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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2122128
Brennkraftmaschine mit einem Zweiphasentakt

Brennkraftmaschine mit einem Zweiphasentakt. Alternative Antriebe. Alternative Antriebsvorrichtung. Neue Arten von Motoren. Know-how. EINFÜHRUNG. PATENT. TECHNOLOGY.

Englisch

Erfindung. Brennkraftmaschine mit einem Zweiphasentakt. Russische Föderation Patent RU2122128

Name des Antragstellers: Abdulin Valery Uzbakovich
Name des Erfinders: Abdulin Valery Uzbakovich
Der Name des Patentinhabers: Abdulin Valery Uzbakovich
Adresse für die Korrespondenz:
Startdatum des Patents: 1997.05.06

Die Erfindung bezieht sich auf den Maschinenbau, insbesondere für Motor und kann in verschiedenen Fahrzeugen (Boote und Schiffe, Autos, Lastwagen, Busse und so weiter.) Als Kraftwerk verwendet werden und in der mobilen Stromquellen (Dieselgeneratoren, Kompressoren und etc.). Die vorgeschlagene Motor für jedes Zylinderpaar enthält einen zusätzlichen Zylinder, in dem die Verbrennungsgase expandieren und mechanische Arbeit zu verrichten. Gasdynamische Diagramm des Motors ermöglicht es, einen neuen Mechanismus zu konstruieren, eine signifikante Verbesserung der Wirtschaftlichkeit zu erreichen. Die Erfindung sorgt für eine erhöhte Effizienz durch vollständigere Ausnutzung der Wärmeenergie der Verbrennung in dem Betriebszyklus.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf den Maschinenbau, insbesondere für Motor und kann in verschiedenen Fahrzeugen (Boote und Schiffe, Autos, Lastwagen, Busse und so weiter.) Als Kraftwerk verwendet werden und in der mobilen Stromquellen (Dieselgeneratoren, Kompressoren und etc.).

Bekannten klassischen 4-Takt - Hubkolben-Verbrennungsmotor (ICE), die aus einem Kurbelmechanismus besteht, einem Paar von Kolben (einem Kolben in dem Zylinder), Mischvorrichtung und das Timing (Polytechnic Dictionary. Ch. Ed. Acad. II Artobolevsky. M:. sowjetische Enzyklopädie, 1976, S. 132).. In dem Zylinder während der Drehung der Kurbelwelle dreht auftreten 4 Zyklen: Ansaugen, Verdichten, Verbrennen von Mischung mit der Leistung von nützlichen mechanischen Arbeiten (zB Schlaganfall) und schließlich loslassen.

Der Nachteil der Vorrichtung - das Verfahren ist nicht ausreichend wirksam , Gebrauch von Brennstoff verbrennenden Energie.

Bekannte Verbrennungsmotor und mit einem Paar von Zylindern mit Hubkolben und einen Kopf , in dem die mit einem gemeinsamen Zylinder für beide Brennkammer Gasverteilungsventil angeordnet ist und an der Kurbelwelle des Motors verbunden sind (siehe. A. N 828780, Kl. F 02 B 41/02, 1982). Umsetzung von Zylindern unterschiedlicher Größe und Offset Kurbelwelle Kurbel kleineren Volumen des Zylinders in Vorschubrichtung bei der Arbeit Pass Rotation auf 9-72 o mit Bezug auf den Kurbelzylinder größeres Volumen des Verbrennungsmotorwirkungsgrad durch die Fortsetzung der Expansion der Verbrennungsprodukte zu gewährleisten verbessern.

Dieses Gerät ist am nächsten an der vorgeschlagenen (erhältlich aus dem Fonds) und als Prototyp genommen.

Der Nachteil der Vorrichtung - die Komplexität der notwendigen Dichtheit des Gleitmechanismus mit hoher Wärmebelastungen und Drücken , die in dieser Knoten konstruktiven Komplexität der Schmierung Gleitfläche im Bereich der Schiebefenstern gewährleistet ist .

Der Zweck der Erfindung - die Effizienz des Verbrennungskolbenmotors zu erhöhen.

Um dies zu erreichen vorgeschlagene Brennkraftmaschine mit einem 2-Takt - Phase ( im Folgenden : - die Brennkraftmaschine mit einem 2-Phasen - PX), die aus dem bekannten Hubkolben-Verbrennungsmotor unterscheidet sich einen zusätzlichen Zylinder aufweist , in dem die Verbrennungsprodukte werden mit der Bewegung des Kolbens in dem Hauptzylinder.

DVS-Design mit 2-Phasen-Schaltungen PX erläutert (siehe Fig.. 1, Abb. 2). Die Vorrichtung besteht aus einer Turbopumpe 1, eine oder mehrere Gruppen von Zylindern, von denen jeder zwei größere und eine zusätzliche (Expansion) mit hin- und hergehenden Kolben beweglich in sie kinematisch mit einer gemeinsamen Kurbelwelle verbunden ist. Thermodynamische Prozesse in den Hauptzylinder sowohl auf dem Diesel - Zyklus und Otto - Zyklus auftreten kann (dh. E. Benzin, 4-Takt), die Phasendifferenz zwischen ihnen ist 360 o. Arbeitsgas von jedem Hauptzylinder, der eine Spitzengruppe wiederum ist, tritt der Hilfs mit einer Differenz von 360 o Drehung der Kurbelwelle, Fig Zeitpunkt ist genau das gleiche in bezug auf jede der Hauptzylinder und damit die Arbeitsgruppe zu bestimmen , ausreicht, um eine Regelung des Gasaustausches eine primäre nur zu prüfen , mit dem zusätzlichen Zylinder. Der Hauptzylinder 2 (in den zweiten Schaltungen nicht gezeigt) und zusätzlichen Kolben 3 4 und 5, die durch die Pleuelstangen 6 und 7 sind jeweils durch eine gemeinsame Kurbelwelle 8. Das Verhältnis der Arbeitsvolumen des Hilfszylinders mit dem Haupt bezeichnen verbunden Miteinander verbundene Zylinder in dem Zylinderkopf Bypassrohr 9, das eine komplexe Form aufweist, über das Bypassventil 10 in der Reihenfolge der Mischung auf eine bessere Durchmischung ist besonders wichtig für einen Dieselzyklus, das Überlaufrohr 9 hat die Form eines kreisförmigen Kanal um die Ventilspindel 10 angeordnet Es besteht aus von der Innenwandoberfläche des Hohlraums und der Bypassventilplatte 10. die Phasendifferenz zwischen den Prozessen in den primären und sekundären Zylinder Grad. Dies bedeutet, dass nach einem Hauptzylinderkolben 4 ist eine Drauf "Totpunkt" (OT bezeichnet) zu sehen ist, ein zusätzlicher Kolbenzylinder 5 Platz nach dem OT Kurbelwinkel nehmen 8 ( <180 o). Der Hauptzylinder ist mit einem Einlaßventil 11. Der zusätzliche Zylinder vorgesehen - das Auslassventil 12 und das Entlastungsventil 13 mit dem zweiten Hauptzylinder zu arbeiten.

Die vorgeschlagene Brennkraftmaschine mit einem 2-Phasen-PX arbeitet wie folgt. Der Ausgangszustand ist die Position des Kolbens am oberen Totpunkt 4, in dem Arbeitszylinder Mischung nicht funktioniert (siehe. Fig. 3). Die Kurbelwelle dreht. Nachdem der Kolben öffnet TDC 11. Einlassventil Wenn sich der Kolben nach unten Zylinder die Luft eintritt (ein Gemisch - für Benzin-Zyklus). Bei Erreichen von 11 der BDC das Kolbenventil geschlossen ist, "Einlass" ist vorbei. Die Kurbelwelle dreht sich weiter, wobei der Kolben nach oben bewegt, wird die Luft im Zylinder wird komprimiert und in die Bypassleitung 9 verschoben wird, die eine Verbrennungskammer ist. Luft (Gemisch) in den Hohlraum unter einem spitzen Winkel zur Achse des Kanals und es beginnt zu zirkulieren. Dieser Takt - "Kompression". In der Nähe von TDC in der Bypassleitung 9 wird der Kraftstoff (mit Vergasers cycle - das Gemisch wird gezündet) injiziert. Es brannte und erhitzte Gas nach dem Durchgang des Kolbens erweitert TDC diesen Zyklus - "Hub". Schlaganfall ist in zwei Phasen unterteilt. Die erste Phase läuft von der TDC-Position des Kolbens auf den Kurbelwinkel von 8 (Siehe. Fig. 1). Während der Bewegung des Kolbens 4 nach unten das Heißgas durch den Kurbelmechanismus funktioniert nützliche mechanische Arbeit. Wir nennen die nächste Phase - "Bypass" (siehe 2 ..). An diesem Punkt wird ein zusätzlicher Zylinder 3 Kolben 5 den oberen Totpunkt erreicht, öffnet die Ventilsteuermechanismus 10 durch die Umgehungsrohr 9 beide Zylinder miteinander kommunizieren. Der Kolben 4 bewegt sich nach unten, bis das BDC erreicht, und dann nach oben. Der Kolben 5 bewegt sich nach unten. Das Gesamtvolumen des Volumens über dem Kolben in den Zylindern 2 und 3 kontinuierlich zunimmt, bis der Kurbelwellenwinkel die innere Energie des Arbeitsfluids durch den Kolben und Kurbelmechanismus in mechanische Rotationsenergie der Kurbelwelle 8. Nach dem Drehen des Kurbelwellenwinkels umgewandelt Phase "Bypass" endet. Öffnet sich das Ventil 12, "Ausgabe" beginnt. Bei Erreichen von 10 Einzelheiten in den Hauptzylinder des Ventils den oberen Totpunkt Kolben 4 schließt, ist ein führender, kamen wir in die Ausgangsposition, gasdynamischen Zyklus geschlossen. Der Hauptzylinder ist bereit für Takt "Einlass". In einer weiteren Freigabezylinder 3 wird fortgesetzt, bis TDC des Kolbens 5 zu erreichen. An diesem Punkt wird das Ventil 12 geschlossen, gasdynamischen Zyklus schließt. Zusätzliche Zylinder bereit ist, durch den Heißgas-Bypass-Ventil zu starten 13 und zweiten Hauptzylinder hat der Meister zu werden.

Liste der Figuren:

Brennkraftmaschine mit einem Zweiphasentakt

Fig. 1 ein kinematisches Diagramm der Brennkraftmaschine mit einem 2-Phasen-PX in der ersten Phase des Zyklus "stroke"

Brennkraftmaschine mit einem Zweiphasentakt

Fig. 2 ein kinematisches Diagramm der Brennkraftmaschine mit einem 2-Phasen-PX in der zweiten Phase des Zyklus
"Stroke" - Bypass

Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm einer Brennkraftmaschine mit einem 2-Phasen-PX.

Die vorgeschlagene Konstruktion der Brennkraftmaschine das Verhältnis des Volumens des Hauptzylinders zu reduzieren, steigend (D.h. das Verhältnis des Drucks innerhalb des Zylinders am Ende des Ansaughubes auf Atmosphären) unter Verwendung von Ladeluft (gemisch) in dem Ansaugkrümmer, der Ladung bei konstanter Leistung bedeutet weniger basisch geometrischen Abmessungen des Zylinders und der zugehörigen Teile, und, als Folge, Downsizing bewegen und stationären Teilen in den meisten belastet (mechanisch und thermisch) Ort ohne mit 2-Phasen-PX Leistungseffizienz Verbrennungsmotoren zu beeinträchtigen.

Vergleichsanalyse-Analoga und der Prototyp haben gezeigt, dass die beanspruchten Vorrichtung unterschiedliche Organisation des thermodynamischen Zyklus der Maschine ist, und zwar gibt es Zusammenarbeit primären (Master) und den zusätzlichen Zylinder während des Expansionshubes, den Hohlraum einer komplizierten Konfiguration in dem Zylinder als Bypassrohr und der Kammer unter Verwendung von Verbrennungsgemisch unter kräftigem Rühren. Damit erfüllt das Gerät, das Kriterium der "Neuheit" und "signifikanten Unterschied".

Nachteilig ist die Komplexität einer Konstruktion des Motors mit einer Erhöhung in der Anzahl der Zylinder zugeordnet ist.

Wenn gleich der Motor von herkömmlicher Konstruktion, die ICE Stromladung mit 2-Phasen-PX die folgenden Vorteile:

a) eine bessere Ausnutzung der Wärmeenergie der Verbrennung durch den weiteren Ausbau der Verbrennungsprodukte, die Verringerung der Wärmeverluste durch eine optimale Konstruktion eines gasdynamischen Zyklus (Verbrennung in maloizmenyaemom Volumen, Schlaganfall mit einer relativ schnellen Volumenänderung);

b) Verringerung der geometrischen Abmessungen und mechanischen Belastungen auf dem Hauptzylinder und den Antriebskomponenten (Neuzuweisung zwischen Primär- und Sekundärzylinder), die die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Motors als Ganzes sonst gleichen Bedingungen erhöht;

c) für Schlaganfall Drehmoment auf die Welle glatter als Folge ändert sich - weniger Verschleiß von Getriebekomponenten, erhöht die Zuverlässigkeit ihrer Arbeit, ceteris paribus;

g), weil die innere Energie des Arbeitsgases in der Produktion von kleineren und die Release-Zeit mehr vereinfacht Gerät akustische Rauschunterdrückung (dh, Schalldämpfer und Resonatoren).

ICE-Struktur mit Zweiphasen-PX erfordert nicht die Verwendung von zusätzlichen Techniken für die Erzeugung, grundsätzlich neue Gestaltungselemente (elektrisch, hydraulisch, chemisch usw.), andere Gleitmittel, und andere Brennstoffe, teuer in der Herstellung, oder seltene Materialien und kann verwendet werden mit noch mehr Effizienz alle Verbesserungen der herkömmlichen Verbrennungskraftmaschine (Mikroprozessor-Steuerung, die Verwendung von Keramik, Einspritzzeitpunkt und die Mehrventil-Anordnungen al.).

FORDERUNGEN

Brennkraftmaschine mit mindestens einem Paar von Zylindern mit hin- und hergehenden Kolben aufweist, der kinematisch mit einer Kurbelwelle des Motors verbunden ist, sind die Zylinder unterschiedlicher Volumina hergestellt, einem Zylinder mit Lufteinlaßkörper vorgesehen ist und die zweite - Abgases, und die Kurbel der Kurbelwelle des ersten Zylinders verschoben entlang der Drehrichtung in einem Winkel fort dass, Gekennzeichnet, um die Effizienz durch eine bessere Nutzung der Wärme der Verbrennungsenergie in Takt Schlaganfall zu erhöhen beinhaltet führende und zusätzliche Zylinder, Ventile, sie verbindet, öffnet sich auf dem Erreichen der Ecke ( <180 o) nach der in dem Hauptzylinder den oberen Totpunkt und der Verbrennungskammer in dem Zylinderkopf durch den Kolben vorbei liegt eine ringförmige Kanalform, die um die Durchgangsachse, kombiniert die Funktion des Bypassrohres, wobei die zusätzlichen Zylinderrohre mit den beiden Hauptzylinder verbunden ist , die um einen Winkel von 360 o wiederum durch die Drehung der Kurbelwelle führen.

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Erscheinungsdatum 26.12.2006gg