RU2299999C2 - Internal combustion engine with auxiliary cylinder (versions) - Google Patents
Internal combustion engine with auxiliary cylinder (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2299999C2 RU2299999C2 RU2005120485/06A RU2005120485A RU2299999C2 RU 2299999 C2 RU2299999 C2 RU 2299999C2 RU 2005120485/06 A RU2005120485/06 A RU 2005120485/06A RU 2005120485 A RU2005120485 A RU 2005120485A RU 2299999 C2 RU2299999 C2 RU 2299999C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working
- cylinders
- auxiliary
- cylinder
- auxiliary cylinder
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
- F02B41/02—Engines with prolonged expansion
- F02B41/06—Engines with prolonged expansion in compound cylinders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к двигателестроению, в частности двигателям внутреннего сгорания.The invention relates to engine building, in particular to internal combustion engines.
Известны четырехтактные двигатели внутреннего сгорания (см. И.М.Ленин, А.В.Костров, О.М.Малашкин, И.Я.Райков, Г.И.Самоль. Автомобильные и тракторные двигатели. Издательство "ВЫСШАЯ ШКОЛА". 1976). Принцип работы этих двигателей основан на преобразовании химической энергий топлива в энергию тепловую, а позднее в механическую работу.Four-stroke internal combustion engines are known (see I.M. Lenin, A.V. Kostrov, O.M. Malashkin, I.Ya. Raikov, G.I.Samol. Automobile and tractor engines. Publishing house "HIGH SCHOOL". 1976 ) The principle of operation of these engines is based on the conversion of the chemical energy of the fuel into thermal energy, and later into mechanical work.
Эти двигатели работают в четыре такта:These engines operate in four cycles:
1. Такт впуска. При первом полуобороте коленчатого вала поршень движется от ВМТ (верхняя мертвая точка) к НМТ (нижняя мертвая точка), впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт. Свежий воздух в дизелях или горючая смесь в бензиновых двигателях поступают в цилиндр.1. Intake cycle. During the first half-turn of the crankshaft, the piston moves from TDC (top dead center) to BDC (bottom dead center), the intake valve is open, the exhaust valve is closed. Fresh air in diesel engines or a combustible mixture in gasoline engines enters the cylinder.
2. Такт сжатия. Второй полуоборот коленчатого вала. Поршень перемещается от НМТ к ВМТ, впускной клапан и выпускной клапан закрыты. Протекает процесс сжатия.2. The compression stroke. The second half of the crankshaft. The piston moves from BDC to TDC, the intake valve and exhaust valve are closed. The compression process is ongoing.
3. Такт расширения или рабочий ход. Третий полуоборот коленчатого вала. После сгорания топлива в конце такта сжатия поршень под действием высокого давления движется от ВМТ к НМТ.3. Extension stroke or stroke. Third crankshaft half-turn. After fuel combustion at the end of the compression stroke, the piston moves from TDC to BDC under high pressure.
4. Такт выпуска. Четвертый полуоборот коленчатого вала. Поршень движется от НМТ к ВМТ. Отработавшие газы через выпускной клапан, который открывается в конце такта расширения, выбрасываются в атмосферу.4. Beat release. The fourth half-turn of the crankshaft. The piston moves from BDC to TDC. Exhaust gases through the exhaust valve, which opens at the end of the expansion stroke, are released into the atmosphere.
Основными недостатками этих двигателей является большие потери энергии с отработавшими газами (30-40%) (см. И.М.Ленин, А.В.Костров, О.М.Малашкин, И.Я.Райков, Г.И.Самоль. Автомобильные и тракторные двигатели. Издательство "ВЫСШАЯ ШКОЛА". 1976, стр.190).The main disadvantages of these engines are large energy losses with exhaust gases (30-40%) (see I.M. Lenin, A.V. Kostrov, O.M. Malashkin, I.Ya. Raikov, G.I. Samol. Automotive and Tractor Engines. HIGH SCHOOL Publishing House. 1976, p. 190).
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в увеличении мощности и экономичности, снижении шума работы двигателя, а также возможности применять наддув для повышения мощности двигателя в несколько раз без снижения КПД (коэффициент полезного действия). Поставленная цель достигается за счет повторного использования остаточного давления отработавших газов рабочих цилиндров во вспомогательном цилиндре.The technical problem solved by the invention is to increase power and economy, reduce engine noise, as well as the ability to apply boost to increase engine power several times without reducing efficiency (efficiency). This goal is achieved by reusing the residual pressure of the exhaust gases of the working cylinders in the auxiliary cylinder.
Сущность изобретения для первого варианта заключается в том, что двигатель внутреннего сгорания с наддувом, содержащий два рабочих цилиндра с поршнями, вспомогательный цилиндр с поршнем, установленный между рабочими цилиндрами, и коленчатый вал с шатунными шейками рабочих и вспомогательного цилиндров, причем рабочие поршни установлены на одном уровне, но с тактами работ с разницей в один оборот и где протекают циклы работ двигателя: впуск, сжатие, сгорание топлива и расширение, а вспомогательный цилиндр работает на остаточном давлении отработавших газов, поочередно поступающих из этих двух рабочих цилиндров, снабжен перепускными каналами, выполненными в головке цилиндров и закрывающимися клапанами со стороны рабочих и вспомогательных цилиндров, впускными и выпускными клапанами рабочих цилиндров и выпускным клапаном вспомогательного цилиндра, установленными на головке цилиндров, а шатунная шейка коленчатого вала вспомогательного цилиндра выполнена на 90° позже шатунных шеек рабочих цилиндров.The essence of the invention for the first embodiment is that a supercharged internal combustion engine comprising two working cylinders with pistons, an auxiliary cylinder with a piston mounted between the working cylinders, and a crankshaft with connecting rod necks of the working and auxiliary cylinders, the working pistons being mounted on one level, but with clock cycles with a difference of one revolution and where the engine runs: inlet, compression, fuel combustion and expansion, and the auxiliary cylinder operates at a residual pressure of exhaust gases, alternately coming from these two working cylinders, is equipped with bypass channels made in the cylinder head and closing valves on the side of the working and auxiliary cylinders, inlet and outlet valves of the working cylinders and the exhaust valve of the auxiliary cylinder mounted on the cylinder head, and the crank pin the shaft of the auxiliary cylinder is 90 ° later than the connecting rod necks of the working cylinders.
Сущность изобретения для первого варианта заключается в том, что двигатель внутреннего сгорания, содержащий два рабочих цилиндра с поршнями, вспомогательный цилиндр с поршнем, установленный между рабочими цилиндрами, и коленчатый вал с шатунными шейками рабочих и вспомогательного цилиндров, причем рабочие поршни установлены на одном уровне, но с тактами работ с разницей в один оборот и где протекают циклы работ двигателя: впуск, сжатие, сгорание топлива и расширение, а вспомогательный цилиндр работает на остаточном давлении отработавших газов, поочередно поступающих из этих двух рабочих цилиндров, снабжен перепускными каналами, выполненными в головке цилиндров и закрывающимися клапанами со стороны рабочих и вспомогательных цилиндров, впускными и выпускными клапанами рабочих цилиндров и выпускным клапаном вспомогательного цилиндра, установленными на головке цилиндров, а шатунная шейка коленчатого вала вспомогательного цилиндра выполнена на 90° позже шатунных шеек рабочих цилиндров.The essence of the invention for the first embodiment lies in the fact that the internal combustion engine comprising two working cylinders with pistons, an auxiliary cylinder with a piston mounted between the working cylinders, and a crankshaft with connecting rod necks of the working and auxiliary cylinders, the working pistons being installed at the same level, but with cycles with a difference of one revolution and where the engine runs: inlet, compression, fuel combustion and expansion, and the auxiliary cylinder runs at a residual pressure of x gases, alternately coming from these two working cylinders, equipped with bypass channels made in the cylinder head and closing valves on the side of the working and auxiliary cylinders, inlet and outlet valves of the working cylinders and the exhaust valve of the auxiliary cylinder mounted on the cylinder head, and the crank pin the shaft of the auxiliary cylinder is 90 ° later than the connecting rod necks of the working cylinders.
Такое конструктивное техническое решение позволяет повторно использовать остаточное давление отработавших газов рабочих цилиндров.This constructive technical solution allows you to reuse the residual pressure of the exhaust gases of the working cylinders.
На чертеже изображен двигатель внутреннего сгорания со вспомогательным цилиндром.The drawing shows an internal combustion engine with an auxiliary cylinder.
Двигатель внутреннего сгорания со вспомогательным цилиндром состоит из рабочих цилиндров 1 и 2 с поршнями 10 и 12, которые установлены с двух сторон вспомогательного цилиндра 3 с поршнем 11. В головке цилиндров 16 выполнены перепускные каналы 7 и 20, закрывающиеся клапанами 8 и 19 со стороны рабочих цилиндров 1 и 2, клапанами 15 и 25 со стороны вспомогательного цилиндра 3. Также на головке цилиндров 16 установлены впускные клапаны 5 и 26, выпускные клапаны рабочих цилиндров 9 и 21, выпускной клапан вспомогательного цилиндра 6 и распредвал 18. Нагнетатель воздуха 4 связан с впускным коллектором 14 для подачи воздуха или горючей смеси в рабочие цилиндры 1 и 2, а выпускной коллектор 13 необходим для отвода отработавших газов из цилиндров в атмосферу. Шатун 27. Шатунная шейка 22 вспомогательного цилиндра 3 коленчатого вала 17 выполнена на 90° позже шатунных шеек 23 и 24 рабочих цилиндров 1 и 2, которые выполнены на одном уровне. Топливная система двигателя не описывается, так как идентична с четырехтактными бензиновыми и дизельными двигателями внутреннего сгорания (см. И.М.Ленин, А.В.Костров, О.М.Малашкин, И.Я.Райков, Г.И.Самоль. Автомобильные и тракторные двигатели. Издательство "ВЫСШАЯ ШКОЛА". 1976) и на работу вспомогательного цилиндра не влияет.An internal combustion engine with an auxiliary cylinder consists of working cylinders 1 and 2 with pistons 10 and 12, which are installed on both sides of the auxiliary cylinder 3 with piston 11. In the cylinder head 16, bypass channels 7 and 20 are made, which are closed by valves 8 and 19 on the working side cylinders 1 and 2, valves 15 and 25 from the side of the auxiliary cylinder 3. Also on the cylinder head 16 there are inlet valves 5 and 26, exhaust valves of the working cylinders 9 and 21, the exhaust valve of the auxiliary cylinder 6 and the camshaft 18. Air blower the ear 4 is connected to the intake manifold 14 for supplying air or a combustible mixture to the working cylinders 1 and 2, and the exhaust manifold 13 is necessary for exhaust gas from the cylinders to the atmosphere. The connecting rod 27. The connecting rod neck 22 of the auxiliary cylinder 3 of the crankshaft 17 is 90 ° later than the connecting rod necks 23 and 24 of the working cylinders 1 and 2, which are made at the same level. The engine fuel system is not described, as it is identical with four-stroke gasoline and diesel internal combustion engines (see I.M. Lenin, A.V. Kostrov, O.M. Malashkin, I.Ya. Raikov, G.I. Samol. Automobile and tractor engines. Higher School Publishing House. 1976) and does not affect the operation of the auxiliary cylinder.
Двигатель работает следующим образом.The engine operates as follows.
Первый такт. Впуск. Поршень 10 движется от ВМТ (верхняя мертвая точка) к НМТ (нижняя мертвая точка). От нагнетателя воздуха 4 через впускной коллектор 14 и впускной клапан 5 воздух или горючая смесь поступает в рабочий цилиндр 1. Впускной клапан 5 открыт, а клапаны 9 и 8 закрыты.The first beat. Inlet. The piston 10 moves from TDC (top dead center) to BDC (bottom dead center). From the air blower 4 through the intake manifold 14 and the intake valve 5, air or a combustible mixture enters the working cylinder 1. The intake valve 5 is open, and the valves 9 and 8 are closed.
Второй такт. Сжатие. Поршень 10 движется от НМТ к ВМТ клапаны 5, 8 и 9 закрыты. Протекает процесс сжатия. В конце такта начинается процесс сгорания топлива.The second beat. Compression. The piston 10 moves from BDC to BDC valves 5, 8 and 9 are closed. The compression process is ongoing. At the end of the cycle, the fuel combustion process begins.
Третий такт. Расширение. Такт расширения в этом двигателе протекает в два цикла.Third beat. Expansion. The expansion stroke in this engine proceeds in two cycles.
1 цикл. После сгорания топлива в рабочем цилиндре 1 поршень 10 под действием высокого давления движется от ВМТ к НМТ. Клапаны 5, 8 и 9 закрыты.1 cycle. After combustion of the fuel in the working cylinder 1, the piston 10 moves from TDC to BDC under high pressure. Valves 5, 8 and 9 are closed.
2 цикл. Дополнительное расширение. После поворота коленчатого вала 17 на 90° с начала такта расширения в рабочем цилиндре 1 открывается клапан 8, а клапан 15 открыт за 20° до прихода поршня 11 к ВМТ. Отработавшие газы под давлением из рабочего цилиндра 1 через перепускной канал 7 поступают во вспомогательный цилиндр 3. Поршень вспомогательного цилиндра 11 в это время находится в ВМТ, а поршень рабочего цилиндра 10 соответственно между ВМТ и НМТ. Под остаточным давлением поршень 10 рабочего цилиндра 1 и поршень 11 вспомогательного цилиндра 3 движутся к НМТ. Происходит более полное расширение газов.2 cycle. Additional extension. After the crankshaft 17 is rotated 90 ° from the beginning of the expansion stroke, valve 8 opens in the working cylinder 1, and valve 15 is open 20 ° before the piston 11 arrives at TDC. The exhaust gases under pressure from the working cylinder 1 through the bypass channel 7 enter the auxiliary cylinder 3. At that time, the piston of the auxiliary cylinder 11 is located at the upper dead center and the piston of the working cylinder 10 is between TDC and BDC, respectively. Under residual pressure, the piston 10 of the working cylinder 1 and the piston 11 of the auxiliary cylinder 3 move to the BDC. There is a more complete expansion of gases.
Четвертый такт. Выпуск. Через 15° после прохождения поршня 10 рабочего цилиндра 1 НМТ открывается выпускной клапан 9, а выпускной клапан 6 вспомогательного цилиндра 3 открывается за 60° до прихода поршня вспомогательного цилиндра 11 к НМТ. Также открыты клапаны 8 и 15. Сначала поршень 10, а затем поршень 11 движутся от НМТ к ВМТ. Отработавшие газы через выпускной коллектор 13 выбрасываются в атмосферу.Fourth measure. Release. 15 ° after the passage of the piston 10 of the working cylinder 1 of the BDC opens the exhaust valve 9, and the exhaust valve 6 of the auxiliary cylinder 3 opens 60 ° before the piston of the auxiliary cylinder 11 to the BDC. Valves 8 and 15 are also open. First, the piston 10, and then the piston 11 move from BDC to TDC. The exhaust gases through the exhaust manifold 13 are released into the atmosphere.
Выпускной клапан 9 закрывается через 10° после прохода поршня 10 ВМТ, а клапаны 8 и 15 закрываются за 5° до прихода поршня 10 к ВМТ. Выпускной клапан вспомогательного цилиндра 6 закрывается за 5°, а клапан 25 открывается за 20° до прихода поршня вспомогательного цилиндра 11 к ВМТ.The exhaust valve 9 closes 10 ° after the passage of the piston 10 TDC, and valves 8 and 15 are closed 5 ° before the piston 10 arrives at the TDC. The exhaust valve of the auxiliary cylinder 6 closes at 5 °, and the valve 25 opens 20 ° before the piston of the auxiliary cylinder 11 arrives at TDC.
После такта выпуска в рабочем цилиндре 1, а затем во вспомогательном цилиндре 3, когда поршень вспомогательного цилиндра 11 находится в ВМТ, а в рабочем цилиндре 2 аналогично рабочему цилиндру 1 прошли такты: такт впуска, через впускной клапан 26 такт сжатия, в конце которого начинается возгорание топлива и где уже прошел первый цикл такта расширения соответственно с разницей в один оборот, чем в рабочем цилиндре 1, открывается клапан 19, и отработавшие газы под остаточным давлением, через перепускной канал 20 из рабочего цилиндра 2 поступают во вспомогательный цилиндр 3. Поршни 11 и 12 под действием давления движутся к НМТ, тем самым протекает второй цикл расширения такта расширения рабочего цилиндра 2. Происходит более полное расширение газов из рабочего цилиндра 2.After the exhaust stroke in the working cylinder 1, and then in the auxiliary cylinder 3, when the piston of the auxiliary cylinder 11 is located in the upper center, and in the working cylinder 2, similar to the working cylinder 1, the following cycles have passed: the intake stroke, through the intake valve 26 the compression stroke, at the end of which begins ignition of fuel and where the first cycle of the expansion stroke has already passed, respectively, with a difference of one revolution than in the working cylinder 1, the valve 19 opens, and the exhaust gases under residual pressure, through the bypass channel 20 from the working cylinder 2 enter the whole help cylinder 3. Pistons 11 and 12 move under pressure to the BDC, thereby a second expansion cycle of the expansion stroke of the working cylinder 2 proceeds. A more complete expansion of gases from the working cylinder 2 occurs.
Такт выпуска из рабочего цилиндра 2. После прохода поршня 12 НМТ на 15° открывается выпускной клапан 21, а выпускной клапан 6 открывается за 60° до прихода поршня 11 к НМТ. Поршень 12, а затем поршень 11 движутся к ВМТ. В атмосферу выбрасываются отработавшие газы из рабочего цилиндра 2 и вспомогательного цилиндра 3. Протекает такт выпуска из рабочего цилиндра 2 и вспомогательного цилиндра 3. Таким образом, остаточное давление отработавших газов рабочих цилиндров используется во вспомогательном цилиндре для совершения полезной работы.The exhaust cycle from the working cylinder 2. After the piston 12 passes through the borehole at 15 °, the exhaust valve 21 opens, and the exhaust valve 6 opens 60 ° before the piston 11 arrives at the bore. The piston 12, and then the piston 11 move to the TDC. Exhaust gases are emitted into the atmosphere from the working cylinder 2 and the auxiliary cylinder 3. The exhaust cycle from the working cylinder 2 and the auxiliary cylinder 3 is flowing. Thus, the residual pressure of the exhaust gases of the working cylinders is used in the auxiliary cylinder to perform useful work.
Claims (2)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005120485/06A RU2299999C2 (en) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | Internal combustion engine with auxiliary cylinder (versions) |
PCT/RU2005/000633 WO2006137754A1 (en) | 2005-06-22 | 2005-12-12 | The internal combustion engine with an auxiliary cylinder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005120485/06A RU2299999C2 (en) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | Internal combustion engine with auxiliary cylinder (versions) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005120485A RU2005120485A (en) | 2006-12-27 |
RU2299999C2 true RU2299999C2 (en) | 2007-05-27 |
Family
ID=37570699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005120485/06A RU2299999C2 (en) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | Internal combustion engine with auxiliary cylinder (versions) |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2299999C2 (en) |
WO (1) | WO2006137754A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102797556A (en) * | 2012-08-20 | 2012-11-28 | 赛兴嘎 | Multi-cylinder engine |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101845988A (en) * | 2010-04-13 | 2010-09-29 | 浙江大学 | Pneumatic and fuel oil hybrid system for recycling waste heat of internal combustion engine and implementing method thereof |
CN102562294B (en) * | 2012-01-19 | 2014-06-11 | 马可超 | Eight-stroke engine |
CN103244259B (en) * | 2013-05-29 | 2015-05-27 | 长城汽车股份有限公司 | Cylinder communication four-stroke engine and corresponding automobile |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE356902A (en) * | ||||
JP3885206B2 (en) * | 2002-11-11 | 2007-02-21 | 胡 龍潭 | Eight stroke internal combustion engine |
-
2005
- 2005-06-22 RU RU2005120485/06A patent/RU2299999C2/en not_active IP Right Cessation
- 2005-12-12 WO PCT/RU2005/000633 patent/WO2006137754A1/en active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102797556A (en) * | 2012-08-20 | 2012-11-28 | 赛兴嘎 | Multi-cylinder engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005120485A (en) | 2006-12-27 |
WO2006137754A1 (en) | 2006-12-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8371256B2 (en) | Internal combustion engine utilizing dual compression and dual expansion processes | |
US5265564A (en) | Reciprocating piston engine with pumping and power cylinders | |
RU1797672C (en) | Method of braking by four-stroke internal combustion engine | |
EA201000755A1 (en) | MONOBLOCK, UNSPLATED OPPOSITE PISTON ENGINE, INTERNAL COMBUSTION | |
US20120227397A1 (en) | Gaseous fuel-powered engine system having turbo-compounding | |
CA2641756A1 (en) | Split-cycle four-stroke engine | |
SE9803368L (en) | Internal combustion engine | |
WO2008096774A1 (en) | Four-cycle engine | |
Mattarelli et al. | Combustion system development of an opposed piston 2-stroke diesel engine | |
CA2501674A1 (en) | Internal combustion engine with elevated expansion ratio | |
RU2299999C2 (en) | Internal combustion engine with auxiliary cylinder (versions) | |
EP0476010B1 (en) | Reciprocating piston engine with pumping and power cylinders | |
Ailloud et al. | Development and validation of a five stroke engine | |
US6393841B1 (en) | Internal combustion engine with dual exhaust expansion cylinders | |
CA2060203C (en) | Reciprocating piston engine with pumping and power cylinders | |
Flierl et al. | Comparative investigation of throttle-free load control on a 2.0 l four cylinder turbocharged gasoline engine with port and direct fuel injection | |
US7159560B2 (en) | Supercharged four-stroke engine combustion method and engine using such a method | |
CN109488452A (en) | There is no the spark ignition type two-stroke internal combustion engine of compression stroke | |
RU2221152C2 (en) | Two-stroke valve-type internal combustion engine without scavenging cycle and valve-actuating shaft with auxiliary cylinder | |
RU80507U1 (en) | FOUR-STROKE ICE WITH CONTINUED EXTENSION OF COMBUSTION PRODUCTS | |
RU2144141C1 (en) | Four-stroke combination internal combustion engine and method of use of high-pressure hot gases | |
RU2243391C2 (en) | Method of operation of different-cylinder gas-turbocharged internal combustion engine | |
RU2254485C2 (en) | Internal combustion engine | |
RU2122128C1 (en) | Two phase stroke internal combustion engine | |
RU2280188C1 (en) | Internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090623 |