RU2267017C2 - Internal combustion engine - Google Patents
Internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2267017C2 RU2267017C2 RU2003108563/06A RU2003108563A RU2267017C2 RU 2267017 C2 RU2267017 C2 RU 2267017C2 RU 2003108563/06 A RU2003108563/06 A RU 2003108563/06A RU 2003108563 A RU2003108563 A RU 2003108563A RU 2267017 C2 RU2267017 C2 RU 2267017C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- time
- gear ratio
- output shaft
- gears
- internal combustion
- Prior art date
Links
Landscapes
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания и предназначено для использования на морском, речном, автодорожном, железнодорожном транспорте и в энергетических установках.The present invention relates to internal combustion engines and is intended for use on sea, river, road, rail and power plants.
Наиболее близкими изобретениями к заявленному являются:The closest inventions to the claimed are:
1) Двигатель внутреннего сгорания, на который выдан патент RU 2053393 С1.1) An internal combustion engine for which patent RU 2053393 C1 has been issued.
В нем с помощью усложненного шатунно-кривошипного механизма осуществляется задержка поршня двухтактного двигателя вблизи нижней мертвой точки и увеличивается время продувки рабочего цилиндра. Данный двигатель не может работать по четырехтактному циклу. Кроме того, в нем сокращено время протекания процессов смесеобразования и сгорания, что увеличит количество топлива, сгорающего на линии расширения, а следовательно, и его расход.In it, with the help of a complicated connecting rod-crank mechanism, the piston of the two-stroke engine is delayed near the bottom dead center and the purge time of the working cylinder is increased. This engine cannot operate on a four-cycle cycle. In addition, it reduces the duration of the processes of mixture formation and combustion, which will increase the amount of fuel burning on the expansion line, and therefore its consumption.
Усложнение шатунно-кривошипного механизма понижает надежность работы этого напряженного узла.The increasing complexity of the crank mechanism reduces the reliability of this stressed unit.
2) Двигатель внутреннего сгорания, на который выдано авторское свидетельство SU 1758258 А1.2) Internal combustion engine for which the copyright certificate SU 1758258 A1 is issued.
В нем за счет установки специальной зубчатой передачи, поочередно работающей с разными передаточными отношениями, сокращено время совершения тактов выпуска, всасывания, сжатия, что позволило увеличить число рабочих циклов в единицу времени.In it, due to the installation of a special gear transmission, which alternately works with different gear ratios, the time for making exhaust, suction, and compression cycles has been reduced, which has increased the number of duty cycles per unit time.
В связи с сокращением времени протекания процессов выпуска и всасывания возрастет (в квадратичной зависимости) отрицательная работа насосных ходов, следствием чего будет увеличение расхода топлива. Кроме того, так как время процесса расширения остается без изменения, то и потери тепла в этот период не уменьшаются. Таким образом, задача оптимального перераспределения времени рабочего цикла между отдельными процессами не решается.Due to the reduction in the time of the processes of exhaust and suction, the negative work of pumping passages will increase (in quadratic dependence), resulting in an increase in fuel consumption. In addition, since the time of the expansion process remains unchanged, the heat loss during this period does not decrease. Thus, the problem of optimal redistribution of the working cycle time between individual processes is not solved.
Наиболее близким к заявленному является двигатель внутреннего сгорания, на который выдан патент США №1191827.Closest to the claimed is an internal combustion engine, for which is issued US patent No. 1191827.
В этом двигателе передача крутящего момента от коленчатого вала осуществляется через пару зубчатых колес с переменным передаточным отношением к выходному валу, на котором установлен маховик. Такое устройство позволяет в двухтактном двигателе за счет сокращения времени процессов сжатия-сгорания-расширения увеличить время протекания процессов газообмена.In this engine, torque is transmitted from the crankshaft through a pair of gears with a variable gear ratio to the output shaft on which the flywheel is mounted. Such a device allows in a two-stroke engine, by reducing the time of the compression-combustion-expansion processes, to increase the gas exchange processes.
Однако это устройство не может быть применено в четырехтактном двигателе, т.к. цикл изменения передаточного отношения в нем может составлять (в зависимости от типа зубчатых колес) 360 или 180 градусов. В четырехтактном двигателе, цикл которого 720°, это приведет к тому, что выигрыш во времени, полученный в начальный период процесса выпуска и в конечный период процесса всасывания, будет потерян за счет сокращения времени конечного периода выпуска и начального периода всасывания. Такое перераспределение времени будет при цикле изменения передаточного отношения равным 360°. При цикле в 180° перераспределения времени процессов также не происходит. Рассматриваемое устройство при заданном типе зубчатых колес с переменным передаточным отношением не позволяет внести изменения в полученное перераспределение времени между процессами цикла.However, this device cannot be used in a four-stroke engine, as the gear ratio change cycle in it can be (depending on the type of gears) 360 or 180 degrees. In a four-stroke engine, the cycle of which is 720 °, this will result in the time gain obtained in the initial period of the exhaust process and in the final period of the suction process being reduced by reducing the time of the final exhaust period and the initial suction period. Such a redistribution of time will be 360 ° when the gear ratio changes. With a cycle of 180 °, the redistribution of time does not occur either. The device in question for a given type of gears with a variable gear ratio does not allow you to make changes to the resulting redistribution of time between the processes of the cycle.
Устройство также не позволяет в процессе доводки и эксплуатации двигателя изменять фазу колебаний угловой скорости коленчатого вала по отношению к моменту начала рабочего цикла с целью перераспределения времени между процессами цикла для получения оптимальных результатов.The device also does not allow changing the phase of oscillations of the angular velocity of the crankshaft with respect to the moment of the start of the working cycle in order to redistribute the time between the processes of the cycle in order to obtain optimal results.
Целью изобретения является уменьшение потерь в процессах рабочего цикла.The aim of the invention is to reduce losses in the processes of the working cycle.
Изобретение осуществляется в двигателе внутреннего сгорания, содержащем блок с цилиндрами, в которых расположены поршни, связанные шатунами с коленчатыми валами, выходной вал, связанный с коленчатыми валами каждого цилиндра через зубчатые колеса с переменным передаточным отношением, и маховик, установленный на выходном валу. При этом сущность изобретения заключается в том, что зубчатые колеса с переменным передаточным отношением выполнены эллиптическими и связывают выходной вал с коленчатыми валами через обычные цилиндрические зубчатые колеса. Коленчатый вал рабочего цилиндра через цилиндрические зубчатые колеса соединен с промежуточным валом, который в свою очередь через эллиптические зубчатые колеса соединен с выходным валом, на котором установлен маховик.The invention is carried out in an internal combustion engine containing a block with cylinders in which pistons are located, connected by connecting rods to crankshafts, an output shaft connected to the crankshafts of each cylinder through gears with a variable gear ratio, and a flywheel mounted on the output shaft. The essence of the invention lies in the fact that the gears with a variable gear ratio are elliptical and connect the output shaft to the crankshafts through conventional cylindrical gears. The crankshaft of the working cylinder is connected through the cylindrical gears to the intermediate shaft, which in turn is connected through the elliptical gears to the output shaft on which the flywheel is mounted.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная схема двигателя, реализующего изобретение.The invention is illustrated in the drawing, which shows a schematic diagram of an engine that implements the invention.
В рабочем цилиндре 1 расположен поршень, связанный шатуном 3 с коленчатым валом 4. Благодаря цилиндрическим зубчатым колесам 10 и 9 коленчатый вал связан с промежуточным валом 11, который в свою очередь через эллиптические зубчатые колеса 5 и 6 связан с выходным валом 7. На выходном валу 7 установлен маховик 8, что обеспечивает его равномерное вращение при переменной угловой скорости коленчатого вала в течение одного оборота.In the working cylinder 1 there is a piston connected by a connecting rod 3 to the crankshaft 4. Thanks to the cylindrical gears 10 and 9, the crankshaft is connected to the intermediate shaft 11, which in turn is connected through the elliptical gears 5 and 6 to the output shaft 7. On the output shaft 7, a flywheel 8 is installed, which ensures its uniform rotation with a variable angular speed of the crankshaft for one revolution.
Закон изменения угловой скорости коленчатого вала определяется законом передаточного отношения эллиптических зубчатых колес и величиной передаточного отношения цилиндрических зубчатых колес, а также взаимным расположением коленчатого и промежуточного валов.The law of variation of the angular velocity of the crankshaft is determined by the law of the gear ratio of the elliptical gears and the gear ratio of the cylindrical gears, as well as the relative position of the crankshaft and the intermediate shaft.
Для четырехтактного двигателя, чтобы сократить время процессов сжатия, сгорания, расширения и увеличить время процессов выпуска и всасывания, необходимо передаточное отношение цилиндрических зубчатых колес установить 4:1.For a four-stroke engine, in order to reduce the time of the compression, combustion, expansion processes and increase the time of the exhaust and suction processes, it is necessary to set the gear ratio of cylindrical gears to 4: 1.
При указанном на чертеже расположении поршня 2 и эллиптических зубчатых колес 5 и 6 в рабочем цилиндре 1 начинается процесс расширения при максимальной угловой скорости коленчатого вала 4, которая к приходу поршня в НМТ достигает среднего значения и будет продолжать уменьшаться в течение всего хода выпуска до минимального значения.With the location of the piston 2 and the elliptical gears 5 and 6 in the working cylinder 1 shown in the drawing, the expansion process begins at the maximum angular velocity of the crankshaft 4, which reaches the average value by the time the piston arrives at the BDC and continues to decrease to the minimum value throughout the entire stroke .
Если передаточное отношение цилиндрических зубчатых колес установить 2:1, то резко возрастет время процессов смесеобразования, сгорания, а также время перекрытия клапанов.If the gear ratio of the cylindrical gears is set to 2: 1, then the time of the processes of mixture formation, combustion, and also the time of closing the valves will increase sharply.
Для двухтактного двигателя увеличение времени процессов смесеобразования, сгорания и продувки достигается при передаточном отношении цилиндрических зубчатых колес 2:1. Сокращение времени процессов сжатия - смесеобразования - сгорания, расширения (для снижения выбросов окислов азота и потерь тепла в стенки рабочего цилиндра) и увеличение времени процессов газообмена будет получено при передаточном отношении 1:1.For a two-stroke engine, an increase in the time of the processes of mixture formation, combustion and purging is achieved with a gear ratio of cylindrical gears of 2: 1. Reducing the time of compression processes - mixture formation - combustion, expansion (to reduce emissions of nitrogen oxides and heat loss in the walls of the working cylinder) and increasing the time of gas exchange processes will be obtained with a gear ratio of 1: 1.
Выполненные расчеты для двухтактного двигателя с поперечной продувкой, работающего по вышеописанному принципу при изменении передаточного отношения эллиптических зубчатых колес в пределах от 0,5 до 2,0, по сравнению с традиционным двигателем при прочих равных условиях показали, что время-сечение выпускных окон увеличилось в 1,4 раза, продувочных - в 1,5 раза, а время процессов смесеобразования и сгорания возросло в 1,8 раза. При этом соответствующим образом уменьшилось время протекания процессов сжатия и расширения. Время одного оборота коленчатого вала в обоих случаях оставалось постоянным.The performed calculations for a two-stroke engine with a transverse blow, operating according to the above-described principle when changing the gear ratio of elliptical gears in the range from 0.5 to 2.0, compared with a traditional engine, ceteris paribus, showed that the time-section of the exhaust windows increased by 1.4 times, purge - 1.5 times, and the time of the processes of mixture formation and combustion increased 1.8 times. At the same time, the duration of the processes of compression and expansion decreased accordingly. The time of one revolution of the crankshaft in both cases remained constant.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003108563/06A RU2267017C2 (en) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | Internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003108563/06A RU2267017C2 (en) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | Internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003108563A RU2003108563A (en) | 2004-10-20 |
RU2267017C2 true RU2267017C2 (en) | 2005-12-27 |
Family
ID=35870496
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003108563/06A RU2267017C2 (en) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | Internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2267017C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013129955A1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-09-06 | Galeev Damir Abudarovich | Internal combustion engine |
WO2013141732A1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-09-26 | Galeev Damir Abudarovich | Internal combustion engine |
WO2013154453A1 (en) * | 2012-04-13 | 2013-10-17 | Galeev Irek Abudarovich | Internal combustion engine |
-
2003
- 2003-03-27 RU RU2003108563/06A patent/RU2267017C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013129955A1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-09-06 | Galeev Damir Abudarovich | Internal combustion engine |
WO2013141732A1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-09-26 | Galeev Damir Abudarovich | Internal combustion engine |
WO2013154453A1 (en) * | 2012-04-13 | 2013-10-17 | Galeev Irek Abudarovich | Internal combustion engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3485221A (en) | Omnitorque opposed piston engine | |
US6230671B1 (en) | Variable compression and asymmetrical stroke internal combustion engine | |
JP2004536252A (en) | Split 4-stroke cycle internal combustion engine | |
EP1643086B1 (en) | Multi-cylinder internal combustion engine | |
US20030183211A1 (en) | Reciprocating internal combustion engine with balancing and supercharging | |
US8875674B2 (en) | Differential-stroke internal combustion engine | |
KR20040032970A (en) | An improved reciprocating internal combustion engine | |
RU2580191C1 (en) | Internal combustion engine | |
CN101205812A (en) | Four-piston cylinder engine | |
JPH0826777B2 (en) | Equipment for internal combustion engines | |
RU2267017C2 (en) | Internal combustion engine | |
CN101608574A (en) | CZD differential speed type reciprocating IC engine | |
RU2742155C1 (en) | Internal combustion engine with the variable compression rate | |
CN100434668C (en) | Internal combustion engine without crankshaft | |
RU2362893C2 (en) | Single-chamber multicylinder internal combustion engine with movement of pistons in opposite direction to each other | |
RU2009347C1 (en) | Internal combustion engine | |
CN103233789A (en) | Multi-mode two-stroke atkinson cycle internal-combustion engine with fully overhead valve | |
RU2053392C1 (en) | Internal combustion engine | |
RU2042038C1 (en) | Internal combustion engine | |
RU2704510C1 (en) | Internal combustion engine | |
JPH03149319A (en) | Crankless engine | |
RU2296870C1 (en) | Internal combustion engine | |
Kentfield et al. | Friction Losses of a Novel Prototype Variable Expansion-Ratio, Spark Ignition, Four-Stroke Engine | |
RU2161258C1 (en) | Piston engine | |
RU2028478C1 (en) | Internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060328 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060328 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20071227 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110328 |
|
RZ4A | Other changes in the information about an invention |