Спосіб роботи двигуна внутрішнього згоряння з продовженим стиском

Спосіб роботи двигуна внутрішнього згоряння з продовженим стиском, який здійснюють усередині циліндра двигуна шляхом процесів продовженого стиску робочого тіла від його об'єму в нижній мертвій точці (НМТ) до об'єму у верхній мертвій точці (ВМТ), після чого його попередньо розширюють без підводу теплоти з подальшим розширенням з підводом теплоти, після чого виконують остаточне розширення робочого тіла до його завершення в НМТ і виконують далі газообмін, при якому робоче тіло з високою температурою (продукти згоряння) замінюють на тіло в рівній кількості з меншою температурою (свіжий заряд), після чого виконують наступний цикл. (19) (21) a200602437 (22) 06.03.2006 (24) 25.12.2008 (46) 25.12.2008, Бюл.№ 24, 2008 р. (72) САНДОМИРСЬКИЙ МИХАЙЛО ГРИГОРОВИЧ, UA (73) ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА, UA (56) GB, 2005766, F02B33/44, 25.04.1979 RU, 2231658, F02B25/06, 27.06.2004 RU, 2004106277, F02B1/00, 10.08.2005 UA, 200101018, F02B19/00, 17.09.2001 US, 4311127, F02M31/00, 19.01.1982 US, 4798184, F02D39/06, 17.01.1989 US, 6443108, F02B75/02, 03.09.2002 3 85061 двигунів вн утрішнього згоряння, які працюють за 1м та 3-м способами реалізації, роблять припущення, що на початку згоряння об'єм робочого тіла не зазнає зміни. Це припущення дає змогу проводити визначення основних властивостей циклів за спрощеними моделями. При аналізі дійсних циклів використовують ту ж саму класифікацію циклів, що і при аналізі теоретичних циклів, враховуючи деякі відхилення у реалізації теплопідводів. В дійсності у будь-якому двигуні теплопідвід відбувається за проміжок часу, за який колінчастий вал встигає повернутися на відносно великий кут (особливо у швидкохідних двигуна х). Але за особливостей кривошипно-шатунного механізму зміна об'єму при цьому незначна. В двигунах з іскровим запаленням паливоповітряної суміші при відомих умовах може виникати детонація згоряння, якого можна уникнути при деякому розширенні заряду в процесі згоряння, що реалізують при перенесенні останнього на початок процесу розширення (при зменшені кута випередження запалення). В дизелях завдяки багатоосередковому запаленню швидкість згоряння на початку теплопідводу суттєво перевищує навіть ту, що має місце у двигунах з іскровим запаленням, що призводить до жорсткої роботи з великими динамічними навантаженнями. І в цьому випадку перенесення теплопідводу (згоряння) на початок процесу розширення, коли відбувається невелике зростання об'єму, призводить до деякого зниження жорсткості процесу (досягається за рахунок зменшення кута випередження впорскування палива). Таким чином, усунення перелічених недоліків в сучасних транспортних двигунах досягається забезпеченням деякого збільшення об'єму робочого тіла за рахунок переміщення процесу згоряння на початок процесу розширення, тобто за рахунок зменшення дійсного ступеню стиску на початок згоряння. Це призводить до зменшення тиску та температури робочого тіла перед теплопідводом (згорянням), в наслідок чого виникає погіршення показників двигуна. Більш ефективним є збереження потрібних параметрів робочого тіла перед теплопідводом з забезпеченням деякого зростання об'єму в процесі самого телпопідводу, що пропонується в заявці. Цього можливо досягти за рахунок збільшення геометричного ступеня стиску, при якому у ВМТ тиск робочого тіла та його температура перевищують потрібні величини, та послідуючого його розширення при повороті колінчастого вала на Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 4 деякий кут після ВМТ без теплопідводу, коли параметри робочого тіла (тиск та температура) зменшаться до потрібного значення. Слідуючий за цим моментом теплопідвід (згоряння палива) буде супроводжуватись більшим зростанням об'єму порівняно з тим, який мав би місце при початку теплопідводу у ВМТ на протязі того ж самого терміну теплопілводу (згоряння). Це зменшує ймовірність виникнення детонації у двигунах з іскровим запаленням і підвищеної жорсткості роботи у дизелях. Таким чином, для реалізації запропонованого способу роботи двигуна цикл двигуна муси ть бути доповнений процесами подовженого стиску, при якому геометрична ступінь стиску (співвідношення об'єму у нижній мертвій точці - НМТ до об'єму у верхній мертвій точці - ВМТ) повинна обов'язково перевищувати потрібну ступінь стиску (співвідношення об'єму ь НМТ до об'єму в момент початку теплопідводу) з послідуючим попереднім розширенням робочого тіла без тепло-підводу до об'єму, при якому буде досягнута потрібна ступінь стиску. Запропонований спосіб роботи двигуна з продовженим стиском реалізується в циклі, в якому відбувається слідуюча послідовність процесів: 1. Стискують робоче тіло (шляхом переміщення поршня від НМТ до ВМТ) зі ступенем, який перевищує потрібний - продовжений стиск. При цьому у Н МТ мають місце початкові параметри робочого тіла. 2. Попередньо розширюють робоче тіло без теплопідводу (шляхом переміщення поршня від ВМТ за рахунок повороту колінчастого вала) на величину, при якій досягається потрібна ступінь стиску. 3. Підводять теплоту до робочого тіла, при якому відбувається його подальше розширення, величина якого залежить від організації теплопідводу (згоряння). 4. Остаточно розширюють робоче тіло після завершення теплопідводу при зростанні об'єму до його величини у НМТ. 5. Відводять теплоту від робочого тіла до низького джерела теплоти - навколишнього середовища шля хом газообміну - заміни робочого тіла, при якому у НМТ установлюються початкові параметри робочого тіла. Джерела інформації: Теория двигателей внутреннего сгорания. Рабочие процессы. Под ред. проф. Дьяченко Н.Х., Ленинград, «Машиностроение», 1974. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601