RU2302543C1 - Piston engine - Google Patents
Piston engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2302543C1 RU2302543C1 RU2005139366/06A RU2005139366A RU2302543C1 RU 2302543 C1 RU2302543 C1 RU 2302543C1 RU 2005139366/06 A RU2005139366/06 A RU 2005139366/06A RU 2005139366 A RU2005139366 A RU 2005139366A RU 2302543 C1 RU2302543 C1 RU 2302543C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion chamber
- cylinders
- heat exchanger
- engine
- exhaust gases
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области двигателестроения и может применяться в качестве силового агрегата для легковых и грузовых автомобилей, автобусов, беспилотных летательных аппаратов.The invention relates to the field of engine manufacturing and can be used as a power unit for cars and trucks, buses, unmanned aerial vehicles.
Известные аналоги: двигатель с внешним подводом тепла, пат. РФ №2246021; устройство для тепловой обработки воздуха выхлопными газами, пат. РФ №2043531; двухтактный двигатель внутреннего сгорания по патенту РФ №94001081, выбранный в качестве прототипа и содержащий по меньшей мере два цилиндра с рубашками охлаждения, кожухи головок цилиндров, поршни, размещенные в цилиндрах, коленчатый вал, связанный с поршнями кривошипно-шатунным механизмом, выхлопной коллектор дополнительно снабжен двухцилиндровым двигателем внешнего подвода тепла (ДВПТ), в каждом из цилиндров которого установлен поршень, связанный кривошипно-шатунным механизмом с коленчатым валом и разделяющий объем цилиндра на холодную и горячую полости, снабжен также коллектором рабочего тела и охлаждающим устройством, а выхлопной коллектор снабжен кожухом. При этом холодные полости соединены между собой через охлаждающее устройство, горячие полости через выпускные клапаны патрубком соединены с рубашками охлаждения цилиндров (ДВС), а через впускные клапаны - с коллектором рабочего тела, который соединен с выхлопным коллектором непосредственно, а с его кожухом через обратный клапан. Причем выхлопной коллектор проходит через кожух головок цилиндров ДВС. Кривошипы коленчатого вала для ДВПТ смещены относительно кривошипов для ДВС на 45°, а между собой - на 180°. Цель предлагаемого изобретения - повышение КПД двигателя за счет использования тепла, выделяемого при сгорании топлива стенками камеры сгорания, стенками цилиндра и уносимого с выхлопными газами. Возможной причиной, препятствующей достижению цели изобретения-прототипа, может считаться чрезмерная сложность конструкции, большие потери на трение при работе двигателя, а также потери теплоты в многочисленных контурах двигателя-прототипа.Known analogues: engine with external heat input, US Pat. RF №2246021; device for heat treatment of air by exhaust gases, US Pat. RF №2043531; the two-stroke internal combustion engine according to the patent of the Russian Federation No. 94001081, selected as a prototype and containing at least two cylinders with cooling jackets, cylinder head covers, pistons placed in the cylinders, a crankshaft connected to the pistons with a crank mechanism, the exhaust manifold is additionally equipped a two-cylinder engine of external heat supply (DVPT), in each cylinder of which there is a piston connected by a crank mechanism with a crankshaft and dividing the cylinder volume into cold and the hot cavity, is also equipped with a working fluid collector and a cooling device, and the exhaust manifold is equipped with a casing. In this case, the cold cavities are interconnected through a cooling device, the hot cavities through the exhaust valves are connected to the cylinder cooling jackets (ICE), and through the intake valves to the working fluid manifold, which is connected directly to the exhaust manifold and to its casing via a check valve . Moreover, the exhaust manifold passes through the cylinder head cover of the engine. The crankshaft cranks for DVPT are offset relative to the cranks for ICE by 45 °, and between themselves - by 180 °. The purpose of the invention is to increase engine efficiency through the use of heat generated during the combustion of fuel by the walls of the combustion chamber, the walls of the cylinder and carried away with exhaust gases. Excessive design complexity, large friction losses during engine operation, as well as heat losses in numerous circuits of the prototype engine can be considered a possible reason that impedes the achievement of the purpose of the invention-prototype.
Заявляемое изобретение позволяет повысить термический к.п.д. двигателя, улучшить его экологические показатели, снизить шумность работы, уменьшить удельный расход топлива и удельный вес, расширить возможности использования различных видов топлива (газ, соляр, мазут, керосин, порошкообразный уголь и т.д.), исключить необходимость установки на двигатель дорогостоящей топливной аппаратуры и сложных систем зажигания.The claimed invention allows to increase thermal efficiency engine, improve its environmental performance, reduce noise, reduce specific fuel consumption and specific gravity, expand the ability to use various types of fuel (gas, solar oil, fuel oil, kerosene, powdered coal, etc.), eliminate the need to install expensive fuel on the engine equipment and complex ignition systems.
Конструкция двигателя схематично изображена на фиг.1, где обозначено: 1 - блок цилиндров; 2 - камера сгорания, вынесенная за пределы блока цилиндров; 3 - теплообменник; 4 - ресивер; 5, 6, 7, - газоводы. Точками O1 и О2 на блоке 1 показаны оси цилиндров (для примера рассмотрен 2-цилиндровый двигатель). Блок содержит две кривошипно-поршневые группы, работающие на общий коленчатый вал (на фиг.1 не показаны).The engine design is schematically shown in figure 1, where it is indicated: 1 - cylinder block; 2 - a combustion chamber carried outside the cylinder block; 3 - heat exchanger; 4 - receiver; 5, 6, 7, - gas ducts. Points O 1 and O 2 on block 1 show the axis of the cylinders (for example, a 2-cylinder engine is considered). The block contains two crank-piston groups operating on a common crankshaft (not shown in FIG. 1).
Поршневой двигатель работает следующим образом: цилиндр O1 является нагнетательным и служит для сжатия атмосферного воздуха и его подачи в ресивер 4 и далее через теплообменник 3 по газоводу 7 в камеру сгорания 2, куда также подается топливо. Образующиеся в камере сгорания 2 продукты сгорания по газоводам 5 поступают в цилиндр О2, работающий в режиме расширительной машины. После расширения в цилиндре O2 отработавшие газы по газоводу 6 собираются в теплообменник 3, где частично передают тепловую энергию сжатому воздуху, поступающему из ресивера 4. Отработавшие газы из теплообменника 3 выбрасываются в атмосферу, а предварительно подогретый сжатый воздух по газоводу 7 поступает в камеру сгорания 2. Все цилиндры снабжены клапанными механизмами (на фиг.1 не показаны) и работают по двухтактному циклу. Порядок работы цилиндров показан на фиг.2.A piston engine operates as follows: cylinder O 1 is a pressure cylinder and serves to compress atmospheric air and supply it to the receiver 4 and then through the heat exchanger 3 through the gas duct 7 to the combustion chamber 2, where fuel is also supplied. The combustion products formed in the combustion chamber 2 through the gas ducts 5 enter the cylinder O 2 operating in the expansion machine mode. After expansion in the cylinder O 2, the exhaust gases through the gas duct 6 are collected in the heat exchanger 3, where they partially transfer thermal energy to the compressed air coming from the receiver 4. The exhaust gases from the heat exchanger 3 are released into the atmosphere, and the preheated compressed air through the gas duct 7 enters the combustion chamber 2. All cylinders are equipped with valve mechanisms (not shown in FIG. 1) and operate on a push-pull cycle. The order of operation of the cylinders is shown in figure 2.
Конструкция поршневого двигателя позволяет повысить топливную экономичность за счет увеличения термического к.п.д. двигателя. Это достигается эффектом рекуперации тепловой энергии отработавших газов в теплообменнике 3 и передачи части тепла сжатому воздуху, поступающему в камеру сгорания 2. Внешнее расположение камеры сгорания 2 позволяет сжигать топливно-воздушную смесь практически при постоянном объеме, что ведет к уменьшению шумности работы двигателя, а квазистационарность процесса сгорания приводит к снижению токсичности выхлопа. Такая конструкция камеры сгорания позволяет также использовать более простую и дешевую топливоподающую аппаратуру, простейшую систему зажигания и дает возможность применения в двигателе различных видов топлива (природный и попутный нефтяной газы, тяжелое дизельное топливо, легкие нефтяные фракции, бензин и керосин, порошкообразный уголь и др.)The design of the piston engine improves fuel efficiency by increasing thermal efficiency engine. This is achieved by the effect of recovering the thermal energy of the exhaust gases in the heat exchanger 3 and transferring part of the heat to the compressed air entering the combustion chamber 2. The external location of the combustion chamber 2 allows the fuel-air mixture to be burned at a practically constant volume, which leads to a decrease in engine noise, and quasistation The combustion process leads to a reduction in exhaust toxicity. This design of the combustion chamber also allows the use of simpler and cheaper fuel supply equipment, the simplest ignition system and makes it possible to use various types of fuel in the engine (natural and associated petroleum gases, heavy diesel fuel, light oil fractions, gasoline and kerosene, powdered coal, etc. )
На чертеже представлено схематическое описание поршневого двигателя. Фиг.1 содержит схематическое изображение конструкции поршневого двигателя. На фиг.2 изображен порядок работы цилиндров.The drawing shows a schematic description of a piston engine. Figure 1 contains a schematic illustration of the design of a piston engine. Figure 2 shows the operation of the cylinders.
Поршневой двигатель состоит из блока цилиндров 1, содержащего, например, два цилиндра O1 и O2, причем цилиндр O1 является нагнетающим, а цилиндр О2 - рабочим. Камера сгорания 2 вынесена за пределы блока цилиндров 1 и сообщается с ним газоводом 5. Отработавшие газы из цилиндра О2 отводятся в теплообменник 3 по газоводу 6. Через теплообменник 3 также проходит газовод 7, соединяющий ресивер 4 с камерой сгорания 2. Блок цилиндров 1 содержит две кривошипно-поршневые группы, работающие на общий коленчатый вал и механизм клапанного газораспределения (на фиг.1 не показаны).A piston engine consists of a cylinder block 1, containing, for example, two cylinders O 1 and O 2 , the cylinder O 1 being a delivery cylinder and the cylinder O 2 being a working one. The combustion chamber 2 is moved outside the cylinder block 1 and is connected with the gas duct 5. The exhaust gases from the cylinder О 2 are discharged to the heat exchanger 3 through the gas duct 6. A gas duct 7 also passes through the heat exchanger 3, connecting the receiver 4 to the combustion chamber 2. The cylinder block 1 contains two crank-piston groups operating on a common crankshaft and valve timing (not shown in figure 1).
Поршневой двигатель работает следующим образом: цилиндр O1 является нагнетательным и служит для сжатия атмосферного воздуха и его подачи в ресивер 4 и далее через теплообменник 3 по газоводу 7 в камеру сгорания 2, куда также подается топливо. Образующиеся в камере сгорания 2 продукты сгорания по газоводу 5 поступают в цилиндр O2, работающий в режиме расширительной машины. После расширения в цилиндре О2 отработавшие газы по газоводу 6 собираются в теплообменник 3, где частично передают тепловую энергию сжатому воздуху, поступающему из ресивера 4. Отработавшие газы из теплообменника 3 выбрасываются в атмосферу, а предварительно подогретый сжатый воздух по газоводу 7 поступает в камеру сгорания 2. Размещение камеры сгорания за пределами рабочих цилиндров позволяет организовать квазистационарный процесс сгорания топливно-воздушной смеси, что ведет к уменьшению токсичности продуктов сгорания, снижению жесткости сгорания, а следовательно, и шумности работы двигателя, исключению возможности появления детонации, а также дает возможность отказаться от сложных и дорогостоящих систем топливоподачи и зажигания. Наличие в конструкции поршневого двигателя теплообменника позволяет рекуперировать значительную часть тепловой энергии отработавших газов и передавать ее свежему заряду, что приводит к увеличению термического к.п.д. двигателя и, как следствие, к повышению топливной экономичности.A piston engine operates as follows: cylinder O 1 is a pressure cylinder and serves to compress atmospheric air and supply it to the receiver 4 and then through the heat exchanger 3 through the gas duct 7 to the combustion chamber 2, where fuel is also supplied. The combustion products formed in the combustion chamber 2 through the gas duct 5 enter the cylinder O 2 operating in the expansion machine mode. After expansion in the cylinder О 2, the exhaust gases through the gas duct 6 are collected in the heat exchanger 3, where they partially transfer thermal energy to the compressed air coming from the receiver 4. The exhaust gases from the heat exchanger 3 are released into the atmosphere, and the preheated compressed air through the gas duct 7 enters the combustion chamber 2. The placement of the combustion chamber outside the working cylinders allows you to organize a quasi-stationary process of combustion of the fuel-air mixture, which leads to a decrease in the toxicity of the combustion products, lower hard combustion and, consequently, the noise of the engine, eliminating the possibility of detonation, and also makes it possible to abandon complex and expensive fuel supply and ignition systems. The presence in the design of the piston engine of a heat exchanger allows you to recover a significant part of the thermal energy of the exhaust gases and transfer it to a fresh charge, which leads to an increase in thermal efficiency engine and, as a result, to increase fuel efficiency.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005139366/06A RU2302543C1 (en) | 2005-12-15 | 2005-12-15 | Piston engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005139366/06A RU2302543C1 (en) | 2005-12-15 | 2005-12-15 | Piston engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2302543C1 true RU2302543C1 (en) | 2007-07-10 |
Family
ID=38316709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005139366/06A RU2302543C1 (en) | 2005-12-15 | 2005-12-15 | Piston engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2302543C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2619516C1 (en) * | 2016-03-29 | 2017-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Piston engine |
RU172262U1 (en) * | 2016-06-08 | 2017-07-03 | Вячеслав Степанович Калекин | EXPANSION-COMPRESSOR UNIT OF VEHICLE |
-
2005
- 2005-12-15 RU RU2005139366/06A patent/RU2302543C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2619516C1 (en) * | 2016-03-29 | 2017-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Piston engine |
RU172262U1 (en) * | 2016-06-08 | 2017-07-03 | Вячеслав Степанович Калекин | EXPANSION-COMPRESSOR UNIT OF VEHICLE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8371256B2 (en) | Internal combustion engine utilizing dual compression and dual expansion processes | |
CN101548082B (en) | Double piston cycle engine | |
US6095100A (en) | Combination internal combustion and steam engine | |
US7143725B1 (en) | Dual six-stroke self-cooling internal combustion engine | |
US20090151663A1 (en) | Two-stroke internal combustion engine with two opposed pistons per cylinder | |
US20090314252A1 (en) | Combustion engine with self-ignition of air-and-fuel mixture | |
CN104088720B (en) | A kind of efficient heat energy power engine and work method thereof | |
WO1999006682A2 (en) | Supercharged internal combustion compound engine | |
US7703422B2 (en) | Internal combustion engine | |
CN104100365A (en) | High pressure energy storage heat energy power machine and working method thereof | |
RU2302543C1 (en) | Piston engine | |
US6779334B2 (en) | Power stroke engine | |
CN104088719A (en) | Efficient thermal energy power equipment and working method thereof | |
CN101253316A (en) | Steam enhanced double piston cycle engine | |
Agrawal | Internal combustion engines | |
CN104088695B (en) | A kind of thermal powerplant and work method thereof | |
RU78527U1 (en) | PISTON ENGINE | |
RU2449138C2 (en) | Internal combustion engine | |
CN204082318U (en) | A kind of thermal powerplant | |
CN204082379U (en) | A kind of efficient heat energy power engine | |
CN204082377U (en) | A kind of efficient heat energy power equipment | |
CN204082319U (en) | A kind of high-voltage energy storage thermal power machine | |
RU2768430C1 (en) | Hybrid power plants | |
GB2069594A (en) | A compound expansion internal combustion engine | |
US1097068A (en) | Combined internal-combustion and hot-air engine. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081216 |