RU2153085C1 - Method of operation of four-stroke internal combustion engine and design of such engine - Google Patents
Method of operation of four-stroke internal combustion engine and design of such engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2153085C1 RU2153085C1 RU99101517/06A RU99101517A RU2153085C1 RU 2153085 C1 RU2153085 C1 RU 2153085C1 RU 99101517/06 A RU99101517/06 A RU 99101517/06A RU 99101517 A RU99101517 A RU 99101517A RU 2153085 C1 RU2153085 C1 RU 2153085C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder
- combustion products
- stroke
- cycle
- piston
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, в частности, к конструкциям четырехтактных двигателей внутреннего сгорания и способам их работы. The invention relates to mechanical engineering, namely to engine building, in particular, to the designs of four-stroke internal combustion engines and methods of their operation.
Известен способ работы шеститактного двигателя внутреннего сгорания, включающий впуск в каждый цилиндр воздуха на первом такте, сжатие на втором такте, впрыск топлива в сжатый воздух, воспламенение и сжигание топлива, расширение продуктов сгорания на третьем такте, на четвертом такте дополнительное сжатие продуктов сгорания и частиц несгоревшего топлива, впрыск жидкости в надпоршневое пространство каждого цилиндра, на пятом такте парообразование жидкости и расширение пара, на шестом такте вытеснение в атмосферу продуктов сгорания с частицами пара (см. заявку PCT, WO 95/32360, МПК6 F 02 B 75/02).A known method of operation of a six-stroke internal combustion engine, including the intake of air into each cylinder at the first stroke, compression at the second cycle, injection of fuel into compressed air, ignition and combustion of the fuel, expansion of the combustion products at the third cycle, at the fourth cycle, additional compression of the combustion products and particles unburned fuel, injection of liquid into the above-piston space of each cylinder, on the fifth step, vaporization of the liquid and expansion of steam, on the sixth step, displacement of combustion products into the atmosphere with h ments couple (see. application PCT, WO 95/32360, MPK 6 F 02 B 75/02).
Недостатками описанного способа работы шеститактного двигателя внутреннего сгорания являются низкий коэффициент полезного действия (КПД) двигателя вследствие потерь энергии на дополнительное сжатие продуктов сгорания и частиц несгоревшего топлива на четвертом такте, токсичность отработавших газов, загрязняющих окружающую среду, а также сложность конструкции двигателя внутреннего сгорания, реализующего способ. The disadvantages of the described method of operation of a six-stroke internal combustion engine are the low efficiency (efficiency) of the engine due to energy losses due to additional compression of the combustion products and particles of unburned fuel at the fourth cycle, the toxicity of exhaust gases polluting the environment, as well as the complexity of the design of the internal combustion engine that implements way.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению (прототипом) является способ работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, включающий впуск в надпоршневое пространство цилиндра воздуха или топливовоздушной смеси на первом такте, сжатие и воспламенение на втором такте, сжигание топливовоздушной смеси для преобразования энергии расширившихся продуктов сгорания во вращательную энергию вала на третьем такте, частичное вытеснение продуктов сгорания из цилиндра в атмосферу на четвертом такте. В конце первого такта в надпоршневые пространства цилиндров подают продукты сгорания с эжектируемой жидкостью, например водой, путем попеременного частичного перепуска продуктов сгорания из одного цилиндра в другой при соединении цилиндров попарно со сдвигом фаз на 360o (см. авторское свидетельство СССР N 954583, М. кл.3 F 02 B 47/02).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention (prototype) is a method of operating a four-stroke internal combustion engine, which includes admitting an air cylinder or air-fuel mixture into the above-piston space at the first cycle, compressing and igniting at the second cycle, burning the air-fuel mixture to convert expanded energy combustion products into the rotational energy of the shaft at the third step, partial displacement of the combustion products from the cylinder into the atmosphere by even ertom cycle. At the end of the first stroke, combustion products with an ejected liquid, for example water, are fed into the piston spaces of the cylinders by alternately partially transferring the combustion products from one cylinder to another when connecting the cylinders in pairs with a phase shift of 360 o (see USSR author's certificate N 954583, M. CL 3 F 02 B 47/02).
Недостатками описанного способа работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания являются низкий КПД двигателя вследствие потерь остаточной энергии продуктов сгорания при их выпуске из цилиндра, недостаточная нейтрализация продуктов сгорания от токсичных компонентов вследствие частичного перепуска продуктов сгорания из одного цилиндра в другой с эжектированием жидкости, а также повышенный шум, создаваемый выбрасываемыми из цилиндра с высокой скоростью продуктами сгорания. The disadvantages of the described method of operation of a four-stroke internal combustion engine are low engine efficiency due to loss of residual energy of the combustion products when they are exhausted from the cylinder, insufficient neutralization of the combustion products from toxic components due to partial bypass of the combustion products from one cylinder to another with ejection of liquid, and increased noise. created by the combustion products ejected from the cylinder at high speed.
Известен шеститактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий коленчатый вал, цилиндропоршневую группу, механизм для подачи топлива в цилиндр и механизм для компенсации пикового давления (см. заявку PCT, WO 95/32360, МПК6 F 02 B 75/02).Known six-stroke internal combustion engine containing a crankshaft, cylinder-piston group, a mechanism for supplying fuel to the cylinder and a mechanism for compensating for peak pressure (see PCT application, WO 95/32360, IPC 6 F 02 B 75/02).
Недостатками этого шеститактного двигателя внутреннего сгорания являются низкий КПД двигателя вследствие потерь энергии на перемещение поршня в цилиндре при дополнительном сжатии продуктов сгорания и частиц несгоревшего топлива, а также сложность конструкции, обусловленная наличием механизма для компенсации пикового давления. The disadvantages of this six-stroke internal combustion engine are the low efficiency of the engine due to energy losses due to piston movement in the cylinder with additional compression of the combustion products and unburned fuel particles, as well as the design complexity due to the presence of a mechanism to compensate for peak pressure.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий коленчатый вал, по меньшей мере четыре предназначенных для топливовоздушной смеси цилиндра и поршня. Поршни размещены в цилиндрах и связаны с коленчатым валом. Цилиндры попарно соединены каналами для частичного перепуска продуктов сгорания из одного цилиндра в другой. В этих каналах установлены дозирующие устройства для подачи эжектируемой жидкости, сообщенные с емкостью посредством трубопровода (см. авторское свидетельство СССР N 954583, М. кл.3 F 02 B 47/02).The closest in technical essence and the achieved result (prototype) is a four-stroke internal combustion engine containing a crankshaft, at least four intended for air-fuel mixture of the cylinder and piston. Pistons are placed in cylinders and connected to the crankshaft. The cylinders are connected in pairs by channels for partial transfer of combustion products from one cylinder to another. In these channels, metering devices for supplying an ejected liquid are connected, connected with the container via a pipeline (see USSR author's certificate N 954583, M. class. 3 F 02 B 47/02).
Недостатками вышеописанного четырехтактного двигателя внутреннего сгорания являются низкий КПД двигателя вследствие потерь энергии на подачу из емкости жидкости и ее эжектирование продуктами сгорания, недостаточная нейтрализация продуктов сгорания от токсичных компонентов, образующихся в цилиндре под воздействием высокой температуры, из-за малого количества жидкости, поступающей в цилиндр с продуктами сгорания, а также повышенный шум при выхлопе, создаваемый выбрасываемыми из цилиндра с высокой скоростью продуктами сгорания. The disadvantages of the above four-stroke internal combustion engine are the low efficiency of the engine due to energy losses due to the supply of liquid from the tank and its ejection by the combustion products, insufficient neutralization of the combustion products from toxic components formed in the cylinder under the influence of high temperature, due to the small amount of liquid entering the cylinder with combustion products, as well as increased noise during the exhaust created by the combustion products ejected from the cylinder at high speed.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, включающем впуск в надпоршневое пространство одного цилиндра воздуха или топливовоздушной смеси на первом такте, сжатие и воспламенение на втором такте, сжигание топливовоздушной смеси для преобразования энергии расширившихся продуктов сгорания во вращательную энергию вала на третьем такте, вытеснение продуктов сгорания из цилиндра на четвертом такте, причем в надпоршневое пространство подают продукты сгорания и жидкость при соединении цилиндров со сдвигом фаз, на четвертом такте из надпоршневого пространства одного цилиндра в надпоршневое пространство другого цилиндра в соединенных между собой цилиндрах, фазы которых сдвинуты на 540o, подают продукты сгорания путем полного их перепуска, при этом в последнем цилиндре на втором такте производят сжатие продуктов сгорания и подачу в надпоршневое пространство нейтрализующей жидкости, предназначенной для нейтрализации продуктов сгорания и преобразования остаточной энергии продуктов сгорания во вращательную энергию вала, причем подачу в надпоршневое пространство нейтрализующей жидкости производят в конце второго такта. На третьем такте осуществляют парообразование нейтрализующей жидкости для преобразования остаточной энергии продуктов сгорания во вращательную энергию вала и нейтрализацию продуктов сгорания. На четвертом такте производят вытеснение нейтрализованных отработавших газов с частицами пара в атмосферу.The essence of the invention lies in the fact that in the method of operation of a four-stroke internal combustion engine, comprising admitting one cylinder of air or an air-fuel mixture into a super-piston space at a first stroke, compressing and igniting at a second cycle, burning a fuel-air mixture to convert the energy of expanded combustion products into rotational energy of a shaft on the third step, the displacement of combustion products from the cylinder on the fourth cycle, and the combustion products and liquid are fed into the over-piston space and connecting the cylinders with a phase shift, on the fourth stroke, from the supra-piston space of one cylinder to the supra-piston space of another cylinder, the interconnected cylinders, whose phases are shifted by 540 ° , supply combustion products by completely bypassing them, while in the last cylinder on the second cycle they produce compression of the combustion products and the supply of a neutralizing liquid to the above-piston space, designed to neutralize the combustion products and convert the residual energy of the combustion products into rotational th energy of the shaft, and the feed into the nadporshnovy space of a neutralizing fluid is produced at the end of the second cycle. At the third step, neutralization liquid is vaporized to convert the residual energy of the combustion products into rotational energy of the shaft and to neutralize the combustion products. At the fourth cycle, neutralized exhaust gases with vapor particles are forced into the atmosphere.
Сущность изобретения заключается также в том, что в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания, содержащем коленчатый вал, цилиндры, соединенные каналом, поршни, размещенные в цилиндрах и связанные с коленчатым валом, один из цилиндров в соединенных каналом цилиндрах, предназначенный для использования энергии и нейтрализации продуктов сгорания, снабжен форсункой для подачи нейтрализующей жидкости. При этом другой цилиндр в соединенных каналом цилиндрах предназначен для топливовоздушной смеси. The invention also consists in the fact that in a four-stroke internal combustion engine containing a crankshaft, cylinders connected by a channel, pistons placed in cylinders and connected with a crankshaft, one of the cylinders in the cylinders connected by a channel is designed to use energy and neutralize combustion products equipped with a nozzle for supplying a neutralizing liquid. In this case, the other cylinder in the cylinders connected by the channel is intended for the air-fuel mixture.
Сущность изобретения заключается также в том, что поршни цилиндров четырехтактного двигателя внутреннего сгорания в соединенных каналом цилиндрах связаны с разными коленчатыми валами, параллельными друг другу. The essence of the invention also lies in the fact that the pistons of the cylinders of a four-stroke internal combustion engine in the cylinders connected by the channel are connected with different crankshafts parallel to each other.
Техническим результатом является повышение эффективного КПД двигателя, снижение шума при выхлопе продуктов сгорания и уменьшение их токсичности. The technical result is to increase the effective engine efficiency, reduce noise during the exhaust of combustion products and reduce their toxicity.
Повышение эффективного КПД двигателя обеспечивается максимальным использованием тепловой энергии продуктов сгорания путем парообразования нейтрализующей жидкости на третьем такте в цилиндре, предназначенном для использования энергии и нейтрализации продуктов сгорания, соединенном каналом с цилиндром, предназначенным для топливовоздушной смеси, при сдвиге фаз этих цилиндров на 540o.Increasing the effective efficiency of the engine is ensured by the maximum use of thermal energy of the combustion products by vaporization of the neutralizing liquid at the third stroke in the cylinder, designed to use energy and neutralize the combustion products, connected by a channel to the cylinder intended for the air-fuel mixture, with a phase shift of these cylinders by 540 o .
Снижение шума при выхлопе продуктов сгорания обеспечивается уменьшением кинетической энергии продуктов сгорания, которую используют в процессе испарения нейтрализующей жидкости на третьем такте, поданной посредством форсунки в надпоршневое пространство цилиндра, предназначенного для использования энергии и нейтрализации продуктов сгорания в конце второго такта работы этого цилиндра при его соединении каналом с цилиндром, предназначенным для топливовоздушной смеси. Noise reduction during the exhaust of combustion products is provided by a decrease in the kinetic energy of the combustion products, which is used in the process of evaporation of the neutralizing liquid in the third cycle, supplied by means of the nozzle to the over-piston space of the cylinder, designed to use energy and neutralize the combustion products at the end of the second cycle of operation of this cylinder when it is connected a channel with a cylinder designed for air-fuel mixture.
Уменьшение токсичности продуктов сгорания достигается путем их обработки нейтрализующей жидкостью в конце второго такта, при условии подачи этой жидкости посредством форсунки в надпоршневое пространство цилиндра, предназначенного для использования энергии и нейтрализации продуктов сгорания, соединенного каналом с цилиндром, предназначенным для топливоздушной смеси. Reducing the toxicity of combustion products is achieved by treating them with a neutralizing liquid at the end of the second stroke, provided that this liquid is supplied through the nozzle into the cylinder’s supra-piston space, which is used to use energy and neutralize the combustion products connected to the cylinder by the channel for the air-fuel mixture.
Конструкции предлагаемого четырехтактного двигателя внутреннего сгорания поясняются чертежом, где на фиг. 1 изображен вариант двигателя с внешним смесеобразованием, на фиг. 2 - вариант двигателя с внутренним смесеобразованием и воспламенением от сжатия, на фиг. 3 - вариант двигателя с внутренним смесеобразованием и принудительным зажиганием, на фиг. 4 - вариант двигателя с двумя коленчатыми валами. The design of the proposed four-stroke internal combustion engine is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows an embodiment of an engine with external mixture formation; FIG. 2 is an embodiment of an engine with internal mixture formation and compression ignition, FIG. 3 is an embodiment of an engine with internal mixture formation and positive ignition; FIG. 4 - version of the engine with two crankshafts.
Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания (см. фиг. 1 - 3) содержит блок цилиндров 1, цилиндр 2, предназначенный для использования энергии и нейтрализации продуктов сгорания, цилиндр 3, предназначенный для топливовоздушной смеси, поршни 4 и 5, коленчатый вал 6, шатуны 7 и 8, головку 9 блока цилиндров 1, механизм газораспределения с впускными клапанами 10, 11 и выпускными клапанами 12, 13. В головке 9 блока цилиндров 1 выполнен канал 14 для перепуска продуктов сгорания, соединяющий цилиндры 2 и 3. Кроме этого, двигатель снабжен форсункой 15 для подачи нейтрализующей жидкости в цилиндр 2, впускным 16 и выпускным 17 коллекторами. The four-stroke internal combustion engine (see Fig. 1 - 3) contains a
При внешнем смесеобразовании (см. фиг. 1) четырехтактный двигатель внутреннего сгорания снабжен свечой зажигания 18. With external mixture formation (see Fig. 1), the four-stroke internal combustion engine is equipped with a
При внутреннем смесеобразовании и воспламенении от сжатия (см. фиг. 2) четырехтактный двигатель внутреннего сгорания снабжен форсункой 19 для подачи топлива в цилиндр 3. With internal mixture formation and compression ignition (see Fig. 2), the four-stroke internal combustion engine is equipped with a
При внутреннем смесеобразовании и принудительном воспламенении (см. фиг. 3) четырехтактный двигатель внутреннего сгорания снабжен свечой зажигания 18 и форсункой 19 для подачи топлива в цилиндр 3. With internal mixture formation and forced ignition (see Fig. 3), the four-stroke internal combustion engine is equipped with an
В четырехтактном двигателе внутреннего сгорания (см. фиг. 4), на примере двигателя с внутренним смесеобразованием и воспламенением от сжатия, поршни 4 и 5 цилиндров 2 и 3 соединены посредством шатунов 7 и 8 с коленчатыми валами 20 и 21 соответственно, расположенными параллельно друг другу. Коленчатые валы 20 и 21 связаны между собой муфтой 22, что обеспечивает их разгрузку от пикового давления. In a four-stroke internal combustion engine (see Fig. 4), for example, an engine with internal mixture formation and compression ignition,
В качестве нейтрализующей жидкости может быть использована вода. Water can be used as a neutralizing liquid.
Кроме этого, на чертеже стрелками изображено движение топливовоздушной смеси или воздуха в зависимости от типа смесеобразования двигателя внутреннего сгорания, а также движение продуктов сгорания по каналу 14 и движение отработавших газов с частицами пара по выпускному коллектору 17. In addition, in the drawing, the arrows depict the movement of the air-fuel mixture or air, depending on the type of mixture formation of the internal combustion engine, as well as the movement of combustion products along the
Способ работы четырехтактного двигателя с внешним смесеобразованием, с внутренним смесеобразованием и воспламенением от сжатия, с внутренним смесеобразованием и принудительным зажиганием (см. фиг. 1 - 3) осуществляют следующим образом. Надпоршневое пространство цилиндра 3 на первом такте (0-180o) при движении поршня 5 к нижней мертвой точке заполняют топливовоздушной смесью при внешнем смесеобразовании (см. фиг. 1) или воздухом при внутреннем смесеобразовании (см. фиг. 2, 3), поступающей из впускного коллектора 16 через открытый впускной клапан 11. При этом выпускной клапан 13 закрыт. В последующем на втором такте (180 - 360o) при движении поршня 5 от нижней мертвой точке к верхней мертвой точке впускной клапан 11 закрывают, производят сжатие топливовоздушной смеси (см. фиг. 1) или воздуха (см. фиг. 2, 3). В конце второго такта при подходе поршня 5 к верхней мертвой точке происходит воспламенение топливовоздушной смеси свечой зажигания 18 (см. фиг. 1) или самовоспламенение при впрыске топлива через форсунку 19 (см. фиг. 2) или воспламенение свечой зажигания 18 при впрыске топлива через форсунку 19 (см. фиг. 3).The method of operation of a four-stroke engine with external mixture formation, with internal mixture formation and compression ignition, with internal mixture formation and positive ignition (see Figs. 1-3) is carried out as follows. The over-piston space of the
На третьем такте (360-540o) при движении поршня 5 к нижней мертвой точке топливовоздушная смесь сгорает, совершается рабочий ход для преобразования энергии расширившихся продуктов сгорания во вращательную энергию коленчатого вала 6. При достижении поршнем 5 нижней мертвой точки одновременно открывают выпускной клапан 13 цилиндра 3 и впускной клапан 10 цилиндра 2, причем поршень 4 цилиндра 2 находится в верхней мертвой точке начала первого такта рабочего цикла цилиндра 2.At the third stroke (360-540 o ), when the
При последующем движении поршня 5 к верхней мертвой точке на четвертом такте (540-720o) производят вытеснение продуктов сгорания из надпоршневого пространства цилиндра 3 в канал 14 для перепуска продуктов сгорания и осуществляют подачу продуктов сгорания в надпоршневое пространство цилиндра 2 путем их полного перепуска из надпоршневого пространства цилиндра 3, соединенного с цилиндром 2 со сдвигом фаз 540o. Выпускной клапан 12 и впускной клапан 11 закрыты. Таким образом, при движении поршня 5 к верхней мертвой точке на четвертом такте в цилиндре 3 и одновременно поршня 4 к нижней мертвой точке на первом такте в цилиндре 2 осуществляют полный перепуск продуктов сгорания из цилиндра 3 в цилиндр 2.With the subsequent movement of the
При последующем движении поршня 4 к верхней мертвой точке на втором такте впускной клапан 10 закрывают, производят сжатие продуктов сгорания и в конце второго такта при достижении поршнем 4 верхней мертвой точки - подачу в надпоршневое пространство цилиндра 2 через форсунку 15 нейтрализующей жидкости, предназначенной для нейтрализации продуктов сгорания и преобразования остаточной энергии продуктов сгорания во вращательную энергию коленчатого вала. На третьем такте при движении поршня 4 к нижней мертвой точке происходят испарение и парообразование нейтрализующей жидкости для преобразования остаточной энергии продуктов сгорания, т.е. давления расширяющего пара на головку поршня 4, во вращательную энергию коленчатого вала 6 посредством шатуна 7 и нейтрализация продуктов сгорания. На четвертом такте при движении поршня 4 к верхней мертвой точке открывают выпускной клапан 12 и производят вытеснение нейтрализованных отработавших газов с частицами пара в атмосферу из надпоршневого пространства цилиндра 2. With the subsequent movement of the
Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания при внешнем смесеобразовании (см. фиг. 1) работает следующим образом. На первом такте цилиндра 3, предназначенного для топливовоздушной смеси, открывается впускной клапан 11 и поршнем 5, двигающимся к нижней мертвой точке, засасывается из впускного коллектора 16 через отверстие открытого впускного клапана 11 в надпоршневое пространство цилиндра 3 топливовоздушная смесь. Выпускной клапан 13 цилиндра 3 при этом закрыт. The four-stroke internal combustion engine during external mixture formation (see Fig. 1) works as follows. At the first stroke of the
На втором такте, при закрытом впускном клапане 11, производится сжатие топливовоздушной смеси и при подходе поршня 5 к верхней мертвой точке - воспламенение сжатой смеси от свечи зажигания 18. На третьем такте поршень 5 движется к нижней мертвой точке, топливо сгорает, а давление расширяющихся продуктов сгорания на головку поршня 5 посредством шатуна 8 преобразуется во вращательную энергию коленчатого вала 6. При достижении поршнем 5 нижней мертвой точки открываются выпускной клапан 13 цилиндра 3 и впускной клапан 10 цилиндра 2. При этом поршень 4 цилиндра 2 находится в верхней мертвой точке - начало такта цилиндра 2, предназначенного для использования энергии и нейтрализации продуктов сгорания. At the second cycle, with the
Далее на четвертом такте продукты сгорания, вытесняемые поршнем 5, движущимся к верхней мертвой точке цилиндра 3, в канал 14, засасываются поршнем 4 в надпоршневое пространство цилиндра 2, движущимся к нижней мертвой точке. Впускной 11 и выпускной 12 клапаны закрыты при достижении поршнями 4 и 5 нижней мертвой точки и верхней мертвой точки соответственно, впускной 10 и выпускной 13 клапаны цилиндров 2 и 3 закрываются. Then, at the fourth stroke, the combustion products displaced by the
На втором такте цилиндра 2 поршень 4 движется к верхней мертвой точке, сжимая поступившие в надпоршневое пространство цилиндра 2 продукты сгорания, а в цилиндре 3 происходит повторный процесс впуска топливовоздушной смеси. At the second stroke of
В конце второго такта цилиндра 2, при достижении поршнем 4 верхней мертвой точки, в надпоршневое пространство цилиндра 2, где находятся дополнительно сжатые продукты сгорания, обладающим высокой температурой, через форсунку 15 впрыскивается нейтрализующая жидкость. На третьем такте цилиндра 2 поршень 4 движется вниз, совершая рабочий ход и преобразуя давление пара посредством шатуна 7 во вращательную энергию коленчатого вала 6. На четвертом такте, при движении поршня 4 к верхней мертвой точке, открывается выпускной клапан 12 цилиндра 2 и нейтрализованные продукты сгорания с частицами пара вытесняются из цилиндра 2 в атмосферу через выпускной коллектор 17. At the end of the second stroke of
Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с внутренним смесеобразованием и воспламенением от сжатия (см. фиг. 2) работает следующим образом. На первом такте внутреннее пространство цилиндра 3 при движении поршня 5 к нижней мертвой точке заполняется воздухом, поступающим из впускного коллектора 16 через открытый впускной клапан 11. Выпускной клапан 13 закрыт. На втором такте при движении поршня 5 от нижней мертвой точки впускной клапан 11 закрывается. Производится сжатие воздуха. При подходе поршня 5 к верхней мертвой точке в надпоршневое пространство цилиндра 3 форсункой 19 впрыскивается топливо, которое, воспламеняясь и сгорая, повышает температуру и давление, воздействующие на поршень 5, совершающий на третьем такте рабочий ход. A four-stroke internal combustion engine with internal mixture formation and compression ignition (see Fig. 2) works as follows. At the first stroke, the inner space of the
Далее четвертый такт работы цилиндра 3 и первый, второй, третий и четвертый такты работы цилиндра 2 происходят также, как и в описанном выше варианте двигателя с внешним смесеобразованием (по фиг. 1). Next, the fourth cycle of operation of the
Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с внутренним смесеобразованием и принудительным зажиганием (см. фиг. 3) работает следующим образом. На первом, третьем, четвертом тактах цилиндра 3 и первом, втором, третьем, четвертом тактах цилиндра 2, работа двигателя происходит также, как и в описанном выше варианте двигателя с внутренним смесеобразованием и воспламенением от сжатия (по фиг. 2). В конце второго такта работы цилиндра 3 в его надпоршневое пространство форсункой 19 впрыскивается топливо, которое воспламеняется разрядом на электрод свечи зажигания 18. A four-stroke internal combustion engine with internal mixture formation and positive ignition (see Fig. 3) works as follows. In the first, third, fourth strokes of
Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с двумя коленчатыми валами (см. фиг. 4) работает следующим образом. Коленчатый вал 21, вращаясь, своим кривошипом через шатун 8 приводит в движение поршень 5. На первом такте поршнем 5, движущимся от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, через отверстие открытого впускного клапана 11 из впускного коллектора 16 засасывается в надпоршневое пространство цилиндра 3 воздух. Выпускной клапан 13 при этом закрыт. A four-stroke internal combustion engine with two crankshafts (see Fig. 4) works as follows. The
В начале второго такта впускной клапан 11 закрывается, поршнем 5, движущимся к верхней мертвой точке, производится сжатие воздуха. При приближении поршня 5 к верхней мертвой точке в надпоршневое пространство цилиндра 3 через форсунку 19 впрыскивается топливо, которое под воздействием высоких давлений и температуры самовоспламеняется. На третьем такте продуктами сгорания осуществляется воздействие на головку поршня 5, которое через шатун 8 преобразуется во вращательную энергию коленчатого вала 21. At the beginning of the second cycle, the
В начале четвертого такта работы цилиндра 3 поршень 5 находится в нижней мертвой точке, а поршень 4 цилиндра 2, приводимый в движение шатуном 7 и кривошипом коленчатого вала 20, находится в верхней мертвой точке - начало первого такта. В это время одновременно открываются выпускной клапан 13 цилиндра 3 и впускной клапан 10 цилиндра 2, и продукты сгорания из цилиндра 3 при движении поршня 5 к верхней мертвой точке вытесняются через клапан 13 в надпоршневое пространство цилиндра 2, поршень 4 которого движется к нижней мертвой точке, увлекая за собой продукты сгорания. Выпускной клапан 12 цилиндра 2 и впускной клапан 11 цилиндра 3 при этом закрыты. В конце первого такта работы цилиндра 2 и четвертого такта работы цилиндра 3 при достижении поршнем 4 нижней мертвой точки и поршнем 5 верхней мертвой точки происходит одновременное закрытие впускного клапана 10 цилиндра 2 и выпускного клапана 13 цилиндра 3. At the beginning of the fourth cycle of operation of
На втором такте работы цилиндра 2 происходит дополнительное сжатие продуктов сгорания движущимся к верхней мертвой точке поршнем 4. При достижении поршнем 4 верхней мертвой точки в надпоршневое пространство цилиндра 2 через форсунку 15 впрыскивается нейтрализующая жидкость. Нейтрализующая жидкость на третьем такте под действием высоких давлений и температур, которыми обладают дополнительно сжатые продукты сгорания, испаряется, преобразуя энергию дополнительно сжатых продуктов сгорания в тепловую энергию расширяющегося пара. Давление расширяющегося пара на поршень 4 посредством шатуна 7 преобразуется во вращательную энергию коленчатого вала 20. На четвертом такте через отверстие открытого выпускного клапана 12 нейтрализованные продукты сгорания и частицы пара поршнем 4 при движении к верхней мертвой точке вытесняются из надпоршневого пространства цилиндра 2 в выпускной коллектор 17 и далее в атмосферу. At the second cycle of the
При этом энергия с коленчатого вала 20 и 21 передается на муфту 22, соединяющую два параллельно расположенные коленчатых вала. In this case, energy from the
Таким образом, предлагаемый способ работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания и его конструктивное выполнение позволяют повысить эффективный КПД двигателя, снизить шум при выхлопе продуктов сгорания, а также уменьшить их токсичность. Thus, the proposed method of operation of a four-stroke internal combustion engine and its structural design can increase the effective efficiency of the engine, reduce noise during the exhaust of combustion products, and also reduce their toxicity.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99101517/06A RU2153085C1 (en) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | Method of operation of four-stroke internal combustion engine and design of such engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99101517/06A RU2153085C1 (en) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | Method of operation of four-stroke internal combustion engine and design of such engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2153085C1 true RU2153085C1 (en) | 2000-07-20 |
Family
ID=20215118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99101517/06A RU2153085C1 (en) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | Method of operation of four-stroke internal combustion engine and design of such engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2153085C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2724071C1 (en) * | 2019-07-11 | 2020-06-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ) | Piston engine and method of using fuel in piston engine |
| WO2021035316A1 (en) * | 2019-08-27 | 2021-03-04 | Петар Асенов РИЗОВ | Twin-cylinder internal combustion engine |
-
1999
- 1999-01-26 RU RU99101517/06A patent/RU2153085C1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2724071C1 (en) * | 2019-07-11 | 2020-06-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ) | Piston engine and method of using fuel in piston engine |
| WO2021035316A1 (en) * | 2019-08-27 | 2021-03-04 | Петар Асенов РИЗОВ | Twin-cylinder internal combustion engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6095100A (en) | Combination internal combustion and steam engine | |
| KR101321558B1 (en) | Double piston cycle engine | |
| US4393653A (en) | Reciprocating external combustion engine | |
| US7556014B2 (en) | Reciprocating machines | |
| US7273023B2 (en) | Steam enhanced double piston cycle engine | |
| US20020078907A1 (en) | Adiabatic internal combustion engine with regenerator and hot air ignition | |
| EP0043879A2 (en) | Reciprocating external-combustion engine and method of operating the same | |
| RU2153085C1 (en) | Method of operation of four-stroke internal combustion engine and design of such engine | |
| US20180149079A1 (en) | Spark-ignition engine with subsequent cylinders | |
| RU2435975C2 (en) | Menshov internal combustion engine | |
| RU2119073C1 (en) | Method of operation and design of six stroke internal combustion engine (design versions) | |
| RU2167315C2 (en) | Thermodynamic cycle for internal combustion engine and device for executing the cycle | |
| RU2162950C2 (en) | Method of operation of four-stroke internal combustion engine with recovery of exhaust gas energy | |
| RU2724071C1 (en) | Piston engine and method of using fuel in piston engine | |
| EP0006747A1 (en) | Internal-combustion engine with additional expansion | |
| KR20080038273A (en) | Steam enhanced double piston cycle engine | |
| RU2764613C1 (en) | Method for operation of free-piston gas generator and apparatus for implementation thereof | |
| AU3012684A (en) | Internal combustion engine | |
| RU2018015C1 (en) | Internal combustion engine | |
| UA125772C2 (en) | Internal combustion steam engine (variants) | |
| RU2338076C2 (en) | Four-stroke combined engine | |
| SU1254185A1 (en) | Method of operation of i.c.engine | |
| WO2021035316A1 (en) | Twin-cylinder internal combustion engine | |
| RU29101U1 (en) | Combined V-piston engine | |
| AU717934B2 (en) | Combination internal combustion and steam engine |