Содержание
47
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дагестанский государственный технический университет»
Ибадуллаев
Гаджикадир Алиярович
БЕНЗИНОВЫЙ
Двигатель внутреннего сгорания со сверхвысокой степенью сжатия
Махачкала 2007 г.
Печатается по решению Ученого совета ГОУ ВПО «Дагестанский государственный технический университет», протокол №10 от 28.06.2007 г.
Бензиновый двигатель внутреннего сгорания со сверхвысокой степенью сжатия / Ибадуллаев Г.А. – Махачкала: ДГТУ, 2007.
В настоящем издании
изложены результаты теоретических
исследований автора в области повышения
эффективности работы двигателей
внутреннего сгорания. Рассмотрены
возможности повышения коэффициента
полезного действия двигателей за счет
увеличения степени сжатия рабочей
смеси.
Брошюра может представлять интерес для производственников и научных работников, занимающихся вопросами двигателестроения.
Рецензент: доцент кафедры ТК и САПР ГОУ ВПО «Дагестанский государственный технический университет», к.т.н. Тынянский В.П.
Введение 4
Особенности работы ДВС по циклу Карно 6
(размышления и выводы) 6
20
Q-Q2 20
P 20
V 20
Рис.1 20
20
T2 21
V 21
Рис.3 21
22
Г.А.Ибадуллаев 22
Рабочие процессы в бензиновом ДВС со сверхвысокой степенью сжатия 22
P 38
38
39
Заключение по результатам стендовых испытаний 40
двигателей 40
Первая
официальная демонстрация работы
бензинового двигателя Ибадуллаева Г.А.
со степенью сжатия 21,5
профессорско-преподавательскому составу
Махачкалинского филиала МАДИ (ГТУ) была
проведена в июне 2006 года. Затем была
совместная демонстрация
профессорско-преподавательскому составу
МФ МАДИ и механического факультета
ДГТУ.
В феврале 2007 года Ибадуллаев Г.А. продемонстрировал профессорско-преподавательскому составу МФ МАДИ (ГТУ) обкатанный на автомобиле новый бензиновый двигатель со степенью сжатия 24,5 (фактически почти 25) с давлением сжатия 37 (фактически 37,5). После этого нами было составлено заключение, которое публикуется в настоящей брошюре.
Ибадуллаев Г.А. по образованию юрист. В 1980 году с отличием окончил юридический факультет ДГУ. С того времени по май 2006 года работал следователем в органах прокуратуры Республики Дагестан. Ушел в отставку по выслуге лет в чине старшего советника юстиции.
Более 200 лет расчеты
Карно будоражили творческую мысль
ученых, практиков и изобретателей.
Особый расцвет поиски решения «идеального»
двигателя по Карно получили после
изобретений Р.Дизеля. Шли десятилетия.
Труды огромной армии ученых и изобретателей
результатов не давали. В дальнейшем мир
науки в области двигателестроения
постепенно, если так можно выразиться,
пришел в уныние.
Более 100 лет назад Пуанкаре поставил перед учеными задачу. До недавнего времени считалось, что она не имеет решения. Год назад задача была решена. Оказалось не все, что нам кажется неразрешимым, на самом деле является таковым.
Увидев в первый раз двигатель, я испытал ощущения, очень близкие к шоку. На тот момент двигатель имел степень сжатия 20, давление сжатия 27 кг/см2. По внешнему виду почти ничем не отличался от обычного двигателя. Ибадуллаев Г.А. с удовольствием катал на машине всех желающих, демонстрировал динамику разгона. Имея представление о том, какие мощные автоконцерны, какое множество институтов и ученых в течение целого столетия с лишним пытались бороться с детонациями, не верилось, что фантастика, благодаря юристу, превратилась в реальность.
Суть теоретических
утверждений Ибадуллаева Г.А. заключается
в том, что в его цикле сжатие рабочего
тела до сверхвысокого давления Р1 осуществляется без ввода тепла.
Тепло
вводится в начале расширения при
постоянстве давления Р1.
Достигается это путем синхронизации
скоростей увеличения объема рабочего
тела и объема камеры сгорания.
Если следовать логике процесса горения, объяснение не только правильное, но и единственно возможное. Если давление Р1 будет падать, интенсивность горения замедлится и двигатель не будет эффективным. Если будет расти, интенсивность горения возрастет и возникнут детонации. Если давление будет постоянным, интенсивность горения будет стабильным. Работа двигателей показывает, что его утверждения не есть плод фантазии, а есть реальный переворот в теории ДВС.
Цикл Ибадуллаева Г.А. по теоретической значимости равнозначен циклу Карно. По практической применимости и пользе, которую принесет для человечества, его значимость вообще трудно оценить.
Декан автомобильного факультета
МФ МАДИ (ГТУ),
кандидат технических
наук, доцент М.
М. Фатахов
устройство для двустороннего привода клапанов двигателя внутреннего сгорания – патент РФ 2200236
Изобретение может быть использовано в механизмах газораспределения двигателей внутреннего сгорания. Устройство для двустороннего привода клапанов двигателя внутреннего сгорания содержит пружину клапана, один открывающий кулачок и два закрывающих кулачка для каждого клапана. Подвижный направляющий элемент с двумя перекладинами кинематически связан с клапаном с возможностью перемещения совместно с последним. Перекладины направляющего элемента содержат профилированные выступы. Профилированный выступ первой перекладины выполнен с возможностью взаимодействия только с открывающим кулачком, а профилированный выступ второй перекладины выполнен с возможностью взаимодействия только с закрывающими кулачками. Открывающий и закрывающие кулачки расположены на одном распределительном валу. Противоположно вершине открывающего кулачка расположены симметрично друг другу закрывающие кулачки, каждый из которых имеет две вершины, соединенные двумя профилированными рабочими поверхностями, сходящимися в середине закрывающего кулачка.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7
Формула изобретения
1. Устройство для двустороннего привода клапанов двигателя внутреннего сгорания, содержащее пружину клапана, один открывающий кулачок и закрывающий кулачок для каждого клапана, подвижный направляющий элемент с двумя перекладинами, кинематически связанный с клапаном с возможностью перемещения совместно с последним, отличающееся тем, что снабжено вторым закрывающим кулачком для каждого клапана, перекладины направляющего элемента содержат профилированные выступы, профилированный выступ первой перекладины выполнен с возможностью взаимодействия только с открывающим кулачком, а профилированный выступ второй перекладины выполнен с возможностью взаимодействия только с закрывающими кулачками, открывающий и закрывающие кулачки расположены на одном распределительном валу, при этом противоположно вершине открывающего кулачка расположены симметрично друг другу закрывающие кулачки, каждый из которых имеет две вершины, соединенные двумя профилированными рабочими поверхностями, сходящимися в середине закрывающего кулачка, причем середина закрывающего кулачка лежит на одной прямой с вершиной открывающего кулачка противоположно последней, при закрытом клапане профили первых по ходу вращения распределительного вала сторон закрывающих кулачков от вершины к середине соответствуют профилю первой стороны открывающего кулачка от основания к вершине, а профили вторых сторон закрывающих кулачков от середины к вершине соответствуют профилю второй стороны открывающего кулачка от вершины к основанию, при этом при закрытом клапане первая сторона открывающего кулачка выполнена с возможностью взаимодействия с профилированным выступом первой перекладины для перемещения клапана в сторону поршня двигателя, осуществляя при этом открытие клапана, а первые стороны закрывающих кулачков выполнены с возможностью взаимодействия с профилированным выступом второй перекладины, причем при открытом клапане вторые стороны закрывающих кулачков выполнены с возможностью взаимодействия с профилированным выступом второй перекладины для перемещения клапана от поршня двигателя, осуществляя при этом закрытие клапана, а вторая сторона открывающего кулачка выполнена с возможностью взаимодействия с профилированным выступом первой перекладины.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющий элемент выполнен в виде рамки.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющий элемент выполнен в виде вилки.
4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что направляющий элемент выполнен с возможностью линейного перемещения вдоль оси клапана.
5. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что направляющий элемент выполнен с возможностью качательного движения относительно оси, проходящей через проушину, выполненную на соединительном звене, связывающем перекладины направляющего элемента.
6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что профилированный кулачковый выступ выполнен на перекладине с возможностью перемещения вдоль направления движения клапана для регулировки зазора между открывающим и закрывающим кулачками и профилированным выступом.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к четырехтактным двигателям внутреннего сгорания с механическим приводом клапанов газораспределительного механизма.
Известно устройство для двустороннего привода клапанов двигателя внутреннего сгорания, содержащее открывающий и закрывающий кулачки, расположенные на разных распределительных валах, подвижный направляющий элемент с двумя перекладинами, кинематически связанный с клапаном с возможностью перемещения совместно с последним (см. патент США 5931130, МПК F 01 L 1/30, опубл. 03.08.99).
Недостатками известного устройства являются низкий коэффициент полезного действия (КПД) ввиду больших потерь энергии на преодоление сил трения, создаваемых пружинами клапанов, и его недостаточно эффективная работа.
Задачей изобретения является повышение КПД двигателя, снижение расхода топлива, увеличение величины крутящего момента при низких оборотах двигателя, увеличение срока эксплуатации узлов газораспределительного механизма.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для двустороннего привода клапанов двигателя внутреннего сгорания, содержащее пружину клапана, один открывающий кулачок и закрывающий кулачок для каждого клапана, подвижный направляющий элемент с двумя перекладинами, кинематически связанный с клапаном с возможностью перемещения совместно с последним, согласно изобретению снабжено вторым закрывающим кулачком для каждого клапана, перекладины направляющего элемента содержат профилированные выступы, профилированный выступ первой перекладины выполнен с возможностью взаимодействия только с открывающим кулачком, а профилированный выступ второй перекладины выполнен с возможностью взаимодействия только с закрывающими кулачками, открывающий и закрывающие кулачки расположены на одном распределительном валу, при этом противоположно вершине открывающего кулачка расположены симметрично друг другу закрывающие кулачки, каждый из которых имеет две вершины, соединенные двумя профилированными рабочими поверхностями, сходящимися в середине закрывающего кулачка, причем середина закрывающего кулачка лежит на одной прямой с вершиной открывающего кулачка противоположно последней, при закрытом клапане профили первых по ходу вращения распределительного вала сторон закрывающих кулачков от вершины к середине соответствуют профилю первой стороны открывающего кулачка от основания к вершине, а профили вторых сторон закрывающих кулачков от середины к вершине соответствуют профилю второй стороны открывающего кулачка от вершины к основанию, при этом при закрытом клапане первая сторона открывающего кулачка выполнена с возможностью взаимодействия с профилированным выступом первой перекладины для перемещения клапана в сторону поршня двигателя, осуществляя при этом открытие клапана, а первые стороны закрывающих кулачков выполнены с возможностью взаимодействия с профилированным выступом второй перекладины, причем при открытом клапане вторые стороны закрывающих кулачков выполнены с возможностью взаимодействия с профилированным выступом второй перекладины для перемещении клапана от поршня двигателя, осуществляя при этом закрытие клапана, а вторая сторона открывающего кулачка выполнена с возможностью взаимодействия с профилированным выступом первой перекладины.
Направляющий элемент может быть выполнен или в виде рамки, или в виде вилки с возможностью или линейного перемещения вдоль оси клапана, или с возможностью качательного движения относительно оси, проходящей через проушину, выполненную на соединительном звене, связывающем перекладины направляющего элемента.
Профилированный кулачковый выступ выполнен на перекладине с возможностью перемещения вдоль направления движения клапана для регулировки зазора между открывающим и закрывающим кулачками и профилированным выступом.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан распределительный вал с кулачками вид спереди;
на фиг.2 – распределительный вал с кулачками, вид сбоку;
на фиг.3 – распределительный вал с кулачками, вид сбоку;
на фиг.4 – положение звеньев приводного механизма при открытом клапане с направляющим элементом в виде вилки, совершающей линейное движение, вид спереди;
на фиг. 5 – вид сбоку приводного механизма;
на фиг.6 – положение звеньев приводного механизма при открытом клапане с направляющим элементом в виде вилки, совершающей качательное движение, вид спереди;
на фиг.7 – положение звеньев приводного механизма при открытом клапане с направляющим элементом в виде рамки, совершающей линейное движение, вид спереди.
Устройство для двустороннего привода клапанов двигателя внутреннего сгорания содержит пружину 1 клапана, один открывающий кулачок 2 и два закрывающих кулачка 3 для каждого клапана 4. Подвижный направляющий элемент 5 с двумя перекладинами кинематически связан с клапаном 4 с возможностью перемещения совместно с последним. Перекладины направляющего элемента 5 содержат профилированные выступы 6. Профилированный выступ 6 первой перекладины 7 выполнен с возможностью взаимодействия только с открывающим кулачком 2, а профилированный выступ 6 второй перекладины 8 выполнен с возможностью взаимодействия только с закрывающими кулачками 3. Открывающий 2 и закрывающие 3 кулачки расположены на одном распределительном валу 9. Противоположно вершине 10 открывающего кулачка 2 расположены симметрично друг другу закрывающие кулачки 3 (см. фиг.1, 2 и 3), каждый из которых имеет две вершины 11, соединенные двумя профилированными рабочими поверхностями 12, сходящимися в середине 13 закрывающего кулачка 3. Середина 13 закрывающего кулачка 3 лежит на одной прямой с вершиной 10 открывающего кулачка 2 противоположно последней. При закрытом клапане 4 профили (профильные поверхности 12) первых по ходу вращения распределительного вала 9 сторон закрывающих кулачков 3 от вершины 11 к середине 13 соответствуют профилю (профильной поверхности 14) первой стороны открывающего кулачка 2 от основания 15 к вершине 10, а профили (профильные поверхности 12) вторых сторон закрывающих кулачков 3 от середины 13 к вершине 14 соответствуют профилю (профильной поверхности 14) второй стороны открывающего кулачка 2 от вершины 10 к основанию 15.
Направляющий элемент 5 может быть выполнен в виде рамки (как показано на фиг.7).
Направляющий элемент 5 может быть выполнен в виде вилки (как показано на фиг.4 и 6).
Направляющий элемент 5 может быть выполнен с возможностью линейного перемещения вдоль оси клапана (как показано на фиг.4 и 7).
Направляющий элемент 5 может быть выполнен с возможностью качательного движения относительно оси, проходящей через проушину 16, выполненную на соединительном звене, связывающем перекладины 7 и 8 направляющего элемента 5.
Профилированный кулачковый выступ 6 может быть выполнен на перекладине 7 и/или 8 с возможностью перемещения вдоль направления движения клапана 4 для регулировки зазора между открывающим 2 и/или закрывающими 3 кулачками и профилированным выступом 6, как показано на фиг.4).
Устройство работает следующим образом.
При закрытом клапане 4 первая сторона открывающего кулачка 2 взаимодействует своей профилированной поверхностью 14 с профилированным выступом 6 первой перекладины 7, осуществляя при этом перемещение клапана 4 в сторону поршня двигателя для открытия клапана 4. В это время первые стороны закрывающих кулачков 3 взаимодействуют своими профилированными поверхностями 12 с профилированным выступом 6 второй перекладины 8, обеспечивая при этом плавный ход клапана 4 при его открытии. При открытом клапане 4 вторые стороны закрывающих кулачков 3 взаимодействуют своими профилированными поверхностями 12 с профилированным выступом 6 второй перекладины 8, осуществляя при этом перемещении клапана 4 от поршня двигателя для закрытия клапана 4. В это время вторая сторона открывающего кулачка 2 взаимодействует с профилированным выступом 6 первой перекладины 7, обеспечивая плавность хода клапана 4 при его закрытии.