Claims (17)
1. Способ работы и регулирования мощности двигателя внутреннего сгорания, при котором в цилиндр с подвижным поршнем подают воздух, сжимают его до заданного давления, после чего в цилиндр впрыскивают топливо, сжигают смесь воздуха и топлива и превращают тепловую энергию рабочих газов в механическую, которую передают исполнительному механизму, при этом часть энергии используют для предварительного сжатия воздуха, подаваемого в цилиндр для продувки последнего от отработавших газов и заполнения свежим зарядом, причем предварительное сжатие воздуха осуществляют с охлаждением, а в случае изменения нагрузки от исполнительного механизма регулируют мощность, для чего изменяют режим работы двигателя с двухтактного на четырехтактный или наоборот, изменяя соответственно количество подаваемого в цилиндр топлива, отличающийся тем, что поток предварительно сжатого воздуха закручивают относительно оси цилиндра и подают в верхнюю часть цилиндра, при двухтактном режиме работы предварительное сжатие воздуха, подаваемого в цилиндр, производят до давления от 0,4 до 0,5 МПа, а при четырехтактном режиме работы предварительное сжатие воздуха производят до давления от 0,2 до 0,3 МПа, выполняя соответствующие переключения в системе подачи свежего заряда в цилиндр двигателя.1. A method of operating and controlling the power of an internal combustion engine, in which air is supplied to a cylinder with a movable piston, compressed to a predetermined pressure, after which fuel is injected into the cylinder, a mixture of air and fuel is burned, and the thermal energy of the working gases is converted into mechanical energy, which is transmitted the actuator, while part of the energy used to pre-compress the air supplied to the cylinder to purge the latter from the exhaust gases and fill with fresh charge, and pre-compression e of the air is carried out with cooling, and in case of a change in the load from the actuator, the power is regulated, for which the engine operating mode is changed from two-stroke to four-stroke or vice versa, changing accordingly the amount of fuel supplied to the cylinder, characterized in that the stream of pre-compressed air is twisted relative to the cylinder axis and served in the upper part of the cylinder, with a two-stroke mode of operation, the preliminary compression of the air supplied to the cylinder is produced to a pressure of from 0.4 to 0.5 MPa, and at four The tactile mode of operation pre-compresses the air to a pressure of 0.2 to 0.3 MPa, making the appropriate switch in the system for supplying a fresh charge to the engine cylinder.
2. Способ работы и регулирования мощности двигателя внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что при двухтактном режиме работы поршень двигателя дополнительно охлаждают маслом, предварительно охлажденным ниже температуры масла в картере двигателя, орошая этим маслом внутреннюю поверхность поршня и (или) прокачивая его между юбкой поршня и стенкой цилиндра.2. The method of operation and regulation of the power of the internal combustion engine according to claim 1, characterized in that, in the two-stroke operation mode, the engine piston is additionally cooled with oil pre-cooled below the oil temperature in the crankcase, spraying the internal surface of the piston with this oil and (or) pumping it between the piston skirt and the cylinder wall.
3. Способ работы двигателя внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что при двухтактном режиме работы сжатие заряда свежего воздуха начинают при повороте коленчатого вала на 80...110° ПКВ после нижней мертвой точки, при этом отношение величины хода поршня во время расширения рабочих газов к величине хода поршня во время сжатии свежего заряда воздуха поддерживают в пределах от 2,0 до 1,5.3. The method of operation of the internal combustion engine according to claim 1, characterized in that, in the two-stroke mode of operation, the compression of the charge of fresh air begins when the crankshaft rotates 80 ... 110 ° PKV after bottom dead center, while the ratio of the piston stroke during the expansion of the working gases to the size of the piston stroke during compression of a fresh charge of air is maintained in the range from 2.0 to 1.5.
4. Способ работы двигателя внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что при запуске двигателя цилиндр предварительно заполняют воздухом, сжатым от постороннего источника до давления от 0,2 до 0,3 МПа.4. The method of operation of the internal combustion engine according to claim 1, characterized in that when starting the engine, the cylinder is pre-filled with air compressed from an external source to a pressure of 0.2 to 0.3 MPa.
5. Способ работы и регулирования мощности многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания, при котором при изменении нагрузки от исполнительного механизма отключают подачу топлива в часть цилиндров двигателя, останавливая при этом соответствующие поршни, отличающийся тем, что остановку поршней осуществляют путем разъединения коленчатого вала, с которым соединены останавливаемые поршни, от коленчатого вала, передающего мощность исполнительному механизму.5. The method of operation and power control of a multi-cylinder internal combustion engine, in which, when the load changes from the actuator, the fuel supply to the part of the engine cylinders is turned off, while stopping the corresponding pistons, characterized in that the pistons are stopped by disconnecting the crankshaft to which the stops are connected pistons from the crankshaft transmitting power to the actuator.
6. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндры с установленными в нем поршнями, соединенными с коленчатым валом, подключенным к исполнительному механизму, головку цилиндров с клапанами, которые снабжены приводом, содержащий также устройство подачи и распыления топлива, устройство предварительного сжатия и охлаждения подаваемого в цилиндры воздуха, включающее турбонагнетатель с турбиной, подключенной к выхлопу отработавших газов из цилиндра, и охладители, отличающийся тем, что клапаны подачи в цилиндр сжатого воздуха установлены в головке цилиндров по периферии диаметра каждого цилиндра, а патрубки подвода сжатого воздуха выполнены к каждому клапану тангенциально относительно оси цилиндра, при этом клапаны выпуска отработавших газов размещены в головке внутри диаметра размещения клапанов подачи.6. An internal combustion engine comprising cylinders with installed pistons connected to a crankshaft connected to an actuator, a cylinder head with valves that are equipped with an actuator, which also includes a fuel supply and atomization device, a preliminary compression and cooling device for the air supplied to the cylinders including a turbocharger with a turbine connected to the exhaust gas exhaust from the cylinder, and coolers, characterized in that the valves for supplying compressed air to the cylinder They are located in the cylinder head along the periphery of the diameter of each cylinder, and the compressed air supply pipes are made tangentially to each valve relative to the cylinder axis, while the exhaust valves are located in the head inside the diameter of the supply valves.
7. Двигатель внутреннего сгорания по п.6, отличающийся тем, что он снабжен системой подачи масла на охлаждение поршня, при этом система оборудована дополнительным охладителем и устройством управления ее включением.7. The internal combustion engine according to claim 6, characterized in that it is equipped with an oil supply system for cooling the piston, while the system is equipped with an additional cooler and a device for controlling its inclusion.
8. Двигатель внутреннего сгорания по п.7, отличающийся тем, что подача масла на охлаждение поршня выполнена в зазор между юбкой поршня и стенкой цилиндра.8. The internal combustion engine according to claim 7, characterized in that the oil supply for cooling the piston is made in the gap between the piston skirt and the cylinder wall.
9. Двигатель внутреннего сгорания по п.6, отличающийся тем, что в варианте многоцилиндрового двигателя коленчатый вал выполнен составным из не менее чем двух частей, соединенных переключаемой муфтой, а каждая из частей коленчатого вала соединена с соответствующими поршнями, при этом муфта выполнена с гидравлическим приводом, гидронасос которого соединен с подключенной к исполнительному механизму частью коленчатого вала, а подача жидкости в исполнительную полость муфты выполнена по сверлениям в другой части коленчатого вала.9. The internal combustion engine according to claim 6, characterized in that in the embodiment of a multi-cylinder engine, the crankshaft is made up of at least two parts connected by a switched clutch, and each of the parts of the crankshaft is connected to respective pistons, the clutch being made with a hydraulic a drive, the hydraulic pump of which is connected to the part of the crankshaft connected to the actuator, and the fluid is supplied to the actuator cavity of the coupling by drilling in another part of the crankshaft.
10. Двигатель внутреннего сгорания по п.6 или 9, отличающийся тем, что турбонагнетатель выполнен двухступенчатым с дополнительным охладителем, установленным между его ступенями сжатия воздуха.10. The internal combustion engine according to claim 6 or 9, characterized in that the turbocharger is made two-stage with an additional cooler installed between its air compression stages.
11. Двигатель внутреннего сгорания по п.10, отличающийся тем, что он оборудован дополнительной ступенью сжатия подаваемого в цилиндр воздуха, которая выполнена в виде нагнетателя объемного типа с приводом через муфту переключения от вала двигателя.11. The internal combustion engine according to claim 10, characterized in that it is equipped with an additional compression stage of the air supplied to the cylinder, which is made in the form of a volume type supercharger with a drive through a switching clutch from the engine shaft.
12. Двигатель внутреннего сгорания по п.6 или 9, отличающийся тем, что устройство подачи и распыления топлива снабжено насосом регулируемой производительности, соединенным с коленчатым валом, подключенным к исполнительному механизму.12. The internal combustion engine according to claim 6 or 9, characterized in that the fuel supply and atomization device is equipped with a variable displacement pump connected to a crankshaft connected to an actuator.
13. Двигатель внутреннего сгорания по п.6 или 9, отличающийся тем, что к патрубку подвода сжатого воздуха через клапан присоединен пусковой ресивер.13. The internal combustion engine according to claim 6 or 9, characterized in that the starting receiver is connected to the compressed air supply through the valve.
14. Двигатель внутреннего сгорания по п.6 или 9, отличающийся тем, что привод клапанов выполнен от кулачков, установленных на двух распределительных валах, кинематически связанных с коленчатым валом, подключенным к исполнительному механизму, при этом кинематическая связь выполнена с помощью управляемого переключателя привода распределительного вала.14. The internal combustion engine according to claim 6 or 9, characterized in that the valve actuator is made from cams mounted on two camshafts kinematically connected to the crankshaft connected to the actuator, while the kinematic connection is made using a controlled switch of the distribution drive shaft.
15. Двигатель внутреннего сгорания по п.14, отличающийся тем, что привод клапанов выполнен гидравлическим, при этом каждый клапан снабжен подпружиненным поршнем, установленным в гидроцилиндре, соединенном единственным трубопроводом с соответствующим гидронасосом, плунжер которого установлен с возможностью взаимодействия с кулачком соответствующего распределительного вала.15. The internal combustion engine according to 14, characterized in that the valve actuator is hydraulic, each valve having a spring-loaded piston installed in a hydraulic cylinder connected by a single pipe to a corresponding hydraulic pump, the plunger of which is installed to interact with the cam of the corresponding camshaft.
16. Двигатель внутреннего сгорания по п.14, отличающийся тем, что привод клапанов выполнен с помощью гибкого троса, установленного в закрепленной на корпусе оболочке, при этом один конец троса установлен с возможностью взаимодействия со штоком клапана, а второй - с кулачком соответствующего распределительного вала.16. The internal combustion engine according to 14, characterized in that the valve actuator is made using a flexible cable mounted in a shell fixed to the housing, while one end of the cable is installed with the possibility of interaction with the valve stem, and the second with the cam of the corresponding camshaft .
17. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с установленным в нем поршнем, соединенным с коленчатым валом, головку цилиндра с клапанами, которые снабжены приводом, содержащий также устройство подачи и распыления топлива, устройство предварительного сжатия и охлаждения подаваемого в цилиндр воздуха, включающее турбонагнетатель с турбиной, подключенной к выхлопу отработавших газов из цилиндра, охладители, масляный и топливный насосы, отличающийся тем, что переключатели агрегатов, передач насосов и приводы клапанов выполнены электромагнитными и подключены к системе управления, снабженной датчиком положения коленчатого вала двигателя и программируемым вычислительным устройством.17. An internal combustion engine comprising a cylinder with a piston installed in it, connected to the crankshaft, a cylinder head with valves that are equipped with an actuator, which also contains a fuel supply and atomization device, a preliminary compression and cooling device for the air supplied to the cylinder, including a turbocharger with a turbine connected to the exhaust exhaust from the cylinder, coolers, oil and fuel pumps, characterized in that the switches of units, gears of pumps and valve actuators are made ektromagnitnymi and connected to a control system provided with a position sensor of the crankshaft of the engine and the programmable computing device.