×
31.01.2020
220.017.fbb5

Результат интеллектуальной деятельности: Система наддува для двухтактных двигателей внутреннего сгорания

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к агрегатам наддува двухтактных двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение КПД и мощности двухтактных двигателей. Сущность изобретения заключается в том, что нагнетатель выполнен в виде цилиндра, содержащего поршень, два впускных и два выпускных отверстия, симметрично расположенных друг относительно друга и снабженных впускными и выпускными штуцерами. Впускные отверстия снабжены запорными клапанами, а штуцеры объединены между собой. Поршень нагнетателя приводится поршнями двух блоков преобразования энергии отработавших газов. Блоки преобразования энергии установлены зеркально, а расстояние между осями впускного и выпускного отверстий блока соответствует расстоянию между осями выпускных отверстий нагнетателя. Предлагаемая система наддува позволяет сжать рабочее тело и подать его под давлением выше атмосферного, дозированно, в момент открытия каналов впуска каждого из двух цилиндров, работающих в противофазе. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к двухтактным двигателям внутреннего сгорания (ДВС).

Известна система наддува для двухтактных двигателей с прямоточно-клапанной продувкой, содержащая турбонагнетатель, подпоршневые насосы и общий для всех цилиндров продувочный коллектор (см. патент РФ №1120522/24-б, МКП F02B, опубл. 1969.11.25).

Недостатками данной системы является сложность конструкции и наличие импульсов давления газов перед турбиной компрессора, приводящие к ухудшению коэффициента полезного действия (КПД) и мощности двигателя.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является система наддува для двухтактных двигателей, содержащая турбонагнетатель, каналы впуска и выпуска [см. Белов П.М., Бурячко В.Р., Акатов Е.И. Двигатели армейских машин. Часть первая. Теория. - М.: Воениздат, 1971 г. - 512 с, - С. 396].

Недостатком данной системы является низкий коэффициент полезного действия и мощность двухтактных ДВС из-за наличия механических потерь на преодоление сопротивления турбонаддува в каналах впуска двигателя.

Техническим результатом изобретения является повышение КПД и мощности двухтактных двигателей внутреннего сгорания за счет исключения механических потерь в каналах впуска двигателя.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной системе наддува, содержащей нагнетатель, согласно изобретению, отличающийся тем, что нагнетатель выполнен в виде цилиндра, содержащего поршень, два впускных и два выпускных отверстия, симметрично расположенных друг относительно друга и снабженных впускными и выпускными штуцерами, соответственно, причем впускные отверстия снабжены запорными клапанами, а штуцеры объединены между собой, дополнительно введены два блока преобразования энергии отработавших газов, каждый из которых содержит цилиндр с поршнем, впускные и выпускные отверстия, снабженные штуцерами и расположенные ассиметрично друг к другу.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной системе наддува, содержащей нагнетатель, согласно изобретению, отличающийся тем, что цилиндр нагнетателя установлен соосно с цилиндрами блоков преобразования энергии отработавших газов между ними, поршни которых соединены с поршнем нагнетателя штоком равноудаленно.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной системе наддува, содержащей нагнетатель, согласно изобретению, отличающийся тем, что ход поршней блоков преобразования энергии отработавших газов соответствует расстоянию между осями впускного и выпускного отверстий блока.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной системе наддува, содержащей нагнетатель, согласно изобретению, отличающийся тем, что блоки преобразования энергии отработавших газов установлены зеркально, а расстояние между осями впускного и выпускного отверстий блока соответствует расстоянию между осями выпускных отверстий нагнетателя.

Сущность изобретения заключается в том, что нагнетатель выполнен в виде цилиндра, содержащего поршень, два впускных и два выпускных отверстия, симметрично расположенных друг относительно друга и снабженных впускными и выпускными штуцерами, соответственно, причем впускные отверстия снабжены запорными клапанами, а штуцеры объединены между собой, дополнительно введены два блока преобразования энергии отработавших газов, каждый из которых содержит цилиндр с поршнем, впускные и выпускные отверстия, снабженные штуцерами и расположенные ассиметрично друг к другу, а цилиндр нагнетателя установлен соосно с цилиндрами блоков преобразования энергии отработавших газов между ними, поршни которых соединены с поршнем нагнетателя штоком равноудаленно, при этом ход поршней блоков преобразования энергии отработавших газов соответствует расстоянию между осями впускного и выпускного отверстий блока, и блоки преобразования энергии отработавших газов установлены зеркально, а расстояние между осями впускного и выпускного отверстий блока соответствует расстоянию между осями выпускных отверстий нагнетателя.

Известно (см., например, http://avtomoto-best.ru/princip-raboty-dvukhtaktnogo-dvigate.html. Дата обращения 15.02.2019 г), что в двухтактном двигателе внутреннего сгорания рабочий цикл осуществляется за один оборот коленчатого вала двигателя за два хода поршня или два такта: первый такт -сжатие (впуск и сжатие рабочего тела), второй такт - рабочий ход (сгорание рабочего тела и выпуск отработавших газов). При работе двухцилиндрового двухтактного двигателя в одном цилиндре происходит рабочий ход, а в другом - такт сжатия, то есть цилиндры работают в противофазе.

В известной системе (прототипе [см., например, Белов П.М., Бурячко В.Р., Акатов Е.И. Двигатели армейских машин. Часть первая. Теория. - М.: Воениздат, 1971 г. - 512 с, - С. 406]) в момент закрытия поршнем впускного канала цилиндра, в нем создается постоянное избыточное давление, препятствующее движению рабочего колеса турбонагнетателя, что приводит к механическим потерям и уменьшению коэффициента полезного действия и мощности ДВС.

Согласно изобретению, при работе системы наддува, которая подключается к паре цилиндров двигателя, работающих в противофазе, с помощью впускных и выпускных штуцеров, избыточное давление создается не постоянно, а дозированно, в момент открытия каналов впуска каждого из двух цилиндров. При этом, при такте рабочего хода первого цилиндра происходит выпуск отработавших газов через впускное и выпускное отверстия левого блока преобразования энергии отработавших газов, в котором они преобразуются в механическую энергию поршня нагнетателя и поршня правого блока преобразования энергии отработавших газов, заставляя их перемещаться влево. Затем, в цилиндре нагнетателя, слева от поршня, запорный клапан закрывает впускное отверстие, происходит сжатие рабочего тела и подача его под давлением выше атмосферного, дозированно, в первый цилиндр, в момент открытия его впускного канала. А справа от поршня создается зона разряжения, за счет которой правый запорный клапан открывается и рабочее тело поступает из канала впуска через впускной штуцер, впускное отверстие в цилиндр нагнетателя, и через выпускное отверстие - во впускной канал второго цилиндра двигателя, в котором происходит такт сжатия. В этот же момент, поршень в правом блоке преобразования энергии отработавших газов занимает крайнее левое (исходное) положение. Далее, при такте рабочего хода второго цилиндра, происходит выпуск отработавших газов через впускное и выпускное отверстия правого блока преобразования энергии отработавших газов, в котором они преобразуются в механическую энергию поршня нагнетателя и поршня левого блока преобразования энергии отработавших газов, заставляя их перемещаться вправо. И, при дальнейшей работе ДВС, все вышеописанные процессы для первого цилиндра повторяются для второго цилиндра двигателя. Этим достигается указанный в изобретении технический результат.

Структурная схема системы наддува для двухтактного двигателя внутреннего сгорания представлена на фигуре, где показаны: 1 - нагнетатель; 2 - блок преобразования энергии отработавших газов; 3 - цилиндр; 4 - поршень; 5 - впускное отверстие; 6 - выпускное отверстие; 7 - впускной штуцер; 8 - выпускной штуцер; 9 - запорный клапан; 10 - шток.

Нагнетатель 1 предназначен для впуска рабочего тела из канала впуска двигателя, его сжатия, и подачи под давлением выше атмосферного, дозированно, в момент открытия канала впуска, в каждый из двух цилиндров двигателя, работающих в противофазе. В качестве такого нагнетателя может быть использован, например, поршневой насос двустороннего действия (см., например, https://poznayka.org/s68352t1.html. Дата обращения 10.02.2019 г.)

Блок преобразования энергии отработавших газов 2 предназначен для преобразования кинетической энергии отработавших газов в механическую энергию движения поршня 4. В качестве такого блока может быть использован, например, поршневой насос одностороннего действия (см., например, https://studfiles.net/preview/4242393/page:7/. Дата обращения 10.02.2019 г.)

Назначение поршня 4, запорного клапана 9 и штока 10 ясны из их названий. Они могут быть выполнены в виде типовых технических устройств. Поршень 4 может быть выполнен, например, в виде дискового поршня (см., например, http://www.nektoinnasos.ru/articles/ porshnevoi_i_plungernii_nasos/porshnevoi_i_plungernii_nasos.php. Дата обращения 10.02.2019 г.) или тефлоновой мембраны (см., например, http://met-all.org/nasosy/membrarnnyj-diafragmennyj-nasos.html. Дата обращения 10.02.2019 г. ). Запорный клапан 9 может быть выполнен, например, в виде дискового обратного клапана (см., например, https://otoplenie.site/nasos/vidy-obratnyh-klapanov.html. Дата обращения 10.02.2019 г.). Шток 10 может быть выполнен, например, в виде плунжера или стержня, перемещающегося в уплотняющих сальниках (см., например, http://www.nektonnasos.ru/articles/porshnevoi_i_plungernii_nasos/porshnevoi_i_plungernii_nasos.php. Дата обращения 10.02.2019 г.).

Система работает следующим образом. Подключают систему к паре цилиндров двигателя, работающих в противофазе, с помощью впускных 7 и выпускных штуцеров 8

При такте рабочего хода первого цилиндра происходит выпуск отработавших газов через впускное 5 и выпускное 6 отверстия левого блока преобразования энергии отработавших газов 2, в котором они преобразуются в механическую энергию поршня 4 нагнетателя и поршня 4 правого блока преобразования энергии отработавших газов 2, заставляя их перемещаться влево. Затем, в цилиндре 3 нагнетателя, слева от поршня 4, запорный клапан 9 закрывает впускное отверстие 5, происходит сжатие рабочего тела и подача его под давлением выше атмосферного, дозированно, в первый цилиндр, в момент открытия его впускного канала. А справа от поршня 4 создается зона разряжения, за счет которой правый запорный клапан 9 открывается и рабочее тело поступает из канала впуска через впускной штуцер 7, впускное отверстие 5 в цилиндр 3 нагнетателя, и через выпускное отверстие 6 - во впускной канал второго цилиндра двигателя, в котором происходит такт сжатия. В этот же момент, поршень 4 в правом блоке преобразования энергии отработавших газов 2 занимает крайнее левое (исходное) положение. Далее, при такте рабочего хода второго цилиндра, происходит выпуск отработавших газов через впускное 5 и выпускное 6 отверстия правого блока преобразования энергии отработавших газов 2, в котором они преобразуются в механическую энергию поршня 4 нагнетателя и поршня 4 левого блока преобразования энергии отработавших газов 2, заставляя их перемещаться вправо. И, при дальнейшей работе ДВС, все вышеописанные процессы для первого цилиндра повторяются для второго цилиндра двигателя.

Таким образом, предлагаемая система наддува позволяет сжать рабочее тело и подать его под давлением выше атмосферного, дозированно, в момент открытия каналов впуска каждого из двух цилиндров, работающих в противофазе, и тем самым исключить механические потери в каналах впуска двигателя, и повысить КПД и мощность двухтактных ДВС.

Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые устройства.

Предлагаемое техническое решение позволяет увеличить КПД и мощность двухтактных двигателей внутреннего сгорания на 10…15%, а так же обеспечить работу кривошипно-шатунного механизма (КШМ) таких двигателей в условиях смазки - с использованием масляной ванны в картере ДВС, что дополнительно приведет к повышению надежности КШМ и двигателей в целом, а также позволит осуществить работу двухтактных ДВС на различных видах топлива (в том числе и на газообразном). При этом достигается экономия топлива до 15%, и увеличение ресурса двигателя на 10…12%.


Система наддува для двухтактных двигателей внутреннего сгорания
Система наддува для двухтактных двигателей внутреннего сгорания
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 41-50 of 244 items.
20.01.2018
№218.016.1657

Способ наведения управляемого боеприпаса

Изобретение относится к вооружению, в частности к системам огневого поражения объектов управляемыми боеприпасами. Для наведения управляемого боеприпаса определяют координаты цели, подсвечивают область подстилающей поверхности лазерным излучением, захватывают и наводят самонаводящийся боеприпас...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635299
Дата охранного документа: 09.11.2017
20.01.2018
№218.016.17c3

Способ определения дальности и радиальной скорости цели в рлс с непрерывным излучением и устройство его реализующее

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться в радиотехнических системах с непрерывным излучением для определения дальности и радиальной скорости высокоскоростных целей со сниженной радиолокационной заметностью. Достигаемый технический результат - увеличение дальности обнаружения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635366
Дата охранного документа: 13.11.2017
13.02.2018
№218.016.2075

Способ определения угловых координат на источник направленного оптического излучения

Изобретение относится к области оптических измерений и касается способа определения угловых координат на источник направленного оптического излучения. Способ включает в себя привязку положения фоточувствительных элементов матричного фотоприемника оптико-электронного координатора к декартовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641637
Дата охранного документа: 18.01.2018
04.04.2018
№218.016.3157

Полуактивная головка самонаведения

Изобретение относится к головкам самонаведения, используемым для формирования сигналов управления высокоточным оружием. Полуактивная головка самонаведения содержит последовательно соединенные многоканальное приемное устройство, сумматор, пороговое устройство, первый селектор импульсов и блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645046
Дата охранного документа: 15.02.2018
10.05.2018
№218.016.3a81

Способ измерения морфологической мультифрактальной сигнатуры

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах автоматизированного обнаружения и распознавания наземных объектов на радиолокационных изображениях земной поверхности. Техническим результатом является повышение точности измерения морфологической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647675
Дата охранного документа: 16.03.2018
10.05.2018
№218.016.46a4

Способ определения содержания нефтяных топлив в грунтах

Использование: для определения содержания нефтяных топлив в грунтах «на месте». Сущность изобретения заключается в том, что способ определения содержания нефтяных топлив в грунтах включает определение типа грунта, определение типа нефтяного топлива, установление содержания концентрации топлива...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650437
Дата охранного документа: 13.04.2018
10.05.2018
№218.016.47b8

Способ снижения радиолокационной заметности воздухозаборника самолетного двигателя и устройство его реализующее

Изобретение относится к области радиолокационной маскировки объектов и может быть использовано для снижения эффективной площади рассеяния воздухозаборника самолетного двигателя в передней полусфере. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности снижения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650701
Дата охранного документа: 17.04.2018
10.05.2018
№218.016.4d39

Комплекс энергогенерирующий

Настоящее изобретение относится к энергетике, к задаче прямого преобразования тепловой энергии в электрическую посредством термоэлектрической и термоэлектронной эмиссии, в частности к получению электрической энергии за счет тепла газов, образующихся при термохимическом преобразовании топлива, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652241
Дата охранного документа: 25.04.2018
10.05.2018
№218.016.4e14

Домкрат винтовой телескопический

Изобретение относится к области наземного обслуживания транспортных средств, для ремонта и технического осмотра. Домкрат содержит корпус с опорной площадкой, подъемное устройство с гайкой и втулкой, механизм привода. На торце гайки установлена муфта, содержащая шайбу, сепаратор, полумуфту,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652364
Дата охранного документа: 25.04.2018
10.05.2018
№218.016.4f44

Способ статической балансировки кривошипно-шатунной группы

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к статической балансировке кривошипно-шатунной группы. Способ статической балансировки кривошипно-шатунной группы заключается в удалении дисбаланса путем снятия части металла на противовесах коленчатого вала. При статической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652694
Дата охранного документа: 28.04.2018
Showing 11-19 of 19 items.
24.10.2019
№219.017.da09

Способ работы поршневого детандера

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к машинам объемного действия, в частности к поршневым детандер-компрессорным агрегатам, и может быть использовано в холодильной технике. Способ работы поршневого детандера заключается в подаче рабочего тела через впускные каналы в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002703843
Дата охранного документа: 22.10.2019
18.07.2020
№220.018.33e0

Обувь

Изобретение относится к обуви, которая содержит верх и подошву, скрепленные между собой, при этом на ней расположены каналы, соединяющие полость под подошвой обуви с окружающей атмосферой и/или окружающей средой, причем на верху обуви дополнительно установлен съемный насадок, при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002726819
Дата охранного документа: 15.07.2020
24.07.2020
№220.018.35fa

Малогабаритная мобильная станция зарядки газами бортовых систем летательных аппаратов

Изобретение относится к области авиации, в частности к аэродромному оборудованию для обслуживания летательных аппаратов, средствам наземного обеспечения полетов общего применения (СНО ОП). Малогабаритная мобильная станция зарядки газами бортовых систем летательных аппаратов выполнена в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727210
Дата охранного документа: 21.07.2020
24.07.2020
№220.018.362e

Мобильный комплекс аэродромно-технического обеспечения полетов летательных аппаратов

Изобретение относится к аэродромному оборудованию для обслуживания летательных аппаратов. Мобильный комплекс аэродромно-технического обеспечения полетов летательных аппаратов содержит малогабаритную мобильную станцию электроснабжения авиадвигателей (2) и бортовых систем летательных аппаратов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727450
Дата охранного документа: 21.07.2020
24.07.2020
№220.018.36db

Малогабаритная мобильная станция подогрева двигателей и кабин летательных аппаратов

Изобретение относится к области авиации, в частности, к аэродромному оборудованию для обслуживания летательных аппаратов и их двигателей, средствам наземного обеспечения полетов общего применения (СНО ОП). Малогабаритная мобильная станция подогрева двигателей и кабин летательных аппаратов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727207
Дата охранного документа: 21.07.2020
24.07.2020
№220.018.376b

Малогабаритная мобильная станция кондиционирования кабин и оборудования летательных аппаратов

Изобретение относится к аэродромному оборудованию для обслуживания летательных аппаратов. Малогабаритная мобильная станция кондиционирования кабин и оборудования летательных аппаратов выполнена в виде малогабаритного блок-контейнера (1), имеющего вид трехмерной геометрической фигуры, содержащей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727294
Дата охранного документа: 21.07.2020
24.07.2020
№220.018.37e2

Малогабаритная мобильная станция проверки гидравлических систем летательных аппаратов

Изобретение относится к устройствам проверки и дозаправки гидросистем летательных аппаратов. Малогабаритная мобильная станция проверки гидравлических систем летательных аппаратов выполнена в виде малогабаритного блок-контейнера (1) с корпусом в виде трехмерной геометрической фигуры, содержащей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727769
Дата охранного документа: 23.07.2020
10.05.2023
№223.018.534f

Оборудование для очистки светосигнальных огней аэродрома

Изобретение относится к аэродромному оборудованию для очистки. Оборудование для очистки светосигнальных огней содержит раму (1), на которой установлен щеточный механизм (2), ограничитель (3), навеску (4) и привод (5). Щеточный механизм (2) имеет вид крестовины, закрепленной на вращающемся валу,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002795331
Дата охранного документа: 02.05.2023
17.06.2023
№223.018.7e5a

Устройство для подготовки и подачи гранулированных химреагентов

Изобретение относится к устройствам для распределения на искусственной взлетно-посадочной полосе гранулированных химреагентов для очистки от льда. Устройство для подготовки и подачи гранулированных химреагентов содержит кузов для размещения гранулированных химреагентов, установленный на раме...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002776999
Дата охранного документа: 29.07.2022
+ добавить свой РИД