RU2306443C1 - Method to increase efficiency of gas exchange in two-stroke internal combustion engine with crankcase displacement scavenging - Google Patents
Method to increase efficiency of gas exchange in two-stroke internal combustion engine with crankcase displacement scavenging Download PDFInfo
- Publication number
- RU2306443C1 RU2306443C1 RU2006102142/06A RU2006102142A RU2306443C1 RU 2306443 C1 RU2306443 C1 RU 2306443C1 RU 2006102142/06 A RU2006102142/06 A RU 2006102142/06A RU 2006102142 A RU2006102142 A RU 2006102142A RU 2306443 C1 RU2306443 C1 RU 2306443C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinders
- group
- crankcase
- tdc
- cylinder
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в двухтактных двигателях внутреннего сгорания с кривошипно-камерными нагнетателями (ДДВС).The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in two-stroke internal combustion engines with crank-chamber superchargers (ICE).
Известен способ повышения эффективности газообмена в двигателе внутреннего сгорания (патент RU №2228449, кл. F02B 33/30, F01L 7/12 2003). Недостатком способа является сложная кинематическая схема двигателя.A known method of increasing the efficiency of gas exchange in an internal combustion engine (patent RU No. 2228449, class F02B 33/30, F01L 7/12 2003). The disadvantage of this method is the complex kinematic diagram of the engine.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является способ работы четырехтактного двигателя, разделенного на секции по два цилиндра с синхронным движением поршней в каждой секции, путем всасывания в картер воздуха в объеме двух цилиндров при движении поршней от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке и подачи под давлением воздуха из картера в один цилиндр при движении поршней от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, а также картер многоцилиндрового двигателя, разделенный на герметичные секции по два цилиндра с синхронно движущимися в каждой секции поршнями, причем в каждой секции создаются перепады давления воздуха, используемые для наддува (заявка ФРГ 3315853, опуб. 31.10.1984). Недостатком указанного технического решения является неприменимость для ДДВС.The closest technical solution to the claimed invention is a method of operating a four-stroke engine, divided into sections of two cylinders with synchronous movement of the pistons in each section, by sucking air into the crankcase in the volume of two cylinders when the pistons move from bottom dead center to top dead center and feed under air pressure from the crankcase into one cylinder when the pistons move from top dead center to bottom dead center, as well as the multi-cylinder engine crankcase, divided into sealed sections in two ilindra synchronously with moving pistons in each section, wherein each section are air pressure differentials are used to boost (Application DE 3315853, opub. 10.31.1984). The disadvantage of this technical solution is the inapplicability to ICE.
Техническая задача, решаемая заявляемым изобретением, - улучшение показателей двухтактного двигателя внутреннего сгорания с кривошипно-камерными нагнетателями путем совершенствования процесса газообмена.The technical problem solved by the claimed invention is to improve the performance of a two-stroke internal combustion engine with crank-chamber superchargers by improving the gas exchange process.
В двухтактном двигателе очистка производится свежей смесью, предварительно сжатой в картере, при открытых продувочных и выхлопных окнах, т.е. продувка и выпуск происходят одновременно. При больших конструктивных преимуществах такая система очистки имеет и свои минусы: свежая смесь частью смешивается с остатками продуктов сгорания, а частью вылетает в выпускную систему, кроме того, при движении поршня из нижней мертвой точки к выхлопному окну объем картера увеличивается, что приводит к падению давления рабочей смеси. Свести к минимуму эти нежелательные явления при наилучшей очистке цилиндра от остаточных продуктов сгорания - этим определяется выбор системы продувки.In a two-stroke engine, cleaning is carried out with a fresh mixture, previously compressed in the crankcase, with the purge and exhaust windows open, i.e. purge and discharge occur simultaneously. With great structural advantages, such a cleaning system has its drawbacks: the fresh mixture partly mixes with the remains of the combustion products, and partly flies into the exhaust system, in addition, when the piston moves from bottom dead center to the exhaust window, the crankcase volume increases, which leads to a pressure drop working mixture. To minimize these undesirable effects with the best cleaning of the cylinder from residual combustion products - this determines the choice of a purge system.
Рабочий процесс (РП) в двигателе ДДВС протекает в следующем порядке. При движении поршня в верхнюю мертвую точку (ВМТ) в картере создается разрежение, благодаря чему рабочая смесь засасывается в полость картера. При движении поршня в нижнюю мертвую точку (НМТ) смесь в картере сначала сжимается, а затем перепускается в камеру сгорания. При следующем ходе поршня вверх, который происходит под действием сил инерции масс вращающихся деталей, находящихся на валу мотора, рабочая смесь в цилиндре сжимается.The working process (RP) in the engine of the engine occurs in the following order. When the piston moves to the top dead center (TDC), a vacuum is created in the crankcase, so that the working mixture is sucked into the crankcase. When the piston moves to the bottom dead center (BDC), the mixture in the crankcase is first compressed and then transferred to the combustion chamber. At the next upward stroke of the piston, which occurs under the action of the inertial forces of the masses of the rotating parts located on the motor shaft, the working mixture in the cylinder is compressed.
Одновременно происходит всасывание в картер новой порции рабочей смеси. При положении поршня, близком к ВМТ, под воздействием сжатия, нагрева газов или искре рабочая смесь воспламеняется, образуя газы, которые начинают давить на поршень. Под действием этих сил поршень перемещается вниз. При движении поршня вниз открывается выхлопное окно или клапан (ВО), и газы устремляются наружу. Давление в цилиндре падает почти до атмосферного. Перемещаясь далее вниз, поршень открывает продувочное окно или клапан (ПО), и горючая смесь поступает в цилиндр (фаза продувки). Происходит продувка, затем сжатие, и цикл повторяется. Положительным направлением вращения коленчатого вала и протекания РП принимаем следующую последовательность процессов в цилиндре ВМТ→ВО→ПО→НМТ→ПО или ПО и ВО, или ВО→ВО, или ПО→ВМТ, соответствующую повороту коленчатого вала на 360 градусов.At the same time, a new portion of the working mixture is sucked into the crankcase. When the piston position is close to TDC, under the influence of compression, heating of gases or a spark, the working mixture ignites, forming gases that begin to put pressure on the piston. Under the influence of these forces, the piston moves down. When the piston moves down, the exhaust window or valve (BO) opens, and the gases rush out. The pressure in the cylinder drops to almost atmospheric. Moving further down, the piston opens a purge window or valve (ON), and the combustible mixture enters the cylinder (purge phase). Purge occurs, then compression, and the cycle repeats. In the positive direction of rotation of the crankshaft and the flow of the RP, we take the following sequence of processes in the cylinder TDC → VO → PO → NMT → PO or PO and VO, or VO → VO, or PO → TDC corresponding to a 360-degree rotation of the crankshaft.
Предлагается РП в многоцилиндровом ДДВС, состоящем из N>2 групп цилиндров (группа включает в себя один или более цилиндров РП, в которых синфазны), согласно которому РП в 1-ой группе цилиндров опережает РП во 2-ой группе цилиндров на угол φ=360/N, при этом РП в 1-ой группе цилиндров опережает РП в 3-ей группе цилиндров на угол 2φ в том же направлении, что и между 1-ой группой цилиндров и 2-ой группой цилиндров, т.е. РП в 1-ой группе цилиндров сдвинут относительно РП в N-ой группе цилиндров на угол (N-1)·φ, за счет движения поршня из НМТ в ВМТ в картере создается разрежение, за счет чего засасывают в полость картера рабочую смесь, которую затем при движении поршня из ВМТ в НМТ смесь в картере частично сжимают (фаза компрессии), а затем перепускают в камеру сгорания группы цилиндров, рабочий процесс в которой находится в фазе продувки цилиндров, начинается фаза продувки РП, где при ходе поршня из НМТ к ВМТ рабочую смесь сжимают, одновременно происходит всасывание в картер новой порции рабочей смеси, а при положении поршня, близком к ВМТ, воспламеняют, обеспечивая движение поршня к НМТ, в процессе которого сначала открывают выхлопное окно или клапан, а затем - продувочное окно или клапан, рабочая смесь из картера группы цилиндров, РП которых находится в фазе компрессии, перепускают в цилиндры группы цилиндров, РП которых находится в фазе продувки. Происходит перепуск и продувка, затем сжатие, и РП повторяется.It is proposed RP in a multi-cylinder engine that consists of N> 2 groups of cylinders (the group includes one or more RP cylinders in which are in phase), according to which the RP in the 1st group of cylinders is ahead of the RP in the 2nd group of cylinders by an angle φ = 360 / N, while the RP in the 1st group of cylinders is ahead of the RP in the 3rd group of cylinders by an angle of 2φ in the same direction as between the 1st group of cylinders and the 2nd group of cylinders, i.e. The RP in the 1st group of cylinders is shifted relative to the RP in the Nth group of cylinders by an angle of (N-1) · φ, due to the movement of the piston from the BDC to the TDC, a vacuum is created in the crankcase, due to which the working mixture is sucked into the crankcase, which then, when the piston moves from TDC to BDC, the mixture in the crankcase is partially compressed (compression phase), and then the cylinder groups, the working process of which is in the cylinder purge phase, are transferred to the combustion chamber, the RP purge phase begins, where, when the piston moves from BDC to TDC the working mixture is compressed, while suction occurs a new portion of the working mixture is injected into the crankcase, and when the piston is close to the upper dead center, they are ignited, ensuring the piston moves to the BDC, during which the exhaust window or valve is first opened, and then the purge window or valve, the working mixture from the crankcase of the cylinder group, The RP of which is in the compression phase, the groups of cylinders whose RP is in the purge phase are transferred to the cylinders. Bypass and purge occur, then compression, and RP repeats.
Предлагаемый РП рассмотрим на примере работы четырехцилиндрового ДДВС. Формируем четыре группы цилиндров по одному цилиндру в каждой группе. РП в 1-ой группе цилиндров опережает РП во 2-ой группе цилиндров на угол 90 градусов, РП в 3-ей группе цилиндров - на угол 180 градусов, в 4-ой группе цилиндров - на угол 270 градусов. РП во 2-ой группе цилиндров опережает РП в 3-ей группе цилиндров на угол 90 градусов, в 4-ой группе цилиндров - на угол 180 и отстает от РП в 1-ой группе цилиндров на угол 90 градусов. РП в 3-ей группе цилиндров опережает РП в 4-ой группе цилиндров на угол 90 градусов и отстает от РП во 2-ой группе цилиндров на угол 90 градусов, РП в 1-ой группе цилиндров - на угол 180 градусов. РП в 4-ой группе цилиндров отстает от РП в 3-ей группе цилиндров на угол 90 градусов, РП во 2-ой группе цилиндров - на угол 180 градусов, РП в 1-ой группе цилиндров - на угол 270 градусов.The proposed RP will consider the example of the four-cylinder engine. We form four groups of cylinders, one cylinder in each group. RP in the 1st group of cylinders is ahead of the RP in the 2nd group of cylinders by an angle of 90 degrees, RP in the 3rd group of cylinders by an angle of 180 degrees, in the 4th group of cylinders by an angle of 270 degrees. The RP in the 2nd group of cylinders is ahead of the RP in the 3rd group of cylinders by an angle of 90 degrees, in the 4th group of cylinders by an angle of 180 and lags behind the RP in the 1st group of cylinders by an angle of 90 degrees. The RP in the 3rd group of cylinders is ahead of the RP in the 4th group of cylinders by an angle of 90 degrees and behind the RP in the 2nd group of cylinders by an angle of 90 degrees, RP in the 1st group of cylinders is by an angle of 180 degrees. RP in the 4th group of cylinders lags behind the RP in the 3rd group of cylinders by an angle of 90 degrees, RP in the 2nd group of cylinders by an angle of 180 degrees, RP in the 1st group of cylinders by an angle of 270 degrees.
РП для 1-го цилиндра состоит в следующем: при движении поршня 1-го цилиндра из НМТ в ВМТ в картере 1-го цилиндра создают разрежение, за счет чего засасывают в полость картера 1-го цилиндра рабочую смесь, которую затем при движении поршня 1-го цилиндра из ВМТ в НМТ смесь в картере частично сжимают до открытия ПО в 4-ом цилиндре (фаза компрессии), а затем перепускают в камеру сгорания 4-го цилиндра, начинается фаза продувки РП, где при ходе поршня 1-го цилиндра из НМТ к ВМТ рабочую смесь сжимают, одновременно происходит всасывание в картер 1-го цилиндра новой порции рабочей смеси, а при положении поршня 1-го цилиндра, близком к ВМТ, воспламеняют, обеспечивая движение поршня к НМТ, в процессе которого сначала открывают выхлопное окно или клапан, а затем продувочное окно или клапан 1-го цилиндра, и рабочая смесь из картера 2-го цилиндра поступает в камеру сгорания 1-го цилиндра. Происходит перепуск и продувка, затем сжатие рабочей смеси, и рабочий процесс 1-го цилиндра повторяется.The RP for the 1st cylinder is as follows: when the piston of the 1st cylinder moves from BDC to TDC, a vacuum is created in the crankcase of the 1st cylinder, due to which the working mixture is sucked into the crankcase of the 1st cylinder, which is then moved by piston 1 of the cylinder from TDC to BDC, the mixture in the crankcase is partially compressed until the software is opened in the 4th cylinder (compression phase), and then transferred to the combustion chamber of the 4th cylinder, the RP purge phase begins, where during the piston stroke of the 1st cylinder BDC to TDC compresses the working mixture, at the same time, the 1st cylinder is sucked into the crankcase a new portion of the working mixture, and when the piston of the 1st cylinder is close to TDC, they are ignited, providing movement of the piston to the BDC, during which the exhaust window or valve is first opened, and then the purge window or valve of the 1st cylinder, and the working mixture from the crankcase of the 2nd cylinder enters the combustion chamber of the 1st cylinder. Bypass and purge take place, then the working mixture is compressed, and the working process of the 1st cylinder is repeated.
Рабочий процесс для 2-го цилиндра аналогичен рабочему процессу для 1-го цилиндра, только нужно в описании рабочего процесса для 1-го цилиндра заменить 1-ый цилиндр на 2-ой, 4-ый на 1-ый и 2-ой на 3-ий.The working process for the 2nd cylinder is similar to the working process for the 1st cylinder, only in the description of the working process for the 1st cylinder, replace the 1st cylinder with the 2nd, 4th with the 1st and 2nd with 3 th.
Рабочий процесс для 3-го цилиндра аналогичен рабочему процессу для 1-го цилиндра, только нужно в описании рабочего процесса для 1-го цилиндра заменить 1-ый цилиндр на 3-ий, 4-ый на 2-ой и 2-ой на 4-ый.The working process for the 3rd cylinder is similar to the working process for the 1st cylinder, only in the description of the working process for the 1st cylinder, replace the 1st cylinder with the 3rd, 4th with the 2nd and 2nd with 4 th.
Рабочий процесс для 4-го цилиндра аналогичен рабочему процессу для 1-го цилиндра, только нужно в описании рабочего процесса для 1-го цилиндра заменить 1-ый цилиндр на 4-ый, 4-ый на 3-ий и 2-ой на 1-ый.The working process for the 4th cylinder is similar to the working process for the 1st cylinder, only in the description of the working process for the 1st cylinder, replace the 1st cylinder with the 4th, 4th with the 3rd and 2nd with 1 th.
При движении поршня из НМТ в ВМТ в картере создается разрежение, благодаря чему рабочую смесь засасывают в полость картера. При движении поршня из ВМТ в НМТ рабочую смесь в картере частично сжимают, а затем перепускают в камеры сгорания группы цилиндров, в которых РП находится в фазе продувки. При ходе поршня из НМТ в ВМТ рабочую смесь в цилиндре сжимают. Одновременно происходит всасывание в картер новой порции рабочей смеси. При положении поршня, близком к ВМТ, рабочая смесь воспламеняется, обеспечивая движение поршня к НМТ, в процессе которого сначала открывают выхлопное окно или клапан, а затем продувочное окно или клапан. Происходит перепуск и продувка, затем сжатие, и РП повторяется.When the piston moves from BDC to TDC, a vacuum is created in the crankcase, due to which the working mixture is sucked into the crank chamber. When the piston moves from TDC to BDC, the working mixture in the crankcase is partially compressed, and then the groups of cylinders in which the RP is in the purge phase are transferred to the combustion chambers. During the piston stroke from BDC to TDC, the working mixture in the cylinder is compressed. At the same time, a new portion of the working mixture is sucked into the crankcase. When the piston position is close to TDC, the working mixture ignites, providing movement of the piston to the BDC, during which the exhaust window or valve is first opened, and then the purge window or valve. Bypass and purge occur, then compression, and RP repeats.
Предлагаемый РП уменьшает затраты энергии на продувку цилиндра и более полное наполнение его рабочей смесью.The proposed RP reduces the energy consumption for purging the cylinder and more fully filling it with a working mixture.
На чертеже изображен график перемещения поршней в группах цилиндров, гдеThe drawing shows a graph of the movement of the pistons in groups of cylinders, where
1, 2, 3, 4 - перемещение поршней соответственно в 1-ой, 2-ой, ..., N-ой группах цилиндров,1, 2, 3, 4 - the movement of the pistons in the 1st, 2nd, ..., Nth groups of cylinders, respectively
5, 6, 7, 8 - ВМТ соответственно в 1-ой, 2-ой, ..., N-ой группах цилиндров,5, 6, 7, 8 - TDC, respectively, in the 1st, 2nd, ..., Nth groups of cylinders,
9, 10, 11, 12 - НМТ соответственно в 1-ой, 2-ой, ..., N-ой группах цилиндров,9, 10, 11, 12 - BDCs, respectively, in the 1st, 2nd, ..., Nth groups of cylinders,
13 - точка открытия ПО в 1-ой группе цилиндров,13 - point of opening software in the first group of cylinders,
14 - точка закрытия ПО в 1-ой группе цилиндров,14 - software closing point in the 1st group of cylinders,
15 - точка открытия ВО в 1-ой группе цилиндров,15 - the opening point of VO in the 1st group of cylinders,
16 - точка закрытия ВО в 1-ой группе цилиндров.16 - the point of closure in the 1st group of cylinders.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006102142/06A RU2306443C1 (en) | 2006-01-26 | 2006-01-26 | Method to increase efficiency of gas exchange in two-stroke internal combustion engine with crankcase displacement scavenging |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006102142/06A RU2306443C1 (en) | 2006-01-26 | 2006-01-26 | Method to increase efficiency of gas exchange in two-stroke internal combustion engine with crankcase displacement scavenging |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2306443C1 true RU2306443C1 (en) | 2007-09-20 |
Family
ID=38695293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006102142/06A RU2306443C1 (en) | 2006-01-26 | 2006-01-26 | Method to increase efficiency of gas exchange in two-stroke internal combustion engine with crankcase displacement scavenging |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2306443C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499151C1 (en) * | 2012-03-15 | 2013-11-20 | Евгений Николаевич Захаров | Method of gas exchange in two-stroke ice with opposing pistons (versions) |
RU2499149C1 (en) * | 2012-03-15 | 2013-11-20 | Евгений Николаевич Захаров | Method of gas exchange in two-stroke ice |
RU2499150C1 (en) * | 2012-03-15 | 2013-11-20 | Евгений Николаевич Захаров | Method of gas exchange in two-stroke ice |
WO2014158046A1 (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-02 | Zakharov Evgeny Nikolaevich | Method for organizing gas-exchange in two-stroke engine |
WO2014158047A1 (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-02 | Zakharov Evgeny Nikolaevich | Method for organizing gas-exchange in two-stroke engine |
-
2006
- 2006-01-26 RU RU2006102142/06A patent/RU2306443C1/en active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499151C1 (en) * | 2012-03-15 | 2013-11-20 | Евгений Николаевич Захаров | Method of gas exchange in two-stroke ice with opposing pistons (versions) |
RU2499149C1 (en) * | 2012-03-15 | 2013-11-20 | Евгений Николаевич Захаров | Method of gas exchange in two-stroke ice |
RU2499150C1 (en) * | 2012-03-15 | 2013-11-20 | Евгений Николаевич Захаров | Method of gas exchange in two-stroke ice |
WO2014158046A1 (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-02 | Zakharov Evgeny Nikolaevich | Method for organizing gas-exchange in two-stroke engine |
WO2014158047A1 (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-02 | Zakharov Evgeny Nikolaevich | Method for organizing gas-exchange in two-stroke engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2306444C2 (en) | Internal combustion engine (versions) and method of combustion of gas in such engine | |
US8499726B2 (en) | Internal combustion engines | |
EP1819912B1 (en) | Reciprocating machine | |
US5146884A (en) | Engine with an offset crankshaft | |
US20030183211A1 (en) | Reciprocating internal combustion engine with balancing and supercharging | |
RU2306443C1 (en) | Method to increase efficiency of gas exchange in two-stroke internal combustion engine with crankcase displacement scavenging | |
JP4944131B2 (en) | Two-cycle internal combustion engine with variable compression ratio and exhaust port shutter | |
JP2820793B2 (en) | Reciprocating engine with pump cylinder and power cylinder | |
RU2379531C1 (en) | Opposed-piston two-shaft ice and method of its operation | |
RU2767262C1 (en) | Two-stroke internal combustion engine with auxiliary cylinder | |
JP2799917B2 (en) | 2-4 cycle switching turbo compound engine | |
RU2773079C1 (en) | Способ осуществления газообмена двухтактного двигателя внутреннего сгорания | |
RU2747244C1 (en) | Four-cylinder internal combustion engine with the addition of the fifth stroke | |
RU2076931C1 (en) | Four stroke internal combustion engine with supercharging and vacuum intake | |
RU2221152C2 (en) | Two-stroke valve-type internal combustion engine without scavenging cycle and valve-actuating shaft with auxiliary cylinder | |
RU2348820C2 (en) | Two-cycle internal combustion engine with working charge of increased density and control of supercharge phases | |
RU2291309C2 (en) | Two-stroke internal combustion engine without crankcase displacement scavenging | |
TR2022002782A2 (en) | THE SYSTEM THAT CAN CHANGE THE COMPRESSION RATE OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES | |
RU2198305C2 (en) | Method of supercharging by using pressure differentials in engine crankcase | |
SU1617169A1 (en) | Method of operation of six-stroke i.c.engine | |
RU2243391C2 (en) | Method of operation of different-cylinder gas-turbocharged internal combustion engine | |
RU2002082C1 (en) | Method of operation of combined engine and internal combustion engine with supercharging | |
RU2235897C1 (en) | Double-acting piston internal combustion engine | |
RU2087732C1 (en) | Axial two-stroke internal combustion engine | |
RU2413874C2 (en) | Motor-compressor and its operating method |