

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ВСЕТОПЛИВНЫЙ С УСТРОЙСТВОМ, АВТОМАТИЧЕСКИ РЕГУЛИРУЮЩИМ ОБЪЕМ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИ ИНИЦИИРУЮЩИМ ВСПЫШКУ В КАМЕРЕ СЖАТИЯ

Известен двигатель внутреннего сгорания под названием «ДОС без шатунный, двухтактный», описанный в патенте на изобретение №2338912 от 13.02.2007. Недостаток этого двигателя связан с многокамерностью камеры сжатия (КС), дополненный подпружиненным поршеньком на крышке КС, и редуктор с приводом для дистанционной регулировки объема КС. Для перехода от дизельного режима в смешанный режим (режим детонации), минуя режим инжекторный, требуется разное топливо с разными свойствами и вспышка топлива в КС осуществляется в дизельном режиме (механически). Известен также «ДВС, работающий в дизельном или смешанном режиме с оптимальным соотношением топливо/воздух на всем диапазоне нагрузок», описанный в патенте №104972 на полезную модель от 22.03.2010, который принят за прототип. Указанный двигатель бесшатуный, двухтактный, с упругими элементами, расположенными между крышкой КС и рабочим валом, а на крышке КС - цилиндрик с подпружиненным поршеньком и редуктором для дистанционной регулировки объема КС и работы в дизельном или смешанных (дизель-детонационных) режимах, с оптимальным соотношением топливо/воздух на всем диапазоне нагрузок, блок управления с датчиками, КС с каталическим покрытием, разлагающий воду на кислород и водород при высокой температуре, упругий поршневой палец, с нелинейной жесткостью образованный канавками, на конце толкателя удерживаемый и скользящий на подшипниках с осями в блоке направляющих, укрепленных между картером и цилиндрами, многолепестковый кулачок, кратный трем с заданным профилем, обеспечивающий остановку оппозитно расположенных поршней на часть периода колебаний в В.М.Т. и Н.М.Т. и взаимодействующий с толкателем через вал-ролик, опирающийся на кулачок с натягом, с упругой и нелинейной жесткостью образованный несколькими канавками, поясами(ребрами) жесткости, смыкающихся при заданных усилиях. Недостаток этого двигателя связан с необходимостью устройства на крышке КС редуктора и привода для дистанционной коррекции объема КС, а также определенные трудности для принудительной вспышки топлива в КС большого объема в холодном двигателе, в дизельном режиме и для перехода на детонационный режим, минуя инжекторный режим, требуется различное топливо с разными характеристиками. Двигатели, работающие в дизельном режиме, не могут быть быстроходными, т.к. время для равномерного смешивания топлива и воздуха значительно меньше по сравнению с инжекторным режимом. К тому же для детонационного режима необходимо наличие упругих элементов между КС и рабочим валом. В качестве рабочего вала предусмотрен только многолепестковый кулачок и не охвачен класс двигателей с коленвалом. Цель предлагаемого изобретения: упростить двигатель, уменьшить габариты и вес, облегчить пуск холодного двигателя и безискровую вспышку в КС в инжекторном режиме, а детонационный режим только для двигателей с упругими элементами, расположенными между КС и рабочим валом, обеспечить всетопливность, в том числе и двигателей с коленвалом, а также автоматической и(или) ручной коррекции режима работы при изменяющихся характеристиках топлива, упругих элементов, давления воздуха, температуры окружающей среды.

Эта цель достигается тем, что на крышке КС установлено устройство с возможностью организации автоматического регулирования объема КС в виде подпружиненного поршенька, внутри фасонного болта с крышкой и с резьбой, в корпусе с резьбой и трубчатой частью, гильзой с основанием, выдвинутой внутрь КС и частично входящей в углубление на поверхности рабочего поршня, конической пружиной, поджатой между основанием гильзы и кольцом со шпильками, катушкой с магнитопроводом и трубчатой частью, причем вторая коническая пружина зажата с заданным усилием между крышкой фасонного болта и креплением шпильки поршенька, выполненного в виде намагниченного сердечника, с возможностью перемещения в трубчатой части катушки, а поршенька - в цилиндрической части гильзы под воздействием газов в КС и от электромагнитных усилий катушки с током соответствующей величины, полярности и длительности, а в двигателе с коленвалом - упругий шатун, составленный из двух трубчатых частей с пружиной между ними, стянутый с заданным усилием, причем пуск двигателя осуществляется в форсированном дизельном режиме и после появлении вспышек в КС - в инжекторном режиме с электромеханическим инициированием вспышки в КС, являющийся основным режимом, а после достижения предельной допустимой частоты колебаний поршней - в детонационный режим только для двигателей с упругими элементами, расположенными между КС и вращающимся рабочим валом. Вторая коническая пружина зажата с заданным усилием с возможностью организации повышенного давления в КС в момент пуска в дизельном режиме и без тока в катушке, а после появлений вспышек в КС - в инжекторный режим и током в катушке, заданной величины и полярности, для данного вида и сортности топлива, компенсирующий часть усилия сжатой пружины, с возможностью автоматического увеличения объема КС путем синхронного увеличения тока в катушке при увеличении поступления топлива/воздух с оптимальным соотношением.

Первая коническая пружина поджата с некоторым усилием с учетом усилия второй конической пружины и усилия торможения от магнитного поля катушки с током максимальной величины, заданной полярности и длительностью от момента вспышки в КС и почти до конца фазы рабочего хода, а в начальной момент времени - генерации тока в катушке заряжающий конденсатор или аккумулятор и после соприкосновения дна поршенька с кольцом со шпильками - без ударной, скоростной остановки поршенька и сердечника.

Минимальный объем КС при положении рабочего поршня в В.М.Т. и без тока в катушке, задан с возможностью организации повышенного давления в КС при пуске холодного двигателя и минимальном поступлении топливо/воздух с оптимальным соотношением для тяжелых видов топлива, для вспышки которых требуются повышенное давление и температура и достаточный ход поршенька с креплением с возможностью работы с легкими видами топлива. Переход в детонационный режим из инжекторного режима, после достижения частоты колебаний поршней предельно допустимого значения, осуществляется путем уменьшения тока в катушке в фазе сжатия и(или) уменьшения количества впрыска водной смеси (с антифризными свойствами) в рабочий цилиндр, в конце фазы рабочего хода и в начале фазы сжатия.

В фазе сжатия катушка подключается к стабилизированному, калиброванному напряжению заданной величины, применительно к данному виду и сортности топлива, а переход на другой вид топлива и сортности осуществляется подключением на другое напряжение, переключателем, на указатель данного вида топлива и сортности. Блок управления с датчиками осуществляет корректировку тока в катушке, поддерживает заданный режим в оптимальных пределах, при изменяющихся внешних условиях, например изменений характеристик топлива, температуры и давлений окружающей среды, жесткости и износа упругих элементов в двигателе.

В двигателе с коленвалом, наряду с другими упругими элементами, расположенными между КС и коленвалом (в случаях предусмотренного детонационного режима работы), для исключения ударных нагрузок на подшипники коленвала предусмотрен шатун, составленный из двух трубчатых частей, соединенных скользящей посадкой и пружиной между ними, концы которых в пазах фиксируют части шатуна между собой, стянутых с усилием, выше максимального усилия, возникающего перед вспышкой топлива в КС, но меньше максимального усилия от давления газов в КС после вспышки горючей смеси, причем длина хода и жесткость пружины задается из условия организации свободных колебаний системы, (включающий массу поршня и часть массы шатуна), выше максимальной частоты колебаний рабочих поршней. Перемещение упругих элементов (потенциальная энергия переходит в кинетическую) удлиняет время максимальной передачи давления газов в КС в крутящий момент рабочего вала, в том числе и за счет упругой деформацией поршневого пальца. Технический результат: устройство автоматического регулирования объема КС, являющееся одновременным источником тока, и электромеханическая принудительная вспышка горючей смеси в ограниченном малом объеме, упрощают и облегчают двигатель, облегчаются запуск двигателя в холодном состоянии при повышенном давлении в КС и переход на разные виды топлива и сортности путем изменения тока в катушке переключателем тока, достигаются сверхэкономичность, экологичность путем сжигания с оптимальным соотношением топливо/воздух на всем диапазоне регулировки мощности и возможность использования «устройства» в двигателях с коленвалом.

Описание поясняется чертежами, где на Фиг.1 изображена в разрезе утолщенная часть крышки КС с установленным на нем фасонным болтом, с подвижным поршеньком внутри гильзы и катушки с магнитопроводом и сердечником; на Фиг.2 изображен в разрезе фасонный упругий поршневой палец с несколькими канавками разной глубины; на Фиг.3 изображен фрагмент шатуна из двух частей, с фиксирующей пружиной между ними, соединенных скользящей посадкой, с пояснениями.

Фасонный болт представляет собой корпус 1 с резьбой и с трубчатой частью 2, с установленной катушкой с магнитопроводом 3, в которой может перемещаться крепление шпильки 4, в виде намагниченного сердечника 5. Коническая пружина 6 поджата крышкой 7 с резьбой. Поршенек 8 может перемещаться в цилиндрической части гильзы 9 как под воздействием газов в КС, так и от электромагнитных усилий катушки 3 на сердечник 5. Коническая пружина 10 сжата кольцом со шпильками 11 к основанию гильзы 12. Гильза с поршеньком выдвинута в полость 13 КС и частично входит в углубление на поверхности рабочего поршня 14 в В.М.Т. На чертеже сплошными линиями показано исходное положение поршенька, с криволинейной поверхностью, сердечника и пружин, а пунктирными - положение поршенька при максимальной подачи топливо/воздух перед вспышкой топлива в КС для легких видов топлива, причем поршенек изображен с вогнутой поверхностью. Прорвавшиеся газы через поршенек отводятся в картер и одновременно продуваются через каналы в корпусах блоков головки и цилиндра (здесь не показаны в том числе износоустойчивые вставки между поверхностями со скользящей посадкой).

Устройство автоматического регулирования объема и электромеханической вспышки горючей смеси в КС при регулировании мощности двигателя с оптимальным соотношением топлива/воздух работает следующим образом.

Поршенек под действием усилия второй конической пружины и максимального усилия магнитного поля катушки, переключившегося к этому моменту, сжимает горючую смесь в ограниченном малом объеме в углублении рабочего поршня, которое может усилиться за счет кумулятивного эффекта, созданного вогнутой поверхностью поршенька и(или) поверхностью рабочего поршня, в результате горючая смесь воспламеняется и затем инициирует вспышку во всем объеме КС, причем это усилие магнитного поля катушки действует на сердечник 5 почти до конца фазы рабочего хода, затем ближе к концу фазы сжатия в катушку подается ток обратной полярности и величины, соответствующий данному виду топлива и режиму работы, до момента подхода рабочего поршня к В.М.Т., компенсируя часть усилия сжатой пружины 6, полярность тока вновь меняется, поршенек 8 сжимает горючую смесь, и цикл повторяется. При наладке двигателя предварительно создается необходимый нажим пружины 6 крышкой 7 с резьбой с усилием, равный расчетному, повышенному давлению, который должен возникнуть в КС в конце фазы сжатия перед впрыскиванием тяжелого вида топлива и без тока в катушке, при поступлении топлива/воздух меньше средней величины, например соответствующий холостому ходу, при котором обеспечивается вспышка данного топлива при всех неблагоприятных условиях. После вспышки топлива в КС поршенек с намагниченным сердечником 5 с большой скоростью перемещается до соприкосновения с кольцом 11, генерирует ток в катушке 3, заряжается конденсатор или аккумулятор (здесь не показаны) и через катушку 3 проходит ток, заданной полярности и величины, создающий необходимое усилие для компенсации излишнего усилия пружины 6 для создания оптимального объема и давления в КС, не вызывающий перегрев в поршне, при впрыскивании топлива в начале фазы сжатия и создания достаточного обратного хода поршенька вниз вызывающий, затем, после смены полярности и тока в катушке, скачкообразное увеличение давления в малом ограниченном объеме, инициирующий затем вспышку горючей смеси во всем объеме КС. Перед каждым пуском и без тока в катушки впрыск топлива в КС производится в конце фазы сжатия воздуха, при повышенном давлении, т.е. это в дизельном форсированном режиме, а после вспышки и зарядки конденсатора - в начале фазы сжатия, т.е. это в инжекторном режиме. Переход на детонационный режим, с электромеханическим инициированием вспышки, предусматривается только в двигателях с упругими элементами, расположенных между крышкой КС и рабочим валом, в том числе в двигателях с коленвалом.

edrid.ru


Смотрите также