RU2346168C2

RU2346168C2 - Method of producing torque on piston ands rotary-piston ices, piston, rotary-piston ice to this effect

Info

Publication number: RU2346168C2
Application number: RU2006133743/06A
Authority: RU
Inventors: ев Андрей Алексеевич Кут (RU); Андрей Алексеевич Кутяев; ев Георгий Андреевич Кут (RU); Георгий Андреевич Кутяев
Original assignee: Андрей Алексеевич Кутяев
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2009-02-10
Also published as: RU2006133743A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention relates to engine production. The proposed invention consists in that the operating charge is fed during the stroke of possible intake after forced expansion of gaseous content of the engine working volume, the combustion chamber volume is reduced and/or supercharging intensity is increased. The engine designed for implementing the proposed method incorporates the system of the working charge feed during the stroke of possible intake after forced expansion of gaseous content of the engine working volume during the given stroke. Note that it comprises the combustion chamber of varying or constant working volume corresponding to numerical value of geometrical compression ratio of at least 12 under all engine operating conditions.

EFFECT: expanded performances, higher efficiency and/or out of known ICE.

10 cl

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении, доработке и эксплуатации силовых агрегатов машин и механизмов различного назначения на базе поршневых и роторно-поршневых двигателей внутреннего сгорания, например, для автомобильного транспорта.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the manufacture, refinement and operation of power units of machines and mechanisms for various purposes on the basis of reciprocating and rotary piston internal combustion engines, for example, for road transport.

Известен способ создания вращающего момента на рабочем валу поршневых и роторно-поршневых двигателей внутреннего сгорания, включающий подачу атмосферного воздуха и топлива в камеру сгорания, сжигание топлива, удаление отработанных газов сгоревшего топлива, заключающийся в том, что преобразуют движение рабочего поршня или поршня-ротора под действием давления газов сгоревшего топлива в цикле во вращение рабочего вала.A known method of creating torque on the working shaft of reciprocating and rotary piston internal combustion engines, including the supply of atmospheric air and fuel to the combustion chamber, burning fuel, removing exhaust gases from the burned fuel, which consists in converting the movement of the working piston or piston-rotor under the action of the gas pressure of the burned fuel in the cycle in the rotation of the working shaft.

Известный способ реализован в известных поршневых и роторно-поршневых двигателях внутреннего сгорания (далее ДВС), конструктивно содержащих по меньшей мере одну камеру сгорания, образуемую деталями двигателя или их частями, и по меньшей мере одним кинематически связанным с рабочим валом рабочим поршнем или поршнем-ротором, внешний источник воспламенения топлива или без него, системы подачи атмосферного воздуха, топлива и удаления отработанных газов, например, описанных в книгах: И.М.Ленин, А.В.Костров, О.М.Малашкин и др. Автомобильные и тракторные двигатели, ч.1, издание второе, дополненное и переработанное под редакцией проф. И.М.Ленина, Высшая Школа, 1976 г., стр.1-24, стр.197-205, С.В.Вальян. Техническая термодинамика и тепловые двигатели, изд. второе дополненное и переработанное. Л., Машиностроение, 1973 г., стр.227-254, или описанных в патенте ФРГ DE 3526478, или в патентах России №2146011 С1, №2035599 C1, №2184862, или патентах США №4708096, №5193493, №4363299 (прототипы 1).The known method is implemented in known piston and rotary piston internal combustion engines (hereinafter ICE), structurally containing at least one combustion chamber formed by engine parts or parts thereof, and at least one working piston or piston-rotor kinematically connected to the working shaft , an external source of ignition of fuel or without it, a system for supplying atmospheric air, fuel and exhaust gas removal, for example, described in books: I.M. Lenin, A.V. Kostrov, O.M. Malashkin and others. Automotive and other actor engines, part 1, second edition, supplemented and revised by the editorship of prof. I.M. Lenin, Higher School, 1976, pp. 1-24, pp. 197-205, S.V. Valyan. Technical Thermodynamics and Heat Engines, ed. the second supplemented and revised. L., Engineering, 1973, pp. 227-254, or described in the German patent DE 3526478, or in Russian patents No. 2146011 C1, No. 2035599 C1, No. 2184862, or US patents No. 4708096, No. 5193493, No. 4363299 ( prototypes 1).

Известный способ для ряда известных ДВС предполагает повышение коэффициента полезного действия (далее кпд) или мощности повышением степени сжатия (уменьшением объема камеры сгорания) или увеличением максимального возможного наполнения в цикле (наддувом) до допустимых значений за счет создания необходимых для этого условий, например подачей в цикле охлажденного атмосферного воздуха (или его смеси с топливом), и (или) охлаждения в цикле газообразного содержимого рабочего объема двигателя принудительным расширением внутри рабочего объема (далее «внутреннее охлаждение») после прерывания подачи атмосферного воздуха (или его смеси с топливом) «ранним закрытием» впускного клапана на такте возможного впуска в цикле, и (или) ограничением максимального возможного наполнения в цикле (см. патент России №2105893 С1 и международную заявку РСТ/RU 2005/000361, номер международной публикации WO 2006/009491 А1 (прототипы 2)). Для справки: под тактом возможного впуска в цикле подразумевается такт, непосредственно предшествующий в цикле такту сжатия.The known method for a number of known internal combustion engines involves increasing the efficiency (hereinafter referred to as efficiency) or power by increasing the compression ratio (reducing the volume of the combustion chamber) or increasing the maximum possible filling in the cycle (pressurization) to acceptable values by creating the necessary conditions for this, for example, by applying a cycle of cooled atmospheric air (or its mixture with fuel), and (or) cooling in a cycle of gaseous contents of the engine displacement by forced expansion inside the displacement and (hereinafter “internal cooling”) after interruption of the supply of atmospheric air (or its mixture with fuel) by “early closing” of the intake valve at the possible intake cycle in the cycle, and (or) limiting the maximum possible filling in the cycle (see Russian patent No. 2105893 C1 and international application PCT / RU 2005/000361, international publication number WO 2006/009491 A1 (prototypes 2)). For reference: a possible inlet cycle in a cycle means a cycle immediately preceding a compression cycle in a cycle.

Однако, реализация известного способа в ДВС с охлаждением подаваемого в цикле атмосферного воздуха или его смеси с топливом требует наличия специальных технических средств для охлаждения и контроля температуры охлажденного воздуха, что приводит к удорожанию комплекта силового агрегата на базе такого ДВС и увеличению его веса и габаритов.However, the implementation of the known method in an internal combustion engine with cooling of atmospheric air or its mixture with fuel supplied in a cycle requires special technical means for cooling and monitoring the temperature of the cooled air, which leads to an increase in the cost of a set of a power unit based on such an internal combustion engine and an increase in its weight and dimensions.

К недостаткам известного способа и известных ДВС с «внутренним охлаждением» можно отнести то, что «внутреннее охлаждение» в цикле известных ДВС сопряжено с уменьшением и ограничением максимального возможного наполнения для данного рабочего объема ДВС, в том числе недостатком является то, что увеличение эффективности «внутреннего охлаждения» в цикле известных ДВС сопряжено с еще большим уменьшением и ограничением максимального возможного наполнения в цикле, так как практически осуществляется еще более «ранним закрытием» впускного клапана на такте возможного впуска в цикле, например, применительно к известным ДВС с уже конструктивно ограниченным максимальным возможным наполнением в цикле с «ранним закрытием» впускного клапана (см. прототипы 2). Сопряженное с осуществлением «внутреннего охлаждения» на такте возможного впуска в цикле известных ДВС уменьшение и (или) ограничение максимальных количеств атмосферного воздуха и соответственно топлива, которые могли бы быть поданы в цикле для рабочего объема известных ДВС без наддува, уменьшает максимальную возможную мощность таких известных ДВС, а возможное компенсирование означенных уменьшений наполнения наддувом или более высоким наддувом для известных ДВС с наддувом сопряжено с усложнением и удорожанием систем подачи атмосферного воздуха таких известных ДВС. Известные же ДВС, получившие наибольшее распространение, серийно выпускаемые, например, для автомобильного транспорта, реализующие известный способ, не содержащие систем подачи атмосферного воздуха с наддувом, с охлаждением, в том числе ДВС, не содержащие систем подачи атмосферного воздуха уменьшающих и ограничивающих максимальное возможное наполнение для данного рабочего объема в цикле, имеют невысокую степень сжатия, низкий кпд и невысокую максимальную (номинальную) мощность (см. прототипы 1).The disadvantages of the known method and the known ICE with "internal cooling" include the fact that "internal cooling" in the cycle of known ICE is associated with a decrease and limitation of the maximum possible filling for a given working volume of the ICE, including the disadvantage that the increase in efficiency " internal cooling ”in the cycle of known ICEs is associated with even greater reduction and limitation of the maximum possible filling in the cycle, since it is practically carried out by an even“ earlier closing ”of the inlet Apaana possible to measure the inlet in the loop, for example, reference to a known internal combustion engine having already structurally limited maximum possible filling into a cycle with "early closing" the air intake valve (see. prototypes 2). Associated with the implementation of "internal cooling" at the time of a possible intake in a cycle of known ICEs, a decrease and / or limitation of the maximum amounts of atmospheric air and, accordingly, fuel that could be supplied in a cycle for the working volume of known ICEs without pressurization reduces the maximum possible power of such known ICE, and the possible compensation of the indicated decrease in filling by pressurization or higher pressurization for the known pressurized ICE is associated with the complication and cost of air supply systems Foot air such known engine. The well-known ICEs that are most widely used, commercially available, for example, for automobile transport, that implement the known method, do not contain air supply systems with pressurization, with cooling, including ICEs that do not contain air supply systems that reduce and limit the maximum possible filling for this working volume in the cycle, have a low compression ratio, low efficiency and low maximum (nominal) power (see prototypes 1).

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение кпд и (или) мощности известных ДВС при реализации в них предлагаемого способа и создание поршневых и роторно-поршневых ДВС для реализации предлагаемого способа.The objective of the invention is to expand the functionality, increase the efficiency and (or) power of the known ICE when they implement the proposed method and the creation of piston and rotary piston ICE for the implementation of the proposed method.

Для решения задачи изобретения в известном способе создания вращающего момента на рабочем валу поршневых и роторно-поршневых двигателей внутреннего сгорания, включающем подачу атмосферного воздуха и топлива в камеру сгорания, сжигание топлива, удаление отработанных газов сгоревшего топлива, заключающемся в том, что преобразуют движение рабочего поршня или поршня-ротора под действием давления газов сгоревшего топлива в цикле во вращение рабочего вала, (1) на такте возможного впуска в цикле производят принудительное расширение газообразного содержимого рабочего объема двигателя до начала подачи (до начала впуска) атмосферного воздуха (или его смеси с топливом) или после начала и прерывания подачи (впуска) атмосферного воздуха (или его смеси с топливом) на данном такте возможного впуска в данном цикле, затем начинают или возобновляют начатую и прерванную в данном цикле подачу атмосферного воздуха (или его смеси с топливом) и производят подачу атмосферного воздуха (или его смеси с топливом) до завершения такта возможного впуска в данном цикле или до последующего принудительного прерывания подачи (впуска) атмосферного воздуха (или его смеси с топливом) на данном такте возможного впуска в данном цикле; (2) многократно чередуют на такте возможного впуска в цикле процесс подачи (впуска) атмосферного воздуха (или его смеси с топливом) с процессом принудительного расширения газообразного содержимого рабочего объема двигателя; (3) устанавливают требуемую или максимально возможную степень принудительного расширения газообразного содержимого рабочего объема двигателя на такте возможного впуска в цикле, и (или) требуемое количество чередований и требуемое соотношение продолжительности принудительного расширения газообразного содержимого рабочего объема двигателя и продолжительности подачи (впуска) атмосферного воздуха (или его смеси с топливом) на такте возможного впуска в цикле; (4) увеличивают степень сжатия в цикле (уменьшают объем камеры сгорания) или (и) увеличивают интенсивность наддува, в том числе до предельных допустимых значений так, чтобы температура газообразного содержимого рабочего объема двигателя на такте сжатия в цикле не превышала своего максимального допустимого или расчетного требуемого значения на всех возможных режимах работы двигателя.To solve the problem of the invention, in a known method of creating torque on a working shaft of reciprocating and rotary piston internal combustion engines, including supplying atmospheric air and fuel to the combustion chamber, burning fuel, removing exhaust gases of burned fuel, which transforms the movement of the working piston or a piston-rotor under the action of gas pressure of burned fuel in the cycle to rotate the working shaft, (1) at the stroke of a possible intake in the cycle, forced expansion of the gas the knowledge of the contents of the engine's working volume before the supply (before the start of the intake) of atmospheric air (or its mixture with fuel) or after the start and interruption of the supply (intake) of atmospheric air (or its mixture with fuel) at a given stroke of a possible intake in this cycle, then start or resume the started and interrupted in this cycle air supply (or its mixture with fuel) and supply air (or its mixture with fuel) until the completion of the possible intake stroke in this cycle or until the next forced nn interruption of the supply (intake) of atmospheric air (or its mixture with fuel) at a given stroke of a possible intake in this cycle; (2) the process of supply (intake) of atmospheric air (or its mixture with fuel) and the process of forced expansion of the gaseous contents of the working volume of the engine alternately alternate at the cycle of a possible intake in a cycle; (3) establish the required or maximum possible degree of forced expansion of the gaseous contents of the engine displacement at the cycle of a possible intake in the cycle, and (or) the required number of alternations and the required ratio of the duration of the forced expansion of the gaseous contents of the engine displacement and the duration of the supply (intake) of atmospheric air ( or its mixture with fuel) at the possible intake stroke in a cycle; (4) increase the compression ratio in the cycle (reduce the volume of the combustion chamber) or (and) increase the boost rate, including up to the maximum allowable values so that the temperature of the gaseous contents of the working volume of the engine on the compression stroke in the cycle does not exceed its maximum allowable or calculated required value at all possible engine operating modes.

А поршневой или роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, конструктивно содержащий, по меньшей мере, одну камеру сгорания, образуемую деталями двигателя или их частями и, по меньшей мере, одним кинематически связанным с рабочим валом рабочим поршнем или поршнем-ротором, внешний источник воспламенения топлива или без него, системы подачи атмосферного воздуха, топлива и удаления отработанных газов, (1) содержит систему подачи атмосферного воздуха (или его смеси с топливом), производящую подачу (впуск) атмосферного воздуха (или его смеси с топливом) на такте возможного впуска в цикле после принудительного расширения газообразного содержимого рабочего объема двигателя на данном такте возможного впуска в данном цикле; (2) содержит систему подачи атмосферного воздуха (или его смеси с топливом), многократно чередующую на такте возможного впуска в цикле подачу (впуск) атмосферного воздуха (или его смеси с топливом) с принудительным расширением газообразного содержимого рабочего объема двигателя; (3) содержит по меньшей мере один впускной клапан, открывающийся для подачи (впуска) атмосферного воздуха (или его смеси с топливом) в цикле после принудительного расширения газообразного содержимого рабочего объема двигателя на такте возможного впуска в данном цикле; (4) содержит в системе подачи атмосферного воздуха (или его смеси с топливом) по меньшей мере один впускной клапан, более одного раза открывающийся, закрывающийся и находящийся в закрытом состоянии на время принудительного расширения газообразного содержимого рабочего объема двигателя на такте возможного впуска в цикле; (5) содержит камеру сгорания регулируемого или нерегулируемого объема, объем которой соответствует числовому значению геометрической степени сжатия в цикле не менее 12 (двенадцати) на всех режимах работы двигателя.A piston or rotary piston internal combustion engine, structurally containing at least one combustion chamber formed by engine parts or parts thereof and at least one working piston or rotor piston kinematically connected to the working shaft, an external source of fuel ignition or without it, a system for supplying atmospheric air, fuel and exhaust gas, (1) contains a system for supplying atmospheric air (or its mixture with fuel), supplying (intake) of atmospheric air (or cm eat with fuel) at a possible intake stroke in a cycle after forced expansion of the gaseous contents of the engine displacement at a given possible intake stroke in a given cycle; (2) contains a system for supplying atmospheric air (or its mixture with fuel), repeatedly alternating at the time of a possible inlet in a cycle the supply (intake) of atmospheric air (or its mixture with fuel) with the forced expansion of the gaseous contents of the working volume of the engine; (3) contains at least one inlet valve that opens to supply (intake) atmospheric air (or a mixture thereof with fuel) in a cycle after forcibly expanding the gaseous contents of the engine displacement at a possible intake stroke in this cycle; (4) contains at least one inlet valve in the atmospheric air supply system (or its mixture with fuel) that opens, closes and is closed more than once during the forced expansion of the gaseous contents of the engine displacement at a possible intake cycle in a cycle; (5) contains a combustion chamber of an adjustable or unregulated volume, the volume of which corresponds to a numerical value of the geometric degree of compression in a cycle of at least 12 (twelve) in all engine operating modes.

Рассмотрим преимущества предлагаемого способа и его реализацию в известном поршневом ДВС, конструктивно содержащем, по меньшей мере, одну камеру сгорания, образуемую деталями двигателя или их частями и, по меньшей мере, одним кинематически связанным с рабочим валом рабочим поршнем или поршнем-ротором, внешний источник воспламенения топлива или без него, системы подачи атмосферного воздуха, топлива и удаления отработанных газов, в частности, содержащем один рабочий цилиндр с рабочим объемом V, размещенный в нем, например, один рабочий поршень, кинематически связанный с рабочим валом, например коленчатым. ДВС предназначен для четырехтактного режима работы и также содержит систему подачи атмосферного воздуха в смеси с топливом (например, известные: карбюратор, клапанный газораспределительный механизм, содержащий один впускной клапан), систему удаления отработанных газов (известный клапанный газораспределительный механизм, содержащий один выпускной клапан), внешний источник воспламенения топлива (свечу зажигания, катушку зажигания, прерыватель и т.д.).Consider the advantages of the proposed method and its implementation in a known piston ICE, structurally containing at least one combustion chamber formed by engine parts or parts thereof and at least one working piston or rotor piston kinematically connected with the working shaft, an external source ignition of fuel or without it, air supply system, fuel and exhaust gas removal, in particular, containing one working cylinder with a working volume V, placed in it, for example, one working pore Shade, kinematically connected with the working shaft, such as a crank. The internal combustion engine is designed for a four-stroke mode of operation and also contains a system for supplying atmospheric air mixed with fuel (for example, the well-known ones: a carburetor, a valve gas distribution mechanism containing one inlet valve), an exhaust gas removal system (a known valve gas distribution mechanism containing one exhaust valve), external source of fuel ignition (spark plug, ignition coil, chopper, etc.).

Для реализации предлагаемого способа в данном известном ДВС оснастим его системой подачи атмосферного воздуха (или его смеси с топливом), производящей подачу (впуск) атмосферного воздуха (или его смеси с топливом) на такте возможного впуска в цикле после принудительного расширения газообразного содержимого рабочего объема двигателя на данном такте возможного впуска в данном цикле, для чего, например, изменим и подберем форму нажимного кулачка впускного клапана рабочего цилиндра так, чтобы открытие впускного клапана на такте возможного впуска в цикле происходило после начала движения рабочего поршня от верхней мертвой точки (далее в.м.т.) к нижней мертвой точке (далее н.м.т.) и после прохождения рабочим поршнем расстояния, например, равного половине хода рабочего поршня от в.м.т. до н.м.т. на такте возможного впуска в цикле. При работе такого доработанного ДВС на такте возможного впуска в цикле при движении рабочего поршня от в.м.т. к н.м.т. до момента открытия впускного клапана рабочего цилиндра, то есть до начала подачи (впуска) атмосферного воздуха в смеси с топливом, будет производиться принудительное расширение газообразного содержимого рабочего объема двигателя, которое приведет к «внутреннему охлаждению» данного газообразного содержимого и создаст разрежение в рабочем цилиндре ДВС. После открытия впускного клапана рабочего цилиндра под действием созданного разрежения и дальнейшего движения рабочего поршня от в.м.т. к н.м.т. в рабочий цилиндр будет производиться подача (впуск) атмосферного воздуха в смеси с топливом, например, до завершения такта возможного впуска в цикле, сопровождающегося закрытием впускного клапана.To implement the proposed method in this known ICE, we will equip it with a supply system of atmospheric air (or its mixture with fuel), supplying (inlet) of atmospheric air (or its mixture with fuel) at the time of a possible inlet in the cycle after forced expansion of the gaseous contents of the engine working volume at a given stroke of a possible inlet in this cycle, for which, for example, we change and select the shape of the pressure cam of the inlet valve of the working cylinder so that the opening of the inlet valve at the stroke of a possible starting in the cycle occurred after the start of the movement of the working piston from the top dead center (hereinafter referred to as bmw) to the bottom dead center (hereinafter referred to as bmw) and after the working piston passed a distance, for example, equal to half the stroke of the working piston from m.t. to n.m.t. on the possible intake stroke in the cycle. When operating such a modified ICE on the possible intake stroke in a cycle when the working piston moves away from the engine to n.m.t. until the opening of the inlet valve of the working cylinder, that is, before the start of the supply (intake) of atmospheric air mixed with fuel, the gaseous contents of the engine’s working volume are forced to expand, which will lead to “internal cooling” of this gaseous content and create a vacuum in the engine’s working cylinder . After opening the inlet valve of the working cylinder under the action of the created vacuum and further movement of the working piston from bm to n.m.t. atmospheric air mixed with fuel will be supplied (inlet) to the working cylinder, for example, until the completion of the cycle of a possible inlet in the cycle, accompanied by the closing of the inlet valve.

Очевидно, что для ДВС нашего примера создание условий «внутреннего охлаждения» в цикле, в том числе регулирование интенсивности «внутреннего охлаждения» в цикле установкой требуемого соотношения продолжительности принудительного расширения газообразного содержимого рабочего объема двигателя и продолжительности подачи (впуска) атмосферного воздуха (или его смеси с топливом) на такте возможного впуска в цикле, например, изменением и подбором формы нажимного кулачка впускного клапана рабочего цилиндра, не сопряжено с уменьшением и ограничением максимального возможного количества атмосферного воздуха, которое может быть подано в цикле для рабочего объема V, что расширяет функциональные возможности, а именно: появляется возможность использовать при работе ДВС топливо с более низким октановым числом и (или) увеличить кпд и мощность ДВС нашего примера, реализующего предлагаемый способ, если с учетом наличия и интенсивности «внутреннего охлаждения» в его цикле увеличить степень сжатия в цикле (уменьшить объем его камеры сгорания), например, до предельно допустимого значения так, чтобы температура газообразного содержимого рабочего объема двигателя на такте сжатия в цикле не превышала своего максимального допустимого или расчетного требуемого значения на всех возможных режимах работы двигателя.Obviously, for the ICE of our example, the creation of conditions for “internal cooling” in the cycle, including the regulation of the intensity of “internal cooling” in the cycle by setting the required ratio of the duration of the forced expansion of the gaseous contents of the engine displacement and the duration of the supply (intake) of atmospheric air (or its mixture with fuel) at the cycle of a possible inlet in the cycle, for example, by changing and selecting the shape of the pressure cam of the inlet valve of the working cylinder, is not associated with a decrease and by reducing the maximum possible amount of atmospheric air that can be supplied in a cycle for the working volume V, which expands the functionality, namely: it becomes possible to use fuel with a lower octane number and (or) increase the efficiency and power of the internal combustion engine of our example, which implements the proposed method, if, taking into account the presence and intensity of "internal cooling" in its cycle, increase the compression ratio in the cycle (reduce the volume of its combustion chamber), for example, to the maximum permissible value so that the temperature of the gaseous contents of the working volume of the engine on the compression stroke in the cycle does not exceed its maximum allowable or calculated required value at all possible engine operation modes.

Очевидно также и то, что в ДВС нашего примера, реализующего предлагаемый способ, известными техническими средствами могут быть реализованы и все остальные признаки предлагаемого способа и ДВС, относящиеся к подаче атмосферного воздуха или его смеси с топливом, перечисленные в формуле изобретения, например, изменением и подбором формы нажимного кулачка впускного клапана рабочего цилиндра.It is also obvious that in the internal combustion engine of our example that implements the proposed method, all the other features of the proposed method and internal combustion engine related to the supply of atmospheric air or its mixture with fuel, listed in the claims, for example, by changing and selection of the shape of the pressure cam of the inlet valve of the working cylinder.

Обобщая показанное выше на ДВС нашего примера, отметим, что при реализации предлагаемого способа в поршневых и роторно-поршневых ДВС любых известных конструкций предшествующее подаче (впуску) атмосферного воздуха (или его смеси с топливом) на такте возможного впуска в цикле принудительное расширение газообразного содержимого рабочего объема («внутреннее охлаждение»), как следствие, приводит к снижению температуры газообразного содержимого рабочего объема ДВС на такте сжатия в цикле, но не сопряжено, в отличие от прототипов 2, с уменьшением и ограничением максимального возможного количества атмосферного воздуха, которое может быть подано в цикле для рабочего объема ДВС, что расширяет функциональные возможности ДВС. А именно: при реализации предлагаемого способа при том же рабочем объеме и максимальном возможном количестве подаваемого в цикле атмосферного воздуха за счет наличия «внутреннего охлаждения» в цикле известные ДВС с наддувом или без него (прототипы 1, 2) смогут функционировать, что очевидно для специалиста, с камерой сгорания меньшего объема (с более высокой степенью сжатия в цикле), что увеличит их мощность и кпд, кроме того, реализация предлагаемого способа в ДВС с наддувом предполагает увеличение их мощности увеличением интенсивности (степени) наддува, в том числе до предельно допустимого значения так, чтобы температура газообразного содержимого рабочего объема двигателя на такте сжатия в цикле не превышала своего максимального допустимого или расчетного требуемого значения на всех возможных режимах работы двигателя.Summarizing the example shown above on the internal combustion engine of our example, we note that when implementing the proposed method in piston and rotary piston internal combustion engines of any known structure, the previous supply (inlet) of atmospheric air (or its mixture with fuel) at the time of a possible intake in the cycle forced expansion of the gaseous contents of the working volume ("internal cooling"), as a result, leads to a decrease in the temperature of the gaseous contents of the working volume of the internal combustion engine on the compression stroke in the cycle, but is not coupled, unlike prototypes 2, reduced cm and restricting the maximum possible amount of air that can be fed in a loop to the working volume of the internal combustion engine, that extends the functionality of DVS features. Namely: when implementing the proposed method with the same working volume and the maximum possible amount of atmospheric air supplied in the cycle due to the presence of "internal cooling" in the cycle, the known ICE with or without supercharging (prototypes 1, 2) will be able to function, which is obvious to a specialist , with a combustion chamber of a smaller volume (with a higher compression ratio in the cycle), which will increase their power and efficiency, in addition, the implementation of the proposed method in ICE with supercharging involves increasing their power by increasing the intensity (st degree) of pressurization, including up to the maximum permissible value so that the temperature of the gaseous contents of the engine’s working volume during the compression cycle in the cycle does not exceed its maximum permissible or calculated required value at all possible engine operating modes.

Таким образом, реализация в поршневых и роторно-поршневых ДВС признаков, указанных в формуле изобретения, приводит к расширению их функциональных возможностей, повышению кпд и (или) мощности известных ДВС, а вышесказанное справедливо для поршневых и роторно-поршневых ДВС любых известных конструкций, например, для ДВС с воспламенением топлива от постороннего источника или с самовоспламенением топлива, с наддувом или без него, с охлаждением подаваемого воздуха или без охлаждения, с камерой сгорания регулируемого или нерегулируемого объема, с ограничением максимального возможного наполнения в цикле или без ограничения и т.д.Thus, the implementation in the reciprocating and rotary-piston ICE features indicated in the claims leads to the expansion of their functionality, increasing the efficiency and (or) power of the known ICEs, and the above is true for piston and rotary-piston ICEs of any known structures, for example , for internal combustion engines with ignition of a fuel from an extraneous source or with self-ignition of a fuel, with or without supercharging, with or without cooling of the supplied air, with a combustion chamber of regulated or unregulated volume a, with a limitation of the maximum possible filling in the cycle or without limitation, etc.

Claims

1. The method of creating torque on the working shaft of reciprocating and rotary piston internal combustion engines, including the supply of atmospheric air and fuel to the combustion chamber, burning fuel, removing exhaust gases from the burned fuel, which consists in converting the movement of the working piston or piston-rotor under the action of the pressure of the gases of the burned fuel in the cycle to rotate the working shaft, characterized in that at the stroke of a possible inlet in the cycle, forced expansion of the gaseous contents of the work its engine volume before the start of the supply (before the start of the intake) of atmospheric air (or its mixture with fuel) or after the start and interruption of the supply (intake) of atmospheric air (or its mixture with fuel) at a given possible intake stroke in this cycle, then start or they resume the supply of atmospheric air (or its mixture with fuel), which was started and interrupted in a given cycle, and supply atmospheric air (or its mixture with fuel) until the completion of a possible intake stroke in this cycle or until the subsequent forced interruption of supply (Intake) air (or a mixture of the fuel) at this intake stroke possible in a given cycle.

2. The method according to claim 1, characterized in that the supply (intake) of atmospheric air (or its mixture with fuel) alternately alternates on the cycle of a possible intake in a cycle with the process of forced expansion of the gaseous contents of the engine displacement.

3. The method according to claim 1, characterized in that establish the required or maximum possible degree of forced expansion of the gaseous contents of the working volume of the engine at the cycle of a possible inlet in the cycle and (or) the required number of alternations and the required ratio of the duration of the forced expansion of the gaseous contents of the working volume of the engine and the duration of the supply (intake) of atmospheric air (or its mixture with fuel) at the cycle of a possible intake in the cycle.

4. The method according to claim 2, characterized in that establish the required or maximum possible degree of forced expansion of the gaseous contents of the working volume of the engine at the cycle of a possible intake in the cycle and (or) the required number of alternations and the required ratio of the duration of the forced expansion of the gaseous contents of the working volume of the engine and the duration of the supply (intake) of atmospheric air (or its mixture with fuel) at the cycle of a possible intake in the cycle.

5. The method according to claim 1, or 2, or 3, or 4, characterized in that they increase the degree of compression in the cycle (reduce the volume of the combustion chamber) or (and) increase the rate of boost, including up to the maximum allowable values so that the temperature of the gaseous contents of the working volume of the engine on the compression stroke in the cycle did not exceed its maximum allowable or calculated required value at all possible engine operation modes.

6. A piston or rotary piston internal combustion engine, structurally containing at least one combustion chamber formed by engine parts or parts thereof and at least one working piston or rotor piston kinematically connected to the working shaft, an external ignition source fuel or without it, a system for supplying atmospheric air, fuel and exhaust gas, characterized in that it contains a system for supplying atmospheric air (or its mixture with fuel), supplying (intake) atmospheric Air (or a fuel mixture) to the intake stroke in a possible cycle after the forced expansion of the gaseous contents of the working volume of the engine at this intake stroke possible in a given cycle.

7. A piston or rotary piston internal combustion engine according to claim 6, characterized in that it contains a supply system of atmospheric air (or its mixture with fuel), repeatedly alternating at the time of a possible inlet in the cycle the supply (intake) of atmospheric air (or its mixture with fuel) with forced expansion of the gaseous contents of the engine displacement.

8. A piston or rotary piston internal combustion engine according to claim 6, characterized in that it contains at least one inlet valve that opens to supply atmospheric air (or its mixture with fuel) in the cycle after forced expansion of the gaseous the contents of the engine’s working volume at a possible intake stroke in this cycle, or contains in the atmospheric air supply system (or its mixture with fuel) at least one intake valve that opens, closes and closes more than once when it is forced to expand the gaseous contents of the engine displacement at the cycle of a possible intake in the cycle.

9. A piston or rotary piston internal combustion engine according to claim 7, characterized in that it contains at least one inlet valve that opens to supply (intake) of atmospheric air (or its mixture with fuel) in a cycle after forced expansion of the gaseous the contents of the engine’s working volume at a possible intake stroke in this cycle, or contains in the atmospheric air supply system (or its mixture with fuel) at least one intake valve that opens, closes and closes more than once when it is forced to expand the gaseous contents of the engine displacement at the cycle of a possible intake in the cycle.

10. A piston or rotary piston internal combustion engine according to claim 6, or 7, 8, or 9, characterized in that it contains a combustion chamber of adjustable or unregulated volume, the volume of which corresponds to a numerical value of the geometric compression ratio in the cycle of at least 12 ( twelve) in all engine operating modes.