RU193001U1 - PISTON ENGINE - Google Patents

PISTON ENGINE Download PDF

Info

Publication number
RU193001U1
RU193001U1 RU2019116684U RU2019116684U RU193001U1 RU 193001 U1 RU193001 U1 RU 193001U1 RU 2019116684 U RU2019116684 U RU 2019116684U RU 2019116684 U RU2019116684 U RU 2019116684U RU 193001 U1 RU193001 U1 RU 193001U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
receiver
cylinder
combustion chamber
piston
heat exchanger
Prior art date
Application number
RU2019116684U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Степанович Калекин
Максим Геннадьевич Гранкин
Дмитрий Вячеславович Калекин
Дмитрий Сергеевич Звездин
Алексей Андреевич Рязанов
Иван Анатольевич Брызгалов
Алексей Викторович Софьин
Михаил Алексеевич Колмогоров
Максим Геннадьевич Хабаров
Павел Андреевич Королев
Таминдар Тагирович Галиуллин
Павел Анатольевич Пыстогов
Роман Васильевич Якимушкин
Original Assignee
Вячеслав Степанович Калекин
Максим Геннадьевич Гранкин
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 Вячеслав Степанович Калекин, Максим Геннадьевич Гранкин filed Critical Вячеслав Степанович Калекин
Priority to RU2019116684U priority Critical patent/RU193001U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU193001U1 publication Critical patent/RU193001U1/en

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
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/02Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps
    • F02B33/06Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps
    • F02B33/10Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps with the pumping cylinder situated between working cylinder and crankcase, or with the pumping cylinder surrounding working cylinder
    • F02B33/16Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps with the pumping cylinder situated between working cylinder and crankcase, or with the pumping cylinder surrounding working cylinder working and pumping pistons having differing movements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G3/00Combustion-product positive-displacement engine plants
    • F02G3/02Combustion-product positive-displacement engine plants with reciprocating-piston engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02Profiting from waste heat of exhaust gases
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

Предложение относится к области машиностроения и может быть использовано, преимущественно, в качестве технического решения, направленного для форсирования мощностных показателей поршневого двигателя транспортного средства.Сущность предложенияПредложенное техническое решение позволяет форсировать мощностные показатели работы двигателя на режимах, обусловленных значительным увеличением внешней нагрузки на транспортное средство, в условиях бездорожья, сложного рельефа местности, преодоления крутых подъемов.Решение поставленной задачи достигается тем, что камера сгорания посредством регулирующего вентиля, управляемого сигналом датчика давления, размещенного на ресивере-теплообменнике, сообщена трубопроводом через газовый редуктор с баллоном сжатого воздуха высокого давления.The proposal relates to the field of mechanical engineering and can be used mainly as a technical solution aimed at forcing the power indicators of the piston engine of the vehicle. Summary of the proposal The proposed technical solution allows to force the power indicators of the engine in the modes caused by a significant increase in the external load on the vehicle, off-road conditions, difficult terrain, overcoming steep climbs. Tasks achieved in that the combustion chamber via a control valve controlled by a pressure sensor signal, placed on the receiver-exchanger, through the gas conduit communicates with the balloon reducer high pressure compressed air.

Description

Предложение относится к области машиностроения и может быть использовано, преимущественно, в качестве поршневого двигателя транспортного средства.The proposal relates to the field of mechanical engineering and can be used mainly as a piston engine of a vehicle.

Из уровня техники известен поршневой двигатель (Патент RU 183893 F02G 3/02, F02G 5/02, F02B 33/16 Опубл. 08.10.2018), состоящий из блока цилиндров, включающий нагнетательный и расширительный цилиндры, кривошипно-поршневые группы, работающие на общий коленчатый вал, ресивер-теплообменник связанный с расширительным цилиндром с нормально открытым впускным самодействующим клапаном и выхлопными окнами, сообщенными через обратный клапан с камерой сгорания.A piston engine is known from the prior art (Patent RU 183893 F02G 3/02, F02G 5/02, F02B 33/16 Publ. 08.10.2018), consisting of a cylinder block, including a discharge and expansion cylinder, crank-piston groups operating on a common a crankshaft, a receiver-heat exchanger connected to an expansion cylinder with a normally open self-acting intake valve and exhaust windows communicated through a check valve to the combustion chamber.

Основным недостатком такого двигателя является невозможность форсирования его мощностных показателей при работе на режимах, обусловленных значительным увеличением внешней нагрузки на транспортное средство, в условиях бездорожья, сложного рельефа местности, преодоления крутых подъемов.The main disadvantage of such an engine is the impossibility of forcing its power indicators when operating under the conditions caused by a significant increase in the external load on the vehicle, in off-road conditions, difficult terrain, overcoming steep climbs.

Устройство поршневого двигателя (Патент RU 183893 F02G 3/02, F02G 5/02, F02B 33/16 Опубл. 08.10.2018) является наиболее близким к предлагаемой в заявке по технической сущности и принято за прототип.The piston engine device (Patent RU 183893 F02G 3/02, F02G 5/02, F02B 33/16 Publ. 08.10.2018) is the closest to the proposed in the application on the technical nature and taken as a prototype.

Техническим результатом заявленной полезной модели является форсирование мощностных показателей работы двигателя на режимах, обусловленных значительным увеличением внешней нагрузки на транспортное средство, в условиях бездорожья, сложного рельефа местности, преодоления крутых подъемов.The technical result of the claimed utility model is to force the power indicators of the engine in the modes, due to a significant increase in the external load on the vehicle, in off-road conditions, difficult terrain, overcoming steep climbs.

Технический результат достигается тем, что камера сгорания через газовый редуктор и регулирующий вентиль, управляемый сигналом датчика давления, размещенного на ресивере-теплообменнике, сообщена трубопроводом с баллоном сжатого воздуха высокого давления.The technical result is achieved in that the combustion chamber through a gas reducer and a control valve, controlled by a signal from a pressure sensor located on the receiver-heat exchanger, is connected by a pipeline with a cylinder of high pressure compressed air.

Предложение поясняется чертежом, где изображена принципиальная схема поршневого двигателя.The proposal is illustrated in the drawing, which shows a schematic diagram of a piston engine.

Предлагаемый поршневой двигатель содержит: блок цилиндров 1, общий коленчатый вал 2, к которому кривошипно-поршневыми группами присоединены нагнетательный цилиндр 3 и расширительный цилиндр 4 с поршнем 5. Расширительный цилиндр 4 снабжен нормально открытым самодействующим впускным клапаном 6 и выхлопными окнами 7, объединенными коллектором 8, и соединенным трубопроводом 9 со змеевиком 10 ресивера-теплообменника 11 и трубопроводом 12 выхода отработавших газов. Камера сгорания 13 с системами питания топливом и зажигания через регулирующий вентиль 14, управляемый сигналом датчика давления 15, установленном на ресивере-теплообменнике 11, соединена трубопроводом 16 через газовый редуктор 17 с баллоном сжатого воздуха высокого давления 18. Ресивер-теплообменник 11 соединен трубопроводом 19 через обратный клапан 20 с камерой сгорания 13.The proposed piston engine comprises: a cylinder block 1, a common crankshaft 2, to which a delivery cylinder 3 and an expansion cylinder 4 with a piston 5 are connected by crank-piston groups. The expansion cylinder 4 is equipped with a normally open self-acting intake valve 6 and exhaust windows 7 connected by a manifold 8 , and a connected pipe 9 with a coil 10 of the receiver-heat exchanger 11 and the exhaust gas outlet pipe 12. The combustion chamber 13 with fuel supply and ignition systems through a control valve 14, controlled by a pressure sensor signal 15 mounted on the receiver-heat exchanger 11, is connected by a pipe 16 through a gas reducer 17 to a high-pressure compressed air cylinder 18. The receiver-heat exchanger 11 is connected by a pipe 19 check valve 20 with a combustion chamber 13.

Предлагаемый поршневой двигатель работает следующим образом. Сжатый воздух из нагнетательного цилиндра 3, дополнительно подогретый отработавшими газами, поступающими по трубопроводу 9 в змеевик 10 ресивера-теплообменника 11 из коллектора 8 расширительного цилиндра 4, подается по трубопроводу 19 через обратный клапан 20 в камеру сгорания 13, куда также впрыскивается топливо. При воспламенении топливно-воздушной смеси системой зажигания горячее рабочее тело из камеры сгорания 13 поступает в расширительный цилиндр 4 через нормально открытый самодействующий впускной клапан 6. В процессе наполнения расширительного цилиндра 4 рабочим телом поршень 5 перемещается с увеличением скорости от верхней мертвой точки (ВМТ) в направлении нижней мертвой точки (НМТ), совершая механическую работу, создавая при этом крутящий момент Мкр своей кривошипно-поршневой группой на коленчатом валу 2 поршневого двигателя. При этом растет перепад давлений на подпружиненный запорный элемент нормально открытого впускного клапана 6 и впускной клапан 6 закрывается. Поступившее в цилиндр рабочее тело оказывает давление на поршень 5 и при его дальнейшем перемещении к НМТ расширяется, продолжая совершать механическую работу, обеспечивая при этом одновременно движение транспортного средства, а также сжатие и перемещение воздуха в ресивер-теплообменник 11 нагнетательным цилиндром 3. При открытии поршнем 5 выхлопных окон 7 в нижней части расширительного цилиндра 4 расширившееся отработанное рабочее тело отводится в коллектор 8 и по трубопроводу 9 подается в змеевик 10 ресивера-теплообменника 11, и затем отработавшие газы по трубопроводу 12 выводятся в атмосферу. При обратном ходе поршня к ВМТ, обеспечиваемом моментом инерции маховика двигателя (или другими параллельно работающими расширительными цилиндрами), происходит сжатие оставшегося в расширительном цилиндре 4 рабочего тела и при превышении давления в расширительном цилиндре 4 давления газов в камере сгорания 13, впускной клапан 6 открывается, и при достижении поршнем 5 ВМТ цикл в расширительном цилиндре 4 повторяется.The proposed piston engine operates as follows. Compressed air from the injection cylinder 3, additionally heated by the exhaust gases flowing through the pipe 9 to the coil 10 of the receiver-heat exchanger 11 from the manifold 8 of the expansion cylinder 4, is supplied via the pipe 19 through the check valve 20 to the combustion chamber 13, where fuel is also injected. When the fuel-air mixture is ignited by the ignition system, the hot working fluid from the combustion chamber 13 enters the expansion cylinder 4 through a normally open self-acting intake valve 6. During filling of the expansion cylinder 4 with the working fluid, the piston 5 moves with increasing speed from the top dead center (TDC) to the direction of the bottom dead center (BDC), performing mechanical work, while creating a torque M cr with its crank-piston group on the crankshaft 2 of the piston engine. In this case, the pressure drop across the spring-loaded shut-off element of the normally open intake valve 6 increases and the intake valve 6 closes. The working fluid arriving at the cylinder exerts pressure on the piston 5 and expands with further movement to the BDC, continuing to perform mechanical work, while simultaneously providing movement of the vehicle, as well as compression and movement of air into the receiver-heat exchanger 11 by the pressure cylinder 3. When opened by the piston 5 of the exhaust windows 7 in the lower part of the expansion cylinder 4, the expanded waste working fluid is discharged into the collector 8 and fed through the pipe 9 to the coil 10 of the receiver-heat exchanger 11, and then working gases through pipeline 12 are discharged into the atmosphere. When the piston returns to TDC, provided by the moment of inertia of the engine flywheel (or other expansion cylinders in parallel), the working fluid remaining in the expansion cylinder 4 is compressed and when the pressure in the expansion cylinder 4 is exceeded, the gas pressure in the combustion chamber 13, the inlet valve 6 opens, and when the piston 5 reaches the TDC, the cycle in the expansion cylinder 4 is repeated.

При значительном увеличении внешней нагрузки для форсирования мощностных показателей двигателя с увеличением количества подаваемого топлива дополнительное количество сжатого воздуха, необходимое для полного сгорания топлива, подается из баллона сжатого воздуха высокого давления 18 в камеру сгорания 13 по трубопроводу 16 через регулирующий вентиль 14, управляемый сигналом от датчика давления 15, размещенного на ресивере-теплообменнике 11, и газовый редуктор 17.With a significant increase in the external load for forcing engine performance with an increase in the amount of fuel supplied, additional amount of compressed air necessary for complete combustion of the fuel is supplied from the compressed air cylinder of high pressure 18 to the combustion chamber 13 through a pipe 16 through a control valve 14 controlled by a signal from the sensor pressure 15, placed on the receiver-heat exchanger 11, and a gas reducer 17.

Большая часть механической энергии, снимаемой с коленчатого вала 2, расходуется на привод движителя транспортного средства, а меньшая ее часть воспринимается кривошипно-порпшевой группой нагнетательного цилиндра 3, приводя ее в движение, обеспечивая при этом сжатие атмосферного воздуха.Most of the mechanical energy removed from the crankshaft 2 is spent on driving a vehicle propulsion device, and a smaller part of it is perceived by the crank-piston group of the injection cylinder 3, setting it in motion, while providing compression of atmospheric air.

Внешнее расположение камеры сгорания позволит сжигать топливно-воздушную смесь практически при постоянном объеме, что приведет к уменьшению шумности работы двигателя, обеспечит процесс сгорания при снижении токсичности выхлопа. Конструкция камеры сгорания позволит использовать более простую топливоподающую аппаратуру и систему зажигания, даст возможность применения в двигателе различных видов топлива (природный и попутный нефтяной газы, тяжелое дизельное топливо, легкие нефтяные фракции, бензин и керосин, порошкообразный уголь и др.)The external location of the combustion chamber will allow the fuel-air mixture to be burned at a practically constant volume, which will lead to a decrease in engine noise, and will provide a combustion process while reducing exhaust toxicity. The design of the combustion chamber will allow the use of simpler fuel-supplying equipment and the ignition system, will make it possible to use various types of fuel in the engine (natural and associated petroleum gases, heavy diesel fuel, light oil fractions, gasoline and kerosene, powdered coal, etc.)

При движении торможении транспортного средства накатом, спусках с подъемов, торможении крутящий момент, создаваемый на коленчатом валу 2 движителем, приведет в движение поршневые группы нагнетательного цилиндра 3. В этом случае происходит сжатие атмосферного воздуха, поступающего в нагнетательный цилиндр 3 с его перемещением в ресивер-теплообменник 11, обеспечивая тем самым накопление сжатого воздуха в ресивере-теплообменнике 11 и последующую рекуперацию накопленной пневматической энергии.When the vehicle is braking, descending from the slopes, braking, the torque generated by the propeller on the crankshaft 2 will cause the piston groups of the pressure cylinder 3 to move. In this case, the atmospheric air entering the pressure cylinder 3 is compressed and moved to the receiver heat exchanger 11, thereby ensuring the accumulation of compressed air in the receiver-heat exchanger 11 and the subsequent recovery of the accumulated pneumatic energy.

По сравнению с прототипом предложенное техническое решение позволяет форсировать мощностные показатели двигателя при работе на режимах, обусловленных значительным увеличением внешней нагрузки на транспортное средство в условиях бездорожья, сложного рельефа местности, преодоления крутых подъемов.Compared with the prototype, the proposed technical solution allows forcing engine power indicators when operating under conditions caused by a significant increase in the external load on the vehicle in off-road conditions, difficult terrain, and overcoming steep climbs.

Claims (1)

Поршневой двигатель, состоящий из блока цилиндров, содержащий по крайней мере один нагнетательный цилиндр и один расширительный цилиндр с одним нормально открытым впускным самодействующим клапаном и выхлопными окнами, кривошипно-поршневых групп, работающих на общий коленчатый вал, камеры сгорания, ресивера-теплообменника, системы трубопроводов, систем подачи топлива и зажигания, отличающийся тем, что камера сгорания посредством регулирующего вентиля, управляемого сигналом датчика давления, размещенного на ресивере-теплообменнике, сообщена трубопроводом через газовый редуктор с баллоном сжатого воздуха высокого давления.A piston engine consisting of a cylinder block containing at least one discharge cylinder and one expansion cylinder with one normally open self-acting intake valve and exhaust windows, crank-piston groups working on a common crankshaft, combustion chamber, receiver-heat exchanger, piping system , fuel supply and ignition systems, characterized in that the combustion chamber by means of a control valve controlled by a signal from a pressure sensor located on the receiver-heat exchanger, with obschena conduit through the gas cylinder gear with high pressure compressed air.
RU2019116684U 2019-05-29 2019-05-29 PISTON ENGINE RU193001U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019116684U RU193001U1 (en) 2019-05-29 2019-05-29 PISTON ENGINE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019116684U RU193001U1 (en) 2019-05-29 2019-05-29 PISTON ENGINE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU193001U1 true RU193001U1 (en) 2019-10-09

Family

ID=68162619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019116684U RU193001U1 (en) 2019-05-29 2019-05-29 PISTON ENGINE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU193001U1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1981002039A1 (en) * 1980-01-09 1981-07-23 Harvison Ass Ltd An internal combustion engine and operating method
GB2136049A (en) * 1983-02-22 1984-09-12 Leonard Louis Henderson A Dual Combustion Compound Gas and Thermal Engine
RU2070643C1 (en) * 1994-07-04 1996-12-20 Московский государственный авиационный институт Piston engine-generator with external combustion chamber
RU2477375C2 (en) * 2011-05-03 2013-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" Method of piston engine cycling and piston engine
RU183893U1 (en) * 2017-05-22 2018-10-08 Вячеслав Степанович Калекин PISTON ENGINE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1981002039A1 (en) * 1980-01-09 1981-07-23 Harvison Ass Ltd An internal combustion engine and operating method
GB2136049A (en) * 1983-02-22 1984-09-12 Leonard Louis Henderson A Dual Combustion Compound Gas and Thermal Engine
RU2070643C1 (en) * 1994-07-04 1996-12-20 Московский государственный авиационный институт Piston engine-generator with external combustion chamber
RU2477375C2 (en) * 2011-05-03 2013-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" Method of piston engine cycling and piston engine
RU183893U1 (en) * 2017-05-22 2018-10-08 Вячеслав Степанович Калекин PISTON ENGINE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Heywood Two-Stroke Cycle Engine: Its Development, Operation and Design
CN101151450B (en) System and method for operating a compression-ignition engine
RU2622457C1 (en) Internal combustion engine based on isothermal compression, its operating and management methods
US3731661A (en) Rotary engine apparatus
CN101641506A (en) Be used to improve the device and method of the efficiency of internal combustion engine
US6571749B2 (en) Computer controlled six-stroke cycle internal combustion engine and its method of operation
US6311651B1 (en) Computer controlled six stroke internal combustion engine and its method of operation
CN103266950A (en) Oil water fuel composite exhaust gas powered two-stroke engine
JPH10502986A (en) Operating method of piston internal combustion engine and piston internal combustion engine
RU183893U1 (en) PISTON ENGINE
RU193001U1 (en) PISTON ENGINE
CN2421414Y (en) Opposed engine
Parashar et al. Design and analysis of compressed air engine
RU2302543C1 (en) Piston engine
CN205936844U (en) Miller cycle diesel oil natural gas dual -fuel engine
RU78527U1 (en) PISTON ENGINE
GB2069594A (en) A compound expansion internal combustion engine
Irgashevich Car Engines in Hot Climate Conditions Analysis and Improvement of Performance Properties
CN201176896Y (en) Piston type gas internal-combustion engines lighting device
Sujaykumar et al. Compressed Air Engine with Self Compression Arrangement System
CN207470298U (en) Heavy duty detergent internal combustion engine
CN2467802Y (en) Two-piston one cylinder internal combustion engine for vehicle use
US3209697A (en) Variable stroke inertial converter
RU101499U1 (en) TWO STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Rajesh et al. Enhancing Efficiency of SI Engines using Water Induction with Assistive Hydrogen Compensation

Legal Events

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

Effective date: 20191008