FI104914B - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
FI104914B
FI104914B FI943973A FI943973A FI104914B FI 104914 B FI104914 B FI 104914B FI 943973 A FI943973 A FI 943973A FI 943973 A FI943973 A FI 943973A FI 104914 B FI104914 B FI 104914B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
engine
ignition
cylinder
gas
gases
Prior art date
Application number
FI943973A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI943973A0 (en
FI943973A (en
Inventor
Pentti Kalevi Kauhanen
Original Assignee
Pentti Kalevi Kauhanen
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 Pentti Kalevi Kauhanen filed Critical Pentti Kalevi Kauhanen
Priority to FI943973A priority Critical patent/FI104914B/en
Publication of FI943973A0 publication Critical patent/FI943973A0/en
Priority to PCT/FI1996/000102 priority patent/WO1997031183A1/en
Publication of FI943973A publication Critical patent/FI943973A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI104914B publication Critical patent/FI104914B/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B75/22Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B1/00Reciprocating-piston machines or engines characterised by number or relative disposition of cylinders or by being built-up from separate cylinder-crankcase elements
    • F01B1/12Separate cylinder-crankcase elements coupled together to form a unit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B75/22Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
    • F02B75/222Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement with cylinders in star arrangement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B75/22Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
    • F02B75/225Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement having two or more crankshafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B2075/1804Number of cylinders
    • F02B2075/1816Number of cylinders four

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

104914104914

POLTTOMOOTTORICOMBUSTION ENGINE

Tämän keksinnön kohteena on moottori joka muistuttaa tähtimoot-toria sillä erotuksella kuitenkin, että sylinterit ovat käännetty niin, että jokaisella männällä on oma kampiakselinsa ulkokehällä. Kampiakselit ovat yhteydessä niillä olevien hammasrat-5 täitten välityksellä keskushammasrattaaseen, josta on yleensä voiman ulosotto, sylinterit ovat toisesta päästä molemmin puolin yhdistetty laipalla, joissa toisella puolella ovat imu- ja toisella puolella pakoventtiili. Imupuolella on erilliset kanavat pelkälle ilmalle, jota käytetään sylinterin huuhteluun ja 10 kaasuseokselle, joka on auki vain kun pakokanava on kiinni. Nämä yhdet kanavat kiertävät laippojen mukana ja hoitavat jokaisen sylinterin kaasujen vaihdon.The present invention relates to an engine which resembles a star engine, except that the cylinders are pivoted so that each piston has its own crankshaft on the outer periphery. The crankshafts are communicating via their gears 5 to the central gear, which generally has a power take-off, the cylinders being connected at one end by a flange with a suction valve on one side and an exhaust valve on the other. On the suction side there are separate ducts for air only, which is used for flushing the cylinder and 10 for the gas mixture, which is only open when the exhaust duct is closed. These single passages circulate with the flanges and handle the gas exchange of each cylinder.

Yksinkertaisimmissa mallissa keskushammasratas pyörii puolella 15 nopeudella ja samalla ohjaa nelitahtiperiaatteella toimivaa venttiilikoneistoa. Tämän keskihammasrattaan akseli menee moottorin keskuksen läpi. molemmissa laipoissa on yksi pintakipinä-välinen sytytystulppa, jotka hoitavat sytytyksen. Tarvittavan venttiilien tiiviys on saatu aikaan venttiiliaukkojen ympärillä 20 olevilla poikkipinnaltaan kolmikulmaisilla venttiilirenkailla, jotka tiivistävät sylinterissä olevan paineen vaikutuksesta laippojen välit.In the simplest model, the center pinion rotates at half speed 15 while controlling the four-stroke valve mechanism. The axis of this center pinion goes through the center of the engine. both flanges have a single spark plug between the sparks to handle the ignition. The required sealing of the valves is achieved by the presence of triangular valve rings around the valve openings 20, which seal the spaces between the flanges by the pressure in the cylinder.

• « •• «•

Pakokaasut virtaavat ulos venttiilin pyörimissuuntaa vastaan ja 25 joutuvat kiinteitten ohjaussiivekkeiden kääntämänä pakoventtii-lilaipan ulkokehällä oleviin siipiin ja luovuttavat osan liike-energiasta moottorin pyörittämiseen.The exhaust gases flow out against the direction of rotation of the valve and, as they are rotated by fixed guide vanes, enter the outer flanges of the exhaust flange and release some of the propulsion energy to rotate the engine.

* ♦* ♦

Toisessa vaihtoehdossa joutuvat ohjaussiivekkeiden kääntämät pa-30 kokaasut kulkemaan kehällä olevan putken läpi, jossa voi olla pakokaasujen puhdistus tai äänen vaimennin, vielä kerran tämän putken päässä käännetään kaasujen virtauksen suuntaa, että saataisiin mahdollisimman paljon kaasujen liike-energiasta talteen. Tässä moottorissa sylintereiden lukumäärän voi melko vapaasti va- 2 104914Alternatively, the pa-30 deflected by the guide vanes will have to pass through a circumferential tube, which may be an exhaust gas purifier or a silencer, once again at the end of this tube to reverse the direction of gas flow to recover as much kinetic energy as possible. With this engine, the number of cylinders can be freely set 2 104914

Iita kunhan sylintereitä on parillinen määrä, näin vastakkaisilla puolilla olevat massavoimat kumoavat toisensa eikä näin ollen moottori voi täristä.However, as long as the number of cylinders is even, the mass forces on the opposing sides cancel each other out and so the engine cannot vibrate.

5 Useampi sylinterisessä moottorissa on käynistyksen jälkeen mahdollista sytyttää kaasuseos johtamalla viereisen sylinterin palava korkeammassa paineessa oleva kaasu viereiseen sylinteriin. Tämän tekee mahdolliseksi kiertävä yhdyskanava, jossa on keski-pakosäätäjä muuttamassa sytytyksen ajoitusta kierrosluvun mukaan.5 In a multi-cylinder engine, after starting, it is possible to ignite the gas mixture by introducing the combustible gas of the adjacent cylinder at a higher pressure into the adjacent cylinder. This is made possible by a circulating interconnect channel with a central exhaust control adjusting the ignition timing according to the RPM.

1010

Kun joikaisella sylinterillä on erillinen kampikammio voidaan saada pieni ahtopaine kun mäntä tekee kaksi pumppausta yhden täytön aikana ja samalla saadaan hyvä männän jäähdytys.When each cylinder has a separate crankcase, a low charge pressure can be obtained when the piston makes two pumpings during one filling while providing good piston cooling.

15 Sytytysenergia voidaan kehittää myös magneetolla, jossa sytytys-energian ja ohjausimpulssin synnyttävät magneetit ovat kehällä paikallaan ja niitä kiertämällä ohjataan sytytyksen ajoitusta.The ignition energy can also be generated by a magnet, in which the magnets generating the ignition energy and the control pulse are stationary and rotate to control the timing of the ignition.

Otto-prosessilla toimivalla moottorilla kaksi sytytystulppaa sy-20 tyttää vuorollaan jokaisen sylinterin kaasuseoksen.With the engine running on the Otto process, the two spark plugs turn on each cylinder gas mixture in turn.

Dieselprosessissa on yksi suutin ja sen yhteydessä painepumppu. Painepumpun rulla nojaa aaltoilevaan renkaanmuotoiseen kiskoon, joka saa aikaan pumppausliikkeen. Tätä rengasta voidaan kiertää 25 ja näin saadaan polttoaineen syötön suuruutta muutettua. Tämä rengasmainen kisko on kierteellä yhdistetty toiseen renkaaseen, jota kiertämällä saadaan ruiskutuksen ajoitus muuttumaan.The diesel process has one nozzle and a pressure pump. The pressure pump roller rests on a wavy annular rail which causes the pumping movement. This ring can be rotated 25 and thus the size of the fuel supply can be changed. This annular rail is threadedly connected to another ring which twists to change the timing of the injection.

Kun laippoja yhdistävä akseli eroitetaan voiman ulostuloakselis-30 ta ja venttiilien ohjaus järjestetään yhdellä kiertokangen akselilla olevalla hammasrattaalla ja imupuolen laipan ulkokehällä olevan hammasrattaan avulla välihammasratasta käyttäen, saadaan voiman ulostulon kierroslukualue valita melko vapaasti, esimerkiksi laivan potkurille sopivaksi Diesel moottorista, joka myös 35 toimii nelitahti periaatteella.When the connecting flanges of the shaft is disconnected from the power ulostuloakselis-30 O and control the valves arranged on one a rod axis of the pinion and the suction-side flange of the outer periphery of the pinion by means of the intermediate gear, a power output of the engine speed range is less critical, for example, the ship's propeller to fit the diesel engine, which is also 35 operates the four-stroke principle .

Kun on yritetty korvata tavanomainen lautasventtiili jollakin toisella ratkaisulla, kuten DE patenttijulkaisussa 688153 (46a^3/03) ja DE-hakemusjulkaisussa 3 338 637(F0IL 7/06), niit-40 ten yleinen heikkous on ollut tarvittavan tiiviyden aikaansaaminen.When an attempt has been made to replace the conventional disc valve with another solution, such as DE-A-688153 (46a-3/03) and DE-A-3 338 637 (FIL-7/06), a common weakness of these has been to provide the required tightness.

3 104914 Tätä epäkohtaa ei ole hakemuksen kohteena olevassa polttomoottorissa koska venttiilien tiiviys on aikaansaatu poikkipinnaltaan kolmikulmaisilla tiivistysrenkailla jotka ympäröivät venttiili-aukkoja.3 104914 This drawback is not present in the claimed internal combustion engine because the sealing of the valves is achieved by the triangular sealing rings which surround the valve openings.

55

Edellä mainituissa julkaisuissa kuvatuilla moottoreilla ei ole myöskään erikseen raittiin ilman ja kaasuseoksen kanavia. Rakenteellisten ratkaisujen erilaisuudet ovat myös silmiinpistävät.The engines described in the aforementioned publications also do not have fresh air and gas mixture ducts separately. The differences in the structural solutions are also striking.

10 Mitä pakokaasujen virtausenergian hyödyntämiseen tulee, joka on esitetty US- patenttijulkaisussa 2 565 368 (123-51), siinä ei ole käytetty hyväksi sitä, kun korkeapaineiset pakokaasut tulevat pakokanavaan ja siellä saavat suuren nopeuden aiheuttaen vastakkaiseen suuntaan työntävän reaktiovoiman ja lisäävät myös 15 tällä hyötysuhdetta. Erona on myös, että suunnitelmassani moottorissa yksi pakokanava hoitaa kaasujen poiston, kun taas patentin esteeksi mainitussa moottorissa jokainen sylinteri vaatii oman pakokanavansa, eikä siinä ole käytetty hyväksi kaasujen virtausta toisten sylintereiden kaasujen vaihdossa. Erilaisesta 20 rakenneratkaisusta johtuen ei kaasujen virtaussuuntaa ole tarvinnut kääntää kiinteillä siivillä, kuten suunnitelmassani moottorissa, ja pakokaasut tulevat siiville sivulta, kun taas tässä patenttihakemuksessa olevassa moottorissa ne tulevat siipien si-säkehältä ja poistuvat ulkokehältä. Lisäksi pakokanavassa ei ole 25 lisäilman saanti mahdollisuutta jälkipolttoa varten.10 Regarding the utilization of exhaust flow energy, which is disclosed in U.S. Patent 2,565,368 (123-51), it does not take advantage of high-pressure exhaust gases entering the exhaust duct and at a high velocity thereby causing an opposite pushing reaction force and also increasing this efficiency. . Another difference is that in my engine design, one exhaust duct handles the gas exhaust, whereas in the patented engine, each cylinder requires its own exhaust duct and does not utilize the gas flow to exchange the other cylinders. Because of the different design 20, the gas flow direction did not have to be reversed by fixed blades, as in my engine design, and the exhaust gases come from the blades from the side, whereas in the engine of this patent application they come from the inside and out of the blades. In addition, the exhaust duct does not provide 25 additional air for post-combustion.

• · Tässä moottorissa on vähän osia, josta seuraa, että se on halpa tehdä ja on käyttövarma. Kuitenkin siinä on saatu parempi venttiilien tiiviys, kuin tavanomaisessa liukuventtiili moottorissa 30 lisäämällä venttiiliaukkojen ympärille poikkipinnaltaan kolmi-kulmaiset venttiilirenkaat.• · This engine has few parts that make it cheap to use and reliable. However, it provides better valve tightness than conventional slider valve 30 by inserting three-angled valve rings around the valve openings.

Kun sylinterissä oleva kaasu voidaan sytyttää viereisen sylinterin palavalla kaasulla, voi moottori käyttää kaasuja jotka on 35 huonoja syttymään ja jotka palavat hitaasti. Tälläinen kaasu voidaan myös sytyttää pienellä määrällä Diesel polttoaineen syötöllä Diesel moottorissa. Esimerkiksi puu voidaan paineen alaisena saada hyvin kaasuuntumaan ja johtaa suoraan moottoriin. Il- * 104914 man, että se pitäisi polttaa voimakattilassa ja siitä saatava höyry käyttää höyryturbiinin pyörittämiseen niinkuin nyt yleensä tapahtuu.When the gas in the cylinder can be ignited by the flammable gas in the adjacent cylinder, the engine can use gases that are 35 ignited and that burn slowly. This type of gas can also be ignited with a small amount of Diesel fuel in the Diesel engine. For example, wood under pressure can be well gasified and fed directly to the engine. Il- * 104914 man that it should be burned in a power boiler and the steam from it should be used to rotate the steam turbine as is usually the case now.

5 Yksinkertaisen rakenteen johdosta halpana ja muita parannuksia omaavana moottorina, sillä voisi olla sanansa sanottavana hajautetun energian tuottajana etenkin kun se uudistuvia energialähteitä käyttävänä ei aiheuttaisi välittömiä hiilidioksiidipäästö-jä.5 Because of its simple structure, as a cheap engine with other improvements, it could play a role as a decisive producer of decentralized energy, especially when it does not produce direct carbon dioxide emissions through the use of renewable energy sources.

1010

Tosin palavalla kaasulla sytyttävä moottori oli alunperin suunniteltu lähinnä Formula-1:stä varten.However, the combustible gas ignition engine was originally designed mainly for Formula 1.

Yksinkertaisena ja siitä johtuen varmana magneettosytytyksellä 15 toimiva moottori tulee nykyisin olemassa olevia sytytysjärjes-telmiä halvemmaksi, ja kun sytytystulppia on kaksi palaminen nopeutuu .Simple and, consequently, a reliable magnetic ignition 15 engine will be less expensive than existing ignition systems, and when there are two spark plugs, combustion will be accelerated.

Nykyisillä Diesel periaatteella toimivissa moottoreissa on jo-20 kaisella sylinterillä oma suuttimensa ja usein myös oma polttoainepumppunsa, josta johtuu, että polttoaineen säätäminen jokaiselle sylinterille yhtä suureksi ei ole helppoa, ja käytön aikana erot pyrkivät vielä suurenemaan. Kun taas tässä patenttihakemuksessa esitetyssä moottorissa yksi painepumppu ja suutin hoi-25 taa polttoaineen ruiskutuksen joka sylinteriin niin ne täytyy .. olla yhtä suuret. Koska suuttimen paikka muuttuu sylinterissä, niin se auttaa polttoaineen ja ilman sekoittumista ja näin ollen palamista. Nykyisissä Diesel moottoreissa polttoaineen syöttölaitteet monimutkaisuudesta johtuen tulevat kalliiksi ja ovat 30 paljon huoltoa vaativia. Tässä uudessa ratkaisussa huollon voi suorittaa nopeasti vaihtamalla yksinkertaisesti yhden osan joka käsittää pumpun ja suuttimen, ja tästä johtuen seisokkiajat jäävät lyhyeksi .Existing Diesel-based engines have their own nozzle, and often their own fuel pump, with 20-cylinder cylinders, which means that adjusting the fuel to each cylinder is not easy and the differences tend to widen during use. Whereas in the engine disclosed in this patent application, one pressure pump and a nozzle Hoi-25 provide fuel injection into each cylinder so they must be of equal size. As the position of the nozzle changes in the cylinder, it assists in the mixing of fuel and air and thus combustion. In today's Diesel engines, fuel feeders are expensive and require a lot of maintenance due to their complexity. In this new solution, maintenance can be accomplished quickly by simply replacing one part comprising the pump and nozzle, resulting in short downtime.

35 Keksinnön tunnusmerkilliset piirteet on määritelty oheisissa patenttivaatimuksissa.The characteristic features of the invention are defined in the appended claims.

5 1049145 104914

Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisesti viittaamalla piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää nelisylinteristä nelitahti Otto moottoria 5 kuva 2 esittää kuvan 1 moottorin poikkileikkausta sivulta katsottuna.In the following, the invention will be described in detail with reference to the drawings in which Figure 1 shows a four-cylinder four-stroke Otto engine 5 Figure 2 shows a side view of the engine of Figure 1.

kuva 3 esittää kuvan 1-2 moottorin pakokaasujen poistumista moottorista.Figure 3 shows the exhaust from the engine of the engine of Figure 1-2.

kuva 4 esittää kuinka kiertävää yhdyskanavaa voidaan kättää 10 sytytykseen, sekä pakokaasujen johtamisen putkeen pako kaasujen jälkikäsittelyä varten, kuva 5 esittää kuvassa 4 olevan yhdyskanava sytytyksen poikkileikkausta sivulta katsottuna.Figure 4 illustrates a circular cross-sectional view of a circulating interconnector passage for 10 ignitions, as well as an exhaust gas conduit for exhaust gas aftertreatment;

kuva 6 esittää kuinka männän pumppausliikkeen aiheuttamaa pai-15 neenvaihtelua kampikammiossa on käytetty pienen ahto- paineen synnyttämiseen sekä männän jäähdyttämiseen.Fig. 6 shows how the pressure fluctuation in the crankcase caused by the piston pumping movement has been used to generate a low charge pressure and to cool the piston.

Sekä kuinka yhdellä kiertokangen akselilla olevaa hammasratasta on käytetty venttiilien ohjaukseen, kuva 7 esittää kuusisylinterisen moottorin magneettosytytyksen 20 rakennetta ja kytkentäkaavaa.As well as how the pinion on one of the connecting rod shafts has been used to control the valves, Figure 7 illustrates the structure and wiring diagram of the magnetic ignition 20 of a six-cylinder engine.

kuvat 8-10 esittää Diesel moottorin polttoaineen syöttölaitteita ja kuvassa 10 nähdään myös kuvassa 6 esitetty venttiili-ohjaus sivulta katsottuna ja poikkileikattuna.Figures 8 to 10 show the fuel injectors for a Diesel engine and Figure 10 also shows a side view and a cross-section of the valve control shown in Figure 6.

25 Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisesti viittaamalla piirustuksiin, joissa kuvat 1-3 kuvaavat samaa nelitahtista Otto .· moottoria. Kuvasta 1 nähdään, että yhdessä sylinterissä on vent tiilit ristiin auki ja puhdas ilma tulee kuvassa 2 nähtävässä kahden putken välisessä tilassa 4, kuvassa 1 nähdään imuventtii-30 Iin osa 2, minkä kautta se virtaa sylinteriin. Kun huuhteluvaihe on ohi, eli pakoventtiili sulkeutuu, avautuu myös imuventtiilin osa 3 sylinteriin ja sitä kautta alkaa virrata myös kaasuseosta.The invention will now be described in detail with reference to the drawings in which Figures 1-3 illustrate the same four-stroke Otto. Figure 1 shows that one of the cylinders has the valves cross open and the clean air enters the space 4 between the two pipes shown in Figure 2, Figure 1 shows the part 2 of the suction valve 30 through which it flows into the cylinder. When the flushing step is over, i.e. the exhaust valve closes, the suction valve part 3 also opens into the cylinder and hence the gas mixture begins to flow.

' Seuraavaksi ohittaa pelkän ilman sisältävä venttiilin osa 2 sy linterissä olevan venttiiliaukon ja sylinteriin alkaa virrata 35 vain kaasuseosta.Next, the air-only valve part 2 bypasses the valve opening in the cylinder and only gas mixture begins to flow into the cylinder 35.

Kuvassa 2 on numerolla 6 merkitty kaksi kondensaattorisytytyksen yhteydessä käytettävää pintakipinävälistä sytytystulppaa.Figure 2 shows the number of two spark plug spark plugs used in connection with the capacitor ignition.

6 104914 Nämä tulpat kiertävät laippojen mukana ja hoitavat sytytyksen joka sylinterissä. Pyöreitten venttiiliaukkojen tiivistys on saatu aikaan niitä ympäröivien poikkipinnaltaan kolmikulmaisten venttiilirenkaitten avulla. Pakokaasujen sisältämästä energiasta 5 saadaan osa hyödyksi kääntämällä niiden suuntaa. Kuvasta 2 nähdään, että pakoventtiililaippaan on kiinnitetty siivekkeet 8, jotka kuvan 3 mukaan kääntävät vielä kerran pakokaasujen suunnan ja saavat osan kaasujen liike-energiasta talteen. Kuvassa 3 on nuolilla merkitty kaasujen kulku. Tällä ei ainoastaan paranneta 10 hyötysuhdetta, vaan saadaan myös äänen vaimennusta aikaan. Kuvissa 1 ja 2 on merkitty kampiakselissa olevat hammaspyörät numerolla 9 ja keskushammaspyörä numerolla 10. Hammaslukujen suhde on tietenkin 1:2, koska moottori toimii nelitahti periaatteella. Kuvasta 2 nähdään kuinka imupuolen tuuletus ja jäähdytys on jär-15 jestetty aukkojen 11 ja 12 avulla, tämä ilma käytetään kaasu-seoksessa .6 104914 These plugs rotate with the flanges and provide ignition in each cylinder. The sealing of the circular valve openings is achieved by the presence of triangular valve rings surrounding them. Some of the energy 5 contained in the exhaust gases can be utilized by reversing their direction. Figure 2 shows that flaps 8 are attached to the exhaust flange which once again reverses the direction of the exhaust gases and recovers some of the kinetic energy of the gases. Figure 3 shows the flow of gases indicated by arrows. This not only improves the 10 efficiencies but also provides sound attenuation. Figures 1 and 2 indicate the gears in the crankshaft by 9 and the center pinion by 10, of course, because the ratio of the gears is 1: 2 because the engine operates on a four-stroke principle. Figure 2 shows how the intake side flushing and cooling is Jar-15 reordered openings 11 and 12 by means of this air is used as gas mixture.

Kuvissa 4 ja 5 on esitetty kuinka useampi sylinterisessä moottorissa voidaan koneen käynistyttyä sytytys hoitaa viereisen sy-20 linterin palavalla kaasulla. Kuvaan 4 on piirretty 12-sylinteri-nen moottori ja silloin sytytyksien ero on 60°kampiakselikulmina laskettuna, siinä vaiheessa on palavan sylinterin kaasun paine ja lämpötila niin suuri, että sen kaasu pystyy purkautumaan viereiseen sylinteriin ja sytyttämään siellä kaasuseoksen. Tarvit-25 tava tiiviys kanavien välille on saatu aikaan kuvissa 4 ja 5 numerolla 2 esitetyllä jännitetyllä vanteella. Kahdella keskipako-säätäjällä saadaan sytytys muuttumaan aikaisemmaksi kierrosluvun kasvaessa. Kuvasta 4 nähdään, että sytytettävän sylinterin kanava ei ole aivan yhdyskanavan kohdalla johtuen kaasun tarvitse-30 masta kulkuajasta. Kuvassa 4 on numerolla 4 esitetty pakovent-tiili ja numerolla 5 imuventtiili. Kuvassa on piirretty jatkuva ilman tulo pakokanavaan, esimerkiksi Diesel moottorin jälkipolt-toa varten. Käytännössä useampi sylinterisessä myöhemmin esitettävässä Diesel moottorissa jo melko pienellä venttiilien ristiin 35 menolla se on mahdollista. Kuvasta 4 nähdään myös, että kun pa-koventtiili avautuu, sieltä suurella nopeudella ulos virtaavat pakokaasut edes auttavat jo aikaisemmin auenneiden sylinterien tyhjentymisessä.Figures 4 and 5 show how many of the cylindrical engines can be ignited by the combustion gas of the adjacent sy-20 cylinder when the machine starts. Fig. 4 shows a 12-cylinder engine and then the ignition difference is 60 ° in crankshaft angles, at which point the pressure and temperature of the gas in the burning cylinder is high enough to allow its gas to discharge into the adjacent cylinder and ignite the gas mixture there. The required tightness between the channels is achieved by the tensioned rim shown in FIGS. Two centrifugal adjusters allow ignition to advance as RPM increases. Figure 4 shows that the passage of the cylinder to be ignited is not quite at the connecting passage due to the required gas travel time. Figure 4 shows the exhaust valve 4 and the suction valve 5. The figure shows a continuous supply of air to the exhaust duct, for example for Diesel engine post combustion. In practice, several cylinders of the later Diesel engine, with quite a few crankshafts 35, can do so. Figure 4 also shows that when the breather valve opens, the exhaust gases flowing out at high speeds even help the emptying of the cylinders which have already been opened.

7 1049147 104914

Kuvassa 4 on esitetty toinen menettely pakokaasujen liike-energian hyväksi käyttämiseksi. Tässäkin tapauksessa ohjaussiivek-keetkääntävät kaasujen kulkusuunnan, mutta tässä tapauksessa ne menevät putkeen joka on merkitty numerolla 6. Tämä putki on pa-5 koventtiili laipan ulkokehällä. Tässä putkessa kaasut etenevät moottorin pyörimissuuntaan ja menettävät samalla liike-energiaansa. Putkessa voi tapahtua kaasujen puhdistus tai äänen vaimennus. Putken päässä ne vielä luovuttavat liike-energiaansa joutuessaan kääntymään pakoputkeen. Kuvasta 4 nähdään, että.Figure 4 shows another procedure for utilizing the kinetic energy of the exhaust gases. In this case, too, the guide vanes rotate the direction of gas travel, but in this case they go into the pipe marked 6. This pipe is a pa-5 covalent valve on the outer circumference of the flange. In this tube, the gases proceed in the direction of rotation of the engine, while losing their kinetic energy. The pipe may be purged of gas or sound attenuated. At the end of the pipe, they still give up their kinetic energy when they have to turn to the exhaust pipe. Figure 4 shows that.

10 imuvaihe on menossa samanaikaisesti useammassa sylinterissä ja sen vuoksi kaasu on aina liikkeessä joten venttiilin avautuessa se joutuu vain hiukan muuttamaan suuntaa. Kuvassa on vain yksi imukanava niinkuin Diesel moottorissa on, josta tulee myöhemmin puhe.The 10 suction stages are running simultaneously in several cylinders and therefore the gas is always in motion so when the valve opens it only needs a slight change of direction. The picture shows only one intake manifold as in the Diesel engine, which will be discussed later.

1515

Kuvassa 6 on kampikammiossa pyörivä pyöreä levy kuvattu numerolla 4 jossa on venttiiliaukko 1 jonka kautta imuputkesta 2 virtaa ilmaa kampikammioon männän synnyttämän alipaineen ansiosta. Männän synnyttämän ylipaineen aikana paineinen ilma virtaa put- 20 ken numero 3 kautta ulos jäähdytettynä käytettäväksi moottorissa. Tarvittava tiiviys on saatu aikaan kahdella sisäkkäisellä putkella, joista ulommaista painetaan levyä vasten ja toisesta päästä se on ilmatiiviisti liitetty sisimmäiseen putkeen.Fig. 6 shows a circular plate rotating in the crankcase with the numeral 4 having a valve opening 1 through which air is drawn from the suction pipe 2 into the crankcase due to the vacuum created by the piston. During the overpressure generated by the piston, the pressurized air flows out through pipe number 3 when cooled for use in the engine. The required tightness is achieved by two nested tubes, the outer one being pressed against the plate and the other end being hermetically connected to the inner tube.

25 Kuvassa 6 on myös esitetty kuinka venttiiliohjaus voidaan suorittaa välihammaspyörää käyttäen kuvassa merkitty numerolla 5 .. Kampiakselin pyörittämän numerolla 6 merkityn hammasluku on tietenkin puolet venttiiliä pyörittävän numerolla 7 merkityn hammaspyörän hammasluvusta. Kuvassa 10 on tästä sivukuva.Fig. 6 also shows how the valve control can be performed using the idler gear, denoted by 5. The number of teeth represented by the crankshaft rotated by the number 6 is, of course, half the number of the gear rotating by the number 7. Figure 10 is a side view of this.

3030

Kuvassa 7 on esitetty kuinka tähän pintakipinäväliseen konden-saattorisytytykseen voidaan sähkö-energia saada magneeton avulla. ’ : Magneetit kuvassa merkitty numerolla 1 ja ohjausmagneetti nume rolla 2 ovat kehällä paikallaan. Niitä voidaan kiertää ainoas-• 35 taan sen verran kuin sytytyksen ajoituksen muutos vaatii. Sähkö energia syntyy käämeihin jotka ovat kuvassa merkitty numerolla 3. Kuvasta poiketen voidaan kuitenkin tehdä kummallekkin käämille oma virtapiirinsä ja sytytystulppansa. Kuvan mukaan tasasuun- 8 104914 nattu virta lataa kondensaattorin. Ohjauskäämistä tuleva impulssi oikosulkee numerolla 4 merkityn tyristorin ja aiheuttaa kondensaattorin nopean purkauksen muuntajakäämin kautta ja saa aikaan korkeajännitteen toisio puolelle ja sarjassa olevaan syty-5 tystulppaan kipinän. Kaikki muut kuin kiinteät magneetit ovat kiinnitetty imupuolen laippaan. Tämä tila on suljettu kuvan 2 mukaan, joten on mahdotonta päästä koskettamaan vaarallisia jännitteitä .Figure 7 shows how to generate electric energy for this inter-spark condenser ignition by means of a magnet. ': The magnets numbered 1 and the control magnet 2 are positioned in the circumference. They can only be rotated to the extent • required by the change in ignition timing. Electric energy is generated in the coils, which are marked with the number 3. In the picture, however, each coil can be made with its own circuit and spark plug. As shown, the rectifier current charges the capacitor. The pulse from the control winding short-circuits the thyristor designated 4 and causes a rapid discharge of the capacitor through the transformer winding and sparks a high-voltage secondary to the side and a spark plug in the series. All others than the fixed magnets are connected to the suction side of the flange. This space is closed as shown in Figure 2, making it impossible to touch dangerous voltages.

10 Kuvassa 9 nähdään poikkileikkaus Diesel periaatteella toimivan moottorin yhteen rakennetusta ruiskutuspumpusta ja suuttimesta. Painepumpun mäntä kuvassa merkitty numerolla 1 painaa painevent-tiilin kautta korkeapaineisen öljyn suuttimelle, joka vuorollaan suihkuttaa joka sylinterille polttoaineen. Ohivirtaus öljy pa-15 lautuu kuvan mukaisesti painepumpulle. Painepumppu saa rullan välityksellä kuvissa 8-10 numerolla 2 merkitystä kiskosta pump-paavan liikkeen. Kun rullaa painavassa nokassa ja tässä renkaan muotoisen kiskon kierteessä merkitty kuvassa 8 numerolla 3 on sama nousu, niin syöttöä lisättäessä syöttö alkaa saman aikai-20 sesti, mutta jatkuu pitempään. Jos taas halutaan syöttöä lisättäessä sen alkavan aikaisemmin ja loppuvan myöhemmin on kierre tehtävä jyrkempi nousuiseksi, tässä kuvassa se on merkitty numerolla 4. Suihkutuksen aikana suuttimen sijainti muuttuu, joka auttaa polttoaineen ja ilman sekoittumista, suuttimen tekemä 25 kulma on puolet kampiakselin tekemästä kulmasta. Esimerkiksi kierrosluvun muuttuessa ruiskutushetken ajoitusta voidaan muut-taa kiertämällä kiskoa 5, joka on vapaasti kierrettävissä, johon on edellämainituilla kierteillä liitetty rengas 2. Pumpun paine-mäntä tekee kiskoa seuratessaan yhtä pitkän liikkeen aina, aino-30 astaan missä kohdin sylinteriä se sen tekee määrää syötön suuruuden. Kuvasta nähdään, että mitä alempana mäntä tekee liikkeet j sitä suurempi on syöttö. Männän noustessa ylös männän alapuolel- le syntyvä tyhjiö ja keskipakovoima varmistavat jo sen, että pumpun öljysyöttö toimii. Kuvasta 10 nähdään, että voiman ulos-35 tulolle voidaan kierrosluku valita melko vapaasti, koska venttiilien toiminta on ohjattu erillisillä hammasrattailla. Tämä on suuri etu esimerkiksi laivamoottoreissa. Imupuolen huuhtelun ja jäähdytyksen takia osa moottorin käyttämästä ilmasta kulkee tämän suljetun tilan kautta.10 Figure 9 is a cross-sectional view of a single-injection injection pump and a nozzle for a Diesel engine. The piston of the pressure pump, denoted by 1 in the figure, presses through the pressure valve a high pressure oil to a nozzle which in turn injects fuel into each cylinder. The bypass oil pa-15 will flow to the pressure pump as shown. 8 through Fig. 8-10, the pressure pump receives a pump-to-pump movement from the rail designated 2 in Figures 8-10. When the number 3 on the roller-bearing cam and in this ring-shaped thread shown in FIG. 8 has the same pitch, the feed starts at the same time, but continues longer, as the feed is increased. Conversely, if the feed is to be incremented earlier and terminated later, the thread must be made steeper, as indicated in this figure. For example, as the RPM changes, the timing of the injection can be varied by rotating the rail 5, which is freely rotatable and has a ring 2 attached to the above-mentioned threads. size. The figure shows that the lower the piston moves and the greater the feed. The vacuum and centrifugal force generated as the piston rises below the piston already ensures that the oil supply to the pump is working. Figure 10 shows that the speed output for the output of 35 can be selected quite freely, since the operation of the valves is controlled by separate gears. This is a great advantage, for example in marine engines. Suction flushing and cooling from using part of the engine air passes through this enclosed space.

Claims (9)

1. Förbränningsmotor i vilken ett jämnt antal cylindrar är anordnade i nivä med varandra pä en cirkelomkrets, vevaxlar pä den yttre omkretsen är medelst i dem anordnade kugghjul (fig. 1 och 2, nr 9) sammankopplade med ett i centrumet beläget kugghjul (fig. 1 och 2, nr 10) och ventilering av gaser i var och en av cylindrarna sker längs gemensairana roterande gaskanaler (fig. 1 och 2, nr 1, 2 och 3), kännetecknad av att ventilerna har tätats med till sitt tvärsnitt triangulära packningsbrickor som sitter kring ventilöppningarna och tätar utrymmena mellan flänsarna genom päverkan av cylindertrycket.1. An internal combustion engine in which an even number of cylinders are arranged in level with one another on a circular circumference, crankshafts on the outer circumference are interconnected by means of gears (Figs. 1 and 2, no. 9) connected to a gears located in the center (Figs. 1 and 2, no. 10) and venting of gases in each of the cylinders takes place along common rotating gas ducts (Figs. 1 and 2, no. 1, 2 and 3), characterized in that the valves have been sealed with to their cross-section triangular gasket washers which sits around the valve openings and seals the spaces between the flanges through the actuation of the cylinder pressure. 2. Förbränningsmotor enligt patentkrav 1, kännetecknad av att den uppvisar separata roterande kanaler för luft (fig 1 och 2, nr. 2) och för förbränningsgas (fig. 1 och 2, nr 3).Combustion engine according to claim 1, characterized in that it has separate rotating ducts for air (Figs. 1 and 2, No. 2) and for combustion gas (Figs. 1 and 2, No. 3). 3. Motor enligt patentkrav 1 och 2, i vilken tändningsenergi alstras med en tändmagnet som laddar upp kondensatoren vars urladdning styrs med en tyristor, kännetecknad av att spolen som alstrar tändningsenergi (fig.7, nr 3) och spolen som alstrar styrenergi roterar tillsammans med sugsidans fläns, och magneterna (fig.7, nr 3) stär stationärt pä omkretsen, varvid tändningens tidsättning styrs genom att vrida pä magneterna.3. Engine according to claims 1 and 2, in which ignition energy is generated by an ignition magnet which charges the capacitor whose discharge is controlled by a thyristor, characterized in that the coil generating ignition energy (Fig. 7, no. 3) and the coil generating control energy rotate together with the suction side flange, and the magnets (fig. 7, no. 3) stationary on the circumference, the timing of the ignition being controlled by turning the magnets. 4. Förbränningsmotor enligt patentkraven 1-3, kännetecknad av att den energi som förbränningsgaserna innehäller utnyttjas direkt för att driva motorn pä tvä sätt: genom att utnyttja reaktionskraften i den roterande utloppskanalen (fig. 3, nr 1) och med hjälp av skovlar (fig. 2 och 3, nr 8) i utloppskanalens fläns, när avloppsgasernas riktning först har kastats om med de fasta skovlarna (fig. 2 och 3, nr 7).4. An internal combustion engine according to claims 1-3, characterized in that the energy contained in the combustion gases is used directly to drive the engine in two ways: by utilizing the reaction force in the rotating outlet duct (Fig. 3, No 1) and by means of blades (Fig. 2 and 3, no. 8) in the outlet duct flange, when the direction of the exhaust gases has first been reversed with the fixed vanes (Figs. 2 and 3, no. 7). 5. Förbränningsmotor enligt patentkraven 1-3, kännetecknad av att den energi som förbränningsgaserna innehäller tas till vara i motorn pä tvä sätt: för det första i den roterande utloppskanalen genom att utnyttja reaktionskraften och för det andra sä att avgaser som har kastats om med de fasta skovlarna leds av kanalen, som roterar tillsammans med utloppsflänsen, tili ett 12 104914 rör (fig.4, nr 6) som roterar med utloppsflänsen, vilket rör kan vara försett med en katalysator eller ljuddämpare, vars mot gasernas strömning verkande kraft kan utnyttjas direkt vid drift av motoren, varvid gasernas riktning kastas om ännu en gäng vid rörets ända, vilket ytterligare förbättrar verkningsgraden.Combustion engine according to claims 1-3, characterized in that the energy contained in the combustion gases is utilized in the engine in two ways: firstly in the rotating outlet duct by utilizing the reaction force and secondly, exhaust gases which have been reversed with the the fixed vanes are guided by the duct, which rotates together with the outlet flange, into a pipe (Fig. 4, no. 6) which rotates with the outlet flange, which tube can be provided with a catalyst or silencer, which can be used directly against the gas flow. during operation of the engine, the direction of the gases being reversed yet another thread at the end of the tube, which further improves the efficiency. 6. Förbränningsmotor enligt patentkraven 1-5, k&nnetecknad av att motorn startas med hjälp av en elektrisk gnista, varefter tändning sker genom att utnyttja i intilliggande cylinder under ett högre tryck stäende brännande gas som leds via en roterande förbindningskanal (fig. 4 och 5, nr 1) tili den intilliggande cylindern, varvid förbindningskanalen utgörs av en förspänd ring (fig. 4 och 5, nr 2) som tillsluter tätt de öppningar som leder in i cylindern, och tändningens inställning enligt varvtal sker med hjälp av centrifugalregulatorer (fig. 4 och 5, nr 3).An internal combustion engine according to claims 1-5, characterized in that the engine is started by means of an electric spark, after which ignition is effected by utilizing burning gas under a higher pressure burning gas which is led via a rotary connecting duct (Figs. 4 and 5, No. 1) to the adjacent cylinder, the connecting channel being a biased ring (Figs. 4 and 5, No. 2), which tightly closes the openings leading into the cylinder, and the setting of the ignition by speed is made by centrifugal regulators (Fig. 4 and 5, No. 3). 7. Motor enligt patentkrav 1, kännetecknad av att motorns sugsida är försedd med endast en luftkanal som fungerar enligt dieselmotorprincipen, att vid flänsen pä sugsidan har fästs en del som omfattar en tryckpump, en tryckventil och ett munstycke (fig. 9, nr 1), att tryckpumpen fär sin pumpande rörelse genom förmedling av en kam (fig.7. Engine according to claim 1, characterized in that the suction side of the engine is provided with only one air duct which operates according to the diesel engine principle, that a part comprising a pressure pump, a pressure valve and a nozzle is attached to the flange on the suction side (Fig. 9, no. 1). , that the pressure pump achieves its pumping motion by means of a cam (fig. 8, 9 och 19, nr 2) i en skena, skenan är förenad medelst gängor med en annan skena (fig.8, 9 and 19, No. 2) in one rail, the rail is joined by threads to another rail (FIG. 9 och 10, nr 5), sä att det genom att vrida pä skenan är möjligt att ändra pä tändningens tidsättning, varvid vakuumet, som pumpkolven alstrar, och centrifugalkraften säkrar bränsletillförseln tili pumpen.9 and 10, no. 5), so that by turning the rail it is possible to change the timing of the ignition, whereby the vacuum generated by the pump piston and the centrifugal force ensure the fuel supply to the pump.
FI943973A 1994-08-30 1994-08-30 Internal combustion engine FI104914B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI943973A FI104914B (en) 1994-08-30 1994-08-30 Internal combustion engine
PCT/FI1996/000102 WO1997031183A1 (en) 1994-08-30 1996-02-21 Combustion engine

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI943973A FI104914B (en) 1994-08-30 1994-08-30 Internal combustion engine
FI943973 1994-08-30
PCT/FI1996/000102 WO1997031183A1 (en) 1994-08-30 1996-02-21 Combustion engine
FI9600102 1996-02-21

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI943973A0 FI943973A0 (en) 1994-08-30
FI943973A FI943973A (en) 1996-03-02
FI104914B true FI104914B (en) 2000-04-28

Family

ID=26159787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI943973A FI104914B (en) 1994-08-30 1994-08-30 Internal combustion engine

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI104914B (en)
WO (1) WO1997031183A1 (en)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE37068C1 (en) * 1914-06-25
GB190628539A (en) * 1906-12-14 1907-12-12 William Baines Improvements in and connected with Internal Combustion Engines.
GB191016299A (en) * 1910-07-08 1911-09-08 Andrew Henry Baird Improvements in Revolving Cylinder Internal Combustion Engines.
GB191309525A (en) * 1913-04-23 1914-02-12 Joseph Southall Improvements in Revolving Cylinder Reciprocating Engines.
FR842773A (en) * 1937-08-30 1939-06-19 Polycylindrical explosion engine
US2565368A (en) * 1947-12-19 1951-08-21 Hammick Frederick Charles Internal-combustion engine
FR1422869A (en) * 1964-07-10 1966-01-03 Combined turbine engine

Also Published As

Publication number Publication date
FI943973A0 (en) 1994-08-30
FI943973A (en) 1996-03-02
WO1997031183A1 (en) 1997-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9447712B2 (en) Internal detonation engine, hybrid engines including the same, and methods of making and using the same
US3964450A (en) Rotary cam internal combustion radial engine
US4856463A (en) Variable-cycle reciprocating internal combustion engine
US5058536A (en) Variable-cycle reciprocating internal combustion engine
EP1733126A1 (en) Double action piston assembly
US3993036A (en) Internal combustion engine
JP2005525503A (en) Rotary type combustion engine
JP2011501012A (en) Rotary valve seal for internal combustion engines
US11970967B1 (en) Rotary engine
FI104914B (en) Internal combustion engine
JP2012255447A (en) Rotary internal combustion engine
GB1385245A (en) Internal combustion engine
US4288981A (en) Turbine-type engine
US3885386A (en) Annular piston engine with afterburner and separable power turbine
US3076446A (en) Rotary internal combustion engine
US5507142A (en) Hybrid steam engine
WO2012032552A1 (en) "rotary internal combustion engine with reducer and pistons that control the cycle"
US4011725A (en) Annular piston engine with afterburner and power turbine
US4453504A (en) Single piston, double chambered reciprocal internal combustion engine
US3198181A (en) Internal combustion engine
US11401840B2 (en) Apparatus and method for valve timing in an internal combustion engine
ITTO20120271A1 (en) THERMODYNAMIC CYCLE AND MOTOR THERMAL MACHINE, AS AN ALTERNATIVE INTERNAL COMBUSTION ENGINE OR A GAS TURBINE, PREPARED TO CARRY OUT THAT THERMODYNAMIC CYCLE.
GB2088472A (en) I.C. engine rotary cylindrical valves
SU614757A3 (en) Device for reversing internal combustion engine
EP3311007B1 (en) Internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed