RU166682U1 - Двигатель внутреннего сгорания - Google Patents

Двигатель внутреннего сгорания Download PDF

Info

Publication number
RU166682U1
RU166682U1 RU2016106204/06U RU2016106204U RU166682U1 RU 166682 U1 RU166682 U1 RU 166682U1 RU 2016106204/06 U RU2016106204/06 U RU 2016106204/06U RU 2016106204 U RU2016106204 U RU 2016106204U RU 166682 U1 RU166682 U1 RU 166682U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pistons
internal combustion
trajectories
piston
combustion engine
Prior art date
Application number
RU2016106204/06U
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Анатольевич Маханько
Анатолий Васильевич Маханько
Галина Павловна Соколова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ)
Priority to RU2016106204/06U priority Critical patent/RU166682U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU166682U1 publication Critical patent/RU166682U1/ru

Links

Images

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
    • F02B75/28Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
    • 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
    • F02B75/32Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

1. Двигатель внутреннего сгорания, состоящий из секций, каждая из которых содержит цилиндр с впускным и выпускным окнами и размещенные в нем образующие единую камеру сгорания поршни, отличающийся тем, что каждая секция содержит траверсный механизм, связывающий поршни, траверсы, шатуны и кривошипы, имеющие разные углы начальной установки и соединенные каждый со своим валом, один из которых вращается вдвое быстрее другого, задающий движение поршней по траекториям, обеспечивающим четырехтактный рабочий цикл.2. Двигатель внутреннего сгорания по п. 1, отличающийся тем, что траектории движения поршней описываются суммой синусоидальных функций, имеющих кратные частоты ω и 2ω:где Х, X- смещение траекторий относительно нейтрального положения (для правого поршня - положительное, а для левого поршня -отрицательное), А, А- амплитуды первой и второй гармоник, определяемые геометрическими параметрами механизма, φ, φ, φ, φ- начальные фазы гармоник левого и правого поршней, определяемые начальными углами установки кривошипов.

Description

Полезная модель относится к двигателям внутреннего сгорания.
Существующие четырехтактные поршневые двигатели с одним поршнем в каждом цилиндре, использующие кривошипный механизм (патент №2018009, F02B 75/32, опубл. 15.08.1994, Поршневой двигатель внутреннего сгорания), сложные механизмы перемещения поршня (патент №2027043, F02B 75/32, опубл. 20.01.1995, Двигатель внутреннего сгорания) или поршни сложной формы (авторское свидетельство №1763689, F02B 33/14, опубл. 23.09.1992, Двигатель внутреннего сгорания транспортного средства) имеют клапанный газораспределительный механизм, быстродействие которого ограничено, что в свою очередь ограничивает и скорость вращения двигателя, не позволяя наращивать его мощность за счет увеличения оборотов.
Использование двухтактных циклов в дизельных и карбюраторных двигателях также не позволяет наращивать мощность и обороты, так как полная продувка цилиндра и полное замещение отработанных газов без перерасхода топливовоздушной смеси невозможно.
Наиболее близким к полезной модели является двухтактный двигатель внутреннего сгорания, имеющий цилиндр с расположенными в нем двумя поршнями (патент №2009347, F02B 75/32, опубл. 15.03.1994, Двигатель внутреннего сгорания). Этот двигатель состоит из секций, каждая из которых содержит цилиндр с двумя поршнями, приводимыми в движение зубчатыми механизмами. Работа данного двигателя построена таким образом, что впуск и выпуск рабочей среды в цилиндр происходит через прорезанные в стенках цилиндра окна.
По мере выполнения рабочего цикла назначения окон должны меняться, а, следовательно, необходим дополнительный газораспределительный механизм, выполняющий эту функцию. Наличие такого механизма, также как и в случае однопоршневых двигателей, приводит к ограничению скорости работы двигателя, а значит и вырабатываемой им мощности. Использование в данном двигателе двухтактного цикла работы также снижает его эффективность по сравнению с четырехтактным циклом, несмотря на то, что применение эпициклоидного механизма и сложного движения поршней позволяет немного улучшить условия продувки цилиндра по сравнению с однопоршневым двухтактным двигателем.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в увеличении мощности за счет увеличения оборотов карбюраторного или дизельного двигателя, которое достигается благодаря отказу от газораспределительных механизмов.
Основной отличительной особенностью предложенного двигателя является использование механизма, обеспечивающего движение поршней по траекториям, позволяющим выполнять впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск через окна, прорезанные в стенках цилиндра, не изменяя при этом их назначения, т.е. выполнять четырехтактный рабочий цикл.
Технический результат достигается тем, что в двигателе внутреннего сгорания, состоящего из секций, каждая из которых содержит цилиндр с впускным и выпускным окнами и размещенными в нем, образующие единую камеру сгорания, поршни, новым является то, что каждая секция содержит траверсный механизм, связывающий поршни, траверсы, шатуны и кривошипы, имеющие разные углы начальной установки и соединенные каждый со своим валом, один из которых вращается вдвое быстрее другого, задающим движение поршней по траекториям, обеспечивающим четырехтактный рабочий цикл, при этом не требуя газораспределительного механизма и изменения назначения впускных и выпускных окон.
Траектории движения поршней описываются суммой синусоидальных функций, имеющих кратные частоты ω и 2ω:
Figure 00000003
где, X01, X02 - смещение траекторий относительно нейтрального положения (для правого поршня - положительное, а для левого поршня - отрицательное), А1, А2 - амплитуды первой и второй гармоник, определяемые геометрическими параметрами механизма, φ11, φ21, φ12, φ22 - начальные фазы гармоник левого и правого поршней, определяемые начальными углами установки кривошипов.
Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, где изображена кинематическая схема траверсного механизма перемещения поршней и фиг. 2, где изображен цилиндр двигателя и траектории движения поршней с указанием фаз работы двигателя.
Двигатель состоит из секций, каждая из которых содержит цилиндр 1 (фиг. 1), в котором прорезаны окна для впуска топливовоздушной смеси 2 и выпуска отработанных газов 3, со свечой (для карбюраторных двигателей) или форсункой (для дизельных двигателей) 6, в котором движутся поршни 4 и 5, образующие единую камеру сгорания.
Поршни приводятся в движение посредством траверс 9 и 10, связанных шатунами 11 и 12 с кривошипным валом 7, а шатунами 13 и 14 с кривошипным валом 8. Валы 7 и 8 вращаются с угловыми скоростями ω (вал 7) и 2ω (вал 8). За счет разных углов начальной установки кривошипов (φ11, φ21, φ12, φ22 по формуле 1) при вращении валов поршни будут двигаться по траекториям а и б, указанным на фиг. 2, обеспечивая необходимые фазы газораспределения.
Цикл работы двигателя состоит из пяти основных этапов (фиг. 2). Двигаясь по цилиндру 1, поршни 4 и 5 на этапе впуска расходятся, увеличивая объем межцилиндрового пространства, при этом открывая через впускное окно 2 доступ для топливовоздушной смеси. Этап сжатия начинается с момента перекрытия поршнем 4 впускного окна 2, после чего межцилиндровое пространство оказывается изолированным, а сближение поршней приводит к повышению давления. Цикл рабочего хода начинается с воспламенения топливовоздушной смеси свечой 6 (в случае карбюраторного двигателя), или впрыска топлива через форсунку 6 (в случае дизельного двигателя). В процессе расхождения поршней повышенное давление в цилиндре позволяет совершить полезную работу, и рабочий ход продолжается до тех пор, пока поршень 5 не откроет доступ из межцилиндрового пространства в выпускное окно 3. Выпуск отработанных газов происходит за счет сближения поршней при открытом доступе к выпускному окну 3. Для повторения рабочего цикла необходимо выполнить переход поршней от выпускного окна к впускному.
Траектории движения а и б поршней 4 и 5 описываются суммой синусоидальных функций, имеющих кратные частоты ω и 2ω:
Figure 00000003
где, X01, Х02 - смещение траекторий относительно нейтрального положения (для правого поршня - положительное, а для левого поршня - отрицательное), А1, А2 - амплитуды первой и второй гармоник, определяемые геометрическими параметрами механизма, φ11, φ21, φ12, φ22 - начальные фазы гармоник левого и правого поршней, определяемые начальными углами установки кривошипов.
Применение данных двигателей позволит существенно увеличить цилиндровую мощность за счет повышения оборотов, что достигается отказом от газораспределительного механизма и отсутствием необходимости изменения назначения впускных и выпускных окон.

Claims (2)

1. Двигатель внутреннего сгорания, состоящий из секций, каждая из которых содержит цилиндр с впускным и выпускным окнами и размещенные в нем образующие единую камеру сгорания поршни, отличающийся тем, что каждая секция содержит траверсный механизм, связывающий поршни, траверсы, шатуны и кривошипы, имеющие разные углы начальной установки и соединенные каждый со своим валом, один из которых вращается вдвое быстрее другого, задающий движение поршней по траекториям, обеспечивающим четырехтактный рабочий цикл.
2. Двигатель внутреннего сгорания по п. 1, отличающийся тем, что траектории движения поршней описываются суммой синусоидальных функций, имеющих кратные частоты ω и 2ω:
Figure 00000001
где Х01, X02 - смещение траекторий относительно нейтрального положения (для правого поршня - положительное, а для левого поршня -отрицательное), А1, А2 - амплитуды первой и второй гармоник, определяемые геометрическими параметрами механизма, φ11, φ21, φ12, φ22 - начальные фазы гармоник левого и правого поршней, определяемые начальными углами установки кривошипов.
Figure 00000002
RU2016106204/06U 2016-02-24 2016-02-24 Двигатель внутреннего сгорания RU166682U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016106204/06U RU166682U1 (ru) 2016-02-24 2016-02-24 Двигатель внутреннего сгорания

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016106204/06U RU166682U1 (ru) 2016-02-24 2016-02-24 Двигатель внутреннего сгорания

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU166682U1 true RU166682U1 (ru) 2016-12-10

Family

ID=57792997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016106204/06U RU166682U1 (ru) 2016-02-24 2016-02-24 Двигатель внутреннего сгорания

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU166682U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2729562C1 (ru) * 2019-08-15 2020-08-07 Геннадий Витальевич Кореневский Двухтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания и способ его работы

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2729562C1 (ru) * 2019-08-15 2020-08-07 Геннадий Витальевич Кореневский Двухтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания и способ его работы
RU2729562C9 (ru) * 2019-08-15 2020-09-01 Геннадий Витальевич Кореневский Двухтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания и способ его работы

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1819912B1 (en) Reciprocating machine
US5031581A (en) Crankless reciprocating machine
EA201000755A1 (ru) Моноблочный бесклапанный оппозитный поршневой двигатель внутреннего сгорания
US8967097B2 (en) Variable stroke mechanism for internal combustion engine
RU2632356C2 (ru) Двигатель внутреннего сгорания
KR101650818B1 (ko) 내연 엔진을 위한 가변 행정 메커니즘
WO2016004860A1 (zh) 用于动力装置的二冲程齿轮轴发动机
CN101205812A (zh) 四活塞缸体旋转发动机
RU166682U1 (ru) Двигатель внутреннего сгорания
RU164882U1 (ru) Двигатель внутреннего сгорания
RU169909U1 (ru) Двигатель внутреннего сгорания
CN102996236B (zh) 轮环样气缸环转活塞发动机
RU2632355C2 (ru) Двигатель внутреннего сгорания
RU2632357C9 (ru) Двигатель внутреннего сгорания
US20140190446A1 (en) Fixed vane rotary abutment engine
RU2544642C1 (ru) Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания
US11293358B1 (en) 2-cycle engine
US12123342B2 (en) Method for a combustion machine with two times three strokes
US20240301817A1 (en) Method for a combustion machine with two times three strokes
WO2013054361A2 (en) Dual internal combustion engine
RU119035U1 (ru) Двигатель внутреннего сгорания
RU2291309C2 (ru) Двухтактный двигатель внутреннего сгорания без кривошипно-камерной продувки
RU2614898C2 (ru) Способ преобразования движения поршней и двигатель внутреннего сгорания
RU2076931C1 (ru) Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с наддувом и вакуумным впуском
RU2235211C2 (ru) Роторный многофункциональный механизм газораспределения "ровлан"

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200225