RU119034U1

RU119034U1 - INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: RU119034U1
Application number: RU2012112134/06U
Authority: RU
Inventors: Дамир Абударович Галеев; Ирек Абударович Галеев
Original assignee: Дамир Абударович Галеев; Ирек Абударович Галеев
Priority date: 2012-03-20
Filing date: 2012-03-20
Publication date: 2012-08-10

Abstract

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с размещенным внутри него поршнем, связанным с шатуном, и коленчатый вал, отличающийся тем, что в него введены два некруглых зубчатых колеса, первое из которых жестко закреплено на коленчатом валу, второе с возможностью взаимодействия с первым жестко закреплено на дополнительном валу, причем расстояние от полюса зацепления второго колеса с первым, расположенного на линии наибольшего размера второго колеса, или ближайшего к ней, до оси вращения второго колеса составляет 0,2-0,9 расстояния от этого полюса зацепления до оси вращения первого колеса, а положение, в котором при этом зацеплении находится первое колесо, соответствует позиционированию коленчатого вала в диапазоне от -40° до +20° от его положения, при котором поршень находится в верхней мертвой точке. ! 2. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что некруглые зубчатые колеса выполнены эллиптическими с осью вращения в фокусе. ! 3. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что некруглые зубчатые колеса выполнены овальными. 1. An internal combustion engine containing a cylinder with a piston located inside it, connected to a connecting rod, and a crankshaft, characterized in that two non-circular gear wheels are introduced into it, the first of which is rigidly fixed on the crankshaft, the second with the ability to interact with the first rigidly fixed on an additional shaft, and the distance from the pole of engagement of the second wheel with the first, located on the line of the largest dimension of the second wheel, or closest to it, to the axis of rotation of the second wheel is 0.2-0.9 distance from this pole of engagement to the axis of rotation of the first wheels, and the position in which the first wheel is in this engagement corresponds to the positioning of the crankshaft in the range from -40 ° to + 20 ° from its position at which the piston is at top dead center. ! 2. The internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the non-circular gears are elliptical with the axis of rotation in focus. ! 3. The internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the non-circular gear wheels are oval.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к двигателям внутреннего сгорания поршневого типа, преимущественно, бензиновым, дизельным. В качестве топлива в заявляемом поршневом двигателе внутреннего сгорания могут использоваться, например:The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular, to piston-type internal combustion engines, mainly gasoline, diesel. As fuel in the inventive reciprocating internal combustion engine can be used, for example:

- жидкости - бензин, дизельное топливо, спирты, биодизель;- liquids - gasoline, diesel fuel, alcohols, biodiesel;

- газы - сжиженный газ, природный газ, водород, газообразные продукты крекинга нефти, биогаз;- Gases - liquefied gas, natural gas, hydrogen, gaseous products of oil cracking, biogas;

- монооксид углерода, вырабатываемый в газогенераторе, входящем в состав топливной системы двигателя, из твердого топлива (угля, торфа, древесины).- carbon monoxide produced in the gas generator, which is part of the fuel system of the engine, from solid fuel (coal, peat, wood).

Предшествующий уровень техникиState of the art

Известна конструкция поршневого двигателя внутреннего сгорания, описанная в учебнике «Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей» под редакцией А.С.Орлина, М.Г.Круглова, М., изд. Машиностроение, 1990 г., стр.5, 6, рис.1, а).A known design of a reciprocating internal combustion engine described in the textbook “Internal combustion engines: Design and operation of piston and combined engines” edited by A.S. Orlin, M.G. Kruglov, M., ed. Engineering, 1990, p. 5, 6, fig. 1, a).

Указанный двигатель содержит цилиндр с крышкой (головкой) и с размещенным внутри него поршнем, связанным с шатуном, коленчатый вал, впускные и выпускные клапаны.The specified engine contains a cylinder with a cover (head) and with a piston placed inside it, connected with a connecting rod, a crankshaft, intake and exhaust valves.

Недостатком известного двигателя внутреннего сгорания является потребность в достаточно большом маховике, энергию вращения которого используют во время такта сжатия для обеспечения необходимой степени сжатия рабочей смеси, при том, что существует ограничение по минимальным оборотам холостого хода, ниже которого двигатель на холостом ходу работает неустойчиво в связи с нехваткой энергии маховика для сжатия рабочей смеси. Большой маховик ухудшает динамические характеристики двигателя.A disadvantage of the known internal combustion engine is the need for a sufficiently large flywheel, the rotational energy of which is used during the compression stroke to provide the necessary degree of compression of the working mixture, while there is a limitation on the minimum idle speed, below which the engine idles unstably due to with a lack of flywheel energy to compress the working mixture. A large flywheel impairs the dynamic performance of the engine.

Раскрытие сущности полезной моделиUtility Model Disclosure

Задачей заявляемой полезной модели является уменьшение инерционной массы маховика, снижение минимальной пороговой величины оборотов холостого хода двигателя внутреннего сгорания и/или, при необходимости, увеличение степени сжатия рабочей смеси.The objective of the claimed utility model is to reduce the inertial mass of the flywheel, reduce the minimum threshold idle speed of the internal combustion engine and / or, if necessary, increase the compression ratio of the working mixture.

Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является повышение крутящего момента на коленчатом валу в конце такта сжатия, в диапазоне положений коленчатого вала от 335° до 352°.The technical result that allows us to solve this problem is to increase the torque on the crankshaft at the end of the compression stroke, in the range of crankshaft positions from 335 ° to 352 °.

Сущность полезной модели состоит в том, что:The essence of the utility model is that:

В известный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с размещенным внутри него поршнем, связанным с шатуном, и коленчатый вал, согласно полезной модели, введены два некруглых зубчатых колеса, первое из которых жестко закреплено на коленчатом валу, второе с возможностью взаимодействия с первым жестко закреплено на дополнительном валу, причем расстояние от полюса зацепления второго колеса с первым, расположенного на линии наибольшего размера второго колеса, или ближайшего к ней, до оси вращения второго колеса составляет 0,2-0,9 расстояния от этого полюса зацепления до оси вращения первого колеса, а положение, в котором при этом зацеплении находится первое колесо, соответствует позиционированию коленчатого вала в диапазоне от -40° до +20° от его положения, при котором поршень находится в верхней мертвой точке.According to a utility model, two non-circular gear wheels are introduced into a known internal combustion engine comprising a cylinder with a piston disposed inside it and connected to a connecting rod and a crankshaft, according to a utility model, the first of which is rigidly fixed to the crankshaft, the second with the possibility of interaction with the first is rigidly fixed to additional shaft, and the distance from the pole of engagement of the second wheel with the first, located on the line of the largest size of the second wheel, or closest to it, to the axis of rotation of the second wheel is 0.2-0.9 races standing from this gearing pole to the axis of rotation of the first wheel, and the position in which the first wheel is in this gearing corresponds to the positioning of the crankshaft in the range from -40 ° to + 20 ° from its position at which the piston is at top dead center.

В частных случаях реализации полезной модели некруглые зубчатые колеса выполнены эллиптическими, с осью вращения в фокусе.In particular cases of the implementation of the utility model, non-circular gears are elliptical, with the axis of rotation in focus.

В других частных случаях реализации полезной модели некруглые зубчатые колеса выполнены овальными.In other particular cases of the implementation of the utility model, non-circular gears are oval.

Введение двух некруглых зубчатых колес, первое из которых жестко закреплено на коленчатом валу, второе с возможностью взаимодействия с первым жестко закреплено на дополнительном валу, причем расстояние от полюса зацепления второго колеса с первым, расположенного на линии наибольшего размера второго колеса, или ближайшего к ней, до оси вращения второго колеса составляет 0,2-0,9 расстояния от этого полюса зацепления до оси вращения первого колеса, а положение, в котором при этом зацеплении находится первое колесо, соответствует позиционированию коленчатого вала в диапазоне от -40° до +20° от его положения, при котором поршень находится в верхней мертвой точке, позволяет замедлить вращение коленчатого вала и, соответственно, поступательное движение поршня в конце такта сжатия.The introduction of two non-circular gears, the first of which is rigidly fixed on the crankshaft, the second with the possibility of interaction with the first is rigidly fixed on the additional shaft, and the distance from the gearing pole of the second wheel with the first one located on the line of the largest size of the second wheel, or closest to it, to the axis of rotation of the second wheel is 0.2-0.9 distances from this pole of engagement to the axis of rotation of the first wheel, and the position in which the first wheel is in this engagement corresponds to the position The use of the crankshaft in the range from -40 ° to + 20 ° from its position at which the piston is at top dead center allows you to slow down the rotation of the crankshaft and, accordingly, the progressive movement of the piston at the end of the compression stroke.

Это дает возможность увеличить крутящий момент на коленчатом валу в конце такта сжатия, в диапазоне положений коленчатого вала от 335° до 352° и обеспечить необходимую степень сжатия рабочей смеси в двигателе внутреннего сгорания при уменьшении инерционной массы маховика и снижении минимальной пороговой величины оборотов холостого хода двигателя внутреннего сгорания.This makes it possible to increase the torque on the crankshaft at the end of the compression stroke, in the range of crankshaft positions from 335 ° to 352 ° and to provide the necessary compression ratio of the working mixture in the internal combustion engine while reducing the inertial mass of the flywheel and lowering the minimum threshold engine idle speed internal combustion.

При этом некруглые зубчатые колеса могут быть выполнены эллиптическими, с осью вращения в фокусе.In this case, non-circular gears can be made elliptical, with the axis of rotation in focus.

При этом некруглые зубчатые колеса могут быть выполнены овальными.In this case, non-circular gears can be oval.

Предлагаемая совокупность существенных признаков придает заявляемому двигателю новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.The proposed set of essential features gives the inventive engine new properties that allow you to solve the problem.

Заявляемый двигатель внутреннего сгорания обладает новизной по сравнению с прототипом, отличаясь от него тем, что:The inventive internal combustion engine has a novelty in comparison with the prototype, differing from it in that:

- два некруглых зубчатых колеса, первое из которых жестко закреплено на коленчатом валу, второе с возможностью взаимодействия с первым жестко закреплено на дополнительном валу, причем расстояние от полюса зацепления второго колеса с первым, расположенного на линии наибольшего размера второго колеса, или ближайшего к ней, до оси вращения второго колеса составляет 0,2-0,9 расстояния от этого полюса зацепления до оси вращения первого колеса, а положение, в котором при этом зацеплении находится первое колесо, соответствует позиционированию коленчатого вала в диапазоне от -40° до +20° от его положения, при котором поршень находится в верхней мертвой точке.- two non-circular gears, the first of which is rigidly fixed on the crankshaft, the second with the possibility of interaction with the first is rigidly fixed on the additional shaft, and the distance from the gearing pole of the second wheel with the first one located on the line of the largest size of the second wheel, or closest to it, to the axis of rotation of the second wheel is 0.2-0.9 distances from this pole of engagement to the axis of rotation of the first wheel, and the position in which the first wheel is in this engagement corresponds to the positioning of the the crankshaft in the range from -40 ° to + 20 ° from its position at which the piston is at top dead center.

- некруглые зубчатые колеса могут быть выполнены эллиптическими с осью вращения в фокусе.- non-circular gears can be made elliptical with the axis of rotation in focus.

- некруглые зубчатые колеса могут быть выполнены овальными.- non-circular gears can be oval.

Заявляемая полезная модель может найти широкое применение в машиностроении, в частности, в двигателях внутреннего сгорания поршневого типа, поэтому оно соответствует критерию «промышленная применимость».The inventive utility model can be widely used in mechanical engineering, in particular in piston-type internal combustion engines, therefore it meets the criterion of "industrial applicability".

Заявителю неизвестен двигатель внутреннего сгорания, обладающий вышеуказанными отличительными существенными признаками, позволяющими явным образом достичь такого же технического результата, он не следует явным образом из изученного им уровня техники, поэтому заявитель считает, что заявляемая полезная модель соответствует критерию «изобретательский уровень».The applicant does not know the internal combustion engine that has the above distinctive essential features that allow you to explicitly achieve the same technical result, it does not follow explicitly from the prior art studied by him, therefore, the applicant believes that the claimed utility model meets the criterion of "inventive step".

Перечень фигур чертежейList of drawings

Заявляемый двигатель внутреннего сгорания иллюстрируется чертежами на примере двухтактного бензинового двигателя, где представлены на:The inventive internal combustion engine is illustrated by drawings on the example of a two-stroke gasoline engine, which are presented on:

Фиг.1. Общий вид двигателя внутреннего сгорания с частичным разрезом при положении поршня в верхней мертвой точке.Figure 1. General view of the internal combustion engine with a partial cut with the position of the piston at top dead center.

Фиг.2. Общий вид двигателя внутреннего сгорания с частичным разрезом при положении поршня в нижней мертвой точке.Figure 2. General view of the internal combustion engine with a partial cut with the position of the piston at bottom dead center.

Фиг.3. Схема взаимного расположения некруглых зубчатых колес, коленчатого вала и поршня.Figure 3. The mutual arrangement of non-circular gears, crankshaft and piston.

Фиг.4. - Фиг.5. Схемы зацепления некруглых зубчатых колес при передаточных отношениях 1,11 и 5,0.Figure 4. - Figure 5. Gearing schemes for non-circular gears with a gear ratio of 1.11 and 5.0.

Фиг.6. - Фиг.7. Схемы взаимного расположения некруглых зубчатых колес, коленчатого вала и поршня для максимального передаточного отношения 5,0 и отклонения коленчатого вала -40° от его положения, при котором поршень находится в верхней мертвой точке.6. - Fig.7. Mutual arrangement of non-circular gears, crankshaft and piston for a maximum gear ratio of 5.0 and a deviation of the crankshaft of -40 ° from its position at which the piston is at top dead center.

Фиг.8. - Фиг.9. Схемы взаимного расположения некруглых зубчатых колес, коленчатого вала и поршня для максимального передаточного отношения 5,0 и отклонения коленчатого вала +20° от его положения, при котором поршень находится в верхней мертвой точке.Fig. 8. - Fig.9. Mutual arrangement of non-circular gears, crankshaft and piston for a maximum gear ratio of 5.0 and deviation of the crankshaft + 20 ° from its position at which the piston is at top dead center.

Фиг.10 - график зависимости угловой скорости коленчатого вала от угла поворота коленчатого вала.Figure 10 is a graph of the dependence of the angular velocity of the crankshaft on the angle of rotation of the crankshaft.

Фиг.11 - график зависимости момента на коленчатом валу от угла поворота коленчатого вала.11 is a graph of the dependence of the moment on the crankshaft from the angle of rotation of the crankshaft.

Предпочтительный вариант осуществления полезной моделиPreferred Embodiment of Utility Model

Двигатель внутреннего сгорания, представленный на чертеже (см. Фиг.1 и Фиг.2) содержит цилиндр 1 с размещенным внутри него поршнем 2, связанным с шатуном 3, и коленчатый вал 4, установленный в кривошипной камере 5 с возможностью вращения в опорах 6, свечу 7 зажигания с электродами, находящимися в камере сгорания 8.The internal combustion engine shown in the drawing (see FIG. 1 and FIG. 2) comprises a cylinder 1 with a piston 2 placed inside it and connected to a connecting rod 3, and a crankshaft 4 mounted in a crank chamber 5 for rotation in bearings 6, a spark plug 7 with electrodes located in the combustion chamber 8.

На коленчатом валу 4 жестко закреплено первое эллиптическое зубчатое колесо 9 с возможностью взаимодействия со вторым эллиптическим зубчатым колесом 10, жестко закрепленным на дополнительном валу 11. Вал 11 установлен в опорах вращения (на чертеже не изображены) с возможностью совместного вращения с зубчатым колесом 10.The first elliptical gear wheel 9 is rigidly fixed on the crankshaft 4 with the possibility of interaction with the second elliptical gear wheel 10, rigidly mounted on the additional shaft 11. The shaft 11 is mounted in rotation bearings (not shown in the drawing) with the possibility of joint rotation with the gear wheel 10.

Некруглые зубчатые колеса 9 и 10 могут быть выполнены овальными, в форме двулистника или трилистника, а также в виде зубчатых колес, имеющих начальные цилиндры, очерченные дугами логарифмических спиралей, у которых период изменения передаточного отношения за один оборот может быть равен одному, двум, трем, четырем и более (см. «Механизмы. Справочное пособие» под ред. Кожевникова С.Н. и др., М., изд. «Машиностроение», 1976 г., стр.156, рис.3.27, стр.159, рис.3.28, 3.30, 3.31, 3.32), и другими видами некруглых зубчатых колес.Non-circular gears 9 and 10 can be made oval, in the form of a double leaf or trefoil, and also in the form of gears having initial cylinders, outlined by arcs of logarithmic spirals, in which the period of change of the gear ratio in one revolution can be equal to one, two, three , four or more (see. "Mechanisms. Reference manual" under the editorship of S. Kozhevnikov and others, M., publishing house "Engineering", 1976, p. 156, fig. 3.27, p. 159, fig. 3.28, 3.30, 3.31, 3.32), and other types of non-circular gears.

Расстояние от полюса 12 зацепления второго колеса 10 с первым колесом 9, расположенного на линии 13 наибольшего размера второго колеса 10, до оси вращения 14 колеса 10 (см. Фиг.3) составляет 0,5 расстояния от полюса 12 зацепления до оси вращения 15 колеса 9, а положение, в котором при этом зацеплении находится первое колесо 9, соответствует положению коленчатого вала 4, при котором поршень 2 находится в верхней мертвой точке. Передаточное отношение от колеса 10 к колесу 9 при этом равно 2,0. Полюс 16 зацепления расположен на противоположном полюсу 12 конце линии 13 наибольшего размера второго колеса 10.The distance from the pole 12 of the engagement of the second wheel 10 with the first wheel 9, located on the line 13 of the largest size of the second wheel 10, to the axis of rotation 14 of the wheel 10 (see Figure 3) is 0.5 distance from the pole 12 of the engagement to the axis of rotation 15 of the wheel 9, and the position in which the first wheel 9 is in this engagement corresponds to the position of the crankshaft 4, in which the piston 2 is at top dead center. The gear ratio from wheel 10 to wheel 9 is 2.0. An engagement pole 16 is located at the opposite end of the pole 12 of the largest line 13 of the second wheel 10.

Соотношение расстояний от полюса 12 до оси вращения 14 колеса 10 к расстояниям от полюса 12 до оси вращения 15 колеса 9, может составлять от 0,2 до 0,9, передаточные отношения колес при этом варьируются от 5,0 до 1,11, что обеспечивает нужное передаточное отношение от второго колеса 10 к первому колесу 9, позволяющее достичь необходимого технического результата.The ratio of the distances from the pole 12 to the axis of rotation 14 of the wheel 10 to the distances from the pole 12 to the axis of rotation 15 of the wheel 9 can be from 0.2 to 0.9, the gear ratios of the wheels vary from 5.0 to 1.11, which provides the desired gear ratio from the second wheel 10 to the first wheel 9, allowing to achieve the desired technical result.

Причем, при величине передаточного отношения 5,0 полюсы зацепления 17 и 18, при которых передаточное отношение от колеса 10 к колесу 9 равно 1,0 расположены на колесе 9 на угловом отклонении ±48° от полюса 12, а при величине передаточного отношения 1,11 полюсы зацепления 17 и 18, при которых передаточное отношение от колеса 10 к колесу 9 равно 1,0, расположены на колесе 9 на угловом отклонении ±87° от полюса 12 (см. Фиг.4 и 5).Moreover, with a gear ratio of 5.0, the engagement poles 17 and 18, in which the gear ratio from the wheel 10 to the wheel 9 is 1.0, are located on the wheel 9 at an angular deviation of ± 48 ° from the pole 12, and when the gear ratio is 1, 11, the engagement poles 17 and 18, in which the gear ratio from the wheel 10 to the wheel 9 is 1.0, are located on the wheel 9 at an angular deviation of ± 87 ° from the pole 12 (see Figs. 4 and 5).

При зацеплении колеса 9 с колесом 10 в пределах дуги 17-12-18 передаточное отношение от колеса 10 к колесу 9 выше, чем 1,0.When the gearing of the wheel 9 with the wheel 10 within the arc 17-12-18, the gear ratio from the wheel 10 to the wheel 9 is higher than 1.0.

Сжатие рабочей смеси в двигателях внутреннего сгорания происходит нелинейно в зависимости от угла поворота коленчатого вала. Наиболее важным и энергоемким участком при сжатии рабочей смеси является диапазон положений коленчатого вала от 335° до 352°, на протяжении которого происходит наибольшее возрастание сжатия рабочей смеси, которая всего на 17° поворота коленчатого вала увеличивается примерно с 50% до 99% от требуемой степени сжатия.Compression of the working mixture in internal combustion engines occurs nonlinearly depending on the angle of rotation of the crankshaft. The most important and energy-intensive part during compression of the working mixture is the range of crankshaft positions from 335 ° to 352 °, during which the greatest increase in compression of the working mixture occurs, which increases by only 17 ° from about 50% to 99% of the required degree compression.

Исходя из этого можно утверждать, что при всех исполнениях двигателя, при которых в момент зацепления колес 10 и 9 в полюсе 12, позиция коленчатого вала 4 находится в диапазоне от -40° до +20° от его положения, при котором поршень 2 находится в верхней мертвой точке, в конце такта сжатия, начиная от положения коленвала 335° до положения коленвала 352°, колесо 9 находится в зацеплении с колесом 10 в пределах дуги 17-12-18, где текущее передаточное отношение от колеса 10 к колесу 9 находится в диапазоне от >1,0 до 5,0 (см. Фиг.6 - Фиг.9), вращение коленчатого вала замедлено и, соответственно, увеличен крутящий момент, обеспечивающий необходимую степень сжатия рабочей смеси в двигателе внутреннего сгорания в конце такта сжатия, то есть достигается необходимый технический результат.Based on this, it can be argued that for all engine designs in which at the moment of gearing of wheels 10 and 9 in pole 12, the position of the crankshaft 4 is in the range from -40 ° to + 20 ° from its position at which the piston 2 is in top dead center, at the end of the compression stroke, starting from the position of the crankshaft 335 ° to the position of the crankshaft 352 °, the wheel 9 is engaged with the wheel 10 within the arc 17-12-18, where the current gear ratio from the wheel 10 to the wheel 9 is in range from> 1.0 to 5.0 (see Fig.6 - Fig.9), the rotation of the crankshaft slowed down but respectively increased torque, which provides the necessary degree of mixture-compressing internal combustion engine at the end of the compression stroke, i.e. the desired technical result is attained.

Дополнительный вал 11 в данном примере исполнения является валом отбора мощности, на нем установлен маховик 19. Для впуска рабочей смеси имеется впускное 20 окно с клапаном 21 и продувочное 22 окно, а для выхода отработавших газов - выпускное окно 23.The additional shaft 11 in this embodiment is a power take-off shaft, a flywheel 19 is mounted on it. For the inlet of the working mixture there is an inlet 20 with a valve 21 and a purge 22 window, and for the exhaust gas outlet - an exhaust window 23.

На чертеже (см. Фиг.10) показана зависимость 24 угловой скорости коленчатого вала от угла поворота коленчатого вала для двигателя, принятого в качестве ближайшего аналога, и зависимость 25 угловой скорости коленчатого вала от угла поворота для заявляемого двигателя. Из чертежа видно, что при зацеплении в полюсах 17 и 18 угловые скорости коленчатых валов обоих двигателей равны, а при зацеплении в пределах дуги 17-12-18 угловая скорость коленчатого вала заявляемого двигателя меньше.The drawing (see Figure 10) shows the dependence of 24 angular velocity of the crankshaft on the angle of rotation of the crankshaft for the engine, taken as the closest analogue, and the dependence of 25 angular velocity of the crankshaft on the angle of rotation for the inventive engine. The drawing shows that when engaged in poles 17 and 18, the angular speeds of the crankshafts of both engines are equal, and when engaged within the arc 17-12-18, the angular velocity of the crankshaft of the inventive engine is less.

На чертеже (см. Фиг.11) показана зависимость 26 момента на коленчатом валу от угла поворота коленчатого вала для двигателя, принятого в качестве ближайшего аналога, и зависимость 27 момента на коленчатом валу от угла поворота для заявляемого двигателя. Из чертежа видно, что при зацеплении в полюсах 17 и 18 моменты на коленчатых валах обоих двигателей равны, а при зацеплении в пределах дуги 17-12-18 момент на коленчатом валу заявляемого двигателя больше.The drawing (see Fig. 11) shows the dependence of the 26 torque on the crankshaft on the angle of rotation of the crankshaft for the engine, taken as the closest analogue, and the dependence of the 27th moment on the crankshaft on the angle of rotation for the inventive engine. It can be seen from the drawing that when engaged in poles 17 and 18, the moments on the crankshafts of both engines are equal, and when engaged within the arc 17-12-18, the moment on the crankshaft of the inventive engine is greater.

Направление вращения на Фиг.1, 2, 7 и 9 показано стрелками.The direction of rotation in Figs. 1, 2, 7 and 9 is shown by arrows.

Двигатель содержит другие детали и элементы, известные специалистам, включая, но не ограничиваясь, следующими: насос(ы), охладитель, электропроводка, электрическая система зажигания и другие детали для механического действия двигателя (не изображены). В настоящей заявке изложены только те конструктивные признаки, которые необходимы для понимания сущности полезной модели.The engine contains other parts and components known to those skilled in the art, including but not limited to: pump (s), cooler, electrical wiring, electrical ignition system, and other details for the mechanical action of the engine (not shown). This application outlines only those design features that are necessary for understanding the essence of the utility model.

Заявляемый двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.The inventive internal combustion engine operates as follows.

Цикл работы двигателя начинается с такта сжатия, с момента, когда коленчатый вал 4 находится в положении 180°, при котором поршень 2 находится в нижней мертвой точке (см. Фиг.2), второе колесо 10 находится в зацеплении с первым колесом 9 в полюсе зацепления 16, противоположном полюсу 12, а передаточное отношение от второго колеса 10 к первому колесу 9 равно 0,5. Маховик 19 имеет угловую скорость ω.The engine operation cycle begins with a compression stroke, from the moment when the crankshaft 4 is at 180 °, at which the piston 2 is at bottom dead center (see Figure 2), the second wheel 10 is engaged with the first wheel 9 in the pole gear 16, opposite the pole 12, and the gear ratio from the second wheel 10 to the first wheel 9 is 0.5. Flywheel 19 has an angular velocity ω.

При работе двигателя внутреннего сгорания момент инерции нагрузки, в которую входят: маховик, механизмы трансмиссии и т.п., выше момента инерции коленчатого вала, шатуна и поршня, поэтому относительные колебания угловой скорости маховика являются незначительными, дополнительный вал 11 в пределах одного оборота вращается практически с неизменной угловой скоростью.When the internal combustion engine is running, the moment of inertia of the load, which includes: the flywheel, transmission mechanisms, etc., is higher than the moment of inertia of the crankshaft, connecting rod and piston, so the relative fluctuations in the angular speed of the flywheel are insignificant, the additional shaft 11 rotates within one revolution almost constant angular velocity.

Поршень 2 за счет силы инерции маховика 19 двигается от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке, перекрывая сначала продувочное 22, а затем выпускное 23 окна. После закрытия поршнем 2 выпускного окна 23 в цилиндре 1 начинается сжатие ранее поступившей в него рабочей смеси.The piston 2 due to the inertia of the flywheel 19 moves from the bottom dead center to the top dead center, blocking first the purge 22 and then the outlet 23 of the window. After the piston 2 closes the exhaust port 23 in the cylinder 1, compression of the previously received working mixture begins.

Одновременно в кривошипной камере 5, вследствие ее герметичности, под поршнем 2 создается разрежение, под действием которого в камеру 5 через впускное 20 окно с открывающимся клапаном 21 поступает рабочая смесь для обеспечения рабочего цикла.At the same time, in the crank chamber 5, due to its tightness, a vacuum is created under the piston 2, under the influence of which the working mixture enters the chamber 5 through the inlet 20 with the opening valve 21 to ensure the duty cycle.

Сжатие рабочей смеси в камере сгорания 8 и создание разрежения в кривошипной камере 5 происходит за счет энергии маховика 19, крутящий момент с которого через дополнительный вал 11 передается на второе колесо 10, с него на первое колесо 9 и через коленчатый вал 4 и шатун 3 на поршень 2. При этом благодаря передаточному отношению от колеса 10 к колесу 9, близкому к 2,0, в конце такта сжатия происходит уменьшение угловой скорости колеса 9 и, соответственно увеличение крутящего момента для сжатия рабочей смеси (см. Фиг.10, 11).Compression of the working mixture in the combustion chamber 8 and the creation of rarefaction in the crank chamber 5 occurs due to the energy of the flywheel 19, the torque from which is transmitted through the additional shaft 11 to the second wheel 10, from it to the first wheel 9 and through the crankshaft 4 and the connecting rod 3 to the piston 2. Moreover, due to the gear ratio from the wheel 10 to the wheel 9, close to 2.0, at the end of the compression stroke there is a decrease in the angular velocity of the wheel 9 and, accordingly, an increase in torque for compression of the working mixture (see Fig. 10, 11) .

При достижении верхней мертвой точки поршнем 2 первое колесо 9 приходит в зацепление со вторым рабочим колесом 10 в полюсе 12 зацепления (см. Фиг.1). Свеча 7 зажигания воспламеняет рабочую смесь.When reaching the top dead center by the piston 2, the first wheel 9 is engaged with the second impeller 10 in the gearing pole 12 (see FIG. 1). Spark plug 7 ignites the mixture.

Высвобождающаяся при сгорании топлива энергия воздействует на поршень 2, заставляя его перемещаться к нижней мертвой точке, при этом совершается полезная работа. Одновременно, опускаясь вниз, поршень 2 создает высокое давление в кривошипной камере 5. Под действием давления клапан 21 закрывается, не давая таким образом горючей смеси попасть во впускное 20 окно. При достижении поршнем 2 выпускного 23 окна, оно открывается и начинается выпуск отработавших газов в атмосферу, давление в цилиндре 1 понижается. При дальнейшем перемещении поршень 2 открывает продувочное 22 окно, и сжатая в кривошипной камере 5 рабочая смесь поступает в цилиндр 1, осуществляя его продувку от остатков отработавших газов.The energy released during the combustion of fuel acts on the piston 2, forcing it to move to the bottom dead center, while doing useful work. At the same time, falling down, the piston 2 creates a high pressure in the crank chamber 5. Under pressure, the valve 21 closes, thus preventing the combustible mixture from entering the inlet 20 of the window. When the piston 2 reaches the exhaust 23 of the window, it opens and the exhaust begins to exhaust into the atmosphere, the pressure in the cylinder 1 decreases. With further movement, the piston 2 opens the purge window 22, and the working mixture compressed in the crank chamber 5 enters the cylinder 1, purging it from the residual exhaust gas.

Цикл заканчивается и затем начинается новый цикл.The cycle ends and then a new cycle begins.

Заявляемая конструкция может быть использована также в четырехтактных двигателях и других видах поршневых двигателей внутреннего сгорания.The inventive design can also be used in four-stroke engines and other types of reciprocating internal combustion engines.

Заявляемый двигатель внутреннего сгорания по сравнению с прототипом имеет повышенный крутящий момент на коленчатом валу в конце такта сжатия, в диапазоне положений колончатого вала от 335° до 352°, обеспечивающий уменьшение инерционной массы маховика, снижение минимальной пороговой величины оборотов холостого хода двигателя внутреннего сгорания и/или, при необходимости, увеличение степени сжатия рабочей смеси.The inventive internal combustion engine in comparison with the prototype has an increased torque on the crankshaft at the end of the compression stroke, in the range of the position of the crankshaft from 335 ° to 352 °, which reduces the inertial mass of the flywheel, reduces the minimum threshold idle speed of the internal combustion engine and / or, if necessary, increasing the compression ratio of the working mixture.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Настоящая полезная модель реализуется с помощью универсального оборудования, широко распространенного в промышленности.This utility model is implemented using universal equipment widely used in industry.

Claims

1. An internal combustion engine comprising a cylinder with a piston disposed inside it and connected to a connecting rod, and a crankshaft, characterized in that two non-circular gear wheels are inserted into it, the first of which is rigidly fixed to the crankshaft, the second is capable of interacting with the first rigidly fixed on an additional shaft, and the distance from the pole of engagement of the second wheel with the first, located on the line of the largest size of the second wheel, or closest to it, to the axis of rotation of the second wheel is 0.2-0.9 distance from this gearing pole to the axis of rotation of the first wheel, and the position in which the first wheel is in this gearing corresponds to the positioning of the crankshaft in the range from -40 ° to + 20 ° from its position at which the piston is at top dead center.

2. The internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the non-circular gears are made elliptical with the axis of rotation in focus.

3. The internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the non-circular gears are oval.