RU2239074C2 - Бензиновый двигатель внутреннего сгорания с повышенной степенью сжатия и ограничением наполнения - Google Patents
Бензиновый двигатель внутреннего сгорания с повышенной степенью сжатия и ограничением наполнения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2239074C2 RU2239074C2 RU2002127175/06A RU2002127175A RU2239074C2 RU 2239074 C2 RU2239074 C2 RU 2239074C2 RU 2002127175/06 A RU2002127175/06 A RU 2002127175/06A RU 2002127175 A RU2002127175 A RU 2002127175A RU 2239074 C2 RU2239074 C2 RU 2239074C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- compression ratio
- cylinder
- air flow
- combustion chamber
- Prior art date
Links
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в бензиновых четырехтактных двигателях внутреннего сгорания. Бензиновый двигатель внутреннего сгорания с повышенной степенью сжатия по сравнению со степенью сжатия серийного двигателя, выпускаемого заводом–изготовителем, с таким же отношением хода поршня к диаметру цилиндра содержит, по меньшей мере, один цилиндр, поршень, головку цилиндра, камеру сгорания, образованную поверхностями головки и днищем поршня, и орган регулирования расхода воздуха. Объем камеры сгорания двигателя с повышенной степенью сжатия меньше стандартного объема камеры сгорания серийного двигателя. Для двигателя с повышенной степенью сжатия орган регулирования расхода воздуха выполнен с возможностью ограничения наполнения воздухом в зависимости от объема камеры сгорания, обеспечивая максимальный расход воздуха на номинальной мощности, определяемый из соотношения Gkm=GkЕkКk/Кc. В приведенном соотношении Gk - расход воздуха на номинальной мощности серийного двигателя, Кk - коэффициент коррекции расхода воздуха, Кc - отношение объема камеры сгорания серийного двигателя к объему камеры сгорания двигателя с повышенной степенью сжатия, а Еk - коэффициент увеличения плотности рабочего тела, определяемый как отношение Епред./Е, где Епред. - наибольшая степень сжатия, рекомендованная для данного типа серийного двигателя технической литературой, Е - степень сжатия серийного двигателя. Технический результат заключается в повышении коэффициента полезного действия двигателя, снижении расхода топлива и увеличении эффективности работы двигателя. 10 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к бензиновым двигателям внутреннего сгорания, в частности к четырехтактным двигателям внутреннего сгорания.
Известен бензиновый двигатель внутреннего сгорания с повышенной степенью сжатия по сравнению со степенью сжатия серийного двигателя, выпускаемого заводом-изготовителем, с таким же отношением хода поршня к диаметру цилиндра, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр, поршень, головку цилиндра, камеру сгорания, образованную поверхностями головки и днищем поршня, и орган регулирования расхода воздуха, причем объем камеры сгорания двигателя с повышенной степенью сжатия меньше стандартного объема камеры сгорания серийного двигателя, а степень сжатия больше степени сжатия серийного двигателя (см. патент США №4084553, МПК F 02 B 75/04, опубл. 18.04.1978).
Однако известное техническое решение имеет недостаточно высокий коэффициент полезного действия (КПД), поскольку при работе с уменьшенной камерой сгорания и увеличенной степенью сжатия двигатель не имеет возможность обеспечить оптимальное количество воздуха, необходимое для эффективной работы с уменьшенным объемом камеры сгорания и увеличенной степенью сжатия.
Задачей изобретения является повышение КПД двигателя, снижение расхода топлива и увеличение эффективности работы двигателя.
Поставленная задача достигается тем, что бензиновый двигатель внутреннего сгорания с повышенной степенью сжатия по сравнению со степенью сжатия серийного двигателя, выпускаемого заводом-изготовителем, с таким же отношением хода поршня к диаметру цилиндра, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр, поршень, головку цилиндра, камеру сгорания, образованную поверхностями головки и днищем поршня, и орган регулирования расхода воздуха, причем объем камеры сгорания двигателя с повышенной степенью сжатия меньше стандартного объема камеры сгорания серийного двигателя, согласно изобретению для двигателя с повышенной степенью сжатия орган регулирования расхода воздуха выполнен с возможностью ограничения наполнения воздухом в зависимости от объема камеры сгорания, обеспечивая максимальный расход воздуха на номинальной мощности, определяемый из соотношения Gkm=GkEkKk/Кc, где Gk - расход воздуха на номинальной мощности серийного двигателя, Кk - коэффициент коррекции расхода воздуха, Кc - отношение объема камеры сгорания серийного двигателя к объему камеры сгорания двигателя с повышенной степенью сжатия, а Ek - коэффициент увеличения плотности рабочего тела, определяемый как отношение Епред./Е, где Епред. - наибольшая степень сжатия, рекомендованная для данного типа серийного двигателя технической литературой, Е - степень сжатия серийного двигателя.
Величину E1 степени сжатия двигателя внутреннего сгорания с повышенной степенью сжатия удобно определять из соотношения Е1=ЕКс-(Кс-1), где Е - степень сжатия серийного двигателя, Кс - отношение объемов камер сгорания серийного двигателя и двигателя с повышенной степенью сжатия.
Коэффициент коррекции расхода воздуха Кk можно определить из соотношения Кk=(Vc1+Vh1):Vh1/(Vc+Vh1):Vh1, где Vc1 - объем камеры сгорания двигателя с повышенной степенью сжатия, Vc - объем камеры сгорания серийного двигателя, a Vh1 - объем части цилиндра между верхней мертвой точкой поршня и положением поршня, при котором в цилиндре величина давления соответствует давлению в конце видимого сгорания (максимальному давлению цикла) Рz.
Коэффициент коррекции расхода воздуха Кk можно определить и экспериментальным путем.
Величина наибольшей степени сжатия, рекомендованной для данного типа серийного двигателя технической литературой Епред., меньше или равна 13.
В качестве головки цилиндров может быть использована головка цилиндров серийного двигателя, у которой снята часть поверхности, прилегающей к цилиндру или блоку цилиндров.
В качестве цилиндра или блока цилиндров могут быть использованы цилиндры или блоки цилиндров серийного двигателя, у которых снята часть поверхности, прилегающая к головке цилиндров.
Толщина прокладки между головкой и цилиндром или блоком цилиндров может быть меньше толщины соответствующей прокладки серийного двигателя.
В качестве поршней двигателя с повышенной степенью сжатия могут быть использованы поршни серийного двигателя, у которых наращивается толщина днища.
Орган регулирования расхода воздуха может включать в себя дроссельную заслонку и впускные клапаны, причем площадь сечения впускных клапанов двигателя с повышенной степенью сжатия меньше площади сечения впускных клапанов серийного двигателя.
Орган регулирования расхода воздуха может быть выполнен с возможностью исключения подачи воздуха сверх максимального расхода воздуха на номинальном режиме, определяемого соотношением Gkm=GkEkKk/Kc на любых режимах работы двигателя.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан двигатель внутреннего сгорания с уменьшенной камерой сгорания и повышенной степенью сжатия.
Бензиновый двигатель внутреннего сгорания с повышенной степенью сжатия по сравнению со степенью сжатия серийного двигателя, выпускаемого заводом-изготовителем, с таким же отношением хода поршня к диаметру цилиндра содержит, по меньшей мере, один цилиндр или блок цилиндров 1, поршень 2, головку 3 цилиндра, камеру сгорания 4, образованную поверхностями головки 3 и днищем поршня 2, и орган регулирования расхода воздуха (на чертеже не показан). Объем камеры сгорания 4 двигателя с повышенной степенью сжатия меньше стандартного объема камеры сгорания серийного двигателя, а степень сжатия больше степени сжатия серийного двигателя.
В качестве головки 3 цилиндров заявленного двигателя может быть использована головка цилиндров серийного двигателя, у которой снята часть поверхности, прилегающей к цилиндру или блоку цилиндров.
В качестве цилиндра 1 или блока цилиндров заявленного двигателя могут использоваться цилиндры или блоки цилиндров серийного двигателя, у которых снята часть поверхности, прилегающая к головке цилиндров.
Толщина прокладки 8 между головкой 3 и цилиндром 1 или блоком цилиндров может быть меньше толщины соответствующей прокладки серийного двигателя.
В качестве поршней 2 заявленного двигателя могут быть использованы поршни серийного двигателя, у которых наращивается толщина днища.
Орган регулирования расхода воздуха включает в себя дроссельную заслонку и впускные клапаны. Площадь сечения впускных клапанов двигателя с повышенной степенью сжатия меньше площади сечения впускных клапанов серийного двигателя.
Для повышения эффективности работы двигателя с уменьшенным объем камеры сгорания и повышенной степенью сжатия уменьшают стандартный объем камеры сгорания 4 двигателя, выпускаемого заводом-изготовителем, при этом увеличивается степень сжатия по сравнению со стандартной степенью сжатия серийного двигателя. Это производится уменьшением расстояния между днищем поршня 2 и противоположной днищу поршня поверхностью 9 камеры сгорания 4. Уменьшение расстояния между днищем поршня 2 и противоположной днищу поршня поверхностью 9 камеры сгорания 4 могут осуществлять или путем снятия части поверхности головки 3, прилегающей к цилиндру, или путем снятия части поверхности цилиндра 1 или блока цилиндра, прилегающей к головке, или путем уменьшения толщины прокладки 8 между головкой 3 и цилиндром 1. При этом определяют величину Кc коэффициента уменьшения объема камеры сгорания как отношение объема уменьшенной камеры сгорания к объему стандартной камеры сгорания серийного двигателя.
Орган регулирования расхода воздуха выполняется с возможностью исключения подачи воздуха сверх максимального расхода воздуха на номинальном режиме, определяемого соотношением Gkm=GkЕkКk/Кc на любых режимах работы двигателя. Это можно осуществить соответствующим подбором площади сечения впускных клапанов и установкой дроссельной заслонки в соответствующее положение, при котором на любых режимах работы двигателя расход воздуха не превысит вышеуказанного значения.
Таким образом производят ограничение наполнение двигателя воздухом, обеспечивая максимальный расход воздуха на номинальной мощности, не превышающий величину Gkm, определяемую из соотношения Gkm=GkEkKk/Kc.
Указанное соотношение учитывает такие параметры, как Gk - расход воздуха на номинальной мощности серийного двигателя, Кk - коэффициент коррекции расхода воздуха, Кc - отношение объема камеры сгорания серийного двигателя к объему камеры сгорания двигателя с повышенной степенью сжатия, а Ek - коэффициент увеличения плотности рабочего тела, определяемый как отношение Епред./Е, где Епред. - наибольшая степень сжатия, рекомендованная для данного типа серийного двигателя технической литературой, Е - степень сжатия серийного двигателя.
При работе двигателя с уменьшенной камерой сгорания 4 впускной клапан 5 и заслонка ограничивают наполнение цилиндров двигателя воздухом, в результате чего двигатель имеет меньшее и более оптимальное значение коэффициента наполнения. Сжатие рабочего заряда происходит при большей степени сжатия, чем у серийного двигателя, а искра подается при положении поршня 2, не доходящего до ВМТ расстояния меньшего, чем при положение поршня серийного двигателя в момент подачи искры. На такте рабочего хода при этом создаются более эффективные температура и давление и увеличивается степень расширения рабочего тела, что увеличивает КПД и повышает эффективность работы двигателя и снижает расход топлива.
Расчеты и испытания показали, что для двигателя внутреннего сгорания с диаметром цилиндра 76 мм, ходом поршня 71 мм, при расходе воздуха серийного двигателя Gk=0,00031 кг/на цилиндр (коэффициент наполнения ηv=0,804) и при уменьшении камеры сгорания серийного двигателя в 1,875 раз (т.е. при величине Кc=1,875 и соответственно повышении степени сжатия с 9 до 16) по указанным выше соотношениям было получено следующее ограничение наполнения.
Максимальный расход воздуха на номинальной мощности составил Gkm=0,000245 кг/цилиндр при Ек=1,278. Коэффициент наполнения составил величину ηvм=0,635.
Claims (11)
1. Бензиновый двигатель внутреннего сгорания с повышенной степенью сжатия, по сравнению со степенью сжатия серийного двигателя, выпускаемого заводом-изготовителем, с таким же отношением хода поршня к диаметру цилиндра, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр, поршень, головку цилиндра, камеру сгорания, образованную поверхностями головки и днищем поршня, и орган регулирования расхода воздуха, причем объем камеры сгорания двигателя с повышенной степенью сжатия меньше стандартного объема камеры сгорания серийного двигателя, отличающийся тем, что для двигателя с повышенной степенью сжатия орган регулирования расхода воздуха выполнен с возможностью ограничения наполнения воздухом в зависимости от объема камеры сгорания, обеспечивая максимальный расход воздуха на номинальной мощности, определяемый из соотношения Gkm=СkЕk/Кc, где Gk - расход воздуха на номинальной мощности серийного двигателя, Кk - коэффициент коррекции расхода воздуха, Кc - отношение объема камеры сгорания серийного двигателя к объему камеры сгорания двигателя с повышенной степенью сжатия, Еk - коэффициент увеличения плотности рабочего тела, определяемый как отношение Епред/Е, где Епред - наибольшая степень сжатия, рекомендованная для данного типа серийного двигателя технической литературой, Е - степень сжатия серийного двигателя.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что величину Е1 степени сжатия двигателя внутреннего сгорания с повышенной степенью сжатия определяют из соотношения Е1=ЕКc-(Кc-1), где Е - степень сжатия серийного двигателя, Кc - отношение объемов камер сгорания серийного двигателя и двигателя с повышенной степенью сжатия.
3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что коэффициент коррекции расхода воздуха Кk определяют из соотношения Кk=(Vc1+Vh1):Vh1/(Vc+Vh1):Vh1, где Vc1 - объем камеры сгорания двигателя с повышенной степенью сжатия, Vc - объем камеры сгорания серийного двигателя, Vh1 - объем части цилиндра между верхней мертвой точкой поршня и положением поршня, при котором в цилиндре величина давления соответствует давлению в конце видимого сгорания (максимальному давлению цикла) Рz.
4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что коэффициент коррекции расхода воздуха Кk определяют экспериментальным путем.
5. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что величина наибольшей степени сжатия, рекомендованной для данного типа серийного двигателя технической литературой, Епред меньше или равна 13.
6. Двигатель по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что в качестве головки цилиндров используется головка цилиндров серийного двигателя, у которой снята часть поверхности, прилегающей к цилиндру или к блоку цилиндров.
7. Двигатель по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что в качестве цилиндра или блока цилиндров используются цилиндры или блоки цилиндров серийного двигателя, у которых снята часть поверхности, прилегающая к головке цилиндров.
8. Двигатель по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что толщина прокладки между головкой и цилиндром или блоком цилиндров меньше толщины соответствующей прокладки серийного двигателя.
9. Двигатель по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что в качестве поршней двигателя с повышенной степенью сжатия используются поршни серийного двигателя, у которых наращивается толщина днища.
10. Двигатель по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что орган регулирования расхода воздуха включает в себя дроссельную заслонку и впускные клапаны, причем площадь сечения впускных клапанов двигателя с повышенной степенью сжатия меньше площади сечения впускных клапанов серийного двигателя.
11. Двигатель по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что орган регулирования расхода воздуха выполнен с возможностью исключения подачи воздуха сверх максимального расхода воздуха на номинальном режиме, определяемого соотношением Gkm=GkEkKk/Кc на любых режимах работы двигателя.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002127175/06A RU2239074C2 (ru) | 2002-10-14 | 2002-10-14 | Бензиновый двигатель внутреннего сгорания с повышенной степенью сжатия и ограничением наполнения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002127175/06A RU2239074C2 (ru) | 2002-10-14 | 2002-10-14 | Бензиновый двигатель внутреннего сгорания с повышенной степенью сжатия и ограничением наполнения |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002127175A RU2002127175A (ru) | 2004-04-10 |
| RU2239074C2 true RU2239074C2 (ru) | 2004-10-27 |
Family
ID=33537177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002127175/06A RU2239074C2 (ru) | 2002-10-14 | 2002-10-14 | Бензиновый двигатель внутреннего сгорания с повышенной степенью сжатия и ограничением наполнения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2239074C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006009491A1 (fr) * | 2004-07-13 | 2006-01-26 | Andrey Alekseevich Kutyayev | Procede de creation de couple libre sur un arbre de travail de moteurs a pistons ou a piston rotatif a combustion interne (et variantes) et moteurs a pistons ou a piston rotatif utilisant ce procede (et variantes) |
| RU2660736C2 (ru) * | 2013-12-12 | 2018-07-09 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Способы и системы работы двигателя |
-
2002
- 2002-10-14 RU RU2002127175/06A patent/RU2239074C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006009491A1 (fr) * | 2004-07-13 | 2006-01-26 | Andrey Alekseevich Kutyayev | Procede de creation de couple libre sur un arbre de travail de moteurs a pistons ou a piston rotatif a combustion interne (et variantes) et moteurs a pistons ou a piston rotatif utilisant ce procede (et variantes) |
| RU2660736C2 (ru) * | 2013-12-12 | 2018-07-09 | ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи | Способы и системы работы двигателя |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8646419B2 (en) | Control apparatus for internal combustion engine | |
| US20140216396A1 (en) | Direct injection gasoline engine and method of controlling the direct injection gasoline engine | |
| RU2006146349A (ru) | Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с ультра-расширением | |
| US9845766B2 (en) | Piston crown to raise compression ratio | |
| WO2006009567A3 (en) | Improved valve seal assembly for rotary valve engine | |
| RU2239074C2 (ru) | Бензиновый двигатель внутреннего сгорания с повышенной степенью сжатия и ограничением наполнения | |
| KR102160518B1 (ko) | 배기가스 봉입을 동반한 실린더 셧오프 시, 가스 스프링 작용을 보상하기 위한 방법 | |
| WO2004109073A3 (en) | Internal combustion engine and method of enhancing engine performance | |
| RU2220304C2 (ru) | Способ стабилизации и регулировки компрессии поршневого двигателя внутреннего сгорания | |
| RU2001115425A (ru) | Способ стабилизации и регулировки компрессии поршневого двигателя внутреннего сгорания | |
| KR20200130832A (ko) | 전체 작업 조건 채널 분할 시간 분할 과급 흡기 내연기관의 가변 압축비 기술 | |
| RU2206775C1 (ru) | Способ регулирования и работы бензинового двигателя внутреннего сгорания | |
| WO2013054559A1 (ja) | 二軸出力型の逆ｖ型略対向エンジン | |
| RU2002127175A (ru) | Бензиновый двигатель внутреннего сгорания с повышенной степенью сжатия и ограничением наполнения | |
| KR102395291B1 (ko) | 다기통 내연기관 | |
| WO2004090320A3 (fr) | Moteur a combustion interne a injection directe d'essence et a allumage commande | |
| RU2006119747A (ru) | Детонационный двигатель внутреннего сгорания с плавающем поршнем | |
| Kawawa et al. | Development of New 3.5 L V6 Gasoline Direct Injection Engine | |
| CN1456794A (zh) | 具有新型燃烧室的新型内燃发动机 | |
| RU2179644C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
| WO2016145562A1 (en) | Increased duration intake camshaft with dwell at peak lift | |
| RU2309277C2 (ru) | Вакуумный насос внутреннего сгорания | |
| RU2206774C1 (ru) | Способ регулирования объема камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания | |
| RU2220306C2 (ru) | Способ управления двигателем изменением степени сжатия и подачей топлива, не зависимо от октанового числа топлива | |
| RU7142U1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041015 |