RU2126093C1

RU2126093C1 - Universal engine

Info

Publication number: RU2126093C1
Application number: RU97109287A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Белашов
Original assignee: Белашов Алексей Николаевич
Priority date: 1997-06-10
Filing date: 1997-06-10
Publication date: 1999-02-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering, in particular, internal combustion engines. SUBSTANCE: engine has a crank mechanism; valve gear; fuel, ignition, mixing systems; piston with a head located in a cylinder, which is made in the form of a cylinder with a cover accommodating a spark-plug, injector, change-over device, inlet and exhaust valves, engageable with the inner surface of the combustion chamber made in the form of a sleeve. Located between the block cylinder and the piston head cylinder is an auxiliary chamber connected with the mixture volume and compression control system. Depending on the type of fuel used, the engine converts the thermal power obtained as a result of fuel combustion to mechanical work. EFFECT: enhanced efficiency. 5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции двигателя внутреннего сгорания, и предназначено для использования в качестве силового привода в любых отраслях народного и военного хозяйства. The invention relates to mechanical engineering, in particular to the design of an internal combustion engine, and is intended for use as a power drive in any sectors of the national and military economy.

Известен двигатель внутреннего сгорания типа 8 ДВТ с ГТН, содержащий цилиндры с поршнями, имеющими в днище камеру сгорания типа ЦНИДИ (Справочник Тракторные дизели, М.: Машиностроение, 1981, с. 536). A known internal combustion engine of type 8 DVT with GTN, containing cylinders with pistons having a combustion chamber of the type TsNIDI in the bottom (Reference Tractor Diesels, Moscow: Mashinostroenie, 1981, p. 536).

Известен дизельный двигатель внутреннего сгорания, содержащий камеру сгорания, выполненную в центральной части днища поршня. Боковая стенка камеры имеет цилиндрическую форму. В теле поршня выполнены каналы небольшого диаметра. Один конец каждого канала заглушен, а второй выходит в камеру, причем выход канала в камеру направлен тангенциально к цилиндрической боковой поверхности камеры. В процессе расширения газ вытекает из каналов и интенсифицирует вихревое движение заряда горячей смеси (заявка Японии N 60-45737, F 02 В 23/06, опубликована 11.10.1985) - аналог. Known diesel internal combustion engine containing a combustion chamber made in the Central part of the piston bottom. The side wall of the chamber has a cylindrical shape. Small diameter channels are made in the piston body. One end of each channel is plugged, and the second goes into the chamber, and the channel exit into the chamber is directed tangentially to the cylindrical side surface of the chamber. In the process of expansion, the gas flows out of the channels and intensifies the vortex motion of the charge of the hot mixture (Japanese application N 60-45737, F 02 B 23/06, published 11/10/1985) - analogue.

Известен двигатель внутреннего сгорания, имеющий камеру сгорания поршневого типа, поршень, впускной и выпускной клапан. В центральной части днища поршня размещена камера сгорания. Поршень размещен в цилиндре и закрыт крышкой. На крышке цилиндра закреплен дефлектор, выполненный в виде экрана и имеющий форму, соответствующую конфигурации камеры сгорания в поршне. Дефлектор установлен с возможностью погружения в камеру сгорания с минимальным зазором, при перемещении поршня к верхней мертвой точке (патент Российской Федерации N 2070973, F 02 В 23/06, 1996). A known internal combustion engine having a piston type combustion chamber, a piston, an intake and exhaust valve. In the central part of the piston bottom there is a combustion chamber. The piston is placed in the cylinder and closed by a cover. A deflector made in the form of a screen and having a shape corresponding to the configuration of the combustion chamber in the piston is mounted on the cylinder cover. The deflector is installed with the possibility of immersion in the combustion chamber with a minimum clearance when moving the piston to top dead center (patent of the Russian Federation N 2070973, F 02 B 23/06, 1996).

Известен универсальный двигатель внутреннего сгорания поршневого типа, содержащий кривошипно-шатунный механизм, газораспределительный механизм, системы питания, зажигания, смесеобразования и систему регулирования и сжатия смеси, размещенный в цилиндре блока поршень, камеру сгорания поршневого типа с регулируемой головкой поршня, турбокомпрессор или пневмосистему с целью поручения оптимального сжатия в камере сгорания, при регулировании мощности микропроцессором, с использованием любого вида горючего, (международная заявка N WO 82/02576, кл. F 02 В 75/04, 05.08.1982 - прототип). A universal piston-type internal combustion engine is known, comprising a crank mechanism, a gas distribution mechanism, a power supply, ignition, mixture formation and mixture control and compression system, a piston located in the cylinder block, a piston type combustion chamber with an adjustable piston head, a turbocompressor or a pneumatic system for instructions for optimal compression in the combustion chamber, when controlling the power with a microprocessor, using any kind of fuel (international application N WO 82/02576, C. F 02 B 75/04, 08/05/1982 - prototype).

Однако известный двигатель недостаточно эффективен и имеет сложную конструкцию. However, the known engine is not efficient enough and has a complex structure.

Задача изобретения - создать экологически чистый двигатель внутреннего сгорания. Увеличить КПД, мощность, экономичность двигателя внутреннего сгорания и снизить его тепловые потери. Применить систему регулирования объема и сжатия смеси, где степень сжатия определяется отношением полного объема основного и дополнительного цилиндра к объему камеры сгорания, для работы двигателя от любых моторных топлив или газов. The objective of the invention is to create an environmentally friendly internal combustion engine. To increase the efficiency, power, efficiency of the internal combustion engine and reduce its heat loss. Apply a system for controlling the volume and compression of the mixture, where the compression ratio is determined by the ratio of the total volume of the main and additional cylinders to the volume of the combustion chamber, for the engine to work on any motor fuels or gases.

Поставленная задача достигается тем, что универсальный двигатель внутреннего сгорания поршневого типа, содержащий кривошипно-шатунный механизм, газораспределительный механизм системы питания, зажигания, смесеобразования, размещенный в цилиндре поршень с камерой сгорания и головкой, и систему регулирования объема и сжатия смеси, причем головка поршня выполнена в виде цилиндра с крышкой, внутри которого размещены свеча, форсунка, устройство пропускного переключения, впускной и выпускной клапаны и который взаимодействует с внутренней поверхностью камеры сгорания поршня, выполненной в виде стакана, между цилиндром блока и цилиндром головки поршня размещена дополнительная камера, система регулирования объема и сжатия смеси, связана с дополнительной камерой. The problem is achieved in that a universal piston-type internal combustion engine containing a crank mechanism, a gas distribution mechanism of a power system, ignition, mixture formation, a piston with a combustion chamber and a head placed in the cylinder, and a mixture volume and compression control system, the piston head being made in the form of a cylinder with a cover, inside of which there is a candle, nozzle, bypass switch device, intake and exhaust valves, and which interacts with the internal overhnostyu piston combustion chamber formed in the form of a sleeve between the cylinder block and the cylinder head of the piston arranged additional chamber, the control volume and compression of the mixture is associated with a second camera.

Управление, открытие и закрытие клапанов системы регулирования объема и сжатия смеси осуществляется от поршня, распределительного вала, регулятора частоты вращения или автоматической муфты. The control, opening and closing of the valves of the system for regulating the volume and compression of the mixture is carried out from the piston, camshaft, speed controller or automatic clutch.

Внутренняя полость поршня и нижнее основание головки поршня, которые связаны с камерой сгорания; выполнены из прочного термостойкого соединения и имеют жаропрочную прокладку. The internal piston cavity and the lower base of the piston head, which are connected to the combustion chamber; made of durable heat-resistant compound and have a heat-resistant gasket.

Устройство пропускного переключения выполнено в виде пропускного клапана, связанного с системой смесобразования. Система смесеобразования камеры сгорания выполнена в виде дефлектора с каналами, спиралевидных канавок, преимущественно переменного сечения с отверстиями, экрана, форсунки. The bypass switching device is made in the form of a check valve associated with the mixing system. The mixture formation system of the combustion chamber is made in the form of a deflector with channels, spiral grooves, mainly of variable cross-section with openings, a screen, a nozzle.

На фиг. 1 изображена головка поршня двигателя внутреннего сгорания. In FIG. 1 shows the piston head of an internal combustion engine.

На фиг. 2 изображен разрез А-А, поршень которого размещен в нижней мертвой точке. In FIG. 2 shows a section AA, the piston of which is located at bottom dead center.

На фиг. 3 изображен разрез Б-Б, поршень которого размещен в нижней мертвой точке. In FIG. 3 shows a section BB, the piston of which is located at bottom dead center.

На фиг. 4 изображен разрез Б-Б, поршень которого размещен в верхней мертвой точке. In FIG. 4 shows a section BB, the piston of which is located at top dead center.

Универсальный двигатель Белашова (фиг. 1) состоит из четного или нечетного количества цилиндров, закрытых съемной головкой поршня 1, которая выполнена в виде цилиндра с крышкой, и которая закреплена к блоку цилиндра болтами 2. На валу 3 размещен газораспределительный механизм, имеющий впускной клапан 4 и выпускной клапан 5. Коромысло впускного клапана 6 взаимодействует с кулачком 7 распределительного вала 8, а коромысло выпускного клапана 9 взаимодействует с кулачком 10 распределительного вала 8. В зависимости от способа образования горючей смеси и вида применяемого топлива двигатель внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием (карбюраторные, работающие на бензине) подают рабочую смесь через канал 11, регулирующую заслонку 12 в канал 13. При внутреннем смесеобразовании (дизельные - работающие на дизельном топливе) воздушная смесь через канал 14, регулирующую заслонку 12 поступает в канал 13, а дизельное топливо из системы питания 15, состоящей из топливного бака, фильтров грубой и тонкой очистки топлива, топливоподкачивающего насоса с ручным приводом, топливного насоса высокого давления с регулятором частоты вращения и автоматической муфтой опережения впрыска топлива через трубопроводы высокого и низкого давления 16 поступает на форсунки 17. Система регулирования объема и сжатия смеси 18 связана с распределительным валом 8 и состоит из датчиков контроля, регулирования, исполнительных механизмов, пропускных, регулирующих, переключающих и сбрасывающих клапанов, механизма подачи воздушной или рабочей смеси, узла прогрева и дозированного смешения газов. Для работы двигателя на горючем газе, смесь через трубопроводы высокого и низкого давления 19 поступает на головку поршня 1 и регулирующую заслонку 20. Выпускной клапан 5 через канал 21 связан с выпускным трубопроводом 22. Свеча 23 электрически связана с системой зажигания, которая преобразовывает ток низкого напряжения в ток высокого напряжения. Трубопровод системы регулирования объема и сжатия смеси 19, фиг. 2, связан через канал 24 с дополнительной камерой 25; размещенной между цилиндром блока и цилиндром головки поршня, и устройством пропускного переключения, выполненного в виде пропускного клапана 26. Пропускной клапан 26, имеет проходной канал 27 с проточкой 28 и расположен на пружине 29, которая находится в цилиндре 30. Боковая поверхность клапана 26, через канал 31 связана с системой смесеобразования и рабочим объемом поршня 32. Система смесеобразования может быть выполнена в виде спиралевидных канавок преимущественно переменного сечения с отверстиями, экрана, форсунки, дефлектора с каналами, и т.д. Система смесеобразования служит для улучшения смешения рабочей смеси, интенсификации стабилизации процесса сгорания в поршне 33, в котором происходит организация интенсивного вихревого движения рабочей смеси в конце такта сжатия вследствие вытеснения сжимаемого рабочего тела из дополнительной камеры 25. Поршень 33 выполнен в виде стакана и оборудован канавками, в которые вставлены поршневые кольца 34 и 35. Поршневые кольца 34 взаимодействуют с цилиндром блока 36, а поршневые кольца 35 взаимодействуют с цилиндром 37 головки поршня 1. Внутренняя полость поршня выполнена из керамического, металлокерамического термостойкого соединения 38 или другого материала имеющего большую прочностью и низкую теплопроводность. Между поршнем 33 и внутренней полостью термостойкого соединения 38 размещена жаропрочная прокладка 39. Нижнее внешнее основание поршня имеет палец 40, который связан с шатуном 41. Нижнее основание головки поршня 1 имеет термостойкое соединение 42 между которым размещена жаропрочная прокладка 43. Блок цилиндров 44 связан с головкой поршня 1 через прокладку 45. Головка поршня 1 выполнена в виде цилиндра 37 с крышкой и закрыта крышкой 46. Коромысло впускного клапана 6, фиг. 3, взаимодействует с впускным клапаном 4, который выполнен из направляющей втулки 47. На штоке 47 размещена рабочая поверхность головки клапана 48, которая прижимается к седлу 49 пружиной 50 при помощи опорной шайбы 51 и сухарей 52. Отверстие впускного клапана 53 связано с каналом 13. Поршень 33 расположен в нижней мертвой точке. Коромысло выпускного клапана 9, фиг. 4, взаимодействует с выпускным клапаном 5, который выполнен из направляющей втулки 54. На штоке 54 размещена рабочая поверхность головки клапана 55, которая прижимается к седлу 56 пружиной 57 при помощи опорной шайбы 58 и сухарей 59. Отверстие выпускного клапана 60 связано с каналом 21. Когда поршень находится в в.м.т., над ним будет наименьшее пространство, называемое объемом камеры сгорания 61. Система регулирования объема и сжатия смеси 18 может быть упрощена, если двигатель работает только на дизельном и бензиновом или газовом топливе определенной марки. В карбюраторных и газосмесительных двигателях степень сжатия находится в пределах 6...9, в дизельных - 15...20. Предохранительный клапан 62 опирается на седло 63 при помощи пружины 64, опорной площадки 65 и сухарей 66. При работе двигателя на бензиновом или газовом топливе, дополнительная камера 25 в работе не участвует, а просочившиеся через поршневые кольца 35 газы отводятся в канал 11 для повторного использования. При работе двигателя на дизельном топливе в режиме сжатия рабочей смеси, избыточное давление создаваемое в дополнительной камере 25, через пропускной клапан 26 переходит в поршень 33. Когда поршень 33 дойдет до в.м.т. головки поршня 1 и откроет предохранительный клапан 62, остаток избыточного давления воздуха созданного в дополнительной камере 25, через трубопровод 67 поступает в канал 12 для повторного использования. После небольшого разряжения в дополнительной камере 25, произойдет перекрытие канала 31, связывающего дополнительную камеру 25 с камерой сгорания поршня 33, пропускным клапаном 26. Открытие или закрытие предохранительного клапана 62 может осуществляться от поршня 33, распределительного вала 8 или через управляющие механизмы системы питания 15, регулятор вращения вала, автоматическую муфту и т.д. The Belashov universal engine (Fig. 1) consists of an even or odd number of cylinders closed by a removable piston head 1, which is made in the form of a cylinder with a cover, and which is fixed to the cylinder block by bolts 2. On the shaft 3 there is a gas distribution mechanism having an inlet valve 4 and exhaust valve 5. The rocker of the intake valve 6 interacts with the cam 7 of the camshaft 8, and the rocker of the exhaust valve 9 interacts with the cam 10 of the camshaft 8. Depending on the method of formation of combustible si and the type of fuel used, an internal combustion engine with external mixture formation (carburetor operating on gasoline) feeds the working mixture through channel 11, which regulates the valve 12 to channel 13. In internal mixture formation (diesel - operating on diesel fuel), the air mixture through channel 14, which regulates the shutter 12 enters the channel 13, and diesel fuel from the power supply system 15, consisting of a fuel tank, filters for coarse and fine fuel cleaning, a manually-operated fuel priming pump, high fuel pump pressure with a speed controller and an automatic coupling for advancing fuel injection through high and low pressure pipelines 16 is supplied to the nozzles 17. The system for controlling the volume and compression of the mixture 18 is connected to the camshaft 8 and consists of control sensors, regulation, actuators, access control, regulating, switching and dumping valves, air or working mixture supply mechanism, heating unit and metered gas mixing. For the engine to run on combustible gas, the mixture through the high and low pressure pipelines 19 enters the piston head 1 and the control valve 20. The exhaust valve 5 through the channel 21 is connected to the exhaust pipe 22. The candle 23 is electrically connected to the ignition system, which converts the low voltage current in high voltage current. The piping of the volume control and compression system of the mixture 19, FIG. 2, connected through channel 24 to additional camera 25; located between the cylinder of the block and the cylinder of the piston head, and the bypass switching device, made in the form of a check valve 26. The check valve 26 has a passage channel 27 with a groove 28 and is located on the spring 29, which is located in the cylinder 30. The side surface of the valve 26, through channel 31 is connected with the mixture formation system and the working volume of the piston 32. The mixture formation system can be made in the form of spiral grooves of predominantly variable cross-section with openings, a screen, a nozzle, a deflector with channels, etc. . The mixture formation system serves to improve the mixing of the working mixture, to intensify the stabilization of the combustion process in the piston 33, in which the vortex movement of the working mixture is organized at the end of the compression stroke due to the displacement of the compressible working fluid from the additional chamber 25. The piston 33 is made in the form of a glass and is equipped with grooves, into which the piston rings 34 and 35 are inserted. The piston rings 34 interact with the cylinder of the block 36, and the piston rings 35 interact with the cylinder 37 of the piston head 1. Internal the piston cavity is made of ceramic, cermet heat-resistant compound 38 or other material having high strength and low thermal conductivity. A heat-resistant gasket 39 is placed between the piston 33 and the internal cavity of the heat-resistant connection 38. The lower external base of the piston has a pin 40, which is connected to the connecting rod 41. The lower base of the piston head 1 has a heat-resistant connection 42 between which the heat-resistant gasket 43 is placed. The cylinder block 44 is connected to the head the piston 1 through the gasket 45. The piston head 1 is made in the form of a cylinder 37 with a cover and closed by a cover 46. The rocker of the intake valve 6, FIG. 3, interacts with the inlet valve 4, which is made of a guide sleeve 47. On the stem 47 there is a working surface of the valve head 48, which is pressed against the seat 49 by a spring 50 with a support washer 51 and crackers 52. The opening of the inlet valve 53 is connected to the channel 13. The piston 33 is located at bottom dead center. Rocker exhaust valve 9, FIG. 4 interacts with the exhaust valve 5, which is made of a guide sleeve 54. On the stem 54 there is a working surface of the valve head 55, which is pressed against the seat 56 by the spring 57 with the support washer 58 and crackers 59. The opening of the exhaust valve 60 is connected to the channel 21. When the piston is in bmw, there will be the smallest space above it, called the volume of the combustion chamber 61. The system for controlling the volume and compression of the mixture 18 can be simplified if the engine runs only on diesel and gasoline or gas fuel of a certain m arches. In carburetor and gas mixing engines, the compression ratio is in the range of 6 ... 9, in diesel engines - 15 ... 20. The safety valve 62 rests on the seat 63 using a spring 64, a support pad 65 and crackers 66. When the engine is running on gasoline or gas fuel, the additional chamber 25 is not involved in the operation, and the gases leaked through the piston rings 35 are discharged into the channel 11 for reuse . When the engine is running on diesel fuel in the compression mode of the working mixture, the overpressure created in the additional chamber 25 passes through the check valve 26 to the piston 33. When the piston 33 reaches bmw the piston head 1 and open the safety valve 62, the remainder of the excess air pressure created in the additional chamber 25, through the pipe 67 enters the channel 12 for reuse. After a small discharge in the additional chamber 25, the channel 31 connecting the additional chamber 25 with the combustion chamber of the piston 33, the check valve 26 will be blocked. The opening or closing of the safety valve 62 can be carried out from the piston 33, the camshaft 8 or through the control mechanisms of the power system 15, shaft rotation regulator, automatic coupling, etc.

Рабочий цикл универсального двигателя внутреннего сгорания состоит из четырех тактов. The duty cycle of a universal internal combustion engine consists of four clock cycles.

При внешнем смесеобразовании, горючей смеси от карбюратора, универсальный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом:
Для выполнения одного такта, при котором происходит сгорание рабочей смеси и расширение газов, необходимо выполнить два подготовительных такта - впуск и сжатие - и заключительный такт - выпуск, фиг. 1, 2, 3, 4. Впуск - поршень 33 перемещается от в.м.т. к н.м.т. Открыто впускное отверстие 53 клапана 4. Вследствие увеличения объема внутри цилиндра создается разрежение 0,075...0,085 МПа, а температура смеси находится в пределах 90...130 градусов C. Цилиндр 33 заполняется свежим зарядом горючей смеси от карбюраторной системы питания, которая служит для приготовления горючей смеси из паров бензина и воздуха поступающего через канал 11, регулирующую заслонку 12, канал 13, в впускное отверстие 53, при этом регулирующая заслонка 12 должна перекрывать входной канал 14.With external mixture formation, a combustible mixture from a carburetor, a universal internal combustion engine works as follows:
To perform one cycle, during which the combustion of the working mixture and expansion of the gases, it is necessary to perform two preparatory cycles - inlet and compression - and the final cycle - release, Fig. 1, 2, 3, 4. Inlet - the piston 33 moves from VMT to n.m.t. Inlet 53 of valve 4 is open. Due to the increase in volume, a vacuum of 0.075 ... 0.085 MPa is created inside the cylinder, and the temperature of the mixture is in the range of 90 ... 130 degrees C. The cylinder 33 is filled with a fresh charge of the combustible mixture from the carburetor feed system, which serves to preparing a combustible mixture of gasoline vapor and air entering through the channel 11, the regulating flap 12, the channel 13, into the inlet 53, while the regulating flap 12 should overlap the inlet channel 14.

Сжатие - поршень 33 движется от н.м.т. к в.м.т. Впускное отверстие 53 закрыто клапаном 4 и выпускное отверстие 60 закрыто клапаном 5. Объем над поршнем уменьшается, а давление и температура к концу такта соответственно достигает величин 1,0...1,2 МПа и 350...450 градусов С. Рабочая смесь сжимается, благодаря чему улучшается испарение и перемешивание паров бензина с воздухом. С повышением степени сжатия двигателя повышаются его экономичность и мощность. В зависимости от типа применяемого бензина можно регулировать одним из важных показателей двигателя, которым является его степень сжатия, определяемая отношением полного объема цилиндра 33, дополнительной камеры 25 к объему камеры сгорания 61, фиг. 4. Универсальный двигатель внутреннего сгорания может работать в режиме нерегулируемого объема горючей смеси, подаваемого из системы питания. Не регулируемый рабочий объем цилиндра и объем камеры сгорания, вместе взятые, составляют полный объем цилиндра в данной конструкции. Для работы двигателя от нерегулируемого рабочего объема необходимо перекрыть пропускной клапан 26 регулирующей заслонкой 20, тогда из дополнительной камеры 25 объем воздуха будет отводиться в систему регулирования объема и сжатия смеси 18, для очистки и дальнейшего использования через карбюраторную систему питания. Для изменения объема и сжатия воздушной или рабочей смеси ее необходимо регулировать системой регулирования объема и сжатия смеси 18, которая может подавать в дополнительную камеру 25 воздушную или газовоздушную горючую смесь. Когда поршень движется от в.м.т. до н.м.т., объем над поршнем 33 и дополнительной камерой 25 уменьшается. Давление воздушной или рабочей смеси в дополнительной камере 25 возрастает. Воздушная смесь из дополнительной камеры 25 начинает давить на пропускной клапан 26, который под действием пружины 29 переместится вниз, и далее перетечет через канал 27, канал 31, имеющий систему смесеобразования в камеру сгорания 61. После достижения уровня установленной нами степени сжатия, которую регистрируют датчики давления системы регулирования объема и сжатия смеси 18, происходит отвод избыточного давления воздуха через пропускные клапана. Когда поршень 33 достигнет в.м.т., распределительный вал 8 газораспределительного механизма, через систему кулачков, отключит систему регулирования объема и сжатия смеси от пропускного клапана 26, который перекроет отверстие канала 31. Рабочий ход (сгорание и расширение) - сжатая рабочая смесь воспламеняется искрой от свечи 23 системы зажигания. Поршень 33 под давлением расширяющихся газов перемещается от в.м.т. до н.м.т. Закрыто впускное отверстие 53, выпускное отверстие 60 и пропускной клапан 26. Давление газов в поршне 33 достигает величины 3,5...4,0 МПа, а температура доходит до 2000 градусов C. Выпуск - поршень движется от н.м.т. к в.м.т. Открыто выпускное отверстие 60, закрыт пропускной клапан 26, закрыт впускной клапан 4. Давление газов снижается от 0,11...0,12 МПа, а температура до 350...400 градусов C. Compression - piston 33 moves from N.M.T. to m.t. The inlet 53 is closed by the valve 4 and the outlet 60 is closed by the valve 5. The volume above the piston decreases, and the pressure and temperature at the end of the stroke, respectively, reach 1.0 ... 1.2 MPa and 350 ... 450 degrees C. The working mixture compresses, thereby improving the evaporation and mixing of gasoline vapor with air. With an increase in the compression ratio of the engine, its efficiency and power increase. Depending on the type of gasoline used, it is possible to regulate one of the important indicators of the engine, which is its compression ratio, determined by the ratio of the total volume of the cylinder 33, the additional chamber 25 to the volume of the combustion chamber 61, FIG. 4. The universal internal combustion engine can operate in an unregulated volume of the combustible mixture supplied from the power system. The unregulated displacement of the cylinder and the volume of the combustion chamber, taken together, make up the total volume of the cylinder in this design. For the engine to work from an unregulated displacement, it is necessary to shut off the check valve 26 with the regulating flap 20, then from the additional chamber 25 the air volume will be discharged into the volume control and compression system of the mixture 18, for cleaning and further use through the carburetor power system. To change the volume and compression of the air or working mixture, it is necessary to regulate the volume and compression system of the mixture 18, which can supply air or gas-air mixture to the additional chamber 25. When the piston moves away from the BMT BCMT, the volume above the piston 33 and the additional chamber 25 is reduced. The pressure of the air or working mixture in the additional chamber 25 increases. The air mixture from the additional chamber 25 begins to press on the check valve 26, which under the action of the spring 29 will move down, and then flow through the channel 27, the channel 31 having a mixture formation system into the combustion chamber 61. After reaching the level of compression ratio set by us, which the sensors register pressure control system volume and compression of the mixture 18, there is a removal of excess air pressure through the check valve. When the piston 33 reaches bmw, the camshaft 8 of the gas distribution mechanism, through a cams system, will disconnect the mixture volume control and compression system from the check valve 26, which will block the channel opening 31. The stroke (combustion and expansion) is a compressed working mixture ignited by a spark from a spark plug 23 of the ignition system. The piston 33, under the pressure of expanding gases, moves away from VMT. to n.m.t. Closed inlet 53, outlet 60 and the check valve 26. The gas pressure in the piston 33 reaches a value of 3.5 ... 4.0 MPa, and the temperature reaches 2000 degrees C. Release - the piston moves from nm to m.t. The outlet 60 is open, the check valve 26 is closed, the inlet valve is closed 4. The gas pressure decreases from 0.11 ... 0.12 MPa, and the temperature drops to 350 ... 400 degrees C.

При внешнем смесеобразовании горючей смеси от газа, универсальный двигатель Белашова работает как карбюраторный, но подача горючей смеси может осуществляться через систему регулирования объема и сжатия смеси 18, трубопроводы высокого и низкого давления 19 и дополнительную камеру 25, или через канал 14 и газораспределительный механизм двигателя. Газораспределительный механизм предназначен для своевременного впуска в цилиндр двигателя 33 необходимого заряда свежей горючей смеси и выпуска из него отработавших газов. With external mixture formation of the combustible mixture from gas, the Belashov universal engine operates as a carburetor, but the supply of the combustible mixture can be carried out through the volume control and compression system 18, high and low pressure pipelines 19 and additional chamber 25, or through channel 14 and the engine gas distribution mechanism. The gas distribution mechanism is designed for timely inlet into the cylinder of the engine 33 of the necessary charge of fresh combustible mixture and the release of exhaust gases from it.

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя подобен карбюраторному двигателю и состоит из четырех тактов. The duty cycle of a four-stroke diesel engine is similar to a carburetor engine and consists of four cycles.

Впуск - поршень перемещается от в.м.т. к к.м.т. Открыто впускное отверстие 53, открыт клапан системы регулирования объема и сжатия смеси 18, открыт канал 14, перекрыт канал 11 регулирующей заслонкой 12. Благодаря создаваемому разрежению цилиндр 33 и дополнительный цилиндр 25 заполняется воздухом. Общее давление воздуха в двух цилиндрах должно составлять от 0,075...0,085 МПа, а температура - 90...125 градусов C. Воздух, подаваемый из системы регулировки объема воздушной и газосмесительной смеси может быть подогрет. Сжатие - поршень перемещается от в.м.т. к н.м.т. Закрыт впускной клапан 4, выпускной клапан 5 и клапан системы регулирования объема и сжатия смеси 18. Воздух в цилиндре 33 и дополнительном цилиндре 25 сжимается. Под действием избыточного давления воздуха в дополнительном цилиндре 25 открывается пропускной клапан 26, благодаря которому воздух из дополнительной камеры 25 перетекает в цилиндр 33. В цилиндре 33 создается давление (3,0...4,0 МПа) и температура (600. ..700 градусов C). Такая высокая температура сжатого воздуха необходима для воспламенения впрыскиваемого в цилиндр топлива через форсунку 17. Рабочий ход - в конце такта сжатия открывается клапан системы регулирования объема и сжатия воздушной и рабочей газосмесительной смеси 18, закрывается пропускной клапан 26, впускное отверстие 53 клапана 4 и выпускное отверстие 60 клапана 5. В цилиндр 33 через форсунку 17 под давлением 15. . .20 МПа впрыскивается мелкораспыленное дизельное топливо. Смешиваясь с раскаленным воздухом, топливо воспламеняется, вследствие чего давление в цилиндре 33 повышается до 7,0...9,8 МПа, а температура достигает 1800...2000 градусов С. Под действием создавшегося давления поршень 33 перемещается oт в.м.т. к н.м.т. Inlet - the piston moves from VMT to c.m. The inlet 53 is open, the valve of the system for controlling the volume and compression of the mixture 18 is open, the channel 14 is open, the channel 11 is closed by the control flap 12. Due to the vacuum created, the cylinder 33 and the additional cylinder 25 are filled with air. The total air pressure in the two cylinders should be from 0.075 ... 0.085 MPa, and the temperature - 90 ... 125 degrees C. The air supplied from the volume control system of the air and gas mixing mixture can be heated. Compression - the piston moves from v.m.t. to n.m.t. Closed inlet valve 4, exhaust valve 5 and the valve of the volume control and compression system of the mixture 18. The air in the cylinder 33 and the additional cylinder 25 is compressed. Under the action of excess air pressure in the additional cylinder 25, a check valve 26 opens, due to which air from the additional chamber 25 flows into the cylinder 33. In the cylinder 33, pressure (3.0 ... 4.0 MPa) and temperature (600. .. 700 degrees C). Such a high temperature of compressed air is necessary to ignite the fuel injected into the cylinder through the nozzle 17. Working stroke - at the end of the compression stroke, the valve of the system for regulating the volume and compression of the air and working gas mixing mixture 18 opens, the check valve 26, the inlet 53 of the valve 4 and the outlet open 60 of valve 5. Into cylinder 33 through nozzle 17 under pressure 15.. .20 MPa finely atomized diesel fuel is injected. Mixing with hot air, the fuel ignites, as a result of which the pressure in the cylinder 33 rises to 7.0 ... 9.8 MPa, and the temperature reaches 1800 ... 2000 degrees C. Under the influence of the created pressure, the piston 33 moves from m. t to n.m.t.

Выпуск - поршень 33 движется от в.м.т. к н.м.т. Открыто выпускное отверстие 60 выпускного клапана 5. Температура газов снижается до 300...400 градусов C, а давление их составляет О,11...0,12 МПа. Отработанные газы выталкиваются из цилиндра 33 в канал 22. Release - piston 33 moves from VMT to n.m.t. The outlet 60 of the exhaust valve 5 is open. The temperature of the gases decreases to 300 ... 400 degrees C, and their pressure is O, 11 ... 0.12 MPa. The exhaust gases are pushed out of the cylinder 33 into the channel 22.

Изобретение позволяет повысить экономичность и мощность двигателя внутреннего сгорания, при использовании любых моторных топлив или газов, за счет применения системы регулирования объема и сжатия смеси, а также снизить тепловые потери при применении поршня и головки поршня, выполненных из термостойкого соединения имеющего жаропрочную прокладку. The invention improves the efficiency and power of the internal combustion engine when using any motor fuels or gases, due to the use of a system for regulating the volume and compression of the mixture, and also reduces heat loss when using a piston and piston head made of a heat-resistant compound having a heat-resistant gasket.

При работе универсального двигателя Белашова масляная пленка на цилиндре блока и цилиндре головки поршня не контактирует с камерой сгорания, что никогда не вызовет закоксовывание и пригорание поршневых колец, загрязнение моторного масла и увеличит рабочий ресурс двигателя. When the Belashov universal engine is running, the oil film on the cylinder of the block and the cylinder of the piston head does not come into contact with the combustion chamber, which will never cause coking and burning of the piston rings, contamination of the engine oil and increase the working life of the engine.

При капитальном ремонте универсального двигателя Белашова, достаточно отсоединить головку поршня от головки блока и вставить новый блок, что намного упростит и удешевит его конструкцию. When overhauling the Belashov universal engine, it is enough to disconnect the piston head from the block head and insert a new block, which will greatly simplify and reduce the cost of its design.

При работе системы регулирования объема и сжатия смеси и системы смесеобразования, при работе от любого моторного топлива достигается высокая интенсификация и стабилизация процесса сгорания в поршне, что позволяет создать экологически чистый двигатель внутреннего сгорания. When the system for controlling the volume and compression of the mixture and the mixture formation system are operating, when using any motor fuel, high intensification and stabilization of the combustion process in the piston is achieved, which allows creating an environmentally friendly internal combustion engine.

Claims

1. A universal piston-type internal combustion engine comprising a crank mechanism, power, ignition, mixture formation systems, a piston with a combustion chamber and a head placed in the cylinder, and a mixture volume and compression control system, characterized in that the piston head is made in the form of a cylinder with a lid, inside of which there is a candle, a nozzle, a passage switching device, inlet and outlet valves, and which interacts with the inner surface of the piston combustion chamber, made in the form of Akana, between the cylinder of the block and the cylinder of the piston head there is an additional chamber, the system for regulating the volume and compression of the mixture is connected with the additional chamber.

2. The engine according to claim 1, characterized in that the control, opening and closing of the valves of the control system and compression of the mixture is carried out from the piston, camshaft, speed controller or automatic clutch.

3. The engine according to claim 1, characterized in that the internal piston cavity and the lower base of the piston head, which are connected to the combustion chamber, are made of a durable heat-resistant connection and have a heat-resistant gasket.

4. The engine according to claim 1, characterized in that the through-switch device is made in the form of a check valve associated with the mixture formation system.

5. The engine according to claim 1, characterized in that the mixture formation system of the combustion chamber is made in the form of a deflector with channels, spiral grooves of predominantly variable cross-section with holes, a screen, an injector.