RU2140547C1 - Method of compression of air-fuel mixture and use of high-pressure hot gases in internal combustion engine - Google Patents
Method of compression of air-fuel mixture and use of high-pressure hot gases in internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2140547C1 RU2140547C1 RU96114724A RU96114724A RU2140547C1 RU 2140547 C1 RU2140547 C1 RU 2140547C1 RU 96114724 A RU96114724 A RU 96114724A RU 96114724 A RU96114724 A RU 96114724A RU 2140547 C1 RU2140547 C1 RU 2140547C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- combustion chamber
- fuel mixture
- volume
- air
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания. The invention relates to engine building, and in particular to internal combustion engines.
Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий картер, коленчатый вал, камеру сгорания, впускной клапан воздушно-топливной смеси в камеру сгорания, впускной продувочный клапан сжатого воздуха, выпускной клапан, свечу зажигания, цилиндры с двухцилиндровым поршнем /патент США N 1722201, F 02 В 33/14, 1928/. A known internal combustion engine comprising a crankcase, a crankshaft, a combustion chamber, an intake valve of an air-fuel mixture into a combustion chamber, an inlet purge valve of compressed air, an exhaust valve, a spark plug, cylinders with a two-cylinder piston / US patent N 1722201, F 02 B 33 / 14, 1928 /.
В этом изобретении описан и способ сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания поршнем с помощью компрессора, объем которого разграничивается от объема камеры сгорания. Это изобретение выбрано в качестве прототипа. This invention also describes a method for compressing an air-fuel mixture in a combustion chamber by a piston using a compressor, the volume of which is differentiated from the volume of the combustion chamber. This invention is selected as a prototype.
Недостатком изобретения является неэффективный способ использования горячих газов высокого давления. A disadvantage of the invention is an inefficient method of using hot high pressure gases.
В прототипе воспламенение воздушно-топливной смеси в камере сгорания происходит сразу после процесса сжатия воздушно-топливной смеси до максимального значения, что приводит к образованию горячих газов максимального давления. В этот момент поршень давит на коленчатый вал через шатун, имея минимальный рычаг воздействия, так как колено коленчатого вала и шатун в этот момент находятся практически почти на одной линии. In the prototype, the ignition of the air-fuel mixture in the combustion chamber occurs immediately after the compression of the air-fuel mixture to the maximum value, which leads to the formation of hot gases of maximum pressure. At this moment, the piston presses on the crankshaft through the connecting rod, having a minimal lever of influence, since the crankshaft elbow and the connecting rod at this moment are almost on the same line.
После прохождения четверти круга коленчатым валом из внутренней /верхней/ мертвой точки /ВМТ/ к наружной /нижней/ мертвой точке /НМТ/, шатун имеет максимальный рычаг воздействия на колено коленчатого вала, но в это время поршень прошел половину своего пути S. Объем камеры сгорания Vc увеличился на рабочего объема цилиндра. И объем увеличенной камеры сгорания Va стал равен: то есть в несколько раз больше, так как половина рабочего объема цилиндра в несколько раз больше объема камеры сгорания.After passing a quarter of the circle with the crankshaft from the inside / top / dead center / TDC / to the outside / bottom / dead center / BDC /, the connecting rod has the maximum lever for acting on the crankshaft knee, but at that time the piston has gone half its way S. Chamber volume combustion V c increased by cylinder displacement. And the volume of the enlarged combustion chamber V a became equal to: that is, several times more, since half the working volume of the cylinder is several times larger than the volume of the combustion chamber.
Пропорционально увеличенному объему, во столько же раз уменьшилось давление газов на поршень. Если обобщить вышесказанное, можно сделать вывод, что прототип работает по принципу: есть максимальное давление газов на поршень - шатун имеет маленький рычаг воздействия на колено коленчатого вала, появился у шатуна максимальный рычаг воздействия на колено коленчатого вала - давление газов на поршень уменьшилось в несколько раз. Что неэффективно и ведет к перерасходу топлива. In proportion to the increased volume, the pressure of the gases on the piston decreased by the same amount. If we summarize the above, we can conclude that the prototype works according to the principle: there is a maximum gas pressure on the piston - the connecting rod has a small lever on the crankshaft knee, the connecting rod has a maximum lever on the crankshaft knee - the gas pressure on the piston has decreased several times . Which is inefficient and leads to an excessive consumption of fuel.
Задачей изобретения является более эффективное использование горячих газов высокого давления, экономия топлива и увеличение мощности двигателя. The objective of the invention is a more efficient use of hot high-pressure gases, fuel economy and increase engine power.
Поставленная задача решается за счет того, что необходимую /расчетную/ величину степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания создают в основном компрессором, а также поршнем, находящимся в цилиндре, половина рабочего объема которого меньше объема камеры сгорания, а горячие газы высокого давления воздействуют на поршень только в цилиндре, половина рабочего объема которого меньше объема камеры сгорания. The problem is solved due to the fact that the necessary / calculated / value of the compression ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber is created mainly by the compressor, as well as by a piston located in the cylinder, half of the working volume of which is less than the volume of the combustion chamber, and hot high-pressure gases act on the piston only in the cylinder, half of which is less than the volume of the combustion chamber.
В заявленном изобретении работает эффективная система использования газов высокого давления, полученных в результате сгорания топлива, что приводит к многократной экономии топлива. In the claimed invention operates an effective system for using high pressure gases resulting from the combustion of fuel, which leads to multiple fuel savings.
Двигатель внутреннего сгорания изображен на чертеже:
на фиг. 1 - двигатель внутреннего сгорания с пирамидальным поршнем, пирамидальный поршень находится в положении ВМТ.The internal combustion engine is shown in the drawing:
in FIG. 1 - an internal combustion engine with a pyramidal piston, the pyramidal piston is in the TDC position.
На фиг. 2 - двигатель внутреннего сгорания с пирамидальным поршнем, пирамидальный поршень находится в положении из ВМТ к НМТ.In FIG. 2 - an internal combustion engine with a pyramidal piston, the pyramidal piston is in position from TDC to BDC.
Двухцилиндровый поршень имеет название пирамидальный, так как он состоит из двух поршней, находящихся в двух цилиндрах, поршни имеют разные диаметры, выполняют разные функции, но представляют собой двухцилиндровый поршень, в устройстве которого соблюден принцип построения пирамиды. A two-cylinder piston has the name pyramidal, since it consists of two pistons located in two cylinders, the pistons have different diameters, perform different functions, but are a two-cylinder piston, in the device of which the principle of pyramid construction is observed.
Двигатель внутреннего сгорания содержит: картер 1, цилиндр 2 компрессора, впускной продувочный клапан 3 сжатого воздуха и выпускной продувочный клапан 4, головку 5 цилиндра, пирамидальный поршень 6, представляющий собой одно целое, но состоящий из двух основных частей - "пальчикового" поршня 7, который является рабочей частью пирамидального поршня 6, на днище которого воздействуют горячие газы высокого давления, и поршня 3 компрессора - стабилизатора хода пирамидального поршня 6, впускной клапан 9 воздушно-топливной смеси в камеру 10 компрессора, канал 11 поступления сжатой воздушно-топливной смеси из камеры 10 компрессора в камеру 12 сгорания, поршневые кольца 13 "пальчикового" поршня 7, поршневые кольца 14 поршня 8 компрессора - стабилизатора хода, сальник 15, расположенный вокруг "пальчикового" поршня 7, разграничивающий объем цилиндра 21 и объем цилиндра 2 компрессора, отвод 16 для газов, частично проникающих из камеры 12 сгорания через поршневые кольца 13 "пальчикового" поршня 7, находящийся в цилиндре 21, между сальником 15 и НМТ поршневых колец 13 "пальчикового" поршня 7, коленчатый вал 17, соединенный с шатуном 18, впускной клапан 19 сжатой воздушно-топливной смеси в камеру 12 сгорания из камеры 10 компрессора, свечу 20 зажигания, цилиндр 21. The internal combustion engine contains: a crankcase 1, a compressor cylinder 2, an
Поршень 7 выполнен "пальчиковым" и имеет уменьшенный диаметр, находится в соответствующем цилиндре 21 с уменьшенным диаметром и с соответственно уменьшенным рабочим объемом, который не позволяет самостоятельно создать необходимую /расчетную/ величину степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания. The piston 7 is made "finger-type" and has a reduced diameter, is located in the
Двигатель внутреннего сгорания работает в двухтактном режиме. The internal combustion engine operates in push-pull mode.
При движении пирамидального поршня 6 из ВМТ к НМТ открывается впускной клапан 9, и воздушно-топливная смесь поступает в камеру 10 поршня 6 компрессора - стабилизатора хода, клапаны 3, 4, 19 закрыты. При подходе пирамидального поршня 6 к НМТ открывается выпускной продувочный клапан 4 и следом открывается впускной продувочный клапан 3 сжатого воздуха, продувающие камеру 12 сгорания сжатым воздухом, для ускорения процесса очистки камеры 12 сгорания. Во время прохождения пирамидальным поршнем 6 НМТ закрывается впускной клапан 3 воздушно-топливной смеси в камеру 10 компрессора, следом закрываются продувочные клапаны 3 и 4, после чего открывается впускной клапан 19, через который в очищенную камеру 12 сгорания поступает сжатая воздушно-топливная смесь из камеры 10 поршня 8 компрессора, через канал 11 поступления сжатой воздушно-топливной смеси. When the pyramidal piston 6 moves from TDC to BDC, the inlet valve 9 opens, and the air-fuel mixture enters the
Сжатие воздушно-топливной смеси до необходимой /расчетной/ величины степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере 12 сгорания создается в основном - больше половины необходимой /расчетной/ величины степени сжатия, поршнем 8 компрессором - стабилизатором хода и частично - меньше половины необходимой /расчетной/ величины степени сжатия, "пальчиковым" поршнем 7 при движении пирамидального поршня 6 из НМТ к ВМТ. Compression of the air-fuel mixture to the required / calculated / value of the compression ratio of the air-fuel mixture in the
При достижении пирамидальным поршнем 6 ВМТ закрывается впускной клапан 19 сжатой воздушно-топливной смеси в камеру 12 сгорания и в начале движения пирамидального поршня 6 к НМТ происходит воспламенение и сгорание воздушно-топливной смеси. Горячие газы высокого давления начинают давить на "пальчиковый" поршень 7, и весь пирамидальный поршень 6 продолжает движение к НМТ. Открывается впускной клапан 9 воздушно-топливной смеси в камеру 10 поршня 8 компрессора, клапаны 3, 4, 19 закрыты. Во время прохождения "пальчиковым" поршнем 7 второй половины пути из ВМТ к НМТ, при подходе к НМТ открывается выпускной продувочный клапан 4 и следом открывается впускной продувочный клапан 3 сжатого воздуха, продувающие камеру 12 сгорания сжатым воздухом, для ускорения процесса очистки камеры 12 сгорания. Продолжается новый рабочий цикл. When the pyramid piston 6 reaches the TDC, the
Поступательное движение пирамидального поршня 6 через шатун 18 преобразуется во вращательное движение коленчатого вала 17, расположенного в картере 1. Воспламенение и сгорание воздушно- топливной смеси в камере 12 сгорания происходит сразу после прохождения пирамидальным поршнем 6 ВМТ. То есть практически в состоянии ее максимального сжатия, что приводит к образованию горячих газов максимального давления. В этот момент пирамидальный поршень 6 давит на коленчатый вал 17 через шатун 18, имея минимальный рычаг воздействия, так как колено коленчатого вала 17 и шатун 18 в этот момент находятся практически почти на одной линии. The translational movement of the pyramidal piston 6 through the connecting
После прохождения четверти круга коленчатым валом 17 из ВМТ к НМТ шатун 18 имеет максимальный рычаг воздействия на колено коленчатого вала 17. Но в это время "пальчиковый" поршень 7 прошел половину своего пути S. Объем камеры Vc сгорания увеличился на рабочего объема цилиндра. И объем увеличенной, на половину рабочего объема цилиндра, камеры сгорания Va стал равен . Вследствие того что цилиндр имеет маленький диаметр и соответственно маленький рабочий объем Vh, объем увеличенной, на половину рабочего объема цилиндра, камеры сгорания Va возрастет на 5% - 10% относительно объема камеры сгорания Vc, то есть половина рабочего объема цилиндра меньше объема камеры сгорания Vc. Поэтому, пропорционально увеличенному объему, на 5% - 10% уменьшится давление газов на поршень.After passing a quarter of the circle with the
Если обобщить вышесказанное, можно сделать вывод, что двигатель внутреннего сгорания с поршнем уменьшенного диаметра, находящимся в цилиндре уменьшенного диаметра с соответственно уменьшенным рабочим объемом, работает по принципу: есть максимальное давление на поршень - шатун имеет маленький рычаг воздействия на колено коленчатого вала, появился у шатуна максимальный рычаг воздействия на колено коленчатого вала - давление газов на поршень также близко к максимальному. If we summarize the above, we can conclude that the internal combustion engine with a reduced diameter piston located in a reduced diameter cylinder with a correspondingly reduced working volume works according to the principle: there is maximum pressure on the piston - the connecting rod has a small lever for acting on the crankshaft knee, appeared connecting rod maximum lever for affecting the crankshaft knee - the gas pressure on the piston is also close to the maximum.
При использовании в двигателе внутреннего сгорания цилиндра уменьшенного диаметра, за счет чего цилиндр имеет уменьшенный рабочий объем, давление газов падает меньше на единицу пройденного поршнем пути из ВМТ к НМТ, чем в обычном двигателе, что приводит к более эффективному использованию горячих газов высокого давления и к экономии топлива, которое расходуется для получения этих газов. When using a cylinder with a reduced diameter in the internal combustion engine, due to which the cylinder has a reduced working volume, the gas pressure drops less by a unit of the piston path traveled from TDC to BDC than in a conventional engine, which leads to a more efficient use of hot high pressure gases and fuel economy that is consumed to produce these gases.
Двигатель внутреннего сгорания, отличающийся тем, что пирамидальный поршень 6 давит на коленчатый вал 17 через шатун 18 давлением, близким к максимальному, практически от момента воспламенения воздушно-топливной смеси до момента открытия клапанов 4, 3, продувки, то есть постоянное давление, близкое к максимальному, воздействует на коленчатый вал 17 через шатун 18 практически на всем пути пирамидального поршня 6 из ВМТ к НМТ, благодаря тому, что необходимую /расчетную/ величину степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания, создают в основном компрессором, а также поршнем, находящимся в цилиндре, половина рабочего объема которого меньше объема камеры сгорания, а горячие газы высокого давления, образовавшиеся в результате сгорания сжатой воздушно-топливной смеси, воздействуют на поршень в цилиндре, половина рабочего объема которого меньше объема камеры сгорания. The internal combustion engine, characterized in that the pyramidal piston 6 presses on the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96114724A RU2140547C1 (en) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | Method of compression of air-fuel mixture and use of high-pressure hot gases in internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96114724A RU2140547C1 (en) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | Method of compression of air-fuel mixture and use of high-pressure hot gases in internal combustion engine |
Related Child Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97108851/06A Division RU97108851A (en) | 1997-05-22 | PIRAMIDAL PISTON-6 INTERNAL COMBUSTION ENGINE (DIESEL) | |
RU97108702/06A Division RU97108702A (en) | 1997-05-22 | PIRAMIDAL PISTON-4 INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
RU99115713/06A Division RU99115713A (en) | 1999-07-15 | PIRAMIDAL PISTON INTERNAL COMBUSTION ENGINE. PYRAMIDAL PISTON (OPTIONS). CYLINDER (OPTIONS). METHOD FOR COMPRESSING AIR-FUEL MIXTURE (OPTIONS). METHOD FOR USING HOT HIGH PRESSURE GASES (OPTIONS) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96114724A RU96114724A (en) | 1998-10-20 |
RU2140547C1 true RU2140547C1 (en) | 1999-10-27 |
Family
ID=20183597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96114724A RU2140547C1 (en) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | Method of compression of air-fuel mixture and use of high-pressure hot gases in internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2140547C1 (en) |
-
1996
- 1996-07-22 RU RU96114724A patent/RU2140547C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2306444C2 (en) | Internal combustion engine (versions) and method of combustion of gas in such engine | |
LV11364A (en) | Ignition engine | |
MY131882A (en) | Split four stroke cycle internal combustion engine | |
WO2006059100A3 (en) | Improvements to reciprocating machines | |
EP0802320A3 (en) | Two stroke gasoline internal combustion engine | |
WO2000070211B1 (en) | Low emissions two-cycle internal combustion engine | |
ATE331878T1 (en) | TWO-STROKE CYCLE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES | |
CA2060203C (en) | Reciprocating piston engine with pumping and power cylinders | |
RU2001115425A (en) | METHOD FOR STABILIZING AND ADJUSTING THE COMPRESSION OF A PISTON INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
RU2140547C1 (en) | Method of compression of air-fuel mixture and use of high-pressure hot gases in internal combustion engine | |
SU1733652A1 (en) | Internal combustion engine | |
RU2144141C1 (en) | Four-stroke combination internal combustion engine and method of use of high-pressure hot gases | |
WO1983000187A1 (en) | Non-compression internal-combustion engine | |
JPH0216324A (en) | Two cycle engine | |
RU2140548C1 (en) | Internal combustion engine with pyramidal piston and method of compression of air-fuel mixture | |
JPS6149130A (en) | 4-cycle internal-combustion engine | |
RU2189467C2 (en) | Method of compressing air-fuel mixture with aftercompression till ignition, method of using hot high-pressure gases, and eccentric of aftercompression mechanism (versions) | |
RU2141569C1 (en) | Internal combustion engine with pyramidal piston and mechanism of additional compression ( diesel engine ) | |
RU2221152C2 (en) | Two-stroke valve-type internal combustion engine without scavenging cycle and valve-actuating shaft with auxiliary cylinder | |
JP3685907B2 (en) | Mixture supply passage structure for a two-cycle internal combustion engine | |
RU2166652C1 (en) | Method of operation and design of internal combustion engine | |
RU99115713A (en) | PIRAMIDAL PISTON INTERNAL COMBUSTION ENGINE. PYRAMIDAL PISTON (OPTIONS). CYLINDER (OPTIONS). METHOD FOR COMPRESSING AIR-FUEL MIXTURE (OPTIONS). METHOD FOR USING HOT HIGH PRESSURE GASES (OPTIONS) | |
RU2140552C1 (en) | Four-stroke combination internal combustion (diesel) engine and method of compression of air-fuel mixture | |
RU2254485C2 (en) | Internal combustion engine | |
RU98116497A (en) | METHOD OF WORK OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE. TWO CYLINDER PYRAMIDAL PISTON. CYLINDER. STUFFING BOX |