close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 13492

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.08.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 13492
(13) C1
(19)
F 01C 9/00
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
(21) Номер заявки: a 20070961
(22) 2007.07.27
(43) 2009.02.28
(71) Заявитель: Храмцов Петр Георгиевич (BY)
(72) Автор: Храмцов Петр Георгиевич
(BY)
(73) Патентообладатель: Храмцов Петр
Георгиевич (BY)
(56) BY a20041057, 2006.
BY 6473 C1, 2004.
SU 1232830 A1, 1986.
RU 2239711 C2, 2004.
RU 2051276 C1, 1995.
RU 2256809 C2, 2005.
RU 2099540 C1, 1997.
CH 645697 A5, 1984.
DE 3137979 A1, 1983.
BY 13492 C1 2010.08.30
(57)
1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, коленчатый вал с кривошипно-шатунным механизмом, шарнирно соединенным с поршнем, имеющим возможность
качания в камере переменного объема корпуса вокруг полого впускного вала и перекрытия газораспределительного окна последнего, при этом полый впускной вал имеет возможность вращения в два раза медленнее коленчатого вала; головку с расположенными в
Фиг. 1
BY 13492 C1 2010.08.30
ней форсункой и выпускным клапаном, теплоизолирующие накладки, отличающийся
тем, что теплоизолирующие накладки установлены на поверхностях камеры переменного
объема, на днище головки, на зеркале, в углублении и на боковой поверхности поршня, в
выпускном канале головки и каждая из них имеет следующую структуру: деталь крепления накладки, припой, соединенные диффузионной сваркой в монолит циркониевая фольга, слои анодированной циркониевой фольги, циркониевая фольга, нихромовая пластина.
2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что теплоизолирующие накладки установлены на тарелке и стержне выпускного клапана и соединены с ним диффузионной сваркой.
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания и может быть использовано в качестве дизельного двигателя.
Известен кривошипно-шатунный двигатель внутреннего сгорания [1], в котором объем цилиндра ограничен днищем крышки, зеркалом поршня и стенками цилиндра.
Недостаток данного двигателя - боковая сила, вызывающая потери на трение и износ
уплотнений.
Известен также двигатель с поворотным поршнем [2], разработанный новозеландской
компанией Pivotal Engineering, имеющий поворотные поршни, качающиеся на оси, параллельной оси вращения кривошипа. При весе 65 кг двигатель развивает мощность 231 л.с.
Недостатки данного двигателя - снижающий экономичность, повышенный отвод тепла в систему охлаждения, обусловленный высоким соотношением площади поверхности
рабочих камер к их объему, невозможность работы по четырехтактному циклу.
Прототипом предлагаемого технического решения является адиабатный двигатель с
качающимися поршнями [3], содержащий поршни, поворачивающиеся вокруг впускного
вала, кривошипно-шатунный механизм, теплоизолирующие накладки.
Недостатком данного двигателя является то, что он должен быть выполнен из стальных деталей.
Задача предлагаемого технического решения - создание возможности использования в
конструкции двигателя литых деталей из алюминиевых сплавов, уменьшение потерь тепла в систему охлаждения.
Для достижения поставленной задачи двигатель внутреннего сгорания, содержащий
корпус, коленчатый вал с кривошипно-шатунным механизмом, шарнирно соединенным с
поршнем, имеющим возможность качания в камере переменного объема корпуса вокруг
полого впускного вала и перекрытия газораспределительного окна последнего, при этом
полый впускной вал имеет возможность вращения в два раза медленнее коленчатого вала;
головку с расположенными в ней форсункой и выпускным клапаном, теплоизолирующие
накладки, изменен тем, что теплоизолирующие накладки установлены на поверхностях
камеры переменного объема, на днище головки, на зеркале, в углублении и на боковой
поверхности поршня, в выпускном канале головки и каждая из них имеет следующую
структуру: деталь крепления накладки, припой, соединенные диффузионной сваркой в
монолит циркониевая фольга, слои анодированной циркониевой фольги, циркониевая
фольга, нихромовая пластина.
Теплоизолирующие накладки, установленные на тарелке и стержне выпускного клапана, соединены с ним диффузионной сваркой.
Возможность использования в конструкции двигателя деталей из алюминиевых сплавов достигается за счет внедрения деталей крепления теплоизолирующих накладок в тело
теплоизолируемых литых деталей при их отливке. Повышение экономичности достигается за счет использования в структуре теплоизолирующих накладок нескольких слоев окиси циркония.
Предлагаемое техническое решение поясняется схемами:
2
BY 13492 C1 2010.08.30
фиг. 1 - устройство двигателя и расположение теплоизолирующих накладок;
фиг. 2 - структура теплоизолирующих накладок.
На схемах обозначены:
1 - поршень;
2 - шатун;
3 - поршневой палец;
4 - впускной вал;
5 - газораспределительное окно впускного вала;
6 - форсунка;
7 - накладка на днище блока головок;
8 - накладка на зеркале поршня;
9 - накладка в углублении поршня;
10 - накладка на боковой стенке камеры переменного объема выше поверхности
скольжения уплотнений;
11 - накладка на боковой поверхности поршня;
12 - накладка на тарелке клапана;
13 - накладка в выпускном канале блока головок;
14 - цилиндрическая накладка на стержне клапана;
15 - поверхность стержня клапана, охлаждаемая контактом с направляющей;
16 - деталь крепления накладки;
17 - припой;
18 - окись циркония;
19 - металлический цирконий;
20 - нихромовая пластина.
Камера переменного объема теплоизолирована накладками 7, 8, 9, 10, 12. Поршень и
клапан дополнительно теплоизолированы накладками 11, 14. Выпускной канал - 13.
В качестве теплоизолирующего материала используется окись циркония, образующаяся на поверхности циркониевой фольги в процессе анодирования. Коэффициент теплопроводности керамики ZrO2 - 2,4 Вт/(см К). Структура теплоизолирующей накладки
близка к структуре многослойного керамического конденсатора. Теплоизоляция состоит
из чередующихся тонких слоев керамики ZrO2 (на схеме п. 18) и металлического циркония - 19, прослойки которого препятствуют образованию в керамике сквозных трещин,
создают анизотропию теплопроводности накладки, выравнивающую температуру вдоль
поверхности теплоизолируемых деталей.
Нихромовая пластина 20 защищает прослойки металлического циркония 19 от окисления горячими газами, препятствуя образованию сплошного слоя керамики, склонного к
растрескиванию и выкрашиванию из-за ударных воздействий в моменты воспламенения
топлива.
Теплоизолирующие накладки соединяются со стальными деталями крепления 16 медно-цинковым припоем 17 или диффузионной сваркой. Для пайки используется не анодированная поверхность циркониевой фольги. Детали крепления 16 внедряются в тело,
отлитых из алюминиевых сплавов деталей - поршень, блок головок, при их отливке
(накладки, соединенные с деталями крепления, помещаются в литформу).
Цилиндрическая накладка 14, расположенная на части поверхности стержня клапана,
которая не охлаждается контактом с направляющей, формируется намоткой фольги на
стержень клапана (наружный слой формируется намоткой нихромовой фольги) с последующим спеканием в вакууме при обжатии и шлифовкой. Накладки 13 выпускных каналов блока головок, имеющие форму трубы овального сечения, формируются намоткой
фольги (внутренний слой - намоткой нихромовой фольги) на графитовое приспособление.
Двигатель работает следующим образом. Кривошипно-шатунный механизм с шатуном 2, шарнирно соединенным с поршнем 1 поршневым пальцем 3, преобразует вращение
3
BY 13492 C1 2010.08.30
коленчатого вала в качание поршней вокруг впускного вала 4, который вращается в два
раза медленнее коленчатого вала. Впуск свежих зарядов производится через газораспределительные окна 5 полого впускного вала. Впрыск топлива форсункой 6 производится
вблизи верхнего положения поршня. Выпуск осуществляется клапаном 15, через выпускные каналы блока головок.
Из-за низкой теплопроводности керамики ZrQ2, температура нихромовых пластин
близка к средней температуре газов в камере переменного объема при четырехтактном
цикле. Так как процесс сгорания начинается в углублении поршня, температура нихромовой пластины в углублении поршня на 100-200 °С выше. Топливо, попадая на нагретую
нихромовую пластину в углублении поршня, резко испаряется и сгорает.
Эффективное сгорание топлива, малые потери тепла в систему охлаждения, низкое
трение, обусловленное отсутствием боковой силы, позволяют создать дизельные двигатели с высокими топливно-экономическими и экологическими показателями, уменьшенными массой и габаритами.
Источники информации:
1. Двигатели внутреннего сгорания / Под ред. Орлина А.С, Круглова М.Г. - М. 4 - изд.,
1990. - С. 5.
2. Журнал "Мотор" (Россия). - № 5/2006. - С. 153.
3. BY a20041057, МПК F 01C 9/00, 2006.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
113 Кб
Теги
13492, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа