RU2027875C1

RU2027875C1 - Method of operation of internal combustion engine and internal combustion engine proper

Info

Publication number: RU2027875C1
Authority: RU
Inventors: Фарид Фуатович Дебердеев
Original assignee: Фарид Фуатович Дебердеев
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 1995-01-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: air and mixture are admitted at partial loads forming separation; amount of air is changed depending on mode of operation of engine. EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению. The invention relates to mechanical engineering.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, поршень, впускной и выпускной клапаны, перегородку во впускном канале, образующую два канала, по которым подают воздух и смесь. Known internal combustion engine containing a cylinder, piston, inlet and outlet valves, a baffle in the inlet channel, forming two channels through which air and mixture are supplied.

В известном двигателе со снижением нагрузки расслоение заряда все более и более ухудшается и в конечном итоге уменьшается количество заряда, всасываемого в цилиндр, что снижает его эффективность. In the known engine with reduced load, the separation of charge is increasingly deteriorating and ultimately the amount of charge absorbed into the cylinder is reduced, which reduces its efficiency.

Цель изобретения - повышение эффективности двигателя. The purpose of the invention is to increase engine efficiency.

Цель достигается путем создания на частичных нагрузках уже на стадии подготовки к впуску в топливном канале расслоения на воздух и смесь, для чего при закрытом впускном клапане в зону топливного канала, примыкающую к чашке клапана, вводят воздух из воздушного канала, а нагрузку двигателя изменяют путем изменения количества вводимого в топливный канал воздуха. The goal is achieved by creating at partial stages of preparation, before the inlet in the fuel channel, separation of air and mixture, for which, with the intake valve closed, air is introduced from the air channel into the area of the fuel channel adjacent to the valve cup, and the engine load is changed by changing the amount of air introduced into the fuel channel.

На фиг. 1 изображен заявленный двигатель; на фиг. 2 - впускные каналы четырех- цилиндрового двигателя; на фиг. 3 - впускной канал, вид снизу; на фиг. 4 - показано достигаемое расслоение заряда в цилиндре на частичных нагрузках. In FIG. 1 shows the claimed engine; in FIG. 2 - inlet channels of a four-cylinder engine; in FIG. 3 - inlet channel, bottom view; in FIG. 4 - shows the achieved separation of charge in the cylinder at partial loads.

Двигатель содержит цилиндр 1, поршень 2, впускной канал, снабженный перегородкой 3, образующей топливный 4 и воздушный 5 каналы для обогащенной и обедненной смеси (вплоть до чистого воздуха), свечу 6 зажигания в зоне вихря обогащенной смеси. Часть перегородки 3, приближенная к чашке впускного клапана 7, параллельна плоскости, проходящей через ось впускного клапана. Камера 8 сгорания имеет переменный надпоршневой зазор, наибольший в зоне свечи зажигания, расположенный со стороны топливного канала 4. Каналы 4, 5 подключены соответственно к магистралям 9, 10. Двигатель имеет карбюратор 11 и воздухоочиститель 12. Карбюратор 11 не имеет дроссельной заслонки. Канал 10 может иметь вентилятор 13, создающий некоторое давление в канале 10, и карбюратор (не показан) без дросселя. Перегородка 3 заканчивается, не доходя до чашки клапана 7 при его закрытом положении, и образует между своей нижней частью и чашкой щель (канал) заданной высоты. Щель перекрывается подпружиненной заслонкой 14 с закрепленной на ней тягой 15, взаимодействующей с кулачком 16 вала 17, связанного с органом 18 управления двигателя (например, педалью газа). Заслонка 14 свободно возвратно-поступательно перемещается вдоль перегородки 3 и направляющих 19. Кулачок 16 при вращении вала 17 через тягу 15 обеспечивает заслонке 14 два крайних положения: полное прижатие нижней части заслонки к поверхности чашки клапана (при этом каналы 4, 5 изолируются друг от друга) и полное вскрытие заслонкой 14 щели между чашкой клапана и перегородкой 3 и любое промежуточное положение. Магистраль 9 и каналы 4 имеют одинаковое сечение. Каналы 5 имеют постоянное одинаковое сечение (С), а сечение магистрали 10 на разных участках переменно и зависит от числа цилиндров, подключенных к данному участку магистрали каналами 5. Для четырехтактного двигателя с четырьмя цилиндрами А, Б, В, Г при последовательном подключении последних к магистрали сечения отдельных участков магиcтрали cлева направо будут 4С, 3С, 2С, С. Впуcком доcтигаетcя на чаcтичных нагрузках расслоение заряда в цилиндре на зоны Д - обогащенная смесь (в зоне свечи и в зоне максимального надпоршневого зазора) и С - воздух. Соотношение и размеры зон Д, С устанавливаются заслонкой 14. Объем канала 4 до магистрали 9 должен быть расчетным, соизмеримым с объемом обогащенной смеси, впускаемой в цилиндр через канал 4 при закрытом положении заслонки. Это 0,2-0,5 объема цилиндра 1. The engine comprises a cylinder 1, a piston 2, an inlet channel provided with a baffle 3 forming a fuel 4 and air 5 channels for the enriched and lean mixture (up to clean air), a spark plug 6 in the vortex zone of the enriched mixture. Part of the partition 3, close to the cup of the intake valve 7, is parallel to the plane passing through the axis of the intake valve. The combustion chamber 8 has a variable over-piston clearance, the largest in the spark plug zone, located on the side of the fuel channel 4. Channels 4, 5 are connected respectively to the highways 9, 10. The engine has a carburetor 11 and an air cleaner 12. The carburetor 11 does not have a throttle valve. Channel 10 may have a fan 13, which creates some pressure in the channel 10, and a carburetor (not shown) without a throttle. The partition 3 ends, not reaching the valve cup 7 when it is closed, and forms a gap (channel) of a given height between its lower part and the cup. The slot is closed by a spring-loaded shutter 14 with a thrust 15 fixed to it, which interacts with the cam 16 of the shaft 17 connected to the engine control 18 (for example, a gas pedal). The damper 14 moves freely along the partition 3 and the guides 19. The cam 16, when the shaft 17 rotates through the rod 15, provides the damper 14 with two extreme positions: the lower part of the damper is pressed completely against the surface of the valve cup (the channels 4, 5 are isolated from each other ) and complete opening by the shutter 14 of the gap between the valve cup and partition 3 and any intermediate position. Highway 9 and channels 4 have the same cross section. Channels 5 have a constant identical cross-section (C), and the cross-section of the line 10 in different sections is variable and depends on the number of cylinders connected to this section of the highway by channels 5. For a four-stroke engine with four cylinders A, B, C, D when connected in series to cross sections of individual sections of the highway from left to right will be 4C, 3C, 2C, C. On partial loads, separation of the charge in the cylinder into zones D — enriched mixture (in the candle zone and in the zone of maximum over-piston clearance) and C — air will be achieved. The ratio and dimensions of the zones D, C are established by the shutter 14. The volume of the channel 4 to the line 9 should be calculated, commensurate with the volume of the enriched mixture that is introduced into the cylinder through the channel 4 with the shutter closed. This is 0.2-0.5 volume of cylinder 1.

Максимальные нагрузки. Заслонка 14 кулачком 16 установлена в крайнее нижнее положение с опиранием при закрытом клапане 7 в чашку последнего, каналы 4, 5 меж собой разобщены. При впуске клапан 7 открывается, при этом заслонка 14 может следовать, а может и не следовать за чашкою клапана. Компоненты заряда при движении поршня вниз всасываются в соответствующие зоны цилиндра 1. Смесь заполняет зону Д на всем пространстве от головки цилиндра до поршня, а зона С заполняется воздухом канала 5, имеет место только расслоение заряда по вертикали. The maximum load. The damper 14 cam 16 is installed in the lowest position with the support with the closed valve 7 in the cup of the latter, the channels 4, 5 are disconnected from each other. At the inlet, the valve 7 opens, while the shutter 14 may or may not follow the valve cup. When the piston moves downward, the charge components are absorbed into the corresponding zones of cylinder 1. The mixture fills zone D in the entire space from the cylinder head to the piston, and zone C is filled with air from channel 5, only vertical separation of the charge takes place.

Частичные нагрузки. Кулачок 16 поворотом вала 17 по команде органа 18 через тягу 15 устанавливает заслонку 14 в любое промежуточное положение от чашки клапана 7 до нижнего конца перегородки 3, постоянно сообщая между собой каналы 4, 5 щелью (каналом). При закрытом положении клапана 7 воздух канала 5, имеющий некоторое превышение давления над смесью канала 4, поступает в канал 4 и без смешения со смесью вытесняет последнюю из канала 4 в магистраль 9 с образованием к моменту начала впуска в канале 4 расслоенного заряда, состоящего из воздуха в зоне канала 4, прилегающей к чашке клапана, и смеси в зоне канала 4, примыкающей к магистрали 9. При впуске компонентов заряда после открывания клапана 7 при расположении поршня 2 в нижней мертвой точке в цилиндре образуется расслоение на воздух - С и смесь - Д, как это показано на фиг. 4, тем самым создаются оптимальные условия расслоения заряда в цилиндре не только по вертикали цилиндра 1, но и по его горизонтали. Превышению давления газов канала 5 над газами канала 4 способствуют отсутствие карбюратора в канале 5, наличие в нем вентилятора 13, соответствующего исполнения магистрали 10, площадь-сечение каждого участка которой равно площади-сечению всех каналов 5 цилиндров, подключенных к данному участку магистрали. Перечисленные факторы могут иметь место либо все сразу, либо каждый по отдельности. Partial loads. The cam 16 by turning the shaft 17 at the command of the body 18 through the rod 15 sets the shutter 14 to any intermediate position from the valve cup 7 to the lower end of the partition 3, constantly communicating the channels 4, 5 with each other by a slot (channel). When the valve 7 is in the closed position, the air of channel 5, having a certain excess of pressure over the mixture of channel 4, enters the channel 4 and without mixing with the mixture displaces the latter from the channel 4 into the line 9 with the formation of a layered charge consisting of air at the moment of the inlet in the channel 4 in the zone of the channel 4 adjacent to the valve cup and the mixture in the zone of the channel 4 adjacent to the line 9. When the charge components are inlet after opening the valve 7 and the piston 2 is located at the bottom dead center, a stratification forms in the cylinder - С and the mixture - As shown in FIG. 4, thereby creating optimal conditions for the separation of charge in the cylinder not only vertically of cylinder 1, but also horizontally. The excess of the gas pressure of channel 5 over the gases of channel 4 is facilitated by the absence of a carburetor in channel 5, the presence of a fan 13 in it, corresponding to the line 10, the cross-sectional area of each section of which is equal to the cross-sectional area of all cylinder channels 5 connected to this section of the highway. The listed factors can take place either all at once, or each separately.

Claims

1. WAY OF WORK OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE by intake of air and mixture, into the cylinder through the inlet valve through the air and fuel channels, compression, ignition, expansion of the combustion products and exhaust gas discharge, moreover, the load is varied by changing the amount of mixture, that, in order to increase efficiency, the mixture is stratified with air from the air channel before being introduced into the cylinder, and the amount of the mixture is changed by changing the amount of air Ear supplied to the fuel channel.

2. An internal combustion engine comprising a cylinder with a piston located therein, a cylinder head with inlet and outlet pipes connected to it with inlet and outlet valves respectively installed therein, fuel and air channels located in the inlet pipe and formed by a baffle, an spark plug, fixed in the head, and the control, characterized in that, in order to increase efficiency, it is equipped with a damper connected to the control and a bypass channel, and the fuel and air channel The channels are interconnected via a bypass channel blocked by a shutter.