RU2140548C1 - Internal combustion engine with pyramidal piston and method of compression of air-fuel mixture - Google Patents
Internal combustion engine with pyramidal piston and method of compression of air-fuel mixture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2140548C1 RU2140548C1 RU97114690A RU97114690A RU2140548C1 RU 2140548 C1 RU2140548 C1 RU 2140548C1 RU 97114690 A RU97114690 A RU 97114690A RU 97114690 A RU97114690 A RU 97114690A RU 2140548 C1 RU2140548 C1 RU 2140548C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- air
- fuel mixture
- combustion chamber
- cylinder
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретения относятся к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания. The invention relates to engine building, namely 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 продувочный клапан, свечу зажигания, цилиндры с двухцилиндровым поршнем /патент США N 1722201, F 02 В 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. A known internal combustion engine comprising a crankcase, a crankshaft, a combustion chamber, an inlet valve of an air-fuel mixture into a combustion chamber, an inlet purge valve for compressed air, an outlet purge valve, a spark plug, cylinders with a two-cylinder piston / US patent N 1722201, F 02 B 33/14, 1928 /. 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 и неэффективная работа двигателя внутреннего сгорания. The disadvantage of the invention is an inefficient method of using hot high-pressure gases and inefficient operation of the internal combustion engine.
Задачей изобретения является более эффективное использование горячих газов высокого давления, экономия топлива и увеличение мощности двигателя внутреннего сгорания. The objective of the invention is a more efficient use of hot high-pressure gases, fuel economy and increase the power of the internal combustion engine.
Поставленная задача решается за счет того, что двигатель внутреннего сгорания содержит двухцилиндровый пирамидальный поршень, находящийся в двух цилиндрах, состоящий из двух основных частей: поршня большего диаметра - стабилизатора хода - противопожарного разграничителя и рабочего поршня уменьшенного диаметра, находящегося в соответствующем цилиндре уменьшенного диаметра, рабочий объем которого позволяет создать меньше половины необходимой /расчетной/ величины степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания, подвод системы смазки поршневых колец рабочего поршня, расположенный в нижней части рабочего цилиндра, ниже НМТ поршневых колец рабочего поршня, общий отвод для отработанного масла и газов из камеры цилиндра поршня стабилизатора хода - противопожарного разграничителя, с накопителем загазованной смеси для газов, частично проникших из камеры сгорания через поршневые кольца рабочего поршня и с уловителем масла с масляным фильтром, через который отработанное масло попадет в картер, компрессор, который создает больше половины необходимой /расчетной/ величины степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания. The problem is solved due to the fact that the internal combustion engine contains a two-cylinder pyramidal piston located in two cylinders, consisting of two main parts: a larger diameter piston - a travel stabilizer - a fire divider and a reduced diameter working piston located in the corresponding cylinder of a reduced diameter, working the volume of which allows you to create less than half of the required / calculated / value of the degree of compression of the air-fuel mixture in the combustion chamber, supply system Lubrication of the piston rings of the working piston located in the lower part of the working cylinder, lower than the BDC of the piston rings of the working piston, a common outlet for used oil and gases from the cylinder chamber of the piston of the stabilizer piston - fire separator, with accumulator of gaseous mixture for gases partially penetrated from the combustion chamber through the piston rings of the working piston and with an oil trap with an oil filter through which the used oil enters the crankcase, a compressor that creates more than half of the required / calculated / Ichin compression ratio of air-fuel mixture in the combustion chamber.
Поставленная задача решается также за счет того, что способ сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания, до необходимой /расчетной/ величины степени сжатия воздушно-топливной смеси рабочим поршнем и компрессором, объем которого разграничивается от объема камеры сгорания, заключается в том, что сжатие воздушно-топливной смеси в камере сгорания создают рабочим поршнем уменьшенного диаметра, находящимся в соответствующем цилиндре уменьшенного диаметра, рабочий объем которого позволяет создать меньше половины необходимой /расчетной/ величины степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания и компрессором, которым создают больше половины необходимой /расчетной/ величина степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания, а горячие газы высокого давления, полученные в результате сгорания сжатой воздушно-топливной смеси, воздействуют на рабочий поршень уменьшенного диаметра в соответствующем цилиндре с уменьшенным рабочим объемом, который позволяет создать меньше половины необходимой /расчетной/ величины степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания. The problem is also solved due to the fact that the method of compression of the air-fuel mixture in the combustion chamber, to the required / calculated / value of the degree of compression of the air-fuel mixture by the working piston and compressor, the volume of which is differentiated from the volume of the combustion chamber, is that compression air-fuel mixture in the combustion chamber create a working piston of a reduced diameter, located in the corresponding cylinder of a reduced diameter, the working volume of which allows you to create less than half of the required / calculated d / value of the degree of compression of the air-fuel mixture in the combustion chamber and the compressor, which create more than half the required / calculated / value of the degree of compression of the air-fuel mixture in the combustion chamber, and hot high-pressure gases resulting from the combustion of the compressed air-fuel mixture, act on the working piston of a reduced diameter in the corresponding cylinder with a reduced working volume, which allows you to create less than half the necessary / calculated / value of the compression ratio of the air-fuel mixture in combustion chamber.
В предлагаемом изобретении - двигателе внутреннего сгорания /ДВС/ с двухцилиндровым пирамидальным поршнем, работает эффективная система использования горячих газов высокого давления, полученных в результате сгорания топлива. Горячие газы высокого давления воздействует на рабочий поршень в соответствующем цилиндре уменьшенного диаметра в соответственно уменьшенном объеме, что приводит к многократной экономии топлива, так как давление газов падает меньше на единицу пройденного пути рабочим поршнем уменьшенного диаметра из ВМТ к НМТ, чем в обычном двигателе. In the present invention, an internal combustion engine / internal combustion engine / with a two-cylinder pyramidal piston, an effective system for using hot high-pressure gases obtained as a result of fuel combustion is operating. Hot high-pressure gases act on the working piston in the corresponding cylinder of reduced diameter in a correspondingly reduced volume, which leads to multiple fuel savings, since the gas pressure drops less by a unit of distance traveled by the working piston of reduced diameter from TDC to BDC than in a conventional engine.
В двигателе внутреннего сгорания с двухцилиндровым пирамидальным поршнем работает система с отдельным компрессором воздушно-топливной смеси и новая система отвода газов, частично проникающих из камеры сгорания через поршневые кольца рабочего поршня, что приводит к надежной и безопасной работе двигателя, отсутствию пожароопасной ситуации. The internal combustion engine with a two-cylinder pyramidal piston has a system with a separate air-fuel mixture compressor and a new exhaust system for gases partially penetrating from the combustion chamber through the piston rings of the working piston, which leads to reliable and safe operation of the engine, and the absence of a fire hazard.
На чертеже изображено:
на фиг. 1 - двигатель внутреннего сгорания с пирамидальным поршнем, находящимся в двух соответствующих цилиндрах, с поршнем-компрессором воздушно-топливной смеси, с подводом системы смазки и с отводом отработанного масла и горячих газов. Пирамидальный поршень находится в положении - "позднее зажигание".The drawing shows:
in FIG. 1 - an internal combustion engine with a pyramidal piston located in two respective cylinders, with a piston-compressor of the air-fuel mixture, with the supply of a lubrication system and with the discharge of used oil and hot gases. The pyramidal piston is in the “late ignition” position.
На фиг. 2 - пирамидальный поршень и поршень-компрессор воздушно-топливной смеси с шатунами. Поршни изображены со стороны осевой коленчатого вала, пирамидальный поршень находится в положении - "позднее зажигание". In FIG. 2 - a pyramidal piston and a piston-compressor of the air-fuel mixture with connecting rods. The pistons are shown on the side of the axial crankshaft, the pyramidal piston is in the “late ignition” position.
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. The piston has a 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.
Рабочий поршень пирамидального поршня еще называется "пальчиковым" поршнем, так как он имеет уменьшенный диаметр, находится в соответствующем "пальчиковом" цилиндре 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 working piston of the pyramidal piston is also called a “finger” piston, since it has a reduced diameter, is located in the corresponding “finger” cylinder with a reduced diameter and a correspondingly reduced working volume, which does not allow you to independently create the necessary / calculated / value of the air-fuel compression ratio mixtures in the combustion chamber.
Двигатель внутреннего сгорания работает в двухтактном режиме, и его устройство содержит: картер 1, коленчатый вал 2 с креплениями 3 осевой, состоящий из двух колен 4 и 5 /колена 4 и 5 образуют пару коленчатого вала 2/, соединенных с шатунами 6 и 7, цилиндр 8, пирамидальный поршень 9, представляющий собой одно целое, но как бы состоящий из двух основных частей: "пальчикового" поршня 10 - рабочей части пирамидального поршня 9, на днище которого воздействуют горячие газы высокого давления, и поршня 11 стабилизатора хода - противопожарного разграничителя, находящегося в цилиндре 8, выталкивающего отработанное масло и горячие газы в систему отвода, состоящую из канала 12 отвода, уловителя 13 масла с масляным фильтром 14, накопителя 15 загазованной смеси, у накопителя 15 есть выход излишней загазованной смеси. К этой цилиндропоршневой группе также относятся: поршневые кольца 16 поршня 11, шатунно-поршневой палец 17 шатуна 6, камера 18 поршня 11, поршневые кольца 19 рабочего поршня 10, подвод 20 системы смазки поршневых колец 19, впускной продувочный клапан 21, выпускной продувочный клапан 22, головка 23 цилиндра, камера 24 сгорания, впускной клапан 25 воздушно-топливной смеси в камеру 24 сгорания, поступающей по каналу 26 поступления сжатой воздушно-топливной смеси, идущего от другой цилиндропоршневой группы, содержащей: цилиндр 27, камеру 28 сжатия воздушно-топливной смеси поршня 29 компрессора, поршневые кольца 30 поршня 29 компрессора, шатунно-поршневой палец 31 шатуна 7, впускной клапан 32 воздушно-топливной смеси в камеру 28 сжатия, а также двигатель содержит свечу 33 зажигания и цилиндр 34 рабочего поршня 10. The internal combustion engine operates in a two-stroke mode, and its device comprises: a crankcase 1, a crankshaft 2 with 3 axial mounts, consisting of two elbows 4 and 5 / elbows 4 and 5 form a pair of crankshaft 2 / connected to
С целью уменьшения износа пирамидального поршня 9, место размещения шатунно-поршневого пальца 17 находится выше поршневых колец 16, что приведет к более устойчивой работе пирамидального поршня 9. Шатун 6 будет несколько длинней шатуна 7. Более длинный шатун приведет к более плавной работе шатунно-поршневой группы. In order to reduce the wear of the
На фиг. 1 - пирамидальный поршень 9 находится в положении - "позднее зажигание", в этот момент происходит воспламенение и сгорание воздушно-топливной смеси в камере 24 сгорания. Положение - "позднее зажигание" выбрано с целью уменьшения механической нагрузки на коленчатый вал 2 и шатунно-поршневую группу в момент воспламенения и сгорания воздушно-топливной смеси. Ввиду малого диаметра "пальчикового" поршня 10, степень сжатия воздушно-топливной смеси в камере 24 сгорания при этом практически не изменится. Поршень 29 компрессор воздушно-топливной смеси в этот момент находится в положении - "нормальное зажигание". Все клапаны закрыты. На днище рабочего поршня 10 воздействуют горячие газы высокого давления, пирамидальный поршень 9 и поршень 29 компрессор продолжают свой ход из ВМТ к НМТ. Часть горячих газов проникает через поршневые кольца 19 рабочего поршня 10 в камеру 18 поршня 11 стабилизатора хода - противопожарного разграничителя. В эту же камеру 18, через канал 12 отвода горячих газов и отработанного масла, но уже в обратном направлении, из накопителя 15 загазованной смеси, поступает уже охлажденная загазованная смесь от предыдущего цикла, для образования в камере 18 бескислородной среды с пониженной температурой, в целях исключения возникновения пожароопасной ситуации в камере 18, из-за воздействия горячих газов высокого давления, частично проникающих из камеры 24 сгорания в камеру 18. In FIG. 1 - the
Одновременно с процессом воспламенения и сгорания воздушно-топливной смеси в камере 24 сгорания открывается впускной клапан 32 воздушно-топливной смеси и воздушно-топливная смесь поступает в камеру 28 поршня 29 компрессора. При подходе пирамидального поршня 9 к НМТ открывается выпускной продувочный клапан 22 и следом открывается впускной продувочный клапан 21, продувающие камеру 24 сгорания сжатым воздухом, для ускорения процесса очищения камеры 24 сгорания. При подходе поршня 29 компрессора к НМТ закрывается впускной клапан 32 воздушно-топливной смеси. Simultaneously with the process of ignition and combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 24, the inlet valve 32 of the air-fuel mixture opens and the air-fuel mixture enters the chamber 28 of the
На середине пути пирамидального поршня 9 из НМТ к ВМТ закрываются продувочные клапаны 21 и 22, открывается впускной клапан 25, через который в очищенную камеру 24 сгорания поступает сжатая воздушно-топливная смесь из камеры 28 компрессора через канал поступления сжатой воздушно-топливной смеси. In the middle of the path of the
Сжатие воздушно-топливной смеси до необходимой /расчетной/ величины степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере 24 сгорания создается в основном - больше половины необходимой /расчетной/ величины степени сжатия, поршнем 29 компрессором воздушно-топливной смеси и частично - меньше половины необходимой /расчетной/ величины степени сжатия, рабочим поршнем 10, при движении пирамидального поршня 9 из НМТ к ВМТ. Compression of the air-fuel mixture to the required / estimated / compression ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 24 is mainly created - more than half of the required / calculated / compression ratio by the
Во время движения пирамидального поршня 9 из НМТ к ВМТ через подвод 20 включается система смазки поршневых колец 19 рабочего поршня 10, отключающаяся при обратном движении пирамидального поршня 9, ввиду проникновения горячих газов высокого давления через поршневые кольца 19 рабочего поршня 10. Во время движения пирамидального поршня 9 из НМТ к ВМТ из камеры 18 выталкивается загазованная смесь в накопитель 15 через канал 12 отвода горячих газов, в канал 12 отвода горячих газов также выталкивается отработанное масло, которое поступает через подвод 20 для смазки поршневых колец 19 рабочего поршня 10, которое через уловитель 13 масла и масляный фильтр 14 вернется в картер 1. Канал 12 отвода горячих газов и отработанного масла имеет систему охлаждения. During the movement of the
В момент нахождения поршня 29 компрессора в ВМТ закрывается впускной клапан 25 в камеру 24 сгорания. Все клапаны закрыты. В этот момент пирамидальный поршень 9 прошел ВМТ и находится в положении - "позднее зажигание", поршень 29 компрессор воздушно-топливной смеси находится в положении - "нормальное зажигание". Происходит воспламенение и сгорание воздушно-топливной смеси в камере 24 сгорания. Начинается новый цикл. At the time of the
В процессе работа двигателя внутреннего сгорания, после прохождения четверти круга коленчатым валом 2 из ВМТ к НМТ, шатун 6 имеет максимальный рычаг воздействия на колено 4 коленчатого вала 2, но в это время рабочий поршень 10 прошел половину своего пути из ВМТ к НМТ и объем камеры 24 сгорания увеличился на половину рабочего объема цилиндра 34. Вследствие того, что цилиндр 34 имеет маленький диаметр и соответственно маленький рабочий объем, объем увеличенной, на половину рабочего объема цилиндра 34, камеры 24 сгорания возрастет меньше, чем в двигателе с обычной цилиндропоршневой группой. Пропорционально увеличению объема, уменьшится давление горячих газов на "пальчиковый" поршень 10, то есть, при максимальном рычаге воздействия шатуна 6 на коленчатый вал 2, давление горячих газов на "пальчиковый" поршень 10 будет оставаться большим, чем в двигателе с обычной цилиндропоршневой группой. In the process, the operation of the internal combustion engine, after passing a quarter of the circle with the crankshaft 2 from TDC to BDC, the connecting
В двигателе внутреннего сгорания применен способ сжатия воздушно-топливной смеси, отличающийся тем, что сжатие воздушно-топливной смеси до необходимой /расчетной/ величины степени сжатия в камере сгорания, создают рабочим поршнем, находящимся в соответствующем цилиндре, рабочий объем которого позволяет создать меньше половины необходимой /расчетной/ величины степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания, и компрессором, рабочий объем которого позволяет создать больше половины необходимой /расчетной/ величины степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания, а горячие газы высокого давления, образовавшиеся в результате сгорания сжатой воздушно-топливной смеси, воздействуют на рабочий поршень в соответствующем цилиндре, рабочий объем которого позволяет создать меньше половины необходимой /расчетной/ величины степени сжатия воздушно-топливной смеси в камере сгорания. The internal combustion engine uses a method of compressing the air-fuel mixture, characterized in that the compression of the air-fuel mixture to the required / calculated / value of the compression ratio in the combustion chamber is created by a working piston located in the corresponding cylinder, the working volume of which allows you to create less than half of the necessary / calculated / value of the degree of compression of the air-fuel mixture in the combustion chamber, and a compressor, the working volume of which allows you to create more than half the necessary / calculated / value of the degree of compression I of the air-fuel mixture in the combustion chamber, and hot high-pressure gases resulting from the combustion of the compressed air-fuel mixture act on the working piston in the corresponding cylinder, the working volume of which allows you to create less than half the necessary / calculated / value of the degree of compression of the air-fuel mixtures in the combustion chamber.
Что приводит к более эффективному использованию горячих газов высокого давления и к экономии топлива, которое расходуется для получения этих газов. This leads to a more efficient use of hot high-pressure gases and to the fuel economy that is consumed to produce these gases.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97114690A RU2140548C1 (en) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | Internal combustion engine with pyramidal piston and method of compression of air-fuel mixture |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96114724/06/020819/ | 1996-07-22 | ||
RU97114690A RU2140548C1 (en) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | Internal combustion engine with pyramidal piston and method of compression of air-fuel mixture |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97114690A RU97114690A (en) | 1999-06-27 |
RU2140548C1 true RU2140548C1 (en) | 1999-10-27 |
Family
ID=20196803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97114690A RU2140548C1 (en) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | Internal combustion engine with pyramidal piston and method of compression of air-fuel mixture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2140548C1 (en) |
-
1997
- 1997-08-28 RU RU97114690A patent/RU2140548C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2424436C2 (en) | Air hybrid engine with split cycle (versions) | |
US20100058751A1 (en) | Reciprocating pneumatic piston gravity engine | |
RU2140548C1 (en) | Internal combustion engine with pyramidal piston and method of compression of air-fuel mixture | |
US20040035377A1 (en) | Two-stroke cycle, free piston, shaft power engine | |
JPH05502707A (en) | Reciprocating engine with pump cylinder and power cylinder | |
SU1733652A1 (en) | Internal combustion engine | |
JP4057912B2 (en) | Internal combustion engine | |
RU2144141C1 (en) | Four-stroke combination internal combustion engine and method of use of high-pressure hot gases | |
Kentfield | Extended, and variable, stroke reciprocating internal combustion engines | |
RU2362893C2 (en) | Single-chamber multicylinder internal combustion engine with movement of pistons in opposite direction to each other | |
RU2140547C1 (en) | Method of compression of air-fuel mixture and use of high-pressure hot gases in 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) | |
RU62989U1 (en) | FREE PISTON ENGINE COMPRESSOR | |
WO2002023026A1 (en) | Smart piston engine | |
RU2187669C1 (en) | Two-cylinder engine with one combustion chamber, method of compression and ignition of fuel-air mixture (versions), combustion chamber of two-cylinder engine and method of ignition of fuel-air mixture | |
RU2141569C1 (en) | Internal combustion engine with pyramidal piston and mechanism of additional compression ( diesel engine ) | |
GB2069594A (en) | A compound expansion internal combustion engine | |
JPS5791324A (en) | Internal combustion engine | |
SU1035256A1 (en) | Method of operating i.c. engine carburettor and carburettor i.c. engine | |
RU2142055C1 (en) | Internal combustion engine with pyramidal piston and aftercompression mechanism (diesel engine); air-fuel mixture aftercompression mechanism | |
RU2140552C1 (en) | Four-stroke combination internal combustion (diesel) engine and method of compression of air-fuel mixture | |
RU2166652C1 (en) | Method of operation and design of internal combustion engine | |
JP3685907B2 (en) | Mixture supply passage structure for a two-cycle internal combustion engine | |
RU2092696C1 (en) | Axial internal combustion engine | |
RU2061887C1 (en) | Internal combustion engine |