Claims (4)
1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания, включающий сжатие атмосферного воздуха последовательно в блоке низкого давления, в блоке среднего давления и в блоке высокого давления, подачу топлива и воспламенение топлива в блоке высокого давления, расширение горячего газа последовательно в блоке высокого давления, в блоке среднего давления и в блоке низкого давления и выброса отработанного газа в атмосферу, отличающийся тем, что в блоке высокого давления, в котором находится камера сгорания, второй поршень механически связан с первым поршнем этого же блока, при этом второй поршень блока высокого давления движется с опережением по отношению к первому поршню этого же блока, угол опережения движения второго поршня блока высокого давления, расположенного со стороны выпускного окна цилиндра блока высокого давления по отношению к движению первого поршня блока высокого давления, расположенного со стороны впускного окна цилиндра блока высокого давления, выбирают от 0 до 135° угла поворота коленвалов двигателя для получения различных рабочих схем основной группы модуля и получения различных характеристик одного и того же двигателя, в блоке высокого давления, работающего в двухтактном режиме, длительность фазы выпуска горячего газа равна 180° угла поворота коленвалов двигателя, начало фазы продувки цилиндра блока высокого давления регулируют моментом открытия впускного клапана блока высокого давления в зависимости от оборотов двигателя, при этом конец фазы продувки цилиндра наступает автоматически в момент закрытия выпускного окна цилиндра блока высокого давления поршнем выпускного узла блока высокого давления, после чего начинается фаза зарядки цилиндра блока высокого давления свежим зарядом из узла сжатия блока среднего давления, фазу продувки и фазу зарядки цилиндра блока высокого давления свежим зарядом осуществляют без наложения друг на друга, высоту впускного окна цилиндра блока высокого давления выбирают в зависимости от быстроходности двигателя, при этом фаза открытого впускного окна находится в пределах от 90° для тихоходных двигателей до 180° угла поворота коленвалов двигателя для быстроходных двигателей, блок среднего давления и блок высокого давления в модулях двигателя связаны между собой и с потребителем механической связью, в узле сжатия блока среднего давления, работающего в двухтактном режиме, длительность фазы впуска свежего заряда и фазы сжатия свежего заряда равны между собой и равны 180° угла поворота коленвалов двигателя, в узле расширения блока среднего давления, работающего в двухтактном режиме, длительность фазы расширения горячего газа и фазы выпуска горячего газа равны между собой и равны 180° угла поворота коленвалов двигателя, длительность общей фазы расширения одного заряда в основной группе модуля, энергию которого передают на выходной вал двигателя, составляет от 202 до 270° угла поворота коленвалов двигателя, в зависимости от выбранной рабочей схемы основной группы модуля, полный цикл прохождения газового заряда по двигателю происходит от 4,5 до 5 тактов, в зависимости от выбранной рабочей схемы основной группы модуля двигателя, при этом ведут трехстадийное сжатие свежего заряда и четырехстадийное расширение горячего газа, для всех рабочих схем основной группы модуля при закрытии впускного окна цилиндра блока высокого давления поршнем впускного узла блока высокого давления поршень узла сжатия блока среднего давления должен находиться в верхней мертвой точке, для всех рабочих схем основной группы модуля при открытии выпускного окна цилиндра блока высокого давления поршнем выпускного узла блока высокого давления поршень узла расширения блока среднего давления должен находиться в верхней мертвой точке, общая степень сжатия свежего заряда меньше общей степени расширения горячего газа.1. The method of operation of the internal combustion engine, including the compression of atmospheric air in series in the low pressure unit, in the medium pressure unit and in the high pressure unit, fuel supply and ignition of the fuel in the high pressure unit, the expansion of hot gas in series in the high pressure unit, in the medium unit pressure and in the low pressure unit and exhaust gas discharge into the atmosphere, characterized in that in the high pressure unit in which the combustion chamber is located, the second piston is mechanically connected to the first the piston of the same block, while the second piston of the high pressure block moves ahead of the first piston of the same block, the angle of advance of the second piston of the high pressure block located on the side of the exhaust window of the cylinder of the high pressure block relative to the movement of the first piston of the high block pressure, located on the inlet side of the cylinder of the high pressure unit, choose from 0 to 135 ° the angle of rotation of the engine crankshafts to obtain various working schemes of the main group of the module and different characteristics of the same engine in a high-pressure unit operating in push-pull mode, the duration of the hot gas exhaust phase is 180 ° of the angle of rotation of the engine crankshafts, the start of the purge phase of the high pressure unit cylinder is controlled by the moment the inlet valve of the high pressure unit opens, depending on engine revolutions, while the end of the purge phase of the cylinder occurs automatically at the moment of closing the exhaust window of the cylinder of the high-pressure unit with the piston of the exhaust unit of the high-pressure unit pressure, after which the phase of charging the cylinder of the high pressure block with fresh charge from the compression unit of the medium pressure block begins, the purge phase and the phase of charging the cylinder of the high pressure block with fresh charge are carried out without overlapping each other, the height of the inlet window of the cylinder of the high pressure block is selected depending on the speed the engine, while the phase of the open inlet window is in the range from 90 ° for low-speed engines to 180 ° of the crankshaft angle of the engine for high-speed engines, medium pressure unit The high-pressure unit and the high-pressure unit in the engine modules are mechanically coupled to each other and the consumer, in the compression unit of the medium-pressure unit operating in the push-pull mode, the duration of the fresh charge inlet phase and the compression phase of the fresh charge are equal to each other and equal to 180 ° of the engine crankshaft rotation angle , in the expansion unit of the medium-pressure unit operating in the push-pull mode, the duration of the expansion phase of the hot gas and the phases of the release of hot gas are equal to each other and equal to 180 ° of the angle of rotation of the engine crankshafts, the duration the general phase of expansion of one charge in the main group of the module, the energy of which is transmitted to the output shaft of the engine, ranges from 202 to 270 ° of the angle of rotation of the engine crankshafts, depending on the selected working scheme of the main group of the module, the full cycle of passage of the gas charge through the engine occurs from 4, 5 to 5 cycles, depending on the selected working scheme of the main group of the engine module, while three-stage compression of the fresh charge and four-stage expansion of hot gas are carried out, for all working schemes of the main group of the module at For the high pressure block inlet window of the cylinder, the piston of the high pressure block inlet node, the piston of the medium pressure block compression unit should be at top dead center, for all working circuits of the main module group, when the high pressure block cylinder is opened with the piston in the high pressure block outlet block, the piston of the expansion unit medium pressure unit should be at top dead center, the total compression ratio of the fresh charge is less than the total expansion ratio of the hot gas.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выбирают общую степень сжатия свежего заряда равную общей степени расширения горячего газа.2. The method according to claim 1, characterized in that choose the total compression ratio of the fresh charge equal to the total degree of expansion of the hot gas.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выбирают общую степень сжатия свежего заряда больше общей степени расширения горячего газа.3. The method according to claim 1, characterized in that the total degree of compression of the fresh charge is selected greater than the total degree of expansion of the hot gas.
4. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий последовательно соединенные модули, систему подачи топлива, каждый модуль содержит блок низкого давления, блок среднего давления, блок высокого давления, отличающийся тем, что каждый блок высокого давления содержит цилиндр, диаметр которого в 2,5…3 раза меньше диаметра цилиндра узла сжатия блока среднего давления, форсунку, расположенную посередине цилиндра блока высокого давления, два поршня, движущихся по обе стороны форсунки не доходя до нее, каждый из этих поршней соединен через шатун с кривошипом, все кривошипы в блоках высокого давления во всех модулях объединены в два коленвала по одному на каждую сторону от форсунки, цилиндр блока высокого давления содержит впускное окно, расположенное тангенциально, и выпускное окно, между узлом сжатия блока среднего давления и впускным окном цилиндра блока высокого давления расположен впускной клапан блока высокого давления, который подключен к механизму автоматического сдвига фаз, для сдвига начала фазы продувки цилиндра блока высокого давления, в зависимости от оборотов двигателя, коленвал блоков высокого давления, расположенный со стороны впускного окна цилиндра блока высокого давления содержит кулачки для управления впускными клапанами блока среднего давления, коленвал блоков высокого давления, расположенный со стороны выпускного окна цилиндра блока высокого давления содержит кулачки для управления выпускными клапанами блока среднего давления, каждый модуль двигателя содержит две основные группы, работающих в противофазе, каждая основная группа содержит узел сжатия блока среднего давления, впускной узел блока высокого давления, выпускной узел блока высокого давления, узел расширения блока среднего давления, при этом углы опережения поршней выпускных узлов блоков высокого давления в основных группах в модуле равны, при этом углы опережения поршней выпускных узлов блоков высокого давления в разных модулях двигателя могут быть различны, в каждом модуле блок низкого давления соединен с блоком среднего давления входным и выходным веерами, каждый веер содержит короткие и геометрически одинаковые каналы, расположенные по окружности, коленвал узлов сжатия блоков среднего давления и коленвал узлов расширения блоков среднего давления в двигателе подключены к редуктору двух шестерен, коленвалы блоков высокого давления и коленвал узлов расширения блоков среднего давления подключены к редуктору центральной шестерни, передача механической энергии от газа потребителю осуществляют от обоих концов коленвала узлов расширения блоков среднего давления, от центральной шестерни, от обоих концов коленвала впускных узлов блоков высокого давления, от обоих концов коленвала выпускных узлов блоков высокого давления.
4. An internal combustion engine containing series-connected modules, a fuel supply system, each module contains a low pressure unit, a medium pressure unit, a high pressure unit, characterized in that each high pressure unit contains a cylinder 2.5 to 3 times in diameter smaller than the diameter of the cylinder of the compression unit of the medium-pressure unit, the nozzle located in the middle of the cylinder of the high-pressure unit, two pistons moving on both sides of the nozzle without reaching it, each of these pistons is connected through the connecting rod to in a nutshell, all cranks in the high-pressure blocks in all modules are combined into two crankshafts, one on each side of the nozzle, the cylinder of the high-pressure block contains an inlet window located tangentially, and an outlet window between the compression unit of the medium-pressure block and the inlet window of the cylinder of the high-block the inlet valve of the high-pressure unit, which is connected to the automatic phase shift mechanism, is located to pressure the start of the purge phase of the cylinder of the high-pressure unit, depending on the engine speed I, the crankshaft of the high pressure blocks located on the inlet side of the cylinder of the high pressure block contains cams for controlling the inlet valves of the medium pressure block, the crankshaft of the high pressure blocks located on the side of the outlet window of the cylinder of the high pressure block contains cams for controlling the exhaust valves of the medium pressure block, each engine module contains two main groups operating in antiphase, each main group contains a compression unit for the medium pressure unit, an inlet unit l of the high-pressure unit, the outlet unit of the high-pressure unit, the expansion unit of the medium-pressure unit, while the advancing angles of the pistons of the outlet units of the high-pressure units in the main groups in the module are equal, while the angles of advancing the pistons of the outlet units of the high-pressure units in different engine modules can be are different, in each module the low-pressure unit is connected to the medium-pressure unit by the input and output fans, each fan contains short and geometrically identical channels located around the circumference of the knees al compression units of medium pressure units and the crankshaft of expansion units of medium pressure units in the engine are connected to the gear of two gears, crankshafts of the units of high pressure and the crankshaft of expansion units of medium pressure units are connected to the gear of the central gear, mechanical energy is transferred from the gas to the consumer from both ends of the crankshaft units expansion of medium pressure blocks, from the central gear, from both ends of the crankshaft inlet nodes of the high pressure blocks, from both ends of the crankshaft nodes of high pressure blocks.