RU2373410C1 - Method to increase piston ice efficiency - Google Patents

Method to increase piston ice efficiency Download PDF

Info

Publication number
RU2373410C1
RU2373410C1 RU2008112831/06A RU2008112831A RU2373410C1 RU 2373410 C1 RU2373410 C1 RU 2373410C1 RU 2008112831/06 A RU2008112831/06 A RU 2008112831/06A RU 2008112831 A RU2008112831 A RU 2008112831A RU 2373410 C1 RU2373410 C1 RU 2373410C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
engine
cylinder
piston
cylinders
load shaft
Prior art date
Application number
RU2008112831/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Илья Петрович Печкин (RU)
Илья Петрович Печкин
Original Assignee
Илья Петрович Печкин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Илья Петрович Печкин filed Critical Илья Петрович Печкин
Priority to RU2008112831/06A priority Critical patent/RU2373410C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2373410C1 publication Critical patent/RU2373410C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention relates to power plant engineering. Essence of proposed invention consists in that piston reciprocates due to swinging of spring-loaded crank-rocker mechanism coupled with load shaft. Mechanism cheeks accommodate two toothed quadrants. Mechanism other end can be fixed by pawl teeth, while spring allows is to swing on half shafts. Note here that one toothed quadrant transmits rotation to ratchet gear toothed rim, the ratchet gear being coupled with aforesaid load shaft. Other toothed quadrant allows mechanism to turn in intake stroke. In integrating one-piston engine into multi-piston engine, similar processes in different cylinders occur either in turn, or in groups, or simultaneously with the help of electric control system incorporating a control drum coupled with load shaft.
EFFECT: increased efficiency of piston-type internal combustion engine.
15 dwg

Description

Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности усовершенствует способ повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания, предназначенный для энергетических установок, например, на электростанциях, на кораблях, тепловозах, автомобилях и в авиации.The invention relates to the field of power engineering, in particular, improves a method of increasing the efficiency of a reciprocating internal combustion engine, intended for power plants, for example, in power plants, ships, diesel locomotives, automobiles and aircraft.

В двигателестроении известен способ работы поршневого двигателя внутреннего сгорания (описание изобретения к патенту RU №2163681 С2, 7 F02B 75/32 за 2001 г.). Сущность способа состоит в том, что кулачковый вал преобразует вращательное движение в неподвижное и возвратно-поступательное движение поршня, в результате этого в цилиндре двигателя происходят процессы впуска, сжатия, рабочего такта и выпуска газов продуктов сгорания. При этом цикл управляющего вала имеет два скоростных и два затяжных такта.In the engine industry, a method of operating a reciprocating internal combustion engine is known (description of the invention to patent RU No. 2163681 C2, 7 F02B 75/32 for 2001). The essence of the method lies in the fact that the cam shaft converts the rotational motion into a stationary and reciprocating motion of the piston, as a result of which the processes of intake, compression, working cycle and exhaust of gases of combustion products occur in the engine cylinder. At the same time, the control shaft cycle has two high-speed and two long cycles.

Недостатком способа является то, что при объединении одноцилиндровых двигателей в многоцилиндровый двигатель одноименные процессы в разных цилиндрах осуществляются только поочередно. Это не позволяет отбирать от двигателя мощность в широких пределах, поэтому для этих целей используют коробки передач.The disadvantage of this method is that when combining single-cylinder engines into a multi-cylinder engine, the processes of the same name in different cylinders are carried out only alternately. This does not allow taking power from the engine over a wide range, therefore, gearboxes are used for these purposes.

Известен также способ повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания (описание изобретения к патенту RU №2258819 С2, 7 F02В 75/32 за 2005 г.). Сущность данного способа состоит в том, что неподвижное и возвратно-поступательное движение поршень совершает за счет преобразования механической энергии пружины и кулачка, вращающегося на валу сельсина-приемника синхронно с сельсином-датчиком, в результате этого в цилиндре двигателя происходят процессы впуска, сжатия, рабочего такта и выпуска газов продуктов сгорания, причем при объединении одноцилиндровых двигателей в многоцилиндровый двигатель используют автоматическую систему управления, в результате этого одноименные процессы в разных цилиндрах многоцилиндрового двигателя осуществляют либо поочередно, либо группами, либо одновременно.There is also a method of increasing the efficiency of a reciprocating internal combustion engine (description of the invention to patent RU No. 2258819 C2, 7 F02B 75/32 for 2005). The essence of this method lies in the fact that the piston makes a stationary and reciprocating motion by converting the mechanical energy of the spring and the cam rotating on the shaft of the selsyn receiver in synchronization with the selsyn sensor, as a result of which inlet, compression, working processes occur in the engine cylinder cycle and exhaust gas combustion products, and when combining single-cylinder engines in a multi-cylinder engine using an automatic control system, as a result of the same process in different cylinders of a multicylinder engine is performed either alternately or in groups or simultaneously.

Использование электрической системы управления в устройстве для осуществления известного способа позволяет осуществлять отбор мощности у многоцилиндровых двигателей в широких пределах без вспомогательных устройств. Однако сельсинный способ управления двигателем не пригоден для двигателей большой мощности.The use of an electrical control system in a device for implementing the known method allows for the selection of power from multi-cylinder engines in a wide range without auxiliary devices. However, the selsyn engine control method is not suitable for high power engines.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ преобразования вращательного движения кривошипа коленчатого вала в возвратно-поступательное движение поршня, в результате чего в цилиндре поршневого двигателя внутреннего сгорания осуществляются процессы впуска, сжатия, рабочего такта и выпуска газов продуктов сгорания (Ваншейдт В.А. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Судпромгиз, - Л.: 1962, с.81).Closest to the claimed invention is a method of converting the rotational movement of the crank of the crankshaft into reciprocating motion of the piston, as a result of which the processes of intake, compression, working cycle and exhaust of gases of combustion products are carried out in the cylinder of a reciprocating internal combustion engine (Vansheydt V.A. Marine engines internal combustion.Sudpromgiz, - L .: 1962, p.81).

Недостатком способа повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания является то, что кривошип коленчатого вала, являясь движителем поршня, проходит четыре мертвые зоны за цикл. В них поршень парализован, так как стоит на месте или движется крайне медленно. Поэтому устройства для реализации известного способа преобразуют вращательное движение в возвратно-поступательное движение поршня неэффективно. Это не позволяет получить высокую эффективную мощность (Ne) в устройствах для реализации способа.The disadvantage of this method of increasing the efficiency of a piston internal combustion engine is that the crank of the crankshaft, being the engine of the piston, passes four dead zones per cycle. In them, the piston is paralyzed, as it stands still or moves extremely slowly. Therefore, devices for implementing the known method convert rotational motion into reciprocating piston motion inefficiently. This does not allow to obtain high effective power (Ne) in devices for implementing the method.

Исходя из вышеизложенного была поставлена задача разработать такой способ работы поршневого двигателя внутреннего сгорания, в устройствах для реализации которого можно будет получать хорошие основные технические характеристики параметров.Based on the foregoing, the task was to develop such a method of operation of a reciprocating internal combustion engine, in devices for the implementation of which it will be possible to obtain good basic technical characteristics of the parameters.

Поставленная задача решается заявленным способом повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания, включающим преобразование качательного движения подпружиненного кривошипно-двухкоромыслового механизма в возвратно-поступательное движение поршня, в результате чего в цилиндре двигателя происходят процессы впуска, сжатия, сгорания, рабочего такта и выпуска газов продуктов сгорания.The problem is solved by the claimed method of increasing the efficiency of a reciprocating internal combustion engine, including converting the oscillating movement of the spring-loaded crank-double gear mechanism into reciprocating motion of the piston, as a result of which processes of intake, compression, combustion, working cycle and exhaust of gases of combustion products occur in the engine cylinder .

При объединении одноцилиндровых двигателей в многоцилиндровый двигатель одноименные процессы в разных цилиндрах многоцилиндрового двигателя совершают либо поочередно, либо группами, либо одновременно путем электрической системы управления.When combining single-cylinder engines into a multi-cylinder engine, processes of the same name in different cylinders of a multi-cylinder engine are performed either alternately, in groups, or simultaneously by an electric control system.

В заявленном способе признаками изобретения, общими для него и для его наиболее близкого аналога, являются:In the claimed method, the features of the invention common to him and to his closest analogue are:

- кривошип коленчатого вала преобразует вращательное движение в возвратно-поступательное движение поршня, в результате чего в рабочем цилиндре двигателя происходят процессы впуска, сжатия, сгорания, рабочего такта и выпуска газов продуктов сгорания.- the crank of the crankshaft converts rotational motion into reciprocating motion of the piston, as a result of which processes of intake, compression, combustion, working cycle and exhaust of gases of combustion products occur in the working cylinder of the engine.

В заявленном способе признаками изобретения, отличающими его от наиболее близкого аналога, являются:In the claimed method, the features of the invention that distinguish it from the closest analogue are:

- возвратно-поступательное движение поршень совершает путем преобразования качательного движения кривошипно-двухкоромыслового механизма, в результате чего в рабочем цилиндре двигателя происходят процессы впуска, сжатия, сгорания, рабочего такта и выпуска газов продуктов сгорания;- the piston makes reciprocating motion by converting the rocking motion of the crank-double gear mechanism, as a result of which the processes of intake, compression, combustion, working cycle and exhaust of gases of combustion products occur in the working cylinder of the engine;

- электрическая система управления обеспечивает соединение одноцилиндровых двигателей в многоцилиндровый двигатель таким образом, что одноименные процессы в разных цилиндрах осуществляют либо поочередно, либо группами, либо одновременно.- the electrical control system ensures the connection of single-cylinder engines into a multi-cylinder engine so that the processes of the same name in different cylinders are carried out either alternately, or in groups, or simultaneously.

Данная совокупность отличительных признаков изобретения вместе с общими признаками заявленного способа и наиболее близкого его аналога обеспечивают получение положительного эффекта изобретения во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.This set of distinguishing features of the invention, together with the general features of the claimed method and its closest analogue, provide a positive effect of the invention in all cases to which the requested scope of legal protection applies.

На фиг.1 изображена кинематическая схема устройства для реализации способа повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания.Figure 1 shows the kinematic diagram of a device for implementing a method of increasing the efficiency of a reciprocating internal combustion engine.

На фиг.2 - идеальная диаграмма работы четырехтактного одноцилиндрового ДВС, построенная по способу Гриневецкого-Мазинга в координатах: давление (Р) кГс/см2, угол поворота коленчатого вала (α°) в градусах.Figure 2 is an ideal diagram of the operation of a four-stroke single-cylinder internal combustion engine, constructed by the method of Grinevetsky-Masing in coordinates: pressure (P) kG / cm 2 , angle of rotation of the crankshaft (α °) in degrees.

На фиг.3 - диаграмма хода поршня четырехтактного одноцилиндрового ДВС, построенная по способу Брикса в координатах: ход поршня (n) в мм, угол поворота коленчатого вала (α°) в градусах.Figure 3 is a piston diagram of a four-stroke single-cylinder internal combustion engine, constructed according to the Brix method in coordinates: piston stroke (n) in mm, crankshaft rotation angle (α °) in degrees.

На фиг.4 - реальная индикаторная диаграмма работы четырехтактного одноцилиндрового ДВС в координатах: давление (Р) кГс/см2, угол поворота коленчатого вала (α°) в градусах.Figure 4 is a real indicator diagram of the operation of a four-stroke single-cylinder internal combustion engine in the coordinates: pressure (P) kG / cm 2 , angle of rotation of the crankshaft (α °) in degrees.

На фиг.5 - индикаторная диаграмма работы четырехтактного четырехцилиндрового двигателя в координатах: давление (Р) кГс/см2, угол поворота коленчатого вала (α°) в градусах.Figure 5 is an indicator diagram of the operation of a four-stroke four-cylinder engine in the coordinates: pressure (P) kgf / cm 2 , the angle of rotation of the crankshaft (α °) in degrees.

На фиг.6 - индикаторная диаграмма работы четырехтактного четырехцилиндрового ДВС при 1500 об/мин, а после переключения скорости - при 5000 об/мин в координатах: давление (Р) кГс/см2, угол поворота коленчатого вала (α°) в градусах.Figure 6 is an indicator diagram of the operation of a four-stroke four-cylinder internal combustion engine at 1500 rpm, and after switching speed - at 5000 rpm in coordinates: pressure (P) kgf / cm 2 , angle of rotation of the crankshaft (α °) in degrees.

На фиг.7 - силы, действующие на коленвал со стороны поршней во время работы четырехтактного четырехцилиндрового ДВС при 1500 об/мин, а после переключения скорости при 5000 об/мин:In Fig.7 - the forces acting on the crankshaft from the side of the pistons during operation of the four-stroke four-cylinder internal combustion engine at 1500 rpm, and after switching speed at 5000 rpm:

1) силы, возникающие во время протекания вспомогательных процессов (F1);1) forces arising during the course of auxiliary processes (F 1 );

2) силы, возникающие во время протекания рабочих тактов в цилиндрах ДВС (F2);2) the forces arising during the flow of working cycles in the cylinders of the internal combustion engine (F 2 );

3) силы, возникающие во время протекания процессов сгорания топливовоздушной смеси (F3);3) forces arising during the course of combustion processes of the air-fuel mixture (F 3 );

4) силы, действующие на коленвал во время отключения нагрузки в момент переключения скорости.4) the forces acting on the crankshaft during load shedding at the time of switching speed.

На фиг.8 - индикаторные диаграммы цилиндров четырехтактного четырехцилиндрового ДВС, одни и те же процессы в которых совершаются поочередно (по аналогии последовательного соединения электрических источников).On Fig - indicator diagrams of the cylinders of a four-stroke four-cylinder internal combustion engine, the same processes in which are performed alternately (by analogy to the serial connection of electrical sources).

На фиг.9 - диаграмма эффективных мощностей цилиндров, одноименные процессы в которых совершаются поочередно.Figure 9 is a diagram of the effective power of the cylinders, processes of the same name in which are performed alternately.

На фиг.10 - индикаторные диаграммы цилиндров четырехтактного четырехцилиндрового ДВС, одни и те же процессы в которых совершаются группами (по аналогии смешанного соединения электрических источников).Figure 10 - indicator diagrams of the cylinders of a four-stroke four-cylinder internal combustion engine, the same processes in which are performed in groups (by analogy to a mixed connection of electrical sources).

На фиг.11 - диаграмма эффективных мощностей цилиндров, одноименные процессы в которых совершаются группами.Figure 11 is a diagram of the effective power of the cylinders, processes of the same name in which are performed by groups.

На фиг.12 - индикаторные диаграммы цилиндров четырехтактного четырехцилиндрового ДВС, одноименные процессы в которых совершаются одновременно (по аналогии параллельного соединения электрических источников).On Fig - indicator diagrams of the cylinders of a four-stroke four-cylinder internal combustion engine, the processes of the same name in which are performed simultaneously (by analogy to the parallel connection of electrical sources).

На фиг.13 - диаграмма эффективных мощностей цилиндров, одноименные процессы в которых совершаются одновременно.On Fig is a diagram of the effective power of the cylinders, processes of the same name in which are performed simultaneously.

На фиг.14 - однолинейная электрическая схема управления устройством для реализации способа повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания.On Fig - single-line electrical control circuit of the device for implementing a method of increasing the efficiency of a piston internal combustion engine.

На фиг.15 - кинематическая схема газораспределения первого рабочего цилиндра на управляющем барабане.On Fig - kinematic gas distribution of the first working cylinder on the control drum.

Обозначение электроаппаратуры, механизмов в схеме управления ДВС:Designation of electrical equipment, mechanisms in the internal combustion engine control circuit:

ЭДП - электродвигатель постоянного тока;EAF - DC motor;

ЭП - выключатель электропитания 12 V;ЭП - power supply switch 12 V;

Щ - щеткодержатель: ЩМ - малого барабана; ЩС - среднего барабана; ЩБ - большого барабана;Щ - brush holder: ЩМ - snare drum; ЩС - middle drum; ShchB - a big drum;

Токоприемники приводов: С - зубчатой собачки; KB - клапана выпуска; КН - клапана наполнения; З - зажигания.Current collectors of drives: C - gear dogs; KB - exhaust valve; KN - filling valves; Z - ignition.

1 ВР; 2 ВР; 3 ВР - выключатели выбора режима;1 BP; 2 BP; 3 BP - mode selection switches;

1P; 2P; 3Р - катушки магнитных пускателей выбора режима;1P; 2P; 3Р - coils of magnetic starters for mode selection;

1МП-0; 2МП-0; 3МП-0; 4МП-0 - катушки магнитных пускателей электропитания нулевой отметки на управляющем барабане;1MP-0; 2MP-0; 3MP-0; 4MP-0 - coils of magnetic starters of power supply of a zero mark on a control drum;

1МП-90; 2МП-90; 3МП-90; 4МП-90 - катушки магнитных пускателей на 90-градусной отметке на управляющем барабане;1MP-90; 2MP-90; 3MP-90; 4MP-90 - magnetic starter coils at a 90-degree mark on the control drum;

1МП-180; 2МП-180; 3МП-180; 4МП-180 - катушки магнитных пускателей на 180-градусной отметке на управляющем барабане;1MP-180; 2MP-180; 3MP-180; 4MP-180 - magnetic starter coils at a 180-degree mark on the control drum;

1МП-270; 2МП-270; 3МП-270; 4МП-270 - катушки магнитных пускателей на 270-градусной отметке на управляющем барабане;1MP-270; 2MP-270; 3MP-270; 4MP-270 - magnetic starter coils at a 270-degree mark on the control drum;

1C; 2С; 3С; 4С - катушки приводов зубчатых собачек 1, 2, 3 и 4 цилиндров;1C; 2C; 3C; 4C - coils of gear dogs 1, 2, 3 and 4 cylinders;

1КB; 2КB; 3КВ; 4КB - катушки приводов клапанов выпуска отработавших газов;1KB; 2KB; 3KV; 4KB - coils of actuators of valves for exhaust gases;

1КН; 2КН; 3КН; 4КН - катушки приводов клапанов наполнения цилиндров топливовоздушной смесью.1KN; 2KN; 3KN; 4KN - coil actuators for filling valves with air-fuel mixture.

Устройство для реализации способа повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндр 1, поршень 2, кривошипно-двухкоромысловый механизм 3. На обеих щеках кривошипно-двухкоромыслового механизма 3 установлены зубчатые сектора 7 и 8. Другой конец кривошипно-двухкоромыслового механизма может фиксироваться на одном из зубьев зубчатой собачки 9, которая совершает качательные движения на валике 10. Пружина 11 позволяет кривошипно-двухкоромысловому механизму 3 качаться на полуосях 4. На верхней крышке цилиндра 1 установлены свеча зажигания 12, клапан 13 выпуска газов продуктов сгорания с приводом 1КB, а также клапан 14 наполнения цилиндра горючей смесью с приводом 1КН. Зубчатый обод храпового колеса 15 вращает вал нагрузки 16, на котором вращаются зубчатый сектор 17 и управляющий диэлектрический барабан 18. На управляющем барабане 18 имеются три ступени, на которых симметрично закреплены: сплошное 19 токопроводящее кольцо, а также полукольца-датчики 20, 21, 22 и 23. Вокруг барабанов в веерном порядке на отметках 0°, 90°, 180°, 270° и 360° установлены токоприемники С, КB, КН, ЩМ, ЩС, ЩБ и З (см. фиг.1, 13, 14). Выходной вал 16 заканчивается маховиком 26, который вращает стартер 25 при запуске.A device for implementing a method of increasing the efficiency of a reciprocating internal combustion engine comprises a cylinder 1, a piston 2, a crank-double gear mechanism 3. On both cheeks of the crank-two gear mechanism 3, gear sectors 7 and 8 are installed. The other end of the crank-double gear mechanism can be fixed on one of the teeth of the toothed dog 9, which oscillates on the roller 10. The spring 11 allows the crank-double gear mechanism 3 to swing on the axle shafts 4. On the top cover of the cylinder 1, a spark plug 12, a valve 13 for the release of gases of combustion products with a 1KB actuator, and a valve 14 for filling the cylinder with a combustible mixture with a 1KN actuator were installed. The gear rim of the ratchet wheel 15 rotates the load shaft 16, on which the gear sector 17 and the control dielectric drum 18 rotate. On the control drum 18 there are three steps on which are symmetrically fixed: a solid 19 conductive ring, as well as half rings-sensors 20, 21, 22 and 23. Around the drums in fan order at 0 °, 90 °, 180 °, 270 ° and 360 °, current collectors C, KB, KN, ЩМ, ЩС, ЩБ and З are installed (see FIGS. 1, 13, 14) . The output shaft 16 ends with a flywheel 26, which rotates the starter 25 at startup.

Перед запуском ДВС водитель (оператор) включает выключатель 1 ВР выбора режима магнитного пускателя IP, при замыкании контактов которого напряжение 12 V появится на сплошном кольце 19 барабана 18 с малым диаметром через щеткодержатель ЩМ. Одновременно ток появится на полукольцах-датчиках 20, 21, 22 и 23, которые соединены между собой. Вместе с этим напряжение 12 V появится в катушках магнитных пускателей 1МП-0, 2МП-90, 3МП-180 и 4МП-270. Это позволит во время запуска двигателя соединить валы 16 одноцилиндровых двигателей в составе четырехцилиндрового двигателя таким образом, чтобы одноименные процессы в разных цилиндрах совершались поочередно с интервалом в 90° (см. фиг.8, 9 и 14). Запуск ДВС осуществляют с помощью стартера 25, малая шестерня последнего вращает при запуске зубчатый обод маховика 26.Before starting the internal combustion engine, the driver (operator) turns on the switch 1 BP of the choice of the magnetic starter IP mode, when the contacts are closed, a voltage of 12 V will appear on the solid ring 19 of the drum 18 with a small diameter through the brush holder SCM. At the same time, the current will appear on the half-rings-sensors 20, 21, 22 and 23, which are interconnected. Along with this, a voltage of 12 V will appear in the coils of magnetic starters 1MP-0, 2MP-90, 3MP-180 and 4MP-270. This will allow, during engine start, to connect the shafts of 16 single-cylinder engines as part of a four-cylinder engine so that the processes of the same name in different cylinders are performed alternately with an interval of 90 ° (see Figs. 8, 9 and 14). Starting the engine is carried out using the starter 25, a small gear of the latter rotates when starting the gear rim of the flywheel 26.

Рассмотрим, как включится в работу первый цилиндр многоцилиндрового двигателя. Во время вращения управляющего барабана 18 с малым диаметром полукольцо-датчик 20 приблизится, а затем коснется токоприемника С на отметке 0°. Это позволит передать ток с вращающегося полукольца-датчика 20 на токоприемник С, замкнутые контакты 1С1 магнитного пускателя 1МП-0 в катушку привода 1C зубчатой собачки 9 первого рабочего цилиндра. После этого шток привода 1C сожмет пружину и повернет зубчатую собачку 9 вправо (см. фиг.1), освободив хвостовик кривошипно-двухкоромыслового механизма 3. Под действием пружины 11 кривошипно-двухкоромысловый механизм вместе с шатуном 6, поршнем 2 поднимутся вверх и сожмут горючую смесь в цилиндре 1. В районе верхней точки хода поршня топливовоздушная смесь воспламенится от искры свечи 12 и сгорит. Под действием высокого давления поршень 2 поменяет свое направление и начнет двигаться вниз, увлекая за собой шатун 6, кривошипно-двухкоромысловый механизм 3, который при этом будет поворачивать зубчатый сектор 8 против часовой стрелки. Зубчатый сектор 8 передаст вращательное движение зубчатому ободу храпового колеса 15, которое связано с валом нагрузки 16. Другой конец кривошипно-двухкоромыслового механизма растянет пружину 11. Вместе с этим полукольцо-датчик 21 приблизится, а затем коснется токоприемника KB на отметке 0°, после чего напряжение 12 V через замкнутые контакты 1КВ1 магнитного пускателя 1МП-0 поступит в катушку 1KB привода клапана 13 выпуска отработавших газов в первом рабочем цилиндре. Очевидно, поэтому давление в полости первого цилиндра будет падать.Let us consider how the first cylinder of a multi-cylinder engine comes into operation. During the rotation of the control drum 18 with a small diameter, the half-ring sensor 20 approaches and then touches the current collector C at 0 °. This will allow you to transfer current from the rotating half-ring of the sensor 20 to the current collector C, the closed contacts 1C1 of the magnetic starter 1MP-0 to the drive coil 1C of the gear dog 9 of the first working cylinder. After that, the actuator stem 1C compresses the spring and rotates the toothed dog 9 to the right (see Fig. 1), releasing the shank of the crank-two-link mechanism 3. Under the action of the spring 11, the crank-two-link mechanism together with the connecting rod 6, piston 2 will rise up and compress the combustible mixture in the cylinder 1. At the upper point of the piston stroke, the air-fuel mixture will ignite from the spark of the candle 12 and burn. Under the action of high pressure, the piston 2 will change its direction and begin to move down, dragging the connecting rod 6, the crank-double gear mechanism 3, which will then rotate the gear sector 8 counterclockwise. The gear sector 8 will transmit rotational movement to the gear rim of the ratchet wheel 15, which is connected with the load shaft 16. The other end of the crank-double gear mechanism will stretch the spring 11. Together with this, the half-ring sensor 21 will come closer and then touch the current collector KB at 0 °, after which a voltage of 12 V through the closed contacts 1KV1 of the magnetic starter 1MP-0 will enter the coil 1KB of the actuator of the exhaust valve 13 in the first working cylinder. Obviously, therefore, the pressure in the cavity of the first cylinder will fall.

Под действием механической энергии пружины 11 кривошипно-двухкоромысловый механизм поменяет свое направление и начнет поворачиваться по часовой стрелке на полуосях 4. Таким образом поршень 2 поднимется к верхней точке и вытеснит газы продуктов сгорания в атмосферу. В это время полукольцо-датчик 21 покинет токоприемник KB на отметке 0° и закроет клапан 13 выпуска газов продуктов сгорания. Процесс наполнения осуществляет вращающийся на валу 16 зубчатый сектор 17, который путем зубчатого сектора 7 поворачивает кривошипно-двухкоромысловый механизм 3 против часовой стрелки и через шатун 6 опускает поршень 2 вниз. Одновременно полукольцо-датчик 22 коснется токоприемника КН первого рабочего цилиндра на отметке 0°. После чего напряжение 12 V через замкнутые контакты 1КН1 магнитного пускателя 1МП-0 поступит в катушку 1КН привода клапана 14 наполнения первого рабочего цилиндра горючей смесью. В нижнем положении поршня прекратится вращательное движение кривошипно-двухкоромыслового механизма против часовой стрелки. В это время прекратиться подача тока в катушку 1КН привода клапана 14 наполнения первого рабочего цилиндра. Таким образом, в первом цилиндре закончится такт наполнения. Очевидно, при вращении против часовой стрелки кривошипно-двухкоромысловый механизм растянет пружину 11 и зафиксируется на одном из зубьев зубчатой собачки 9. Таким образом, в первом рабочем цилиндре закончился полный цикл, и рабочий цилиндр снова будет готов выполнять следующий четырехтактный цикл. За один оборот управляющего барабана 18 во всех четырех цилиндрах совершатся аналогичные процессы. Причем одноименные процессы с интервалом в 90° будут совершаться в разных цилиндрах при вращении вала нагрузки 16 с управляющим барабаном 18.Under the action of the mechanical energy of the spring 11, the double-crank mechanism will change its direction and begin to turn clockwise on the axle shafts 4. Thus, the piston 2 will rise to the upper point and displace the gases of the combustion products into the atmosphere. At this time, the half-ring sensor 21 will leave the KB current collector at 0 ° and close the valve 13 for the release of combustion gases. The filling process is carried out by a gear sector 17 rotating on the shaft 16, which, by means of the gear sector 7, rotates the crank-double gear mechanism 3 counterclockwise and lowers the piston 2 down through the connecting rod 6. At the same time, the semicircular sensor 22 touches the current collector KN of the first working cylinder at 0 °. After that, the voltage of 12 V through the closed contacts 1KN1 of the magnetic starter 1MP-0 will enter the coil 1KN of the valve actuator 14 filling the first working cylinder with a combustible mixture. In the lower position of the piston, the rotational movement of the crank-two-link mechanism counterclockwise will stop. At this time, the current supply to the coil 1KH of the drive of the valve 14 of filling the first working cylinder is stopped. Thus, the filling cycle will end in the first cylinder. Obviously, when turned counterclockwise, the crank-double gear mechanism will stretch the spring 11 and lock onto one of the teeth of the gear dog 9. Thus, the first cycle has ended the full cycle, and the working cylinder will again be ready to perform the next four-stroke cycle. For one revolution of the control drum 18 in all four cylinders similar processes will occur. Moreover, the processes of the same name with an interval of 90 ° will occur in different cylinders during rotation of the load shaft 16 with the control drum 18.

При таком режиме выходная мощность (эффективная мощность Ne) двигателя будет равняться цилиндровой мощности, т.е. небольшой, так как рабочие процессы в разных цилиндрах многоцилиндрового двигателя будут совершаться поочередно с интервалом в 90°. Очевидно, в любой момент времени на выходной вал 16 будет действовать мощность одного цилиндра (Nц). Это можно наглядно увидеть на диаграмме (фиг.8, 9).In this mode, the output power (effective power Ne) of the engine will be equal to the cylinder power, i.e. small, since the working processes in different cylinders of a multi-cylinder engine will take place alternately with an interval of 90 °. Obviously, at any time on the output shaft 16 will act the power of one cylinder (N C ). This can be clearly seen in the diagram (Fig.8, 9).

Для того чтобы увеличить выходную мощность двигателя в два раза, оператор (водитель) должен отключить выключатель 1ВР, а затем включить выключатель режима 2ВР. Это позволит отключить катушку магнитного пускателя IP и подать напряжение 12 V в катушку магнитного пускателя 2Р. После включения последнего ток через щеткодержатель ЩС поступит на сплошное кольцо 19. После этого напряжение 12 V появится на полукольцах-датчиках 20, 21, 22 и 23 среднего барабана. Кроме того, ток появится в катушках магнитных пускателей 1МП-0, 2МП-0, а также 3МП-180 и 4МП-180. Это позволит присоединить валы одноцилиндровых двигателей, входящих в состав четырехцилиндрового двигателя, таким образом, чтобы одноименные процессы совершались сразу в двух цилиндрах, т.е. в первом и втором на отметке 0° и в третьем и четвертом на отметке 180°. Для примера рассмотрим, каким образом будут совершать одноименные процессы сразу два цилиндра. Во время вращения среднего управляющего барабана 18 полукольцо-датчик 20 приблизится, а затем прикоснется к токоприемнику С на отметке 0°. Это позволит подать напряжение 12 V с полукольца-датчика 20 на токоприемник С, замкнутые контакты 1С1 магнитного пускателя 1МП-0 на катушку 1C привода зубчатой собачки 9 первого рабочего цилиндра. Одновременно ток появится в катушке 2С привода зубчатой собачки 9 второго рабочего цилиндра. С полукольца-датчика 20 на токоприемник С, а затем на катушку 2С привода зубчатой собачки 9 второго рабочего цилиндра. Таким образом, зубчатые собачки 9 синхронно повернутся в первом и во втором цилиндрах и освободят хвостовики кривошипно-двухкоромысловых механизмов в обоих цилиндрах. Под действием пружин 11 кривошипно-двухкоромысловые механизмы 3 вместе с шатунами 6 и поршнями 2 поднимутся вверх, сжимая при этом топливовоздушную смесь в двух цилиндрах одновременно. В районе верхних точек хода поршней горючие смеси воспламенятся и сгорят от искры свечей 12 в двух цилиндрах одновременно. Под действием высокого давления поршни первого и второго цилиндров поменяют свои направления и опустятся вниз, а с помощью шатунов 6 повернут зубчатые сектора 7 первого и второго цилиндров против часовой стрелки. Это позволит передать вращательное движение валу нагрузки 16 одновременно двумя зубчатыми ободами храповых колес 15 первого и второго цилиндров и тем самым передать эффективную мощность (Ne) сразу от двух цилиндров, т.е. в два раза большую. Этот эффект можно наглядно увидеть на диаграммах фиг.10 и 11. Кроме того, кривошипно-двухкоромысловые механизмы 3 обоих цилиндров синхронно растянут пружины 11 в первом и во втором цилиндрах, а в нижних положениях поршни обоих цилиндров поменяют свои направления и начнут двигаться вверх под действием механических энергий пружин 11 первого и второго цилиндров.In order to double the engine power output, the operator (driver) must turn off the 1BP switch, and then turn on the 2BP mode switch. This will disable the IP magnetic starter coil and apply 12 V to the 2P magnetic starter coil. After the latter is turned on, the current through the brush holder of the AC will be supplied to the solid ring 19. After that, a voltage of 12 V will appear on the half rings-sensors 20, 21, 22 and 23 of the middle drum. In addition, current will appear in the coils of magnetic starters 1MP-0, 2MP-0, as well as 3MP-180 and 4MP-180. This will allow connecting the shafts of single-cylinder engines that are part of the four-cylinder engine, so that the processes of the same name are performed in two cylinders at once, i.e. in the first and second at 0 ° and in the third and fourth at 180 °. For an example, we will consider how two cylinders will perform the same processes at once. During rotation of the middle control drum 18, the half-ring 20 will approach, and then touch the current collector C at 0 °. This will apply a voltage of 12 V from the half-ring of the sensor 20 to the current collector C, the closed contacts 1C1 of the magnetic starter 1MP-0 to the drive coil 1C of the gear dog 9 of the first working cylinder. At the same time, a current will appear in the drive coil 2C of the dog gear 9 of the second working cylinder. From the half-ring of the sensor 20 to the current collector C, and then to the drive coil 2C of the gear dog 9 of the second working cylinder. Thus, the gear dogs 9 synchronously rotate in the first and second cylinders and release the shanks of the crank-double gear mechanisms in both cylinders. Under the action of the springs 11, the crank-two-link mechanisms 3 together with the connecting rods 6 and the pistons 2 will rise upward, compressing the air-fuel mixture in two cylinders simultaneously. In the region of the upper points of the piston stroke, combustible mixtures will ignite and burn from the spark of candles 12 in two cylinders simultaneously. Under the action of high pressure, the pistons of the first and second cylinders change their directions and fall down, and with the help of the connecting rods 6, the gear sectors 7 of the first and second cylinders are turned counterclockwise. This will allow the rotational movement of the load shaft 16 to be transmitted simultaneously by two gear rims of the ratchet wheels 15 of the first and second cylinders and thereby transmit the effective power (Ne) from two cylinders at once, i.e. twice as big. This effect can be clearly seen in the diagrams of FIGS. 10 and 11. In addition, the crank-two-link mechanisms 3 of both cylinders synchronously stretch the springs 11 in the first and second cylinders, and in the lower positions the pistons of both cylinders change their directions and begin to move up under the action of mechanical energies of the springs 11 of the first and second cylinders.

В это время полукольцо-датчик 21 приблизится, а затем коснется токоприемника KB на отметке 0°. После чего напряжение 12 V через контакты 1КВ1 магнитного пускателя 1МП-0 поступит в катушку 1KB привода клапана 13 выпуска отработавших газов первого рабочего цилиндра. Одновременно ток появится в катушке привода 2KB клапана 13 выпуска отработавших газов второго рабочего цилиндра. Таким образом, оба поршня будут освобождать полости двух цилиндров от отработавших газов.At this time, the half-ring sensor 21 will approach and then touch the current collector KB at 0 °. After that, the voltage of 12 V through the contacts 1KV1 of the magnetic starter 1MP-0 will enter the coil 1KB of the actuator valve 13 for the exhaust of the first exhaust cylinder. At the same time, current will appear in the drive coil 2KB of the exhaust valve 13 of the second working cylinder. Thus, both pistons will release the cavity of the two cylinders from the exhaust gases.

Тем временем вращающиеся на валу 16 зубчатые сектора 17 первого и второго цилиндров коснутся зубьев секторов 7 первого и второго цилиндров и начнут поворачивать их против часовой стрелки вместе с кривошипно-двухкоромысловыми механизмами. Вместе с этим полукольцо-датчик 22 коснется токоприемника КН на отметке 0°. После чего напряжение 12 V через замкнутые контакты 1КН1 магнитного пускателя 1МП-0 поступит в катушку 1КН привода клапана 13 наполнения первого цилиндра горючей смесью, а через контакты 2КН1 магнитного пускателя 2МП-0 ток попадет в катушку 2КН привода клапана 13 наполнения второго цилиндра горючей смесью. Вскоре конец полукольца-датчика 22 приблизится, а затем покинет отметку 0° на среднем барабане. После этого прекратится подача горючей смеси в первый и второй рабочие цилиндры. В это время концы кривошипно-двухкоромысловых механизмов 3 первого и второго цилиндров зафиксируются на зубьях собачек 9. Таким образом, в первом и во втором цилиндрах совершились синхронно одноименные процессы четырехтактного цикла. За один оборот среднего управляющего барабана одноименные процессы будут совершаться при данном режиме сразу в двух цилиндрах, т.е. в первом и во втором на отметке 0° и в третьем и в четвертом на отметке 180° (см. фиг.14).Meanwhile, the toothed sectors 17 of the first and second cylinders rotating on the shaft 16 will touch the teeth of the sectors 7 of the first and second cylinders and begin to turn them counterclockwise along with the crank-double gear mechanisms. Along with this, the half-ring sensor 22 touches the current collector KN at 0 °. After that, the voltage of 12 V through the closed contacts 1KN1 of the magnetic starter 1MP-0 will enter the coil 1KN of the actuator of the valve 13 filling the first cylinder with the combustible mixture, and through the contacts 2KN1 of the magnetic starter 2MP-0, the current will go into the coil 2KN of the actuator of the valve 13 filling the second cylinder with the combustible mixture. Soon, the end of the semicircular sensor 22 will approach, and then leave the 0 ° mark on the middle drum. After that, the flow of the combustible mixture to the first and second working cylinders will stop. At this time, the ends of the crank-two-link mechanisms 3 of the first and second cylinders will be fixed on the teeth of the dogs 9. Thus, in the first and second cylinders, synchronous processes of the same cycle of the four-stroke cycle took place. For one revolution of the middle control drum, the processes of the same name will be performed in this mode at once in two cylinders, i.e. in the first and second at 0 ° and in the third and fourth at 180 ° (see Fig. 14).

Очевидно, эффективная мощность (Ne) при данном режиме увеличилась в два раза. Это можно увидеть на диаграммах (см. фиг.10, 11).Obviously, the effective power (Ne) in this mode doubled. This can be seen in the diagrams (see Fig. 10, 11).

Если обстановка потребует увеличения мощности двигателя, водитель (оператор) отключит выключатель режима 2ВР, а затем включит выключатель ЗВР. Это позволит совершать одни и те же процессы сразу во всех цилиндрах четырехцилиндрового двигателя на отметке 0°. При таком режиме эффективная мощность двигателя возрастет в четыре раза, т.е. будет равна сумме цилиндровых мощностей (Nц×4=ΣNe) всех четырех цилиндров. Это можно наглядно увидеть на диаграммах (см. фиг.12 и 13).If the situation requires an increase in engine power, the driver (operator) will turn off the 2BP mode switch, and then turn on the ZVR switch. This will allow you to perform the same processes at once in all cylinders of a four-cylinder engine at 0 °. In this mode, the effective engine power will increase four times, i.e. will be equal to the sum of the cylinder capacities (N c × 4 = ΣNe) of all four cylinders. This can be clearly seen in the diagrams (see Fig.12 and 13).

Прежде чем перейти к изложению технико-экономических преимуществ подкреплю убедительными примерами цель изобретения. В настоящее время в мире выпускают ДВС транспортных средств по проектам, которые были предложены более века назад и были созданы без научных, технических знаний. Это привело к тому, что отрасль двигателестроения отстала от других отраслей, в частности от энергетики, железнодорожного транспорта, более чем на век.Before proceeding to the statement of technical and economic advantages, I will substantiate with convincing examples the purpose of the invention. Currently, the world produces ICE vehicles for projects that were proposed more than a century ago and were created without scientific, technical knowledge. This led to the fact that the engine industry lagged behind other industries, in particular from energy, railway transport, for more than a century.

Согласно теоретическим основам, разработанным русским ученым В.И.Гриневецким и его последователями, ДВС (см. фиг.2) должен работать по индикаторной диаграмме Гриневецкого-Мазинга (Мазинг Е.К. Тепловой процесс ДВС, ОНТИ, 1937). Это, по сути дела, идеальная диаграмма работы четырехтактного ДВС в координатах: давление (Р) кГс/см2 в цилиндре в функции от угла поворота коленчатого вала (α°) в градусах. Если посмотреть на диаграмму фиг.2, то станет ясно, что четырехтактный двигатель должен иметь два скоростных (2с) и два затяжных (2з) такта в цикле. Схематически это можно будет выразить так: 2с×2з×2с×2з… Однако коленчатый вал, являясь движителем поршня (управляющим валом), не позволяет последнему совершать скоординированные движения. Это связано с тем, что коленвал совершает движения по диаграмме, построенной по способу Брикса (см. фиг.3) в координатах: ход поршня (n) в мм в функции от угла поворота коленчатого вала (α°) в градусах (Ваншейдт В.А. Судовые ДВС. Судпромгиз. - Л: 1962, с.427). Из диаграммы фиг.3 видно, что цикл коленчатого вала четырехтактного двигателя имеет иное чередование тактов: один скоростной (1с), далее идет один затяжной (1з), потом снова один скоростной (1с) и т.д. Схематически это будет выглядеть так: 1c×1з×1c×1з… Если сравнить диаграммы термодинамического и механического циклов, приведенные на фиг.2 и 3, то станет ясно, что включать в параллельную работу их нельзя, так как они не скоординированы. Очевидно, первооткрыватели ДВС об этом не знали, поэтому поручили деталям цилиндропоршневой группы выполнять функции нескольких механизмов: компрессора, вентилятора и двигателя (Ваншейдт В.А. Судовые ДВС. Судпромгиз. - Л: 1962, с.18). Как ни странно, эти противоречия до сих пор не осознали двигателисты.According to the theoretical foundations developed by the Russian scientist V.I. Grinevetsky and his followers, ICE (see figure 2) should work on the indicator diagram of Grinevetsky-Masing (Masing E.K. Thermal process of ICE, ONTI, 1937). This, in fact, is an ideal diagram of the operation of a four-stroke ICE in the coordinates: pressure (P) kG / cm 2 in the cylinder as a function of the angle of rotation of the crankshaft (α °) in degrees. If you look at the diagram of figure 2, it becomes clear that the four-stroke engine should have two high-speed (2C) and two protracted (2C) cycles in the cycle. Schematically, this can be expressed as: 2s × 2s × 2s × 2z ... However, the crankshaft, being the piston mover (control shaft), does not allow the latter to make coordinated movements. This is due to the fact that the crankshaft makes movements according to the diagram constructed according to the Brix method (see Fig. 3) in the coordinates: piston stroke (n) in mm as a function of the angle of rotation of the crankshaft (α °) in degrees (Vanscheidt B. A. Shipboard ICE. Sudpromgiz. - L: 1962, p. 427). From the diagram of figure 3 it can be seen that the cycle of the crankshaft of a four-stroke engine has a different alternation of cycles: one high-speed (1s), then one lingering (1s), then again one high-speed (1s), etc. Schematically, it will look like this: 1c × 1z × 1c × 1z ... If we compare the diagrams of the thermodynamic and mechanical cycles shown in Figs. 2 and 3, it becomes clear that they cannot be included in parallel operation, since they are not coordinated. Obviously, the discoverers of the internal combustion engine did not know about this, therefore, they instructed the details of the cylinder-piston group to perform the functions of several mechanisms: a compressor, a fan and an engine (Vansheydt V.A. Shipboard ICE. Sudpromgiz. - L: 1962, p. 18). Oddly enough, these contradictions are still not recognized by the engine.

Таким образом, реальная диаграмма четырехтактного двигателя приняла иной вид (см. фиг.4), отличающийся от диаграмм фиг.2 и 3. На диаграмме фиг.4 видно, что в одном затяжном (1з) такте наполнения (термодинамического цикла фиг.2) размещаются один скоростной (1с) и два затяжных (2з) такта коленчатого вала (диаграммы фиг.3). Далее скоростной (1с) такт - сжатия (термодинамического цикла фиг.2) совпал со скоростным (1с) тактом коленвала (диаграммы фиг.3). Вместе с этим сверхскоростной (1сс) рабочий такт (термодинамического цикла фиг.2) опережает рабочий скоростной такт (1с) коленчатого вала (диаграммы фиг.3) на затяжной (1з) процесс. По опытным данным рабочий такт в ДВС протекает наиболее эффективно при достижении максимальных параметров давления и температуры газов продуктов сгорания в цилиндре двигателя. Эти утверждения подтверждают законы квантовой механики (Страховский Г.М., Успенский А.В. - Основы квантовой электроники. М.: Высшая школа, 1973, с.6-7), согласно которым рабочее тело (продукты сгорания), имея температуру Tz=2000 К, испускает короткие волны, которые распространяются самопроизвольно со скоростью, близкой к скорости света, т.е. 300000 км/сек.Thus, the actual diagram of the four-stroke engine took a different form (see Fig. 4), which differs from the diagrams of Figs. 2 and 3. In the diagram of Fig. 4, it can be seen that in one protracted (1h) filling cycle (thermodynamic cycle of Fig. 2) placed one speed (1s) and two protracted (2h) crankshaft cycles (diagram of figure 3). Further, the high-speed (1s) compression cycle (thermodynamic cycle of Fig. 2) coincided with the high-speed (1s) crankshaft cycle (diagram of Fig. 3). Along with this, the ultra-fast (1cc) working cycle (thermodynamic cycle of Fig. 2) is ahead of the working high-speed cycle (1c) of the crankshaft (diagram of Fig. 3) by a protracted (1h) process. According to experimental data, the working cycle in the internal combustion engine proceeds most effectively when the maximum pressure and temperature parameters of the gases of combustion products in the engine cylinder are reached. These statements confirm the laws of quantum mechanics (Strakhovsky G.M., Uspensky A.V. - Fundamentals of quantum electronics. M: Higher school, 1973, p.6-7), according to which the working fluid (combustion products), having a temperature T z = 2000 K, emits short waves that propagate spontaneously at a speed close to the speed of light, i.e. 300,000 km / s

Очевидно, в этот момент и нужно как можно быстрее осуществлять процесс преобразования внутренней энергии в механическую работу. Однако если посмотреть на диаграмму фиг.4, то станет ясно, что в момент, когда продукты сгорания имеют высокие параметры, поршень - механизм, осуществляющий преобразование внутренней энергии в механическую работу, «отдыхает» в «мертвой зоне» - затяжном такте коленвала (см. фиг.4). Когда поршень с коленчатым валом начнут двигаться «быстро», т.е. совершать скоростной такт, продукты сгорания остынут, отдав большую долю энергии стенкам цилиндра, который в этот момент омывался водой. Кроме того, во время процесса сгорания топлива до прихода поршня в верхнюю «мертвую» точку образуется механическая энергия, которая с силой F3 давит на шейку кривошипа коленвала соседнего цилиндра с другой стороны (см. фиг.4). Двигателисты знают, что эффективная мощность (Ne) двигателя возрастает с увеличением частоты вращения коленчатого вала. Это объясняется прежде всего тем, что при быстром сжатии топливовоздушной смеси она рационально сгорает, образуя при этом больше энергии. Однако с увеличением частоты вращения резко уменьшается время, отведенное на протекание вспомогательных процессов. Это вызывает сжатие диаграмм (см. фиг.6 и 7). Таким образом, при увеличении частоты вращения значение эффективной мощности увеличивается медленно, а коэффициент наполнения цилиндра (ηv) уменьшается быстро. Кроме того, с увеличением оборотов увеличиваются внутренние потери, возрастают резонансные явления во всасывающем и выпускном трактах.Obviously, at this moment it is necessary to carry out the process of converting internal energy into mechanical work as quickly as possible. However, if you look at the diagram of Fig. 4, it will become clear that at the moment when the combustion products have high parameters, the piston - a mechanism that converts internal energy into mechanical work, "rests" in the "dead zone" - a prolonged crankshaft cycle (see Fig. 4). When the piston with the crankshaft starts moving “fast”, i.e. make a fast cycle, the combustion products cool down, giving a large fraction of the energy to the walls of the cylinder, which at that moment was washed with water. In addition, during the process of fuel combustion until the piston arrives at the top dead center, mechanical energy is generated which, with a force of F 3, presses on the neck of the crankshaft of the adjacent cylinder from the other side (see FIG. 4). Engineers know that the effective power (Ne) of an engine increases with increasing crankshaft speed. This is primarily due to the fact that with the rapid compression of the air-fuel mixture, it burns rationally, forming more energy. However, with an increase in the rotational speed, the time allotted for the course of auxiliary processes sharply decreases. This causes compression of the diagrams (see Fig.6 and 7). Thus, with increasing speed, the value of the effective power increases slowly, and the cylinder filling factor (η v ) decreases rapidly. In addition, with an increase in revolutions, internal losses increase, resonance phenomena in the suction and exhaust tracts increase.

За последнее десятилетие мощности ДВС транспортных средств непрерывно растут. Так, двигатель джипа мощностью 200 кВт имеет восемь цилиндров. Очевидно, что цилиндровая мощность такого двигателя будет равна 200 кВт. Отсюда, если помножить количество цилиндров на их цилиндровую мощность (Nц×8=200×8=1600 кВт), получится астрономическая мощность. Однако использовать эту возможность в ДВС с механическим управлением невозможно, да и не безопасно, потому что такую мощность не сможет выдержать кривошипно-шатунная система данного ДВС.Over the past decade, the power of ICE vehicles is constantly growing. Thus, a 200 kW jeep engine has eight cylinders. Obviously, the cylinder power of such an engine will be equal to 200 kW. Hence, if we multiply the number of cylinders by their cylinder power (N c × 8 = 200 × 8 = 1600 kW), we get astronomical power. However, it is impossible to use this opportunity in ICE with mechanical control, and it is not safe, because the crank system of this ICE cannot sustain such power.

Несложный расчет, приведенный специалистами ФГУП НАМИ, показывает, что «для езды по городу автомобилю массой около тонны со скоростью около 60 км/час нужно всего 6 киловатт - в тридцать раз меньше! Даже при крейсерской скорости автомобиля на трассе - 90 км/час - достаточно мощности 10-12 кВт. Для чего же такой огромный запас? Ведь не с потолка же конструкторы автомобилей выбирают двигатель? Автомобилисты знают, что этот запас мощности нужен для быстрых разгонов, например, при обгоне, а также для преодоления подъемов. Однако такие режимы составляют ничтожную долю времени движения автомобиля. Ну, а после разгона приходится тормозить»… (Н.Гулиа, «Из пушки по воробьям», журнал «ТМ»).A simple calculation made by the specialists of FSUE NAMI shows that “to drive around the city with a car weighing about a ton at a speed of about 60 km / h, you need only 6 kilowatts - thirty times less! Even with the cruising speed of the car on the highway - 90 km / h - a power of 10-12 kW is enough. Why such a huge supply? After all, it is not from the ceiling that car designers choose an engine? Motorists know that this power reserve is needed for fast acceleration, for example, when overtaking, as well as to overcome climbs. However, such modes make up a negligible fraction of the vehicle’s travel time. Well, after overclocking, you have to slow down ”... (N. Gulia,“ From the cannon on sparrows ”,“ TM ”magazine).

Очевидно, что расход топлива двигателя зависит от степени его загруженности. Таким образом, современный двигатель с механической системой управления не способен работать в экономически чистом режиме, т.е. обеспечивать полноту сгорания топлива в непрерывно меняющихся условиях движения.Obviously, the fuel consumption of the engine depends on the degree of its load. Thus, a modern engine with a mechanical control system is not able to operate in an economically clean mode, i.e. ensure the completeness of fuel combustion in continuously changing traffic conditions.

Двигатель с электрической системой управления близок к универсальному. Во-первых, он будет работать в экологически чистом режиме в широком диапазоне нагрузок, т.е. обеспечивать полноту сгорания топлива в цилиндрах одноцилиндровых двигателей, входящих в состав многоцилиндрового двигателя, до конечных, безвредных для окружающей среды продуктов сгорания. Во-вторых, он сможет снабжать автомобиль энергией в непрерывно меняющихся условиях движения в широких пределах. Для этого не потребуется «надстройка» - коробка передач, автомат и т.д. Это можно увидеть на диаграммах фиг.8, 9, 10, 11, 12, 13. Если посмотреть на диаграммы, то станет ясно, что с увеличением выходной мощности появляются взаимоисключающие возможности. Так, при увеличении эффективной мощности (Ne) в два раза (см. фиг.10, 11) одноцилиндровые двигатели соединяются попарно с интервалом 180°. При этом частота вращения управляющего барабана увеличивается также в два раза. Вместе с этим увеличивается длина полуколец-датчиков, обеспечивая эффективное протекание всех процессов четырехтактного цикла (см. фиг.14). При увеличении мощности в четыре раза (см. фиг.12, 13) одноцилиндровые двигатели, входящие в состав четырехцилиндрового двигателя, совершают рабочие процессы синхронно с интервалом в 360°. Очевидно, что частота вращения управляющего барабана при этом увеличивается в четыре раза. При этом длина полуколец-датчиков также увеличивается в четыре раза. Естественно, такие переключения сможет совершать при работающем двигателе только автоматическая система управления. Вместе с этим в предлагаемом устройстве будут установлены электроконтактные датчики (в нижней части цилиндра), которые будут фиксировать изменения давления: газов продуктов сгорания, отработавших газов, воздуха в начале процесса наполнения, а также в начале процесса сжатия. С помощью автоматической системы управления путем датчиков можно будет не только контролировать, но и вносить корректировку в процессы, обеспечивая постоянство нагрузки на цилиндры многоцилиндрового двигателя. Очевидно, что все эти существенные признаки позволят улучшить основные характеристики параметров ДВС.The engine with an electric control system is close to universal. Firstly, it will operate in an environmentally friendly mode over a wide range of loads, i.e. to ensure the completeness of fuel combustion in the cylinders of single-cylinder engines, which are part of a multi-cylinder engine, to the final, environmentally friendly combustion products. Secondly, he will be able to supply the car with energy in continuously changing traffic conditions over a wide range. This will not require a “superstructure" - a gearbox, automatic, etc. This can be seen in the diagrams of FIGS. 8, 9, 10, 11, 12, 13. If you look at the diagrams, it will become clear that with an increase in the output power, mutually exclusive possibilities appear. So, with an increase in the effective power (Ne) by a factor of two (see Figs. 10, 11), single-cylinder engines are connected in pairs with an interval of 180 °. In this case, the rotation frequency of the control drum also doubles. Along with this, the length of the half-rings of the sensors increases, ensuring the efficient flow of all processes of the four-cycle cycle (see Fig. 14). With a four-fold increase in power (see FIGS. 12, 13), single-cylinder engines that are part of a four-cylinder engine perform work processes synchronously with an interval of 360 °. It is obvious that the speed of the control drum increases four times. In this case, the length of the half-rings of the sensors also increases four times. Naturally, only an automatic control system can make such a switch when the engine is running. Along with this, the proposed device will be installed electrical sensors (in the lower part of the cylinder), which will record changes in pressure: gases of combustion products, exhaust gases, air at the beginning of the filling process, as well as at the beginning of the compression process. Using an automatic control system by sensors, it will be possible not only to control, but also to make adjustments to the processes, ensuring a constant load on the cylinders of a multi-cylinder engine. Obviously, all these essential features will improve the basic characteristics of the internal combustion engine parameters.

Благодаря вышеизложенным преимуществам устройство для реализации способа будет иметь большую агрегатную мощность по сравнению с современными ДВС (при меньших размерах), которую при этом можно будет неограниченно увеличивать, удовлетворяя растущие потребности использования двигателей для решения многочисленных научных и технических проблем, а также в обороне страны.Due to the above advantages, the device for implementing the method will have greater aggregate power compared to modern ICEs (with smaller sizes), which can be increased unlimitedly, meeting the growing needs of using engines to solve numerous scientific and technical problems, as well as in the country's defense.

Claims (1)

Способ повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания, включающий преобразование вращательного движения кривошипа коленчатого вала в возвратно-поступательное движение поршня, в результате чего в цилиндре двигателя происходят процессы впуска, сжатия, сгорания, рабочего такта и выпуска газов продуктов сгорания, отличающийся тем, что возвратно-поступательное движение поршень совершает путем качательного движения подпружиненного кривошипно-коромыслового механизма, связанного с валом нагрузки, причем на щеках механизма установлены два зубчатых сектора, другой конец механизма может фиксироваться зубьями собачки, а пружина позволяет механизму качаться на полуосях, при этом один зубчатый сектор передает вращение зубчатому ободу храпового колеса, связанного с валом нагрузки, другой сектор позволяет осуществлять поворот механизма в процессе впуска, а при объединении одноцилиндровых двигателей в многоцилиндровый двигатель одноименные процессы в разных цилиндрах многоцилиндрового двигателя осуществляют либо поочередно, либо группами, либо одновременно с помощью электрической системы управления, включающей управляющий барабан, связанный с валом нагрузки. A method of increasing the efficiency of a reciprocating internal combustion engine, including converting the rotational movement of the crankshaft crank into reciprocating motion of the piston, as a result of which the processes of inlet, compression, combustion, working cycle and exhaust of gases of combustion products occur in the cylinder of the engine, characterized in that -the translational movement of the piston is made by swinging the spring-loaded crank-rocker mechanism associated with the load shaft, and on the cheek x the mechanism has two gear sectors, the other end of the mechanism can be fixed by the teeth of the dog, and the spring allows the mechanism to swing on the axle shafts, while one gear sector transmits the rotation of the gear rim of the ratchet wheel connected to the load shaft, the other sector allows the mechanism to rotate during the intake process, and when combining single-cylinder engines into a multi-cylinder engine, the processes of the same name in different cylinders of a multi-cylinder engine are carried out either alternately, or in groups, or neous via electrical control system including a control drum connected to the load shaft.
RU2008112831/06A 2008-04-02 2008-04-02 Method to increase piston ice efficiency RU2373410C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008112831/06A RU2373410C1 (en) 2008-04-02 2008-04-02 Method to increase piston ice efficiency

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008112831/06A RU2373410C1 (en) 2008-04-02 2008-04-02 Method to increase piston ice efficiency

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2373410C1 true RU2373410C1 (en) 2009-11-20

Family

ID=41477921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008112831/06A RU2373410C1 (en) 2008-04-02 2008-04-02 Method to increase piston ice efficiency

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2373410C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110459932A (en) * 2019-09-06 2019-11-15 吉林大学 Half-ring crank connecting link telex system
RU2791382C1 (en) * 2022-07-18 2023-03-07 Илья Петрович Печкин Method for improving efficiency of a reciprocating internal combustion engine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110459932A (en) * 2019-09-06 2019-11-15 吉林大学 Half-ring crank connecting link telex system
CN110459932B (en) * 2019-09-06 2024-05-14 吉林大学 Semi-ring crank connecting rod telex system
RU2791382C1 (en) * 2022-07-18 2023-03-07 Илья Петрович Печкин Method for improving efficiency of a reciprocating internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3961607A (en) Internal combustion engine
US20040261415A1 (en) Motor-driven compressor-alternator unit with additional compressed air injection operating with mono and multiple energy
AU2012101940A4 (en) Two-stroke air-powered engine assembly
CN101709671B (en) Symmetrical rocker type large-torque output engine
CN105240120A (en) Horizontally-opposed balance type gasoline range extender and operation method thereof
CN101666267A (en) Combustion engine
RU2373410C1 (en) Method to increase piston ice efficiency
RU2335648C1 (en) Method of increasing internal combustion engine efficiency (pechkin's method)
RU2525995C2 (en) Internal combustion engine
CN201531309U (en) Internal combustion engine
RU2688601C2 (en) Piston internal combustion engine operation efficiency increasing method
RU2665766C2 (en) One-stroke internal combustion engine
RU2438026C1 (en) Device for implementing method of operating efficiency increase of piston-type internal combustion engine
RU2228452C2 (en) Method to increase efficiency of operation of control shaft of internal combustion piston engine
CN2270120Y (en) One-stroke opposition-explosion free piston engine
RU2258819C2 (en) Method to increase efficiency of operation of internal combustion piston engine
RU2298679C1 (en) Device for increasing efficiency of internal combustion piston engine
RU2791382C1 (en) Method for improving efficiency of a reciprocating internal combustion engine
RU2472953C2 (en) Method of increasing piston ice efficiency
RU2009106888A (en) LINEAR ELECTROHYDRODYNAMIC INTERNAL COMBUSTION ENGINE KUSHCHENKO V.A.
RU2795412C1 (en) Method for improving efficiency of a reciprocating internal combustion engine
RU2756153C1 (en) Method for improving efficiency of reciprocating internal combustion engine
RU121526U1 (en) POWER UNIT
WO2013032361A1 (en) Internal combustion engine
RU2768430C1 (en) Hybrid power plants