RU2198305C2

RU2198305C2 - Method of supercharging by using pressure differentials in engine crankcase

Info

Publication number: RU2198305C2
Application number: RU2001104461/06A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Фомин
Original assignee: Фомин Николай Александрович
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2003-02-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: invention relates to internal combustion engine with crankcase displacement scavenging. According to proposed method, in four stroke engine divided into sections comprising two cylinders with synchronously moving piston in each section, air is sucked into crankcase in amount of two cylinder when pistons move from bottom dead center to top dead center. When pistons move down from dead center to bottom dead center air is pressure fed into one of cylinders from crankcase. According to invention, at low and medium loads, air is fed through maximum load control gates, and at maximum loads, gates are closed and air is sucked into crankcase through crankcase intake valve. EFFECT: improved efficiency in operation, simplified design of engine. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в четырехтактных двигателях внутреннего сгорания с кривошипно-камерными нагнетателями. The invention relates to mechanical engineering and can be used in four-stroke internal combustion engines with crank-chamber superchargers.

Известны четырехтактные двигатели, в которых наполнение цилиндра горючей смесью происходит путем всасывания. На двигателях ЗМЗ-4062.10 для лучшего наполнения цилиндров увеличено количество клапанов до 4-х на один цилиндр. Два впускных и два выпускных. Это позволило увеличить мощность двигателя со 100 л.с. до 150 л.с. При этом объем двигателя был уменьшен с 2,445 литра до 2,3 литра. Обороты двигателя были увеличены до 7000 оборотов в минуту. На таких оборотах время, за которое наполняется цилиндр, ограничено. Four-stroke engines are known in which the cylinder is filled with a combustible mixture by suction. On ZMZ-4062.10 engines, for a better filling of the cylinders, the number of valves has been increased to 4 per cylinder. Two inlets and two graduations. This allowed to increase engine power from 100 hp. up to 150 hp At the same time, the engine size was reduced from 2.445 liters to 2.3 liters. Engine speed has been increased to 7000 rpm. At such revolutions, the time for which the cylinder is filled is limited.

Наиболее близким техническим решением заявленному изобретению является способ работы четырехтактного двигателя, разделенного на секции по два цилиндра с синхронным движением поршней в каждой секции, путем всасывания в картер воздуха в объеме двух цилиндров при движении поршней от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке и подачи под давлением воздуха из картера в один цилиндр при движении поршней от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, а также картер многоцилиндрового двигателя, разделенный на герметичные секции по два цилиндра с синхронно движущимися в каждой секции поршнями, причем в каждой секции создаются перепады давления воздуха, используемые для наддува (заявка ФРГ 3315853, опуб. 31.10.1984). The closest technical solution to the claimed invention is a method of operating a four-stroke engine, divided into sections of two cylinders with synchronous movement of the pistons in each section, by sucking air into the crankcase in the volume of two cylinders when the pistons move from bottom dead center to top dead center and pressurized air from the crankcase into one cylinder when the pistons move from top dead center to bottom dead center, as well as the crankcase of a multi-cylinder engine, divided into sealed sections of two qi a cylinder with pistons synchronously moving in each section, and air pressure differences used for boosting are created in each section (German application 3315853, publ. 10.31.1984).

Недостатком указанного технического решения является малая эффективность его регулирования на частичных и средних нагрузках. The disadvantage of this technical solution is the low efficiency of its regulation at partial and medium loads.

Технической задачей является повышение эффективности работы двигателя. The technical task is to increase the efficiency of the engine.

Поставленная задача заключается в том, что в способе работы четырехтактного двигателя, разделенного на секции по два цилиндра с синхронным движением поршней в каждой секции, путем всасывания в картер воздуха в объеме двух цилиндров при движении поршней от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке и подачи под давлением воздуха из картера в один цилиндр при движении поршней от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, согласно изобретению при малых и средних нагрузках воздух подают через заслонки управления максимальных нагрузок, а при максимальных нагрузках заслонки закрывают и воздух всасывается в картер через впускной клапан картера. The task is that in the method of operation of a four-stroke engine, divided into sections of two cylinders with synchronous movement of the pistons in each section, by sucking air into the crankcase in the volume of two cylinders when the pistons move from bottom dead center to top dead center and feed under the air pressure from the crankcase into one cylinder when the pistons move from the top dead center to the bottom dead center, according to the invention at low and medium loads, air is supplied through the damper control maximum loads, and at maximum loads, the shutters are closed and air is sucked into the crankcase through the crankcase inlet valve.

Поставленная задача в части устройства заключается в том, что картер многоцилиндрового двигателя, разделенный на герметичные секции по два цилиндра с синхронно движущимися в каждой секции поршнями, причем в каждой секции создаются перепады давления воздуха, используемые для наддува, согласно изобретению снабжен заслонками управления максимальных нагрузок, через которые проходит воздух при малых и средних нагрузках и которые закрывают при максимальных нагрузках, при этом воздух всасывается в картер через впускной клапан картера. The task in terms of the device is that the crankcase of a multi-cylinder engine is divided into sealed sections of two cylinders with pistons synchronously moving in each section, and air pressure differences used for boosting are created in each section, according to the invention, it is equipped with maximum load control dampers, through which air passes at low and medium loads and which close at maximum loads, while air is sucked into the crankcase through the crankcase inlet valve.

Поставленная задача заключается также в том, что цилиндры могут быть расположены в секции V-образно. The task is also that the cylinders can be located in a section V-shaped.

Поставленная задача заключается также в том, что поршни в разных секциях могут двигаться в противоположных направлениях. The task is also that the pistons in different sections can move in opposite directions.

На чертеже показана схема работы оппозитного двигателя. Двигатель, в котором реализуется заявленный способ, содержит картер 1, цилиндры 2 с головками 3, поршни 4, коленчатый вал 5, заслонки 6 управления малых и средних нагрузок, заслонки 7 управления максимальных нагрузок, клапан 8 картера 1. The drawing shows a diagram of the operation of the boxer engine. The engine in which the inventive method is implemented includes a crankcase 1, cylinders 2 with heads 3, pistons 4, a crankshaft 5, low and medium load control flaps 6, maximum load control flaps 7, crankcase valve 8.

Описываемый способ работы реализуется следующим образом. При малых и средних нагрузках воздух от воздушного фильтра (не показан) проходит к впускным клапанам (не показаны) через открытые заслонки 7. На малых и средних нагрузках работу двигателя регулируют заслонки 6. При максимальных нагрузках заслонки 7 закрываются, и воздух всасывается в картер 1 через клапан 8, который открывается при движении поршней 4 от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ). При этом в картер 1 всасывается объем воздуха, равный двум рабочим объемам цилиндра. The described method of operation is implemented as follows. At low and medium loads, air from the air filter (not shown) passes to the inlet valves (not shown) through the open dampers 7. At low and medium loads, the engine is controlled by dampers 6. At maximum loads, the dampers 7 are closed and air is sucked into the crankcase 1 through the valve 8, which opens when the pistons 4 move from the bottom dead center (BDC) to the top dead center (TDC). Thus in the crankcase 1 is sucked in an air volume equal to two working volumes of the cylinder.

При движении поршней 4 от ВМТ к НМТ клапан 8 картера 1 закрыт, при этом такт впуска происходит в одном из цилиндров 2. Тогда в другом цилиндре 2 будет такт рабочего хода. Когда поршни 4 дойдут до НМТ, клапан 8 картера 1 снова откроется и цикл повторится, но наддув произойдет уже в другом цилиндре 2. When the pistons 4 move from TDC to BDC, the valve 8 of the crankcase 1 is closed, while the intake stroke occurs in one of the cylinders 2. Then, the stroke of the stroke will be in the other cylinder 2. When the pistons 4 reach the BDC, the valve 8 of the crankcase 1 will open again and the cycle will repeat, but pressurization will occur in another cylinder 2.

Воздух, проходя через картер 1, будет смешиваться с маслом, поэтому при движении от картера 1 к впускному клапану (не показан) устанавливается маслоотделитель, показанный на чертеже в виде ломаной линии. Air passing through the crankcase 1 will mix with oil, so when moving from the crankcase 1 to the inlet valve (not shown), an oil separator is installed, shown in the drawing as a broken line.

Для наддува в рядном или V-образном многоцилиндровом двигателях картер 1 необходимо разделить на герметичные секции по 2 цилиндра в каждой. Поршни в каждой секции двигаются синхронно, но в противоположных направлениях в разных секциях. В этом случае будут создаваться перепады давления воздуха в каждой секции картера, которые можно использовать для наддува двигателя. For pressurization in in-line or V-shaped multi-cylinder engines, crankcase 1 must be divided into sealed sections with 2 cylinders in each. Pistons in each section move synchronously, but in opposite directions in different sections. In this case, air pressure differences will be created in each section of the crankcase, which can be used to boost the engine.

Claims

1. The method of operation of a four-stroke engine, divided into sections of two cylinders with synchronous movement of the pistons in each section, by sucking air into the crankcase in the volume of two cylinders when the pistons move from bottom dead center to top dead center and supplying air from the crankcase under pressure cylinder when the pistons move from the top dead center to the bottom dead center, characterized in that at small and medium loads the air is supplied through the control valves for maximum loads, and at maximum loads the valves are closed air and are sucked into the crankcase through the crankcase inlet valve.

2. The crankcase of a multi-cylinder engine, divided into sealed sections of two cylinders with pistons synchronously moving in each section, the air pressure drops being used for boosting in each section, characterized in that it is equipped with shutters for controlling the maximum loads through which air passes small and medium loads and which close at maximum loads, while air is drawn into the crankcase through the crankcase inlet valve.

3. Carter according to claim 2, characterized in that the cylinders are arranged in a V-shaped section.

4. Carter according to any one of paragraphs.2 and 3, characterized in that the pistons in different sections move in opposite directions.