Встречный двигатель


Билет №2

Билет №2

1. Тяговый баланс автомобиля.

Для вывода уравнения тягового баланса сначала выведем уравнение движения автомобиля. Для этого рассмотрим разгон автомобиля на подъеме.

Спроецируем все силы, действующие на автомобиль, на поверхность дороги:

RX2 - RX1 – PП - PB – Pи=0

Подставим в формулу касательные реакции дороги RXI и RX2,, объединим члены с коэффициентом сопротивления качению и члены с ускорением j и, принимая во внимание соотно­шения f(RZl +RZ2) = Pk, а также коэффициент учета вращающихся масс, получим уравнение движения автомобиля в общем виде:

PT – Pk – PП - PB – Pи=0 или PT – PД – PB – Pи=0

Где PT -тяговая сила, Pk – сила сопротивления качению, PП – сила сопротивления подъему,PB –сила сопротивления воздуху,Pи –сила инерции.

Запишем это уравнение в следующем виде:

PT =Pk – PП - PB – Pи

Максимальное значение тяговой силы PT ограничено сцеплением колес с дорогой Pkφ=Ga’*φ (где Ga’-сцепной вес авто, или вес приходящийся на ведущие колеса; φ-коэффициент сцепления колеса с дорогой),т.е.

Pkφ=Ga’*φ >PT =Pk – PП - PB – Pи – уравнение тягового баланса.

2. Встречные закупки подержанных автомобилей.

Автомобильные дилеры зарубежных автокомпаний в России вводят широко распространенную в других странах практику покупки подержанных машин в обмен на новые. Эту операцию называют встречные закупки или trade-in.

Большое количество подержанных автомобилей, которые предлагаются на рынке ежегодно, могут иметь различное применение. Относительно «молодые» в автомобили нетрудно продать новым покупателям. Совсем старые целесообразно «выталкивать» с рынка на металлолом, тем самым способствуя продаже новых или «приличных» подержанных.

Основную массу подержанных автомобилей, пригодных к эксплуатации, можно реализовать:

- новым владельцам;

- другим торговым фирмам для продажи;

- в прокатные фирмы;

- в такси;

- в автошколы;

- в транспортно-экспедиторские фирмы, занимающиеся развозкой мелких грузов, корреспонденции и т.п.;

- оставить себе для служебных целей, выездного сервиса и т.д.

Смысл заниматься этими направлениями бизнеса в том, чтобы вложить свободные средства, ускорить реализацию подержанных машин, ускорить снятие купленных подержанных машин с баланса за счет активной и быстроокупаемой эксплуатации в прокате или в такси. Окупив расходы по закупке и эксплуатации машины и получив небольшую прибыль, автомобиль списывают через год-два, если это целесообразно.

Порядок закупки

- Испытание машины на ходу, прослушивание.

- Тестирование двигателя.

- Осмотр машины на подъемнике.

- Составление ведомости дефектов.

Оценка автомобиля производится оценщиком, имеющим государственную лицензию.

В закупочную цену включают следующие элементы.

Оценка 1 - стоимость, на которую может быть застрахован автомобиль на условиях «каско» в таком виде, в котором его сдает клиент.

Оценка 2 - стоимость снятия с учета, включая перегон и оплачиваемое рабочее время исполнителя.

Оценка 3 - стоимость ремонта до состояния, в котором автомобиль пройдет официальный техосмотр и на него можно будет предоставить гарантию на 3 -6 месяцев или 3000 - 5000км пробега.

Покупку подержанного автомобиля оформляют обычным договором купли-продажи у частного лица или у предприятия.

3. Принцип работы гидрообъемной передачи.

Этот вид трансмиссии представляет собой бесступенчатую передачу автомобиля.

В гидрообъемной трансмиссии (верхняя половина рис. 6) двигатель 1 внутреннего сгорания приводит в действие гидронасос 2, соединенный трубопроводами с гидромоторами 3, валы которых связаны с ведущими колесами автомобиля. При работе двигателя гидродинамический напор жидкости, создаваемый гидронасосом в гидромоторах ведущих колес, преобразуется в механическую работу. Ведущие колеса с гидромоторами, установленными в них, называются гидромотор-колесами.

Рабочее давление в системе в зависимости от конструкции гидроагрегатов — 10...50 МПа.

На рис. 7 представлена простейшая схема устройства и работы гидрообъемной передачи, в которой используется гидростатический напор жидкости. При вращении коленчатого вала двигателя через кривошип 2 и шатун 3 производится перемещение поршня 4 гидронасоса. Жидкость из гидронасоса через трубопровод 9 подается в цилиндр гидродвигателя, поршень 8 которого перемещает через шатун 7 кривошип 5 и приводит во вращение ведущее колесо 6.

Рис. 6. Схема гидрообъемной (верхняя половила схемы) и электрической (нижняя половина) трансмиссии:

1 — двигатель; 2 — гидронасос; 3 — гидромотор; 4 — электродвигатель; 5 — генератор

Преимуществом гидрообъемной трансмиссии является бесступенчатое автоматическое изменение ее передаточного числа и передаваемого крутящего момента, что обеспечивает плавное трогание автомобиля с места, облегчает и упрощает управление автомобилем и снижает утомляемость водителя и, следовательно, повышает безопасность движения. Она также повышает проходимость автомобиля в результате непрерывного потока мощности и плавного изменения крутящего момента.

В действительности гидрообъемные передачи, применяемые на автомобилях, гораздо сложнее, чем представленная на рис. 7. Так, они включают роторные гидронасосы плунжерного типа, колесные гидродвигатели, магистрали высокого и низкого давления, редукционные клапаны, охладитель, дренажную и подпитывающую системы (резервуар, фильтр, охладитель, насос, редукционный и предохранительный клапаны).

Рис. 7. Схема гидрообъемной передачи:

1 — двигатель; 2, 5 — кривошипы; 3, 7 — шатуны; 4, 8 — поршни; 6 —колесо; 9 — трубопровод

По сравнению с механической гидрообъемная трансмиссия имеет большие габаритные размеры и массу, меньшие КПД, долговечность и более высокую стоимость. Она сложна в изготовлении и требует надежных уплотнений.

4. В каком порядке формируются требования к услугам автосервиса.

5. Какими вероятностными величинами оценивается надежность работы автомобиля.

Вероятность появления отказа автомобиля за пробег определяется на основе обработки статистической информации результатов испытаний большего числа автомобилей.

g(L) – вероятность появления отказов за пробег L;

–число автомобилей. отказавших за пробег L;

N - общее число испытываемых автомобилей.

Вероятность не появления отказа или как принято называть – вероятность безотказной работы непосредственно связана с вероятностью отказа.

Вероятность безотказной работы:

g(L)+P(L)=1

Вероятность безотказной работы автомобиля часто называют функцией или законом надежности.

studfiles.net

Встречный запуск - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Встречный запуск

Cтраница 1

Встречный запуск представляет собой немедленный запуск двигателя ( сразу после его выключения) с помощью специальной системы запуска, не дожидаясь режима авторотации.  [1]

Такой запуск называют встречным запуском.  [2]

В выключенном двигателе давление воздуха в камерах сгорания некоторое время остается повышенным. Поэтому для подачи пускового топлива в камеру сгорания необходимо в системе встречного запуска иметь топливный насос, создающий давление выше давления воздуха в камере сгорания. В обычной пусковой топливной системе, предназначенной для запуска с режима авторотации, избыточное давление находится в пределах 1 - 3 кГ / см2, но эта регулировка топливного насоса непригодна для системы встречного запуска. Кроме того, для выполнения встречного запуска необходим такой пусковой насос, который обеспечивал бы переменную подачу пускового топлива в соответствии с изменяющимся давлением воздуха за компрессором. Для встречного запуска непригодна и обычная система зажигания, предназначенная для работы в условиях низких давлений в камерах сгорания, например на режиме авторотации. Поэтому для осуществления встречного запуска необходимо применять специальную систему зажигания, надежно работающую при повышенных давлениях. Наконец, система встречного запуска должна иметь и кислородную подпитку.  [3]

После выключения двигателя в полете число оборотов, давление и температура воздуха в камерах сгорания понижаются относительно медленно в силу обладания двигателем динамической и тепловой инерцией. При этом запуск тем надежнее, чем раньше будет включена пусковая система ( но не позже 10 сек) после самовыключения двигателя. В противном случае смысл встречного запуска утрачивается.  [4]

В выключенном двигателе давление воздуха в камерах сгорания некоторое время остается повышенным. Поэтому для подачи пускового топлива в камеру сгорания необходимо в системе встречного запуска иметь топливный насос, создающий давление выше давления воздуха в камере сгорания. В обычной пусковой топливной системе, предназначенной для запуска с режима авторотации, избыточное давление находится в пределах 1 - 3 кГ / см2, но эта регулировка топливного насоса непригодна для системы встречного запуска. Кроме того, для выполнения встречного запуска необходим такой пусковой насос, который обеспечивал бы переменную подачу пускового топлива в соответствии с изменяющимся давлением воздуха за компрессором. Для встречного запуска непригодна и обычная система зажигания, предназначенная для работы в условиях низких давлений в камерах сгорания, например на режиме авторотации. Поэтому для осуществления встречного запуска необходимо применять специальную систему зажигания, надежно работающую при повышенных давлениях. Наконец, система встречного запуска должна иметь и кислородную подпитку.  [5]

Для подавления помпажа компрессора требуется сильное воздействие на процесс в турбокомпрессорной части двигателя. Даже уборка РУД в положение Малый газ не устраняет этот опасный режим работы. В связи с этим для вывода двигателя из помпажа используется полная отсечка подачи топлива в двигатель при уборке РУД в положение Стоп. Для осуществления встречного запуска одновременно с уборкой РУД включаются пусковые воспламенители ( в камере сгорания), обеспечивающие запуск двигателя при последующем плавном перемещении РУД вперед.  [6]

В выключенном двигателе давление воздуха в камерах сгорания некоторое время остается повышенным. Поэтому для подачи пускового топлива в камеру сгорания необходимо в системе встречного запуска иметь топливный насос, создающий давление выше давления воздуха в камере сгорания. В обычной пусковой топливной системе, предназначенной для запуска с режима авторотации, избыточное давление находится в пределах 1 - 3 кГ / см2, но эта регулировка топливного насоса непригодна для системы встречного запуска. Кроме того, для выполнения встречного запуска необходим такой пусковой насос, который обеспечивал бы переменную подачу пускового топлива в соответствии с изменяющимся давлением воздуха за компрессором. Для встречного запуска непригодна и обычная система зажигания, предназначенная для работы в условиях низких давлений в камерах сгорания, например на режиме авторотации. Поэтому для осуществления встречного запуска необходимо применять специальную систему зажигания, надежно работающую при повышенных давлениях. Наконец, система встречного запуска должна иметь и кислородную подпитку.  [7]

В выключенном двигателе давление воздуха в камерах сгорания некоторое время остается повышенным. Поэтому для подачи пускового топлива в камеру сгорания необходимо в системе встречного запуска иметь топливный насос, создающий давление выше давления воздуха в камере сгорания. В обычной пусковой топливной системе, предназначенной для запуска с режима авторотации, избыточное давление находится в пределах 1 - 3 кГ / см2, но эта регулировка топливного насоса непригодна для системы встречного запуска. Кроме того, для выполнения встречного запуска необходим такой пусковой насос, который обеспечивал бы переменную подачу пускового топлива в соответствии с изменяющимся давлением воздуха за компрессором. Для встречного запуска непригодна и обычная система зажигания, предназначенная для работы в условиях низких давлений в камерах сгорания, например на режиме авторотации. Поэтому для осуществления встречного запуска необходимо применять специальную систему зажигания, надежно работающую при повышенных давлениях. Наконец, система встречного запуска должна иметь и кислородную подпитку.  [8]

В выключенном двигателе давление воздуха в камерах сгорания некоторое время остается повышенным. Поэтому для подачи пускового топлива в камеру сгорания необходимо в системе встречного запуска иметь топливный насос, создающий давление выше давления воздуха в камере сгорания. В обычной пусковой топливной системе, предназначенной для запуска с режима авторотации, избыточное давление находится в пределах 1 - 3 кГ / см2, но эта регулировка топливного насоса непригодна для системы встречного запуска. Кроме того, для выполнения встречного запуска необходим такой пусковой насос, который обеспечивал бы переменную подачу пускового топлива в соответствии с изменяющимся давлением воздуха за компрессором. Для встречного запуска непригодна и обычная система зажигания, предназначенная для работы в условиях низких давлений в камерах сгорания, например на режиме авторотации. Поэтому для осуществления встречного запуска необходимо применять специальную систему зажигания, надежно работающую при повышенных давлениях. Наконец, система встречного запуска должна иметь и кислородную подпитку.  [9]

В выключенном двигателе давление воздуха в камерах сгорания некоторое время остается повышенным. Поэтому для подачи пускового топлива в камеру сгорания необходимо в системе встречного запуска иметь топливный насос, создающий давление выше давления воздуха в камере сгорания. В обычной пусковой топливной системе, предназначенной для запуска с режима авторотации, избыточное давление находится в пределах 1 - 3 кГ / см2, но эта регулировка топливного насоса непригодна для системы встречного запуска. Кроме того, для выполнения встречного запуска необходим такой пусковой насос, который обеспечивал бы переменную подачу пускового топлива в соответствии с изменяющимся давлением воздуха за компрессором. Для встречного запуска непригодна и обычная система зажигания, предназначенная для работы в условиях низких давлений в камерах сгорания, например на режиме авторотации. Поэтому для осуществления встречного запуска необходимо применять специальную систему зажигания, надежно работающую при повышенных давлениях. Наконец, система встречного запуска должна иметь и кислородную подпитку.  [10]

Страницы:      1

www.ngpedia.ru

Оппозитный двигатель со встречно движущимися рабочими органами

 

Использование: машиностроение, а именно двигатели внутреннего сгорания. Сущность изобретения: в оппозитных цилиндрах 2 расположены подвижные втулки 3, связанные между собой, например, при помощи штока 23 и снабженные соединенными с ними головками 4 и днищами 5. Поршни 6 расположены во втулках 3 между головками и днищами 5 с образованием подпоршневой 8 и рабочей 9 камер переменного объема и соединены между собой при помощи штока 7. Поршни 6 и втулки 3 установлены с возможностью движения в противоположные стороны и соединены с рычагами соответственно 10 и 14, преобразующими возвратно-поступательное движение рабочих органов во вращение кривошипного вала 18. Встречное движение рабочих органов позволяет при неизменном рабочем объеме уменьшить величины их перемещения, а также перемещения всех звеньев механизма, что повышает надежность и ресурс двигателя. 2 з. п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания со встречно движущимися рабочими органами.

Известен двигатель со встречно движущимися рабочими органами, содержащий подвижную втулку цилиндра с головкой и размещенный в ней с образованием рабочей камеры поршень, причем поршень и втулка синхронизированы между собой при помощи кривошипно-шатунного механизма с возможностью перемещения в противоположные стороны [1] Недостатками аналога являются высокие нагрузки от сил инерции возвратно-поступательно перемещающихся масс в наружных мертвых точках, большие габариты и вес, а также значительные потери на трение в цилиндро-поршневой группе.

Известен оппозитный двигатель со встречно движущимися рабочими органами, содержащий картер, два закрепленных на нем цилиндра, установленные в цилиндрах втулки, снабженные головками и днищами, поршни, соединенные между собой и размещенные во втулках между днищами и головками с образованием подпоршневой и рабочей камер переменного объема, силовой рычаг с двумя плечами, установленный свободно на оси, расположенной в картере, и кривошипный вал, связанный кинематически с первым плечом силового рычага при помощи шатуна, причем второе плечо силового рычага связано с поршнями [2] Недостатками прототипа являются плохая уравновешенность двигателя, малая надежность работы механизма преобразования движения в части шарнира связи штока поршней с рычагом из-за значительного угла качания последнего, а также большие габариты механизма преобразования.

Целью изобретения является повышение надежности и улучшение уравновешенности двигателя, а также снижение его габаритов и массы.

Поставленная цель достигается тем, что известный двигатель снабжен установленным свободно на оси дополнительным рычагом с плечами, втулки выполнены подвижными и связаны между собой, головки и днища соединены со втулками, а первое плечо дополнительного рычага соединено с последними, причем втулки и поршни синхронизированы между собой с возможностью перемещения в противоположные стороны. Кроме того, ось качания дополнительного рычага может быть смещена относительно оси качания силового рычага, кривошипный вал может быть выполнен двухколенным со смещением колен на 180о одно относительно другого, а дополнительный рычаг выполнен двуплечим, причем первое плечо силового рычага соединено при помощи шатуна с одним коленом кривошипного вала, а второе плечо дополнительного рычага со вторым коленом при помощи дополнительного шатуна.

На чертеже представлен предлагаемый двигатель.

Оппозитный двигатель содержит картер 1, два закрепленных на нем цилиндра 2, установленные в них подвижные втулки 3, снабженные соединенными с ними головками 4 и днищами 5, поршни 6, соединенные между собой, например, при помощи штока 7 и размещенные во втулках 3 между головками 4 и днищами 5 с образованием подпоршневой 8 и рабочей 9 камер переменного объема, силовой рычаг 10 с плечами 11 и 12, установленный свободно на оси 13, расположенной в картере 1, дополнительный рычаг 14 с плечами 15 и 16, расположенный свободно на оси 17, и кривошипный вал 18 с коленами 19 и 20, соединенными с плечами соответственно 11 и 16 при помощи шатунов 21 и 22. Втулки 3 связаны между собой, например, при помощи штока 23, плечо 12 силового рычага 10 соединено со штоком 7 поршней 6, а плечо 15 дополнительного рычага 14 со штоком 23 втулок 3.

Оси 13 и 17 рычагов соответственно 10 и 14 могут быть смещены одна относительно другой.

Двигатель работает следующим образом. Поршни 6 и втулки 3 перемещаются в цилиндрах 2 возвратно-поступательно в противоположных направлениях, преобразуя энергию расширения в рабочих камерах 9 горящих газов во вращение кривошипного вала 18. Рычаги 10 и 14, связанные соответственно с поршнями 6 и втулками 3, качаются также в противоположных направлениях на осях соответственно 13 и 17, преобразуя возвратно-качательное перемещение во вращение кривошипного, например двухколенного вала 18 при помощи шатунов 21 и 22.

Выполнение втулок 3 подвижными, а также соединение с ними головок 4 позволяет уменьшить в два раза величину хода рабочих органов (поршней 6 и головок 4) при неизменном рабочем объеме двигателя. При этом уменьшаются в два раза угловые перемещения рычагов 10 и 14, что приводит к уменьшению величины продольного перемещения в шарнирных соединениях (на чертеже не показаны) рычагов со штоками поршней 6 и втулок 3. Уменьшение перемещений в двигателе приводит к уменьшению скорости движения рабочих органов, что позволяется формировать двигатель по скорости вращения вала или повысить его ресурс. Движение рабочих органов в противоположных направлениях позволяет также уравновесить силы инерции возвратно-поступательно перемещающихся масс.

Таким образом предложение позволяет повысить надежность работы механизма преобразования двигателя при высоком его ресурсе за счет снижения в нем нагрузок и механических потерь.

1. ОППОЗИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ СО ВСТРЕЧНО ДВИЖУЩИМИСЯ РАБОЧИМИ ОРГАНАМИ, содержащий картер, по меньшей мере два закрепленных на нем цилиндра, установленные в цилиндрах втулки, снабженные головками и днищами, поршни, соединенные между собой и размещенные во втулках между днищами и головками с образованием подпоршневой и рабочей камер переменного объема, силовой рычаг по меньшей мере с двумя плечами, установленный свободно на оси, расположенной в картере, и кривошипный вал, связанный кинематически с первым плечом силового рычага при помощи шатуна, причем второе плечо силового рачага связано с поршнями, отличающийся тем, что он снабжен установленным свободно на оси дополнительным рычагом с плечами, втулки выполнены подвижными и связаны между собой, головки и днища соединены со втулками, а первое плечо дополнительного рычага соединено с последними, причем втулки и поршни синхронизированы между собой с возможностью перемещения в противоположные стороны.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что ось качания дополнительного рычага смещена относительно оси качания силового рычага.

3. Двигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что кривошипный вал выполнен двухколенным со смещением колен на 180o одно относительно другого, а дополнительный рычаг выполнен двуплечим, причем первое плечо силового рычага соединено при помощи шатуна с одним коленом кривошипного вала, а второе плечо дополнительного рычага с вторым коленом при помощи дополнительного шатуна.

Рисунок 1

www.findpatent.ru

Бесшатунный двухтактный двигатель внутреннего сгорания со встречно-движущимися поршнями в рабочих камерах прямоугольной формы, по меньшей мере, с двумя рабочими камерами в блоке

Изобретение относится к машиностроению, касается усовершенствования поршневых двигателей внутреннего сгорания и может найти применение при разработке конструкций двигателей со встречно-движущимися поршнями. Технический результат заключается в возможности значительного повышения КПД двигателя при его минимальной себестоимости в серийном производстве. Согласно изобретению бесшатунный двухтактный двигатель внутреннего сгорания имеет встречно-движущиеся поршни, помещенные в, по меньшей мере, две рабочие камеры прямоугольной формы, которые установлены между двумя картерами. В каждом картере помещены три коленчатых вала, совмещенные с шестернями синхронного вращения. Причем средние коленчатые валы в каждом картере совмещены шестернями, составляющими редуктор для передачи вращения рабочему валу. Шейки кривошипов коленчатых валов попарно помещены в криволинейные пазы коромысел, на которых установлены штоки с поршнями, помещенными в рабочие камеры. По торцам рабочих камер установлены клапанные коробки, всасывающие клапаны которых соединены с турбокомпрессором, и нагнетательные клапаны с ресивером подачи воздуха в рабочие камеры. В ресивере установлены трубы выхлопного коллектора, соединенные с выхлопными окнами рабочих камер, и на выходе из ресивера соединены с турбовентилятором. В центре рабочих камер установлены дроссельные клапаны, соединенные коллектором с ресивером, которые снабжены электромагнитными регуляторами величины открытия проходного сечения клапана. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Настоящее изобретение относится к машиностроению, касается усовершенствования поршневых двигателей внутреннего сгорания и может найти применение при разработке конструкций двигателей со встречно-движущимися поршнями в рабочих камерах.

Известен двухтактный двигатель (см. патент СССР №3092, МПК F 02 B 33/14, опублик. 30.06.1927), состоящий из двух цилиндров с двумя встречно-движущимися поршнями в каждом цилиндре. Цилиндры имеют рабочую часть в центре и две компрессионные части по торцам, при этом компрессионные части имеют больший диаметр. Поршни также имеют рабочую часть и компрессионную часть большего диаметра. Компрессионные части цилиндров имеют окна для всасывания и нагнетания воздуха. Рабочие части цилиндров имеют окна для нагнетания воздуха и отвода отработанных газов. Окна для нагнетания воздуха в рабочую часть цилиндров соединены коллектором с компрессионной частью. Окна для отвода газов объединены коллектором с выхлопной трубой. В двигателе установлена форсунка.

Использование комбинированных поршней с целью нагнетания воздуха в рабочую часть цилиндров усложняет конструкцию двигателя, что ведет к его удорожанию. Односторонняя продувка рабочей части цилиндров не обеспечивает дополнительной подачи воздуха в рабочую часть цилиндров, следовательно, не обеспечивается дополнительная мощность, которую мог бы дать компрессионный ход поршней. Следовательно, конструкция двигателя экономически нецелесообразна, что подтверждается отсутствием двигателя по патенту СССР №3092 в серийном производстве.

В основу настоящего изобретения положена задача разработки конструкции поршневого двигателя со встречно-движущимися поршнями в рабочих камерах прямоугольной формы, в котором при минимальной себестоимости двигателя в серийном производстве возможно значительное повышение КПД.

Согласно изобретению бесшатунный двухтактный двигатель внутреннего сгорания со встречно-движущимися поршнями в рабочих камерах прямоугольной формы имеет, по меньшей мере, две рабочие камеры, которые установлены между двумя картерами. В картерах помещены по 3 коленчатых вала, совмещенные с шестернями синхронного вращения. Причем средние коленчатые валы в каждом картере совмещены шестернями, составляющими редуктор для передачи вращения рабочему валу. Шейки кривошипов коленчатых валов попарно помещены в криволинейные пазы коромысел, на которых установлены штоки с поршнями, помещенными в рабочие камеры. По торцам рабочих камер установлены клапанные коробки, всасывающие клапаны которых соединены с турбокомпрессором, и нагнетательные клапаны с ресивером подачи воздуха в рабочие камеры. В ресивере установлены трубы выхлопного коллектора, соединенные с выхлопными окнами рабочих камер, и на выходе из ресивера соединены с турбовентилятором. В центре рабочих камер установлены дроссельные клапаны, соединенные коллектором с ресивером, которые снабжены электромагнитными регуляторами величины открытия проходного сечения клапана.

Поставленная задача решается тем, что рабочие камеры цилиндрической формы сложной конфигурации (см. патент СССР №3092) заменены рабочими камерами прямоугольной формы, по торцам которых установлены клапанные коробки, а поршни, помещенные в рабочие камеры, установлены на штоки бесшатунных механизмов, помещенных в картеры, между которыми установлены, по меньшей мере, две рабочие камеры с клапанными коробками.

В каждом из двух картеров установлено перпендикулярно к продольной оси рабочих камер по три коленчатых вала, шейки кривошипов которых помещены в криволинейные пазы коромысел. Причем средние коленчатые валы в каждом картере соединены между собой шестернями синхронного вращения, средняя из которых служит для передачи рабочего момента потребителю.

С целью активизации продувки и заполнения рабочих камер воздухом с давлением выше атмосферного всасывающие клапаны коробок подсоединены к турбокомпрессору, а нагнетательные клапаны подсоединены к ресиверу, в котором установлен выхлопной коллектор, работающий как глушитель. Коллектор с одной стороны соединен с продувочными окнами рабочих камер, а с другой стороны - с турбовентилятором, также заглушающим звук.

Для продувки и заполнения воздухом рабочих камер в ресивере установлены дроссельные клапаны с соленоидными регуляторами, что сделано с целью дозированной подачи воздуха в рабочие камеры в соответствии с задаваемой мощностью двигателя. Топливная форсунка также должна быть оборудована сигнальным устройством, дозирующим подачу топлива по норме поданного в рабочую камеру воздуха.

Кинематическая схема двигателя предопределяет позднее зажигание топливной смеси, что может быть обеспечено форсункой, описанной в патенте СССР №3092.

Использование в двигателе бесшатунных механизмов сократит габарит двигателя. Прямоугольная форма рабочих камер определяет механический способ их изготовления, что намного снизит себестоимость двигателя. Прямоугольная форма рабочих камер принята с целью применения пружинного поджатия уплотнительных пластин, что исключит потерю мощности двигателя в процессе эксплуатации, а значит, перерасход топлива, также исключит выброс СО (экономика с экологией).

Применение турбокомпрессора для подачи воздуха под поршни создает избыточный объем воздуха в ресивере, что обеспечивает полную продувку рабочих камер и достаточное количество воздуха для наполнения рабочей камеры при резком увеличении мощности двигателя.

Выхлопной коллектор, помещенный в ресивер, повышает температуру воздуха, дросселируемого в рабочую камеру, и работает как глушитель, не уменьшая мощности двигателя. Турбовентилятор, подключенный к выхлопному коллектору, также заглушает звук. В центре рабочих камер устанавливаются форсунки прерывистой подачи топлива в момент сжатия воздуха, описанные патентом СССР №3092, что позволяет увеличить время реакции топливной смеси, что увеличивает время активизации механической энергии, воздействующей на поршни.

Отработавшие газы, проходя через коллектор, установленный в ресивере, передают тепловую энергию нагнетаемому в ресивер воздуху, тем самым активизируя процесс воспламенения топливной смеси, что способствует увеличению мощности двигателя.

Перечисленные преимущества обеспечивают конкурентоспособность заявляемого к экспертизе двигателя.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:

фиг.1 - сечение двигателя по поперечной оси картеров;

фиг.2 - сечение двигателя по продольным осям коленчатых валов;

фиг.3 - кинематическая схема двигателя;

фиг.4, 5, 6, 7 - полезный момент работы шеек кривошипов коленчатых валов;

фиг.8 - сечение двигателя по клапанным коробкам;

фиг.9 - сечение двигателя по выхлопным окнам;

фиг.10 - сечение двигателя по дроссельным клапанам.

На чертежах применены следующие обозначения: 11 и 12 - рабочие камеры; 21, 22 и 23, 24 - клапанные коробки; 31, 32 и 33, 34 - поршни; 41, 42 и 43, 44- штоки; 51, 52 и 53, 54 - коромысла; 61, 62, 63 и 64, 65, 66 - коленчатые валы; 71 и 72 - картеры; 81, 82 и 83, 84 - всасывающие клапаны; 9 - коллектор; 101, 102 и 103, 104 - нагнетательные клапаны; 11 - ресивер, 12 - выхлопной коллектор; 13 - продувочные окна; 141, 142 - дроссельный клапан; 151, 152 - соленоид; 161 и 162 - форсунки; 171, 172, 173 и 174, 175, 176 - шестерни синхронного вращения валов; 181, 182 - промежуточные шестерни; 19 - шестерня рабочего вала; 20 - рабочий вал; 21 - редуктор; 22 - турбокомпрессор; 23 - турбовентилятор.

Предлагаемый к экспертизе двигатель работает следующим образом. Для двигателя применены форсунки 161 и 162 (фиг.10), состоящие из калоризатора и диффузора с целью двукратной дозировки топлива, подающегося в рабочие камеры. При нахождении поршней 31 и 32 в верхних мертвых точках в рабочую камеру 11 впрыскивается топливо, что задает движение рабочего хода поршням 31 и 32, а через штоки 41 и 42 задает движение коромыслам 51 и 52. Коромысла приводят в движение шейки кривошипов коленчатых валов 61, 62 и 64, 65. Вращение коленчатых валов 61 и 62 через шейку второго кривошипа передается коромыслам 52 и 54, движение которых задает вращение коленчатым валам 63 и 66 и через штоки 42 и 44 движение компрессионного хода поршням 32 и 34 рабочей камеры 12 (фиг.2). Работа поршней потребителю передается через систему шестерней.

При подходе поршней 31 и 32 к нижним кромкам продувочных окон 13 открывается клапан 141 и в рабочую камеру поступает воздух. Отработанный газ через окна 13 поступает в коллектор 12 (фиг.1 и фиг.9) и, проходя по трубам, установленным в ресивере 11, нагревая воздух, находящийся в ресивере 11, выводится турбовентилятором 23 в атмосферу.

Термодинамический цикл двигателя определяется возможностями форсунки, описанной в патенте СССР №3092, в которой дозируется подача топлива в рабочую камеру.

В верхнем положении поршней 31 и 32 турбокомпрессором 22 (фиг.8) через коллектор 9, клапаны 81 и 82 в объем рабочей камеры под поршнем нагнетается воздух. При рабочем ходе поршней 31 и 32 клапаны 81 и 82 закрываются, и при сжатии воздуха до давления выше давления в ресивере 11 открываются клапаны 101 и 102 и воздух нагнетается в ресивер 11. При достижении верхней частью поршней 31 и 32 верхней кромки продувочных окон 13 начинается активный отсос газов турбовентилятором 23 через коллектор 12. При достижении верхней частью поршней 31 и 32 нижней кромки продувочных окон 13 открывается клапан 141 и в рабочую камеру подается воздух. При прикрытии продувочных окон 13 поршнями 31 и 32 клапаны 141 закрывается и начинается процесс сжатия воздуха. При ходе поршней 31 и 32 к верхним мертвым точкам открываются клапаны 81 и 82 и в рабочую камеру 11 под поршни нагнетается воздух. Газ, проходящий по трубам коллектора 12, расположенного в объеме ресивера 11, отдает тепловую энергию воздуху. Описанная схема отвода газа не снижает мощности двигателя.

1. Бесшатунный двухтактный двигатель внутреннего сгорания со встречно-движущимися поршнями в рабочих камерах прямоугольной формы, по меньшей мере, с двумя рабочими камерами, установленными между двух картеров, в которых помещены 3 коленчатых вала, совмещенных с шестернями синхронного вращения, причем средние коленчатые валы в каждом картере совмещены шестернями, составляющими редуктор для передачи вращения рабочему валу, шейки кривошипов коленчатых валов попарно помещены в криволинейные пазы коромысел, на которых установлены штоки с поршнями, помещенными в рабочие камеры, отличающийся тем, что по торцам рабочих камер установлены клапанные коробки, всасывающие клапаны которых соединены с турбокомпрессором, и нагнетательные клапаны с ресивером подачи воздуха в рабочие камеры.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что в ресивере установлены трубы выхлопного коллектора, соединенные с выхлопными окнами рабочих камер, и на выходе из ресивера соединены с турбовентилятором.

3. Двигатель по п.2, отличающийся тем, что дроссельные клапаны, установленные в центре рабочих камер и соединенные коллектором с ресивером, снабжены электромагнитными регуляторами величины открытия проходного сечения клапана.

www.findpatent.ru

бесшатунный двухтактный двигатель внутреннего сгорания со встречно-движущимися поршнями в рабочих камерах прямоугольной формы, по меньшей мере, с двумя рабочими камерами в блоке - патент РФ 2251008

Изобретение относится к машиностроению, касается усовершенствования поршневых двигателей внутреннего сгорания и может найти применение при разработке конструкций двигателей со встречно-движущимися поршнями. Технический результат заключается в возможности значительного повышения КПД двигателя при его минимальной себестоимости в серийном производстве. Согласно изобретению бесшатунный двухтактный двигатель внутреннего сгорания имеет встречно-движущиеся поршни, помещенные в, по меньшей мере, две рабочие камеры прямоугольной формы, которые установлены между двумя картерами. В каждом картере помещены три коленчатых вала, совмещенные с шестернями синхронного вращения. Причем средние коленчатые валы в каждом картере совмещены шестернями, составляющими редуктор для передачи вращения рабочему валу. Шейки кривошипов коленчатых валов попарно помещены в криволинейные пазы коромысел, на которых установлены штоки с поршнями, помещенными в рабочие камеры. По торцам рабочих камер установлены клапанные коробки, всасывающие клапаны которых соединены с турбокомпрессором, и нагнетательные клапаны с ресивером подачи воздуха в рабочие камеры. В ресивере установлены трубы выхлопного коллектора, соединенные с выхлопными окнами рабочих камер, и на выходе из ресивера соединены с турбовентилятором. В центре рабочих камер установлены дроссельные клапаны, соединенные коллектором с ресивером, которые снабжены электромагнитными регуляторами величины открытия проходного сечения клапана. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Настоящее изобретение относится к машиностроению, касается усовершенствования поршневых двигателей внутреннего сгорания и может найти применение при разработке конструкций двигателей со встречно-движущимися поршнями в рабочих камерах.

Известен двухтактный двигатель (см. патент СССР №3092, МПК F 02 B 33/14, опублик. 30.06.1927), состоящий из двух цилиндров с двумя встречно-движущимися поршнями в каждом цилиндре. Цилиндры имеют рабочую часть в центре и две компрессионные части по торцам, при этом компрессионные части имеют больший диаметр. Поршни также имеют рабочую часть и компрессионную часть большего диаметра. Компрессионные части цилиндров имеют окна для всасывания и нагнетания воздуха. Рабочие части цилиндров имеют окна для нагнетания воздуха и отвода отработанных газов. Окна для нагнетания воздуха в рабочую часть цилиндров соединены коллектором с компрессионной частью. Окна для отвода газов объединены коллектором с выхлопной трубой. В двигателе установлена форсунка.

Использование комбинированных поршней с целью нагнетания воздуха в рабочую часть цилиндров усложняет конструкцию двигателя, что ведет к его удорожанию. Односторонняя продувка рабочей части цилиндров не обеспечивает дополнительной подачи воздуха в рабочую часть цилиндров, следовательно, не обеспечивается дополнительная мощность, которую мог бы дать компрессионный ход поршней. Следовательно, конструкция двигателя экономически нецелесообразна, что подтверждается отсутствием двигателя по патенту СССР №3092 в серийном производстве.

В основу настоящего изобретения положена задача разработки конструкции поршневого двигателя со встречно-движущимися поршнями в рабочих камерах прямоугольной формы, в котором при минимальной себестоимости двигателя в серийном производстве возможно значительное повышение КПД.

Согласно изобретению бесшатунный двухтактный двигатель внутреннего сгорания со встречно-движущимися поршнями в рабочих камерах прямоугольной формы имеет, по меньшей мере, две рабочие камеры, которые установлены между двумя картерами. В картерах помещены по 3 коленчатых вала, совмещенные с шестернями синхронного вращения. Причем средние коленчатые валы в каждом картере совмещены шестернями, составляющими редуктор для передачи вращения рабочему валу. Шейки кривошипов коленчатых валов попарно помещены в криволинейные пазы коромысел, на которых установлены штоки с поршнями, помещенными в рабочие камеры. По торцам рабочих камер установлены клапанные коробки, всасывающие клапаны которых соединены с турбокомпрессором, и нагнетательные клапаны с ресивером подачи воздуха в рабочие камеры. В ресивере установлены трубы выхлопного коллектора, соединенные с выхлопными окнами рабочих камер, и на выходе из ресивера соединены с турбовентилятором. В центре рабочих камер установлены дроссельные клапаны, соединенные коллектором с ресивером, которые снабжены электромагнитными регуляторами величины открытия проходного сечения клапана.

Поставленная задача решается тем, что рабочие камеры цилиндрической формы сложной конфигурации (см. патент СССР №3092) заменены рабочими камерами прямоугольной формы, по торцам которых установлены клапанные коробки, а поршни, помещенные в рабочие камеры, установлены на штоки бесшатунных механизмов, помещенных в картеры, между которыми установлены, по меньшей мере, две рабочие камеры с клапанными коробками.

В каждом из двух картеров установлено перпендикулярно к продольной оси рабочих камер по три коленчатых вала, шейки кривошипов которых помещены в криволинейные пазы коромысел. Причем средние коленчатые валы в каждом картере соединены между собой шестернями синхронного вращения, средняя из которых служит для передачи рабочего момента потребителю.

С целью активизации продувки и заполнения рабочих камер воздухом с давлением выше атмосферного всасывающие клапаны коробок подсоединены к турбокомпрессору, а нагнетательные клапаны подсоединены к ресиверу, в котором установлен выхлопной коллектор, работающий как глушитель. Коллектор с одной стороны соединен с продувочными окнами рабочих камер, а с другой стороны - с турбовентилятором, также заглушающим звук.

Для продувки и заполнения воздухом рабочих камер в ресивере установлены дроссельные клапаны с соленоидными регуляторами, что сделано с целью дозированной подачи воздуха в рабочие камеры в соответствии с задаваемой мощностью двигателя. Топливная форсунка также должна быть оборудована сигнальным устройством, дозирующим подачу топлива по норме поданного в рабочую камеру воздуха.

Кинематическая схема двигателя предопределяет позднее зажигание топливной смеси, что может быть обеспечено форсункой, описанной в патенте СССР №3092.

Использование в двигателе бесшатунных механизмов сократит габарит двигателя. Прямоугольная форма рабочих камер определяет механический способ их изготовления, что намного снизит себестоимость двигателя. Прямоугольная форма рабочих камер принята с целью применения пружинного поджатия уплотнительных пластин, что исключит потерю мощности двигателя в процессе эксплуатации, а значит, перерасход топлива, также исключит выброс СО (экономика с экологией).

Применение турбокомпрессора для подачи воздуха под поршни создает избыточный объем воздуха в ресивере, что обеспечивает полную продувку рабочих камер и достаточное количество воздуха для наполнения рабочей камеры при резком увеличении мощности двигателя.

Выхлопной коллектор, помещенный в ресивер, повышает температуру воздуха, дросселируемого в рабочую камеру, и работает как глушитель, не уменьшая мощности двигателя. Турбовентилятор, подключенный к выхлопному коллектору, также заглушает звук. В центре рабочих камер устанавливаются форсунки прерывистой подачи топлива в момент сжатия воздуха, описанные патентом СССР №3092, что позволяет увеличить время реакции топливной смеси, что увеличивает время активизации механической энергии, воздействующей на поршни.

Отработавшие газы, проходя через коллектор, установленный в ресивере, передают тепловую энергию нагнетаемому в ресивер воздуху, тем самым активизируя процесс воспламенения топливной смеси, что способствует увеличению мощности двигателя.

Перечисленные преимущества обеспечивают конкурентоспособность заявляемого к экспертизе двигателя.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:

фиг.1 - сечение двигателя по поперечной оси картеров;

фиг.2 - сечение двигателя по продольным осям коленчатых валов;

фиг.3 - кинематическая схема двигателя;

фиг.4, 5, 6, 7 - полезный момент работы шеек кривошипов коленчатых валов;

фиг.8 - сечение двигателя по клапанным коробкам;

фиг.9 - сечение двигателя по выхлопным окнам;

фиг.10 - сечение двигателя по дроссельным клапанам.

На чертежах применены следующие обозначения: 11 и 12 - рабочие камеры; 21, 22 и 23, 24 - клапанные коробки; 31 , 32 и 33, 34 - поршни; 4 1, 42 и 43, 44- штоки; 51, 52 и 53, 54 - коромысла; 61, 62, 63 и 6 4, 65, 66 - коленчатые валы; 7 1 и 72 - картеры; 81, 82 и 83, 84 - всасывающие клапаны; 9 - коллектор; 101, 102 и 103, 104 - нагнетательные клапаны; 11 - ресивер, 12 - выхлопной коллектор; 13 - продувочные окна; 141, 142 - дроссельный клапан; 151, 152 - соленоид; 161 и 162 - форсунки; 171, 172, 173 и 174, 175, 176 - шестерни синхронного вращения валов; 181, 18 2 - промежуточные шестерни; 19 - шестерня рабочего вала; 20 - рабочий вал; 21 - редуктор; 22 - турбокомпрессор; 23 - турбовентилятор.

Предлагаемый к экспертизе двигатель работает следующим образом. Для двигателя применены форсунки 161 и 16 2 (фиг.10), состоящие из калоризатора и диффузора с целью двукратной дозировки топлива, подающегося в рабочие камеры. При нахождении поршней 31 и 32 в верхних мертвых точках в рабочую камеру 11 впрыскивается топливо, что задает движение рабочего хода поршням 31 и 3 2, а через штоки 41 и 42 задает движение коромыслам 51 и 52. Коромысла приводят в движение шейки кривошипов коленчатых валов 61, 6 2 и 64, 65. Вращение коленчатых валов 61 и 62 через шейку второго кривошипа передается коромыслам 52 и 54, движение которых задает вращение коленчатым валам 63 и 6 6 и через штоки 42 и 44 движение компрессионного хода поршням 32 и 34 рабочей камеры 12 (фиг.2). Работа поршней потребителю передается через систему шестерней.

При подходе поршней 31 и 32 к нижним кромкам продувочных окон 13 открывается клапан 141 и в рабочую камеру поступает воздух. Отработанный газ через окна 13 поступает в коллектор 12 (фиг.1 и фиг.9) и, проходя по трубам, установленным в ресивере 11, нагревая воздух, находящийся в ресивере 11, выводится турбовентилятором 23 в атмосферу.

Термодинамический цикл двигателя определяется возможностями форсунки, описанной в патенте СССР №3092, в которой дозируется подача топлива в рабочую камеру.

В верхнем положении поршней 31 и 32 турбокомпрессором 22 (фиг.8) через коллектор 9, клапаны 81 и 82 в объем рабочей камеры под поршнем нагнетается воздух. При рабочем ходе поршней 31 и 32 клапаны 81 и 82 закрываются, и при сжатии воздуха до давления выше давления в ресивере 11 открываются клапаны 101 и 102 и воздух нагнетается в ресивер 11. При достижении верхней частью поршней 31 и 32 верхней кромки продувочных окон 13 начинается активный отсос газов турбовентилятором 23 через коллектор 12. При достижении верхней частью поршней 3 1 и 32 нижней кромки продувочных окон 13 открывается клапан 141 и в рабочую камеру подается воздух. При прикрытии продувочных окон 13 поршнями 31 и 3 2 клапаны 141 закрывается и начинается процесс сжатия воздуха. При ходе поршней 31 и 32 к верхним мертвым точкам открываются клапаны 81 и 82 и в рабочую камеру 11 под поршни нагнетается воздух. Газ, проходящий по трубам коллектора 12, расположенного в объеме ресивера 11, отдает тепловую энергию воздуху. Описанная схема отвода газа не снижает мощности двигателя.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Бесшатунный двухтактный двигатель внутреннего сгорания со встречно-движущимися поршнями в рабочих камерах прямоугольной формы, по меньшей мере, с двумя рабочими камерами, установленными между двух картеров, в которых помещены 3 коленчатых вала, совмещенных с шестернями синхронного вращения, причем средние коленчатые валы в каждом картере совмещены шестернями, составляющими редуктор для передачи вращения рабочему валу, шейки кривошипов коленчатых валов попарно помещены в криволинейные пазы коромысел, на которых установлены штоки с поршнями, помещенными в рабочие камеры, отличающийся тем, что по торцам рабочих камер установлены клапанные коробки, всасывающие клапаны которых соединены с турбокомпрессором, и нагнетательные клапаны с ресивером подачи воздуха в рабочие камеры.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что в ресивере установлены трубы выхлопного коллектора, соединенные с выхлопными окнами рабочих камер, и на выходе из ресивера соединены с турбовентилятором.

3. Двигатель по п.2, отличающийся тем, что дроссельные клапаны, установленные в центре рабочих камер и соединенные коллектором с ресивером, снабжены электромагнитными регуляторами величины открытия проходного сечения клапана.

www.freepatent.ru


Смотрите также