CZ295181B6 - Způsob urychlení spalování palivové směsi ve čtyřtaktním a dvoutaktním spalovacím motoru - Google Patents

Způsob urychlení spalování palivové směsi ve čtyřtaktním a dvoutaktním spalovacím motoru Download PDF

Info

Publication number
CZ295181B6
CZ295181B6 CZ19994564A CZ456499A CZ295181B6 CZ 295181 B6 CZ295181 B6 CZ 295181B6 CZ 19994564 A CZ19994564 A CZ 19994564A CZ 456499 A CZ456499 A CZ 456499A CZ 295181 B6 CZ295181 B6 CZ 295181B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
piston
stroke
duration
length
engine
Prior art date
Application number
CZ19994564A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ456499A3 (cs
Inventor
Cyril Andrew Norton
Original Assignee
Cyril Andrew Norton
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cyril Andrew Norton filed Critical Cyril Andrew Norton
Publication of CZ456499A3 publication Critical patent/CZ456499A3/cs
Publication of CZ295181B6 publication Critical patent/CZ295181B6/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
    • F02B41/02—Engines with prolonged expansion
    • F02B41/04—Engines with prolonged expansion in main cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B9/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00
    • F01B9/04—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00 with rotary main shaft other than crankshaft
    • F01B9/06—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00 with rotary main shaft other than crankshaft the piston motion being transmitted by curved surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B9/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00
    • F01B9/04—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00 with rotary main shaft other than crankshaft
    • F01B9/06—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00 with rotary main shaft other than crankshaft the piston motion being transmitted by curved surfaces
    • F01B2009/061—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00 with rotary main shaft other than crankshaft the piston motion being transmitted by curved surfaces by cams
    • F01B2009/065—Bi-lobe cams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/20—SOHC [Single overhead camshaft]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
  • Bakery Products And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Apparatuses For Bulk Treatment Of Fruits And Vegetables And Apparatuses For Preparing Feeds (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

Pro urychlení spalování palivové směsi ve čtyřtaktním nebo dvoutaktním spalovacím motoru s alespoň jedním pístem (12), pohybujícím se mezi spodní a horní úvratí ve spalovací komoře a připojeným výkyvně na lomenou páku (18), která je výkyvně uložena v bloku motoru a která je opatřena dvěma válečky (24, 26), upravenými ve dvou navzájem paralelních rovinách, přičemž jeden z válečků (24, 26) dosedá na výkonovou vačku (20) a druhý na vodicí vačku (28), upevněné na výstupní hřídeli (14) motoru, se zažehnutí palivové směsi při kompresním zdvihu (34) pístu (12) uskutečňuje v době, kdy se píst (12) pohybuje konstantní nebo zvyšující se rychlostí, pro vytvoření tlakové vlny před pístem (12), a to za účelem zvyšování rychlosti šíření plamene a odrážení plamene zpět k horní stěně spalovací komory a pro rovnoměrné spalování dávky směsi ve zkráceném časovém intervalu a s omezeným produkováním sloučenin CO a HC. Konstantní nebo zvyšující se rychlostí se píst (12) pohybuje v průběhu posledních 25 % až 1 % kompresního zdvihu (34) pístu (12) před dosažením horní úvratě.ŕ

Description

Oblast techniky
Vynález se týká způsobu uiychlení spalování palivové směsi ve čtyřtaktním a dvoutaktním spalovacím motoru nebo kompresoru.
Dosavadní stav techniky
Na základě skutečnosti, že koncepce konstrukčního řešení a činnosti spalovacího motoru byla vystavena pokračujícímu vývoji a zdokonalování, byly dosaženy výsledky, které výrazně zlepšily jeho výkon a omezily obsah škodlivin ve výfukových plynech. V posledních letech se úsilí zaměřilo na snižování nežádoucích emisí motoru, jako jsou zplodiny, které vznikají v důsledku nedokonalého spalování [oxid uhelnatý (CO), a nespálené uhlovodíky (HC)] a oxidy dusíku (NOX), jež jsou považovány za látky mající závažný dopad na životní prostředí a lidské zdraví.
Mezi poslední výsledky vývoje patří zdokonalené spalování na základě vytváření intenzivnějšího víření směsi paliva a vzduchu, přímé vstřikování pro účinnější rozptylování paliva a pokusy s energií zážehu a umístění bodu či bodů zážehu ve spalovací komoře. Pozornost byla rovněž věnována pístu a spalovací komoře ve smyslu vytváření víření a kompresního účinku. Ukázalo se však, že turbulence a víření mění tvar a délku plamene před bodem zážehu, výsledkem čehož může být nerovnoměrné spalování dávky paliva ve spalovací komoře a dokonce zpomalování celkového poměru spalování. Se záměrem překonání problému zpomalování celkového poměru spalování v důsledku účinků víření byly prováděny různé pokusy, avšak v některých případech bylo zjištěno zvýšení úrovně NOX, ačkoli současně byl zjištěn pokles úrovně CO a HC.
Jedním z nejvýznamnějších výsledků nedávného vývoje byl motor s chudou směsí, zaměřující se na snížení spotřeby paliva a omezení emisí CO a HC. Avšak motory spalující chudou směs mají tendenci produkovat poměrně velké množství NOX v důsledku přítomnosti nadměrného objemu kyslíku při dosahování vysokých teplot a tlaků, a to obzvláště tehdy, když se doba spalování prodlužuje v důsledku předčasného zážehu dávky paliva.
Podstata vynálezu
Cílem tohoto vynálezu je proto nalezení způsobu urychlení spalování palivové směsi ve čtyřtaktním a dvoutaktním spalovacím motoru, u kterého bude jedna nebo více než jedna z těchto nevýhod překonána nebo odstraněna.
Podstatou způsobu urychlení spalování palivové směsi ve čtyřtaktním a dvoutaktním spalovacím motoru s alespoň jedním pístem, pohybujícím se mezi spodní a horní ůvratí ve spalovací komoře a připojeným výkyvné na lomenou páku, která je výkyvné uložena v bloku motoru a která je opatřena dvěma válečky, upravenými ve dvou navzájem paralelních rovinách, přičemž jeden z válečků dosedá na výkonovou vačku a druhý na vodicí vačku, upevněné na výstupní hřídeli motoru, podle tohoto vynálezu je to, že zažehnutí palivové směsi při kompresním zdvihu pístu se uskutečňuje v době, kdy se píst pohybuje konstantní nebo zvyšující se rychlostí, pro vytvoření tlakové vlny před pístem za účelem zvyšování rychlosti šíření plamene a odrážení plamene zpět k horní stěně spalovací komory, pro rovnoměrné spalování dávky směsi ve zkráceném časovém intervalu a s omezeným produkováním sloučenin CO a HC, přičemž konstantní nebo zvyšující se rychlostí se píst pohybuje v průběhu posledních 25 % až 1 % kompresního zdvihu pístu před dosažením horní úvratě.
Podstatou tohoto způsobu je dále to, že zažehnutí palivové směsi se uskutečňuje v průběhu posledních 5 % kompresního zdvihu pístu před dosažením horní úvratě, přičemž alespoň jedna veličina, jako je délka, doba trvání a charakter alespoň jednoho ze zdvihů pístu se odlišuje od délky, doby trvání a charakteru dalšího zdvihu pístu.
Za podstatné pro tento způsob je třeba též považovat to, že alespoň jedna z veličin, jako je délka a doba trvání expanzního zdvihu pístu je kratší než délka a doba trvání výfukového zdvihu pístu, že alespoň jedna z veličin, jako je délka a doba trvání sacího zdvihu pístu je větší než délka a doba trvání kompresního zdvihu pístu, a že doba trvání výfukového zdvihu odpovídá době trvání expanzního zdvihu pístu.
Podstatou způsobu podle tohoto vynálezu je dále to, že během všech čtyř zdvihů pístu se výstupní hřídel motoru otočí o 360°, že za dobu trvání expanzního zdvihu pístu se výstupní hřídel motoru otočí o 90°, že za dobu trvání výfukového zdvihu pístu se výstupní hřídel motoru otočí o 90°, a že za dobu trvání sacího zdvihu pístu se výstupní hřídel motoru otočí v rozsahu od 80° do 150°.
Konečně je třeba za podstatné pro tento způsob považovat i to, že délka kompresního zdvihu pístu odpovídá délce sacího zdvihu pístu a že za dobu trvání kompresního zdvihu pístu se výstupní hřídel motoru otočí v rozsahu menším než 90°, přičemž zdvihová délka kompresního zdvihu a sacího zdvihu pístu je větší než zdvihová délka expanzního zdvihu a výfukového zdvihu pístu. Různé znaky přihlašovaného vynálezu budou především vysvětleny s odkazem na čtyřdobé zážehové benzínové motory, které obsahují jeden nebo více válců, avšak znaky tohoto vynálezu jsou rovněž uplatnitelné v případě motorů používajících jiná paliva, jako je zemní plyn, motorová nafta a kerosin, a v případě motorů pracujících v jiném režimu cyklů, jako jsou dvoudobé motory, motory s kompresním zážehem a motory využívající různé způsoby zážehu.
V případě konvenčních pístových motorů je každý píst přímo připojen k otočnému klikovému hřídeli prostřednictvím ojnice.
Výsledkem toho je, že každý píst se pohybuje pravidelně a pohybuje se nejvyšší rychlostí uprostřed zdvihu. Takto v průběhu kompresního zdvihu píst zrychluje od dolní úvratě, dosahuje maximální rychlost uprostřed zdvihu a poté se zpomaluje v souvislosti s narůstáním kompresního poměru směrem k horní ůvrati. K zážehu směsi paliva a plynu typicky dochází mezi 25° a 45° před horní úvratí, zatímco maximální rychlost pístu se zpomaluje na základě řídicího vztahu klikového hřídele a ojnice pístu. Výsledkem poměrně malé rychlosti pístu po zážehu, do dosažení horní úvratě a po překonání horní úvratě je udržování hořící dávky směsi ve vysoké teplotě a tlaku v průběhu poměrně dlouhého časového úseku, čímž se zvyšuje pravděpodobnost vytváření nežádoucích produktů spalování, obzvláště pak NOX.
Na rozdíl od toho se v přihlašovaném vynálezu píst pohybuje v bodě zážehu v podstatě stálou nebo zvýšenou rychlostí. Ačkoli neexistuje zájem lpět na teorii, existuje přesvědčení, že v podstatě stálá nebo zvýšená rychlost pístu vytváří pozitivní a stálý tlakový gradient nebo tlakovou vlnu na předku pístu. Tlaková vlna bude vytvářet vazby vzájemného působení s postupujícím předkem plamene, zvyšovat rychlost plamene a odrážet plamen zpět k horní stěně spalovací komory, výsledkem čehož je celkově rychlejší postup spalování, takže spalování dávky směsi probíhá rovnoměrně a v poměrně krátkém časovém intervalu. Schopnost dosahování úplného spalování v krátkém časovém intervalu umožňuje zahajování expanzního nebo pracovního zdvihu dříve, než bylo doposud prakticky prováděno, a při tom nehrozí problém nedokončeného spalování. Na základě toho se proces spalování dokončuje v podmínkách menšího víření a tím rovnoměrněji a v minimálním časovém úseku, výsledkem čehož je minimální produkování sloučenin CO a HC a současně je minimalizováno produkování oxidů dusíku v důsledku udržování hořící dávky palivové směsi ve vysoké teplotě a tlaku v průběhu krátkého časového úseku.
-2 CZ 295181 B6
Mechanické provedení motoru a obzvláště provedení sestavy spojovacích prostředků může mít jakoukoli proveditelnou podobu a může obsahovat konstrukční uspořádáni vaček a klik, převodů, klik, excentrických pohonů a podobně, což bude pro zkušené odborníky v této oblasti techniky zřejmou záležitostí.
Je výhodné, že spojení mezi pístem a výkonovou součástí je konstrukčně uspořádáno tak, aby maximální torzní účinek působil na výkonovou součást v průběhu počáteční nebo časnější fáze výkonového nebo pracovního zdvihu, kdy je tlak hořící dávky paliva na maximu nebo blízko maxima, takže výstupní výkon motoru bude mít ve srovnání s konvenčním motorem vyšší točivý moment. Toto může být posíleno vytvořením poměrně nízkého poměru klesání pístu po překonání horní úvratě, což umožňuje podstatně účinnější využití účinku uvolňování maximálního horka a výsledného vysokého tlaku ve válci s výsledným vytvářením značného točivého momentu otočné výkonové součásti.
V souladu s těmito znaky přihlašovaného vynálezu se mohou délky a rychlosti pístu ve čtyřdobém cyklu individuálně seřizovat tak, aby se účinně dosahovaly rozdílné poměry uvolňování horka v případech použití různých typů paliva a aby se dosahovaly lepší čerpací výkonnosti a tím i vyšší objemová účinnost. Například na základě zkrácení doby průběhu kompresního zdvihu je možné zvyšovat kompresní poměr, který společně s vyšší rychlostí pístu při zážehu bude napomáhat zrychlování pohybu předku plamene, v důsledku čehož dojde ke zkrácení celkové doby průběhu fáze úplného spalování, kdy čas, teplota a tlak mají podstatný vliv na produkování oxidů v hořící dávce paliva.
Je výhodné, že přinejmenším jeden z parametrů délky a doby trvání zdvihu expanzního nebo výkonného cykluje kratší než jiný zdvih a může být až o 50 % kratší než jiný zdvih. Doba trvání expanzního nebo výkonného zdvihu se může zkracovat úměrně k rozsahu otáčení výkonové součásti, který zkrácený zdvih představuje, a může představovat rozsah 50° nebo i více otáčení výkonové součásti, ačkoli vzorec pohybu lze seřizovat tak, aby byly splněny ostatní požadavky uplatňováním změn v připojení mezi pístem a výstupní výkonovou součástí, jako jsou například změny profdu vačky.
Poměrné zkrácení zdvihu bude typicky patrné na spodním úseku pohybu pístu, kdy je tlak ve válci nízký a účinek točivého momentu minimální. Spolu s poměrným zkrácením délky expanzního zdvihu by tudíž bylo možné provést podobné poměrné zkrácení doby průběhu výfukového cyklu. Doba průběhu tohoto zdvihu může zůstat v rozsahu 90° otáčení výstupní výkonové součásti. Alternativně lze požadovat to, aby se zkrácená doba trvání shodovala a odpovídala kombinovaným dynamickým parametrům výfukových a sacích systémů.
Poměrné zkrácení úseku otáčení výstupní výkonové součásti v průběhu expanzního a výfukového zdvihu umožňuje poměrné prodloužení doby trvání sacího zdvihu, což poskytuje možnost delší doby sacího zdvihu.
Sací zdvih může odpovídat rozsahu otáčení výstupní výkonové součásti od 80° do 150°, kteiý vytváří podmínky pro sání dávky paliva, vzduchu nebo směsí paliva se vzduchem a odpovídá požadavkům dynamiky proudění ve vstupním traktu a charakteristikám proudění kolem ventilů, na základě čehož je dosahována lepší objemová účinnost při současném odvrácení problémů spojených s přesahem ventilů. Délka kompresního zdvihu bude stejná jako délka sacího zdvihu, avšak rozsah otáčení výstupní výkonové součásti při provádění kompresního zdvihu bude výhodně menší než 90° a může být tak malý, jako je 40° otáčení, aby se vytvořil delší časový úsek pro průběh sacího zdvihu, což umožňuje nastavení kinematiky obou zdvihů pro nejlepší účinnost čerpání. Délka zdvihu se může také zkracovat, aby se vytvářely podmínky pro změny kompresního poměru.
-3 CZ 295181 B6
Rychlost pístu bude výhodně udržována v podstatě stálá nebo se bude zvyšovat v průběhu přinejmenším posledních 25 % až 1 % kompresního zdvihu, přičemž specifické kinematické parametry pístu jsou voleny tak, aby odpovídaly charakteristikám konkrétního paliva a pracovních cyklů. Sání se výhodně koná v průběhu 5 % až 10 % zdvihu před dosažením horní úvratě. Avšak rozdílná paliva a podmínky činnosti mohou vyžadovat seřizování zážehu za účelem dosahování ideálního výkonu.
V podmínkách provozu tento stroj vytváří delší prodlevu ve fázi sání a tím zlepšuje svou čerpací účinnost.
Tyto znaky přihlašovaného vynálezu jsou výhodně využitelné pro motory a navíc pro činnost kompresorů, čerpadel a dalších strojů.
Přehled obrázků na výkresech
Tyto a další znaky způsobu podle tohoto vynálezu budou dále vysvětleny pomocí popisu příkladu s odkazy na připojená vyobrazení, na nichž jsou na
Obr. la, lb, lc a ld schematicky znázorněny příčné řezy konstrukčního uspořádání pístu spalovacího motoru, na
Obr. 2 graf, znázorňující typickou iychlost a zrychlování pístu nakresleného na Obr. la až ld, na
Obr. 3 graf znázorňující lychlost a zrychlování pístu nakresleného na Obr. la až ld, na
Obr. 4 příčný řez motorem podle přímky 4 - 4 z Obr. 5 a na
Obr. 5 řez motorem podle přímky 5 - 5 z Obr. 4.
Příklady provedení vynálezu
Na počátku bude proveden odkaz na Obr. la až Obr. ld, kdy tato vyobrazení předvádějí část válce 10 a píst 12 spalovacího motoru. Píst 12 se používá pro pohánění otočného výkonového hřídele 14 ve směru A prostřednictvím pístové ojnice 16, lomené páky 18 a výkonové vačky 20. Lomená páka 18 je otočně připevněna k bloku motoru v bodě 22 a má váleček 24 pro pracovní styk s povrchem výkonové vačky 20. Lomená páka 18 navíc nese váleček 26 pro pracovní styk s vodicí vačkou 28, která je umístěna na výkonovém hřídeli 14 vedle výkonové vačky 20. Tvarové řešení lomené páky 18 a vaček 20, 28 umožňuje převádění vratného pohybu pístu 12 ve válci 10 na otočný pohyb výkonového hřídele 14. Avšak pohyb pístu 12 není tak harmonický, jak je tomu v případě běžně známých motorů s vratným pístem, což bude rozvedeno v dalším textu v souvislosti s odkazem na Obr. 2 a Obr. 3.
Nejdříve bude proveden odkaz na Obr. 2, který předvádí poměrné rozdíly délky zdvihů mezi zdvihy 36 a 38 a zdvihy 32 a 34 čtyř cyklů motoru. Je třeba poznamenat, že čtyři zdvihy 32, 34, 36, 38 jsou převáděny na otáčení výstupního hřídele 14 o 360°. což je odlišné od otáčení o 720°, které by existovalo v případě konvenčního čtyřdobého motoru. Toto nabízí řadu výhod, z nichž lze například uvést pomalejší iychlost otáčení výstupního hřídele 14 a převodů, popřípadě dalších součástí, jež jsou k výstupnímu hřídeli 14 připojeny.
Vačky 20, 28 a lomená páka 18 mají takové tvarové řešení, aby pouze sací zdvih 32 a kompresní zdvih 34 mohl využívat maximální délku zdvihu Lm nebo délku zdvihu, která se blíží dosažitelnému maximu, zatímco energie expanzního zdvihu 36 a výfukového zdvihu 38 využívá úměrně zkrácené (typicky 50 % až 100 %) maximální délky zdvihu Lm v závislosti na požadovaných charakteristikách výkonu. Tento znak je využitelný v tom že vytváří podmínky pro vyhnutí se dodatečnému pohybu pístu 12, který se vyskytuje u konce expanzního zdvihu 36 a začátku výfukového zdvihu 38 v konvenčním motoru a který dodává, pokud vůbec něco, pak jen velmi málo k účinnosti a výkonu motoru. Navíc zkrácení délky expanzního zdvihu 36 a výfukového zdvihu 38 umožňuje omezování průběhu Rw, Re otáčení výstupního hřídele 14 a odpovídající omezování časového úseku nezbytného pro úplné provedení obou těchto zdvihů 36, 38. Toto úsporné opatření se může projevovat na průběhu R| sacího zdvihu 32 v tom, že poskytuje více času pro plnění válce 10 vstupující dávkou paliva, čímž napomáhá jednak ke zdokonalování dynamiky proudění vzduchu a jednak k dosahování větší objemové účinnosti. Toto může v některých případech omezit nebo odvrátit potřebu uplatnění turbodmychadel nebo přeplňovacích dmychadel, protože delší sací zdvih 32 umožní nasávání větší hmoty vzduchu do válce 10.
Nyní bude proveden odkaz na Obr. 3, který předvádí graf znázorňující typický vztah rychlost/čas v/t a zrychlení/čas a/t v průběhu čtyř zdvihů 32, 34, 36, pístu 12, které byly znázorněny na Obr. 1 a až ld.
V průběhu R. kompresního zdvihu 34 je tvarování vaček 20, 28 takové, aby píst 12 zrychloval na počátku a pak se pohyboval stálou rychlostí y£, přičemž zážeh dávky paliva se provádí v poslední fázi úseku stálé rychlosti Ve. Zvýšení a následné ustálení rychlosti pístu 12 vytváří pozitivní a rovnoměrný tlakový gradient nebo tlakovou vlnu na předku pístu 12 a společně s vhodným uspořádáním spalovací komory napomáhá při minimalizování víření ve válci 10, takže tlaková vlna, jež se pohybuje ve spalovacím prostoru, vytváří vazby vzájemného ovlivňování s předkem postupujícího plamene od bodu zážehu, čímž zvyšuje rychlost plamene a tím zkracuje celkový proces spalování dávky paliva, který takto probíhá rovnoměrně a v poměrně krátkém časovém úseku. Stálejší podmínky ve spalovací komoře před bodem zážehu usnadňují provádění úplného spalování, snižují produkování CO a HC a rovněž snižují produkování NOX.
Po zážehu se píst 12 prudce zpomaluje a tím se minimalizuje časová prodleva, v jejímž průběhu se směs udržuje v podmínkách vysokého tlaku a teploty. Toto kontrastuje s konvenčními motory, v nichž výsledkem poměrně malé rychlosti před a po dosažení horní ůvratě je udržování hořící dávky paliva v podmínkách vysokého tlaku a teploty v průběhu poměrně dlouhého časového úseku, kdy narůstá pravděpodobnost vytváření nežádoucích produktů spalování, a to zejména NOX.
Pohyb pístu 12 v průběhu zbývajících zdvihů 36, 38, 32, a to pracovního, výfukového a sacího zdvihu, sleduje podstatně pravidelnější vzorec, avšak může se snadno upravovat měněním profilů vačky 20 tak, aby vyhovoval požadovaným charakteristikám motoru nebo paliva.
Nyní bude proveden odkaz na Obr. 4 a 5, kdy tato vyobrazení předvádějí jednoválcový, čtyřdobý motor, který motor pracuje tak, jak to bylo popsáno s odkazem na Obr. 1, 2 a 3. Vrchní konec motoru je odvozen od motocyklového motoru Suzuki™ a má v podstatě obvyklou stavbu spodního konce motoru, který obsahuje vačky 20, 28 a kliky. Pro lepší přehlednost jsou součásti spodního konce motoru označeny stejnými vztahovými značkami, které byly použity na Obr. 1.
Z výše vypracovaného popisu bude zkušeným odborníkům v této oblasti techniky jasné, že ve srovnání s doposud známými pístovými motory nabízí nový způsob řadu významných výhod. Zkušeným odborníkům v této oblasti techniky bude navíc jasné, že požadovaný vzorec pohybu, který má zajistit celkově lepší účinnost spalování při zahájení spalování a v průběhu spalovacího procesu, lze dosahovat na základě uplatňování mnoha dalších mechanických řešení, která navíc přistupují k předvedeným řešením. Uplatněním příslušně tvarovaných vaček 20, 28 je například možné ovlivňovat činnost dvoudobého motoru a je samozřejmé, že motory mohou mít více než jeden válec, přičemž pro výše popsané uspořádání výkonové vačky 20 a lomené páky 18 je obzvláště výhodné konstrukční sestavení vodorovně opačných válců 10 nebo sestavení válců 10 v podobě širokého písmene V.

Claims (14)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob urychlení spalování palivové směsi ve čtyřtaktním a dvoutaktním spalovacím motoru s alespoň jedním pístem (12), pohybujícím se mezi spodní a horní úvratí ve spalovací komoře a připojeným výkyvné na lomenou páku (18), která je výkyvné uložena v bloku motoru a která je opatřena dvěma válečky (24, 26), upravenými ve dvou navzájem paralelních rovinách, přičemž jeden z válečků (24, 26) dosedá na výkonovou vačku (20) a druhý na vodicí vačku (28), upevněné na výstupní hřídeli (14) motoru, vyznačující se tím, že zažehnutí palivové směsi při kompresním zdvihu (34) pístu (12) se uskutečňuje v době, kdy se píst (12) pohybuje konstantní nebo zvyšující se rychlostí, pro vytvoření tlakové vlny před pístem (12) za účelem zvyšování rychlosti šíření plamene a odrážení plamene zpět k horní stěně spalovací komoty, pro rovnoměrné spalování dávky směsi ve zkráceném časovém intervalu a s omezeným produkováním sloučenin CO a HC.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že konstantní nebo zvyšující se rychlostí se píst (12) pohybuje v průběhu posledních 25 % až 1 % kompresního zdvihu (34) pístu (12) před dosažením horní úvratě.
  3. 3. Způsob podle nároků la2, vyznačující se tím, že zažehnutí palivové směsi se uskutečňuje v průběhu posledních 5 % kompresního zdvihu (34) pístu (12) před dosažením horní úvratě.
  4. 4. Způsob podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že alespoň jedna veličina, jako je délka, doba trvání a charakter alespoň jednoho ze zdvihů (32, 34, 36, 38) pístu (12) se odlišuje od délky, doby trvání a charakteru dalšího zdvihu (32, 34, 36, 38) pístu (12).
  5. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že alespoň jedna z veličin, jako je délka a doba trvání expanzního zdvihu (36) pístu (12) je kratší než délka a doba trvání výfukového zdvihu (38) pístu (12).
  6. 6. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že alespoň jedna z veličin, jako je délka a doba trvání sacího zdvihu (32) pístu (12) je větší než délka a doba trvání kompresního zdvihu (34) pístu (12).
  7. 7. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že doba trvání výfukového zdvihu (38) odpovídá době trvání expanzního zdvihu (36) pístu (12).
  8. 8. Způsob podle nároků laž7, vyznačující se tím, že během všech čtyř zdvihů (32, 34, 36, 38) pístu (12) se výstupní hřídel (14) motoru otočí o 360°.
  9. 9. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že za dobu trvání expanzního zdvihu (36) pístu (12) se výstupní hřídel (14) motoru otočí o 90°.
  10. 10. Způsob podle nároků 5 a 6, vyznačující se tím, že za dobu trvání výfukového zdvihu (38) pístu (12) se výstupní hřídel (14) motoru otočí o 90°.
  11. 11. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že za dobu trvání sacího zdvihu (32) pístu (12) se výstupní hřídel (14) motoru otočí v rozsahu od 80° do 150°.
    -6CZ 295181 B6
  12. 12. Způsob podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že délka kompresního zdvihu (34) pístu (12) odpovídá délce sacího zdvihu (32) pístu (12).
  13. 13. Způsob podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že za dobu trvání kompresního 5 zdvihu (34) pístu (12) se výstupní hřídel (14) motoru otočí v rozsahu menším než 90°.
  14. 14. Způsob podle nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že zdvihová délka kompresního zdvihu (34) a sacího zdvihu (32) pístu (12) je větší než zdvihová délka expanzního zdvihu (36) a výfukového zdvihu (38) pístu (12).
CZ19994564A 1997-06-20 1998-06-22 Způsob urychlení spalování palivové směsi ve čtyřtaktním a dvoutaktním spalovacím motoru CZ295181B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9712925.8A GB9712925D0 (en) 1997-06-20 1997-06-20 Engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ456499A3 CZ456499A3 (cs) 2000-08-16
CZ295181B6 true CZ295181B6 (cs) 2005-06-15

Family

ID=10814562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19994564A CZ295181B6 (cs) 1997-06-20 1998-06-22 Způsob urychlení spalování palivové směsi ve čtyřtaktním a dvoutaktním spalovacím motoru

Country Status (16)

Country Link
US (1) US6347610B1 (cs)
EP (1) EP0990089B1 (cs)
AT (1) ATE282765T1 (cs)
AU (1) AU8119598A (cs)
CA (1) CA2294375C (cs)
CZ (1) CZ295181B6 (cs)
DE (1) DE69827628T2 (cs)
ES (1) ES2234126T3 (cs)
GB (1) GB9712925D0 (cs)
HU (1) HU226797B1 (cs)
IS (1) IS5305A (cs)
NO (1) NO996295L (cs)
PL (1) PL196023B1 (cs)
PT (1) PT990089E (cs)
SK (1) SK182299A3 (cs)
WO (1) WO1998059155A1 (cs)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9827394D0 (en) * 1998-12-11 1999-02-03 Norton Cyril A Engines
JP2005520095A (ja) * 2001-12-18 2005-07-07 デルフィ テクノロジーズ，インコーポレイティド 対向ピストン式内燃機関
CA2547846A1 (en) * 2003-12-01 2005-11-17 The University Of Mississippi Method and device for reducing engine noise
GB0505990D0 (en) * 2005-03-23 2005-04-27 Shane Engines Ltd A crank-less motion converter and piston assembly
US7328682B2 (en) * 2005-09-14 2008-02-12 Fisher Patrick T Efficiencies for piston engines or machines
US8281764B2 (en) * 2009-06-25 2012-10-09 Onur Gurler Half cycle eccentric crank-shafted engine
NZ595493A (en) * 2011-09-30 2014-04-30 Hieff Engine Company Ltd Internal combustion engine
US9382839B2 (en) * 2014-03-25 2016-07-05 Jeffrey Bonner Combustion engine comprising a central cam-drive system
WO2024112834A1 (en) * 2022-11-21 2024-05-30 The Regents Of The University Of Michigan Desmodromic mechanism and fluid pump

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR961284A (cs) * 1950-05-09
GB310632A (en) * 1928-04-05 1929-05-02 Paul Marchetti Improvements in means for converting reciprocating into rotary motion and vice versa
FR775940A (fr) * 1934-01-15 1935-01-12 Moteur à explosions ou à combustion interne
US3673991A (en) * 1970-05-22 1972-07-04 John Winn Internal combustion engine
DE2413947A1 (de) * 1973-03-27 1974-10-17 Constant Guy Explosionsmotor
US4553508A (en) * 1981-04-27 1985-11-19 Stinebaugh Donald E Internal combustion engine
US4387672A (en) * 1981-10-08 1983-06-14 Crocker Alfred J Energy transfer apparatus
US4934344A (en) * 1989-05-03 1990-06-19 Cummins Engine Company, Inc. Modified four stroke cycle and mechanism
GB9127036D0 (en) * 1991-12-20 1992-02-19 Environmental Engines Ltd Drive conversion
US5170757A (en) * 1991-12-24 1992-12-15 Damien Gamache Variable horsepower output gearing for piston engine

Also Published As

Publication number Publication date
NO996295D0 (no) 1999-12-17
PT990089E (pt) 2005-04-29
HU226797B1 (en) 2009-10-28
PL196023B1 (pl) 2007-11-30
CA2294375A1 (en) 1998-12-30
EP0990089B1 (en) 2004-11-17
PL337521A1 (en) 2000-08-28
DE69827628T2 (de) 2005-11-03
IS5305A (is) 1999-12-17
AU8119598A (en) 1999-01-04
CA2294375C (en) 2008-02-26
DE69827628D1 (de) 2004-12-23
GB9712925D0 (en) 1997-08-20
EP0990089A1 (en) 2000-04-05
HUP0002409A2 (hu) 2000-12-28
NO996295L (no) 2000-02-17
ATE282765T1 (de) 2004-12-15
HUP0002409A3 (en) 2001-05-28
WO1998059155A1 (en) 1998-12-30
US6347610B1 (en) 2002-02-19
SK182299A3 (en) 2001-06-11
ES2234126T3 (es) 2005-06-16
CZ456499A3 (cs) 2000-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5228415A (en) Engines featuring modified dwell
US6202416B1 (en) Dual-cylinder expander engine and combustion method with two expansion strokes per cycle
US7665429B2 (en) Swirl-injection type eight-stroke engine
KR100244723B1 (ko) 내연기관
US20160160745A1 (en) Split-cycle engines with direct injection
KR20140024390A (ko) 분할주기 가변위상 왕복피스톤 불꽃점화엔진
AU4044099A (en) Operating method and device for supplementary compressed air injection engine operating with mono-energy or bi-energy in two or three powering modes
JP2013510261A (ja) 可変圧縮比および排気ポートシャッターを有する２ストローク内燃機関およびそのようなエンジンを動作させる方法
AU9751198A (en) Method for controlling machine piston movement, implementing device and balancing of said device
Tomoda et al. Improvement of diesel engine performance by variable valve train system
CN110939506A (zh) 一种分置式大膨胀比发动机
CZ295181B6 (cs) Způsob urychlení spalování palivové směsi ve čtyřtaktním a dvoutaktním spalovacím motoru
JPH10252512A (ja) 圧縮点火式内燃機関
MX2013003516A (es) Dimensionamiento de pasaje de derivacion para motor de ciclo dividido.
JP3977374B2 (ja) 内燃機関用弁機構
JPH11280507A (ja) 火花点火式内燃機関
JP2003097305A (ja) 対向一次および二次ピストンを備えた内燃機関
EP1925793B1 (en) Increased HCCI operation window
JP7728904B2 (ja) ２×３ストロークの内燃機関の運転方法
CA2339315A1 (en) Delta pair combustion engine
KR970008662B1 (ko) 디젤엔진에서의 공기흡입장치
CN119173687A (zh) 供应气体燃料的内燃机及其控制方法
MXPA00003625A (en) Method for controlling machine piston movement, implementing device and balancing of said device
WO2014027214A1 (en) Internal combustion and method for operation of that
SK16922002A3 (sk) Spôsob riadenia pohybu vratného piesta piestového stroja a zariadenie

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20120622