RU2053392C1 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2053392C1
RU2053392C1 SU5016681A RU2053392C1 RU 2053392 C1 RU2053392 C1 RU 2053392C1 SU 5016681 A SU5016681 A SU 5016681A RU 2053392 C1 RU2053392 C1 RU 2053392C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
shaft
main cylinder
working
working shaft
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Викторович Бондарев
Original Assignee
Олег Викторович Бондарев
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 Олег Викторович Бондарев filed Critical Олег Викторович Бондарев
Priority to SU5016681 priority Critical patent/RU2053392C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2053392C1 publication Critical patent/RU2053392C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B9/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups
    • F01B9/04—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with rotary main shaft other than crankshaft
    • F01B9/047—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with rotary main shaft other than crankshaft with rack and pinion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: engine has stroke establishing shaft 7 and auxiliary engine 1 coupled with the shaft. Piston 11 of main working cylinder 10 simultaneously interacts with working shaft 15 and stroke establishing shaft 7. By changing the speed of rotation of shaft 7, auxiliary engine 1 changes duration of each stroke of main working cylinder 10. EFFECT: enhanced efficiency. 7 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к тепловым двигателям, более конкретно к поршневым двигателям внутреннего сгорания. The invention relates to heat engines, and more particularly to reciprocating internal combustion engines.

Известны четырехтактные двигатели внутреннего сгорания. Four-stroke internal combustion engines are known.

Большинству этих двигателей свойственны такие недостатки, как невысокий коэффициент полезного действия, возможность получения большой мощности лишь при больших оборотах коленчатого вала (до нескольких тысяч оборотов в минуту), что делает возможным их применение во многих машинах лишь при установке коробок передач, сравнительно невысокая удельная мощность. Most of these engines are characterized by such disadvantages as a low efficiency, the ability to obtain high power only at high crankshaft speeds (up to several thousand revolutions per minute), which makes it possible to use them in many machines only when installing gearboxes, a relatively low specific power .

Цель изобретения устранение указанных недостатков. The purpose of the invention is the elimination of these disadvantages.

Часть мощности у двигателей внутреннего сгорания расходуется на совершение тактов впуска, сжатия и выпуска, а также на привод механизмов, обеспечивающих работу двигателя, таких как механизм газораспределения, насосы систем подачи топлива, охлаждения, смазки и т.д. Part of the power of internal combustion engines is spent on the intake, compression and exhaust cycles, as well as on the drive mechanisms that ensure engine operation, such as a gas distribution mechanism, pumps for fuel supply, cooling, lubrication, etc.

Цель достигается за счет применения для привода вышеназванных механизмов, а также для совершения тактов (кроме рабочего хода) вспомогательного рабочего цилиндра или отдельного вспомогательного тактозадающего двигателя незначительной мощности (не обязательно теплового), основной же рабочий цилиндр (один или несколько) или основной двигатель при этом работает только на привод рабочего механизма. The goal is achieved through the use of the above-mentioned mechanisms for the drive, as well as for performing cycles (except for the working stroke) of the auxiliary working cylinder or a separate auxiliary tact-setting engine of low power (not necessarily thermal), the main working cylinder (one or several) or the main engine only works on the drive of the working mechanism.

Достижению цели также служат следующие элементы предлагаемого двигателя:
компрессор, применение которого позволяет сократить количество тактов в основном рабочем цилиндре (двигателе) до трех, первый такт заполнение камеры "сжатия" сжатым воздухом или сжатой рабочей смесью, второй такт рабочий ход, третий такт выпуск отработавших газов, что в конечном счете позволяет увеличить удельную мощность;
тактозадающий вал, который может быть отдельным или объединенным с распределительным валом клапанного механизма, предназначенный для возврата поршней основного двигателя (рабочих цилиндров) после рабочего хода в верхнюю точку и удержания их там до начала следующего рабочего хода;
другие элементы, обеспечивающие возможность одновременного взаимодействия поршня основного цилиндра (двигателя) с рабочим и тактозадающими валами.The following elements of the proposed engine also serve to achieve the goal:
a compressor, the use of which allows reducing the number of cycles in the main working cylinder (engine) to three, the first cycle filling the compression chamber with compressed air or compressed working mixture, the second cycle working stroke, the third cycle exhaust gas discharge, which ultimately allows to increase the specific power;
a pick-up shaft, which can be separate or combined with the camshaft of the valve mechanism, designed to return the pistons of the main engine (working cylinders) after the working stroke to the upper point and holding them there until the next working stroke begins;
other elements providing the possibility of simultaneous interaction of the piston of the main cylinder (engine) with working and tactile shafts.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого двигателя; на фиг. 2 то же, вариант выполнения; на фиг. 3 и 4 варианты выполнения узлов. In FIG. 1 shows a diagram of the proposed engine; in FIG. 2 is the same, an embodiment; in FIG. 3 and 4 embodiments of the nodes.

На фиг. 1-4 показаны вспомогательный рабочий цилиндр (для фиг. 2 вспомогательный двигатель) 1, компрессор 2, всасывающий патрубок 3 компрессора, трубопровод 4 сжатого воздуха, кривошипно-шатунный механизм 5 вспомогательного рабочего цилиндра, маховик 6, тактозадающий вал 7, кулачок 8 тактозадающего вала, ресивер 9, основной рабочий цилиндр 10, поршень 11 основного рабочего цилиндра, зубчатая рейка 12, зубчатое колесо 13, обгонная муфта 14, рабочий вал 15, устройство 16 подачи топлива, впускной патрубок 17 основного цилиндра, выпускной патрубок 18 основного цилиндра, впускной клапан 19, выпускной клапан 20, храповое колесо 21 с откидными собачками, кулачки 25 клапанного механизма, кривошип 22, ползун 23, шток 24 поршня основного цилиндра, храповое колесо 26, подпружиненная зубчатая рейка 27, форсунка 28 впрыска топлива. In FIG. 1-4, the auxiliary working cylinder is shown (for the auxiliary engine in Fig. 2) 1, the compressor 2, the compressor suction pipe 3, the compressed air pipe 4, the crank mechanism 5 of the auxiliary working cylinder, the flywheel 6, the timing shaft 7, the cam 8 of the timing shaft , receiver 9, main working cylinder 10, piston 11 of the main working cylinder, gear rack 12, gear 13, overrunning clutch 14, working shaft 15, fuel supply device 16, inlet pipe 17 of the main cylinder, exhaust pipe 18 of the main cylinder a, inlet valve 19, exhaust valve 20, ratchet wheel 21 with folding dogs, cam 25 of the valve mechanism, crank 22, slider 23, piston rod 24 of the main cylinder, ratchet wheel 26, spring-loaded gear rack 27, fuel injection nozzle 28.

Двигатель работает следующим образом. The engine operates as follows.

После пуска вспомогательного двигателя (вспомогательного цилиндра) 1 компрессор 2 подает сжатый воздух в основной рабочий цилиндр 10, где поршень 11 находится в своей верхней точке. В варианте двигателя с внешним смесеобразованием, изображенным на фиг. 1 (на фиг. 2 изображен вариант двигателя с внутренним смесеобразованием), сжатый воздух на пути от компрессора 2 в цилиндр 10 смешивается с топливом в устройстве 16. После заполнения цилиндра 10 сжатой топливо-воздушной смесью происходит ее воспламенение и начинается второй такт рабочий ход, при этом тактозадающий вал 7, повернувшись с момента начала первого такта на некоторый угол, перестает удерживать поршень 11 в верхней точке и тот под действием давления разогретых в процессе сгорания топливо-воздушной смеси газов начинает движение вниз, вызывая вращение рабочего вала 15. Величина перемещения поршня 11 вниз, осуществленного за время рабочего хода, может быть переменной. При малой нагрузке на рабочем валу 15 она будет наибольшей, а при очень большой нагрузке может быть близка к нулевой. Независимо от этой величины после рабочего хода начинается третий такт выпуск отработавших газов, при котором поршень 11 возвращается в верхнюю точку. Одновременно через открытый выпускной клапан 20 удаляются отработавшие газы, поступательное движение поршню 11 при этом сообщается от вращающегося тактозадающего вала 7 с помощью кулачка 8 (фиг. 1) или поршня компрессора 2 (фиг. 2), а имеющиеся в связи между поршнем 11 и валом 15 обгонная муфта 14 или храповые колеса 21, 26 не препятствуют этому. After starting the auxiliary engine (auxiliary cylinder) 1, the compressor 2 supplies compressed air to the main working cylinder 10, where the piston 11 is at its highest point. In the embodiment of the engine with external mixture formation shown in FIG. 1 (in Fig. 2 shows a variant of the engine with internal mixture formation), the compressed air is mixed with the fuel in the device 16 on the way from the compressor 2 to the cylinder 10. After filling the cylinder 10 with the compressed air-fuel mixture, it ignites and the second stroke begins, at the same time, the timing shaft 7, turning from a certain angle from the beginning of the first measure, stops holding the piston 11 at the upper point, and it starts to move down under the pressure of the gases heated by the fuel-air mixture, you ing to the working rotation of the shaft 15. The amount of movement of the piston 11 downwards, implemented during the working stroke may be variable. With a small load on the working shaft 15, it will be the largest, and with a very large load it can be close to zero. Regardless of this value, a third exhaust cycle begins after the stroke, at which the piston 11 returns to the upper point. At the same time, the exhaust gases are removed through the open exhaust valve 20, the translational movement of the piston 11 is thus communicated from the rotating tactical shaft 7 using the cam 8 (Fig. 1) or the compressor piston 2 (Fig. 2), and the existing ones are connected between the piston 11 and the shaft 15 overrunning clutch 14 or ratchet wheels 21, 26 do not interfere with this.

Для предлагаемого двигателя не обязательна одинаковая длительность каждого такта. Увеличивая длительность рабочего хода по сравнению с другими тактами, можно существенно повысить удельную мощность двигателя, а также коэффициент полезного действия. For the proposed engine is not required the same duration of each cycle. By increasing the duration of the stroke compared to other strokes, it is possible to significantly increase the specific power of the engine, as well as the efficiency.

Отказ от имеющихся у большинства аналогов кривошипно-шатунного механизма для преобразования поступательного движения поршня во вращательное движение рабочего вала позволяет в предлагаемом двигателе получить большой крутящий момент на рабочем валу при любой скорости его вращения и устойчивую работу двигателя при любой сколь угодно малой скорости вращения рабочего вала. Величина крутящего момента задается скоростью вращения тактозадающего вала 7: чем она выше, тем больше крутящий момент. Скорость вращения рабочего вала 15 при этом устанавливается в зависимости от нагрузки на рабочем валу: чем меньше нагрузки, тем выше скорость. Предлагаемому двигателю не нужна коробка передач, в нем нет бокового давления поршня на стенки цилиндра, нет огромных усилий, действующих на подшипники при рабочем ходе, кроме того, одному рабочему ходу соответствуют всего два перемещения основного рабочего поршня 11 (одно вниз, другое вверх), все это обеспечивает за счет меньших потерь на трение в узлах двигателя достижение высокого коэффициента полезного действия и большой долговечности. The rejection of the crankshaft mechanism available to most analogues for converting the translational motion of the piston into the rotational motion of the working shaft allows the proposed engine to obtain high torque on the working shaft at any speed of rotation and stable engine operation at any arbitrarily low speed of rotation of the working shaft. The magnitude of the torque is set by the rotation speed of the setting shaft 7: the higher it is, the greater the torque. The speed of rotation of the working shaft 15 is set depending on the load on the working shaft: the less the load, the higher the speed. The proposed engine does not need a gearbox, it does not have lateral pressure of the piston on the cylinder walls, there is no tremendous force acting on the bearings during the working stroke, in addition, only two movements of the main working piston 11 correspond to one working stroke (one down, the other up), all this ensures, due to lower friction losses in the engine components, achieving a high efficiency and high durability.

Предлагаемый двигатель не содержит сложных элементов, способных затруднить его массовое производство. Его применение за счет повышенных КПД и удельной мощности, отсутствия коробок передач позволит экономить топливо, уменьшить загрязнение окружающей среды. The proposed engine does not contain complex elements that can impede its mass production. Its use due to increased efficiency and specific power, the absence of gearboxes will save fuel, reduce environmental pollution.

Claims (7)

1. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий по меньшей мере один рабочий цилиндр с установленным в нем поршнем, связанным с рабочим валом, компрессор и механизм газораспределения, включающий впускной и выпускной клапаны, отличающийся тем, что он снабжен тактозадающим валом и связанным с ним вспомогательным двигателем, а поршень основного цилиндра выполнен с возможностью одновременного взаимодействия с рабочим и тактозадающим валами. 1. INTERNAL COMBUSTION ENGINE, comprising at least one working cylinder with a piston installed in it and connected to the working shaft, a compressor and a gas distribution mechanism including an intake and exhaust valve, characterized in that it is equipped with a timing shaft and an associated auxiliary motor, and the piston of the main cylinder is made with the possibility of simultaneous interaction with the working and tactile shafts. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что связь поршня основного цилиндра с рабочим валом выполнена в виде зубчатой рейки зубчатого колеса и размещенной внутри последнего обгонной муфты, а связь указанного поршня с тактозадающим валом выполнена в виде кулачка, закрепленного на тактозадающем валу с возможностью взаимодействия с концом штока поршня основного цилиндра, при этом зубчатая рейка выполнена на штоке поршня основного цилиндра с возможностью взаимодействия с зубчатым колесом, а обгонная муфта закреплена на рабочем валу. 2. The engine according to claim 1, characterized in that the connection of the piston of the main cylinder with the working shaft is made in the form of a gear rack of a gear wheel and placed inside the last freewheel, and the connection of the specified piston with a timing shaft is made in the form of a cam mounted on a timing shaft with the possibility of interaction with the end of the piston rod of the main cylinder, while the gear rack is made on the piston rod of the main cylinder with the possibility of interaction with the gear, and the freewheel is mounted on the working shaft. 3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что связь поршня основного цилиндра с тактозадающим валом выполнена кривошипно-шатунной, причем шатун шарнирно закреплен на штоке поршня компрессора, размещенного внутри поршня основного цилиндра, а кривошип закреплен на тактозадающем валу. 3. The engine according to claim 1, characterized in that the connection of the piston of the main cylinder with the pick-up shaft is made by a crank, and the connecting rod is pivotally mounted on the piston rod of the compressor located inside the piston of the main cylinder, and the crank is fixed on the pick-up shaft. 4. Двигатель по пп.1 и 3, отличающийся тем, что связь поршня основного цилиндра с рабочим валом выполнена в виде зубчатой рейки и храпового колеса с откидными собачками, причем зубчатая рейка выполнена на юбке поршня основного цилиндра с возможностью взаимодействия с откидными собачками храпового колеса, закрепленного на рабочем валу. 4. The engine according to claims 1 and 3, characterized in that the connection of the piston of the main cylinder with the working shaft is made in the form of a gear rack and ratchet wheel with folding dogs, and the gear rack is made on the piston skirt of the main cylinder with the possibility of interaction with the folding dogs of the ratchet wheel fixed on the working shaft. 5. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что связь поршня основного цилиндра с рабочим валом выполнена кривошипно-ползунной, причем кривошип установлен на рабочем валу посредством дополнительно введенной обгонной муфты, а ползун шарнирно закреплен на штоке поршня основного цилиндра. 5. The engine according to claim 1, characterized in that the connection of the piston of the main cylinder with the working shaft is made of a slider crank, and the crank is mounted on the working shaft by means of an additional overrunning clutch, and the slider is pivotally mounted on the piston rod of the main cylinder. 6. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что связь поршня основного цилиндра с рабочим валом выполнена в виде зубчатой рейки и храпового колеса, причем зубчатая рейка шарнирно закреплена на юбке указанного поршня и подпружинена к храповому колесу, закрепленному на рабочем валу. 6. The engine according to claim 1, characterized in that the connection of the piston of the main cylinder with the working shaft is made in the form of a gear rack and a ratchet wheel, and the gear rack is pivotally mounted on the skirt of the specified piston and is spring-loaded to the ratchet wheel mounted on the working shaft. 7. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен системой рычагов и кулачками клапанного механизма, закрепленными на тактозадающем валу, при этом один концы рычагов шарнирно связаны соответственно с впускным и выпускным клапанами, а другие выполнены с возможностью взаимодействия с соответствующими кулачками клапанного механизма. 7. The engine according to claim 1, characterized in that it is equipped with a system of levers and cams of the valve mechanism mounted on the tactile shaft, while one ends of the levers are pivotally connected respectively to the inlet and outlet valves, and the other are configured to interact with the corresponding cams of the valve mechanism.
SU5016681 1991-12-17 1991-12-17 Internal combustion engine RU2053392C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5016681 RU2053392C1 (en) 1991-12-17 1991-12-17 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5016681 RU2053392C1 (en) 1991-12-17 1991-12-17 Internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2053392C1 true RU2053392C1 (en) 1996-01-27

Family

ID=21591625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5016681 RU2053392C1 (en) 1991-12-17 1991-12-17 Internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2053392C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009045128A1 (en) * 2007-10-05 2009-04-09 Pavel Ignatievich Zagumennov Single-chamber multi-cylinder internal combustion engine with oppositely moving pistons
CN108223117A (en) * 2017-05-10 2018-06-29 张家平 For the power take-off mechanism of engine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Заявка РСТ WO N 90/15230, кл. F 02B 33/14, 1990. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009045128A1 (en) * 2007-10-05 2009-04-09 Pavel Ignatievich Zagumennov Single-chamber multi-cylinder internal combustion engine with oppositely moving pistons
CN108223117A (en) * 2017-05-10 2018-06-29 张家平 For the power take-off mechanism of engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3485221A (en) Omnitorque opposed piston engine
US5154141A (en) Dual cycle engine process
EP1240416B1 (en) Reciprocating internal combustion engine with balancing and supercharging
US7104227B2 (en) Internal combustion engine machine incorporating significant improvements in power, efficiency and emissions control
EP1819912B1 (en) Reciprocating machine
US5431130A (en) Internal combustion engine with stroke specialized cylinders
US6230671B1 (en) Variable compression and asymmetrical stroke internal combustion engine
US5146884A (en) Engine with an offset crankshaft
CN101548082A (en) Double piston cycle engine
EP0862685A1 (en) Combination internal combustion and steam engine
US4907544A (en) Turbocharged two-stroke internal combustion engine with four-stroke capability
GB2027798A (en) Two-stroke opposed piston engine
CN101205812A (en) Four-piston cylinder engine
JP2003519326A (en) Internal combustion engine
WO1998021456A1 (en) Air-cooled self-supercharging four stroke internal combustion engine
CN103821612A (en) Magnetic drive engine energy transmission system
RU2053392C1 (en) Internal combustion engine
CA2294375C (en) Engine
US3621758A (en) Reciprocating piston machine
WO2015088347A1 (en) Combustion engine comprising a cylinder
JPS59113239A (en) Double expansion type internal-combustion engine
RU2362893C2 (en) Single-chamber multicylinder internal combustion engine with movement of pistons in opposite direction to each other
RU2800634C1 (en) Turbine piston internal combustion engine
RU2267017C2 (en) Internal combustion engine
CN203822459U (en) Magnetic drive engine energy transfer system