RU2220304C2

RU2220304C2 - Method of stabilization and control of compression in internal combustion piston engine

Info

Publication number: RU2220304C2
Application number: RU2001115425/06A
Authority: RU
Inventors: С.Н. Бочкарев
Original assignee: Бочкарев Сергей Николаевич
Priority date: 2001-06-07
Filing date: 2001-06-07
Publication date: 2003-12-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: according to invention, adjusting cylinder is cut in wall of combustion chamber reduced to size required for providing required value of compression at minium delivery of fuel-air mixture (idle run) and limited by working cylinder, walls and valves. Adjusting cylinder accommodates adjusting movable at one side of which compression is built at compression stroke and at other side, constant pressure equal to optimum compression with due account of inertia of adjusting piston. Under action of these forces adjusting piston moves inside adjusting cylinder to occupy equilibrium position in which it is fixed by locks applied to its rod at end o compression stroke. At beginning of exhaust stroke, adjusting piston is released, and it occupies its initial position under action of pressure. EFFECT: reduced specific consumption of fuel at partial loads, reduced content of harmful matter in exhaust gases.

Description

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. The invention relates to internal combustion engines.

Заявителю известен прототип - патент Российской Федерации 2042846, F 02 В 75/04, 1995, 6 с., в котором описан способ стабилизации и регулировки компрессии поршневого двигателя внутреннего сгорания на режиме с полным или частичным открытием дроссельных заслонок, при этом в стенке камеры сгорания, ограниченной рабочим поршнем, стенками, клапанами, прорезан цилиндр и установлен подвижный поршень. The applicant knows the prototype - patent of the Russian Federation 2042846, F 02 B 75/04, 1995, 6 pp., Which describes a method for stabilizing and adjusting compression of a reciprocating internal combustion engine in a mode with full or partial opening of throttle valves, while in the wall of the combustion chamber bounded by a working piston, walls, valves, a cylinder is cut and a movable piston is installed.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение КПД на режимах частичной нагрузки и получение возможности быстрой регулировки степени сжатия при переходе с бензина с одним октановым числом на бензин с другим октановым числом. The problem to which the invention is directed, is to increase the efficiency at partial load modes and to obtain the ability to quickly adjust the compression ratio when switching from gasoline with one octane number to gasoline with another octane number.

Задача решается за счет того, что способ стабилизации и регулировки компрессии в поршневых двигателях внутреннего сгорания на режимах работы с частичным или полным открытием дроссельных заслонок камера сгорания уменьшена до получения нужной компрессии при минимальной подаче топливно-воздушной смеси, а в ее стенке прорезан дополнительный подстроечный цилиндр и в нем установлен подвижный подстроечный поршень, на который компрессором со стороны штока подается давление, равное компрессии с учетом инерции подстроечного поршня, который в ходе такта сжатия перемещается, уравнивая внешнее давление и компрессию и изменяя объем камеры сгорания в соответствии с количеством топливно-воздушной смеси в рабочем цилиндре, фиксируется в конце такта сжатия и освобождается в начале такта выпуска. The problem is solved due to the fact that the method of stabilization and adjustment of compression in reciprocating internal combustion engines during operation with partial or full opening of the throttle valves, the combustion chamber is reduced to obtain the desired compression with a minimum supply of fuel-air mixture, and an additional trimmer cylinder is cut through its wall and it has a movable tuning piston, on which a compressor equal to the compression is applied to the compressor from the side of the rod, taking into account the inertia of the tuning piston, which during the compression stroke moves, equalizing the external pressure and compression and changing the volume of the combustion chamber in accordance with the amount of fuel-air mixture in the working cylinder, is fixed at the end of the compression stroke and is released at the beginning of the exhaust stroke.

Получение технического результата возможно только за счет:
1) уменьшения объема камеры сгорания до получения нужной компрессии при минимальной подаче топливно-воздушной смеси (холостой ход),
2) введения дополнительного подстроечного цилиндра с поршнем, фиксируемым в конце такта сжатия и освобождаемым в начале такта выпуска, на штоке которого есть нарезка для фиксации, причем сумма объемов камеры сгорания и подстроечного цилиндра дает степень сжатия примерно 5. Это необходимо для получения возможности регулировки "под бензин",
3) установки фиксаторов с нарезкой, соответствующей нарезке на штоке подстроечного поршня,
4) подачи со стороны штока на подстроечный поршень газа под давлением, равным с учетом инерции подстроечного поршня компрессии.Obtaining a technical result is possible only due to:
1) reducing the volume of the combustion chamber to obtain the desired compression with a minimum supply of fuel-air mixture (idle),
2) the introduction of an additional trim cylinder with a piston fixed at the end of the compression stroke and released at the beginning of the exhaust stroke, on the rod of which there is a thread for fixing, and the sum of the volumes of the combustion chamber and the trim cylinder gives a compression ratio of approximately 5. This is necessary to obtain the possibility of adjustment " under the gas "
3) installation of clamps with a thread corresponding to the thread on the stem of the tuning piston,
4) supply from the side of the rod to the adjustment piston of gas under pressure equal to taking into account the inertia of the adjustment piston of compression.

На чертеже представлена камера сгорания с переменной степенью сжатия. The drawing shows a combustion chamber with a variable compression ratio.

Камера сгорания ограничена рабочим поршнем 2, движущимся в блоке цилиндров 1; стенками 14; впускным 3 и выпускным 4 клапанами; дополнительным подстроечным поршнем 5, движущимся в подстроечном цилиндре 6, фиксируемым в конце такта сжатия и освобождаемым в начале такта выпуска. The combustion chamber is limited by a working piston 2 moving in the cylinder block 1; the walls 14; inlet 3 and outlet 4 valves; an additional trimmer piston 5 moving in the trimmer cylinder 6, fixed at the end of the compression stroke and released at the beginning of the exhaust stroke.

Камера сгорания работает следующим образом. The combustion chamber operates as follows.

Источник давления (компрессор 11 с регулятором давления 12) подает со стороны штока воздух под давлением, равным с учетом инерции подстроечного поршня 5 компрессии, в цилиндр 6. В результате подстроечный поршень 5 перемещается в крайнее нижнее (исходное) положение. The pressure source (compressor 11 with pressure regulator 12) delivers air from the rod side under pressure equal to the inertia of the compression piston 5 to the cylinder 6. As a result, the adjustment piston 5 moves to its lowest (initial) position.

Такт впуска:
Впускной клапан 3 открыт, поршень 2 идет вниз, давление в рабочем цилиндре низкое, подстроечный поршень 5 находится в исходном положении.Intake cycle:
The inlet valve 3 is open, the piston 2 goes down, the pressure in the working cylinder is low, the trimmer piston 5 is in the initial position.

Такт сжатия:
Клапаны 3 и 4 закрыты, поршень 2 идет вверх, сжимая топливно-воздушную смесь. После того как давление 13 и давление в подстроечном цилиндре 6 сравняются, и если давление 13 продолжит расти, подстроечный поршень 5 в результате разности давлений будет перемещаться вверх и продолжит свое движение до конца такта сжатия. В результате при любом наполнении цилиндров компрессия будет одинакова и равна давлению в подстроечном цилиндре 6.Compression cycle:
Valves 3 and 4 are closed, the piston 2 goes up, compressing the fuel-air mixture. After the pressure 13 and the pressure in the trimmer cylinder 6 are equalized, and if the pressure 13 continues to increase, the trimmer piston 5 will move upward as a result of the pressure difference and continue its movement until the end of the compression stroke. As a result, with any filling of the cylinders, the compression will be the same and equal to the pressure in the trimmer cylinder 6.

Верхняя мертвая точка поршня 2:
фиксаторы 8 фиксируют шток 7 подстроечного поршня 5. Смесь зажигается.Top dead center of piston 2:
the latches 8 fix the rod 7 of the tuning piston 5. The mixture ignites.

Такт рабочий ход:
Поршень 2 под давлением газов сгоревшей смеси двигается вниз.Tact working stroke:
The piston 2 moves downward under the pressure of the gases of the burnt mixture.

Такт выпуска:
Выпускной клапан 4 открыт, давление 13 упало, поршень 2 идет вверх, выталкивая выхлопные газы, фиксаторы 8 разжимаются и освобождают подстроечный поршень 5, который под давлением в подстроечном цилиндре 6 возвращается в исходное положение.Release Tact:
The exhaust valve 4 is open, the pressure 13 has fallen, the piston 2 goes up, pushing the exhaust gases, the latches 8 open and release the trim piston 5, which, under pressure in the trim cylinder 6, returns to its original position.

Регулировка "под бензин" производится изменением давления 6. Adjustment "for gasoline" is a change in pressure 6.

Claims

A method of stabilization and adjustment of compression in reciprocating internal combustion engines at operating modes with partial or full opening of the throttle valves, while the combustion chamber is reduced to obtain the necessary compression with a minimum supply of fuel-air mixture, and an additional trim cylinder is cut in its wall and installed a movable tuning piston, to which a pressure equal to compression is applied by the compressor from the rod side, taking into account the inertia of the tuning piston, which during the compression stroke schaetsya, equalizing the external pressure and compression, and changing the volume of the combustion chamber in accordance with the amount of fuel-air mixture in the working cylinder, is fixed at the end of the compression stroke and is released at the beginning of the exhaust stroke.