RU2438026C1 - Device for implementing method of operating efficiency increase of piston-type internal combustion engine - Google Patents
Device for implementing method of operating efficiency increase of piston-type internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2438026C1 RU2438026C1 RU2010121946/06A RU2010121946A RU2438026C1 RU 2438026 C1 RU2438026 C1 RU 2438026C1 RU 2010121946/06 A RU2010121946/06 A RU 2010121946/06A RU 2010121946 A RU2010121946 A RU 2010121946A RU 2438026 C1 RU2438026 C1 RU 2438026C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- balance arm
- cylinder
- rocker
- internal combustion
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности усовершенствует устройство для реализации способа по патенту №2335648, предназначенное 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 the device for implementing the method according to patent No. 2335648, intended for power plants, for example, in power plants, ships, diesel locomotives, automobiles and aircraft.
В двигателестроении широко известно устройство для реализации способа преобразования вращательного движения коленчатого вала в возвратно-поступательное движение поршня (Ваншейдт В.А. Судовые двигатели внутреннего сгорания. - Л.: Судпромгиз, 1962 - с.81), которое включает цилиндр, поршень, шатун, коленчатый вал, связанный с валом нагрузки путем коробки скоростей или автомата.In engine manufacturing, a device is widely known for implementing a method for converting rotational motion of a crankshaft into reciprocating piston motion (Vansheydt VA Shipboard internal combustion engines. - L .: Sudpromgiz, 1962 - p. 81), which includes a cylinder, piston, connecting rod , a crankshaft connected to a load shaft by a gearbox or automatic machine.
Недостатком устройства для реализации способа является то, что коленчатый вал, являясь движителем поршня, совершает восемь тактов за цикл в четырехтактном двигателе.The disadvantage of the device for implementing the method is that the crankshaft, being the engine of the piston, makes eight cycles per cycle in a four-stroke engine.
Однако термодинамический цикл четырехтактного двигателя имеет два скоростных и два затяжных процесса. Таким образом, устройства для реализации известного способа работают по не скоординированным диаграммам.However, the thermodynamic cycle of a four-stroke engine has two high-speed and two protracted processes. Thus, devices for implementing the known method operate according to uncoordinated diagrams.
Это не позволяет получить высокую эффективную мощность (Ne) в устройстве для реализации способа.This does not allow to obtain a high effective power (Ne) in the device for implementing the method.
Известно также устройство для реализации способа работы поршневого двигателя (описание изобретения к патенту RU №2163681 С2, 7 F02; В 75/32 за 2001 г.), включающее цилиндр, поршень со штоком, подпружиненное коромысло, кулачек, закрепленный на валу, связанным с валом нагрузки путем коробки передач или автомата. Это замедляет скорость поршня во время совершения рабочего процесса.It is also known a device for implementing the method of operation of a piston engine (patent specification RU No. 2163681 C2, 7 F02; B 75/32 for 2001), including a cylinder, a piston with a rod, a spring-loaded rocker arm, a cam fixed to a shaft connected to load shaft by gearbox or automatic machine. This slows down the piston speed during the workflow.
Также недостатком устройства для реализации способа является то, что кулачок на больших оборотах создает эффект «трамплина». Это не позволяет получить высокую эффективную мощность.Another disadvantage of the device for implementing the method is that the cam at high speeds creates the effect of a "springboard". This does not allow to obtain high effective power.
Наиболее близким к заявленному изобретению является устройство для реализации способа повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания (описание изобретения к патенту RU 2335648, F02B 75/32; F02D 17/02 за 2008 г.), включающее цилиндр, поршень с шатуном, подпружиненное коромысло, один конец которого связан с валом нагрузки, а другой его конец может фиксироваться на одном из зубьев зубчатой собачки. В двигателе предусмотрен также управляющий вал с барабаном, на котором вращают с помощью электродвигателя полукольца-датчики. Вокруг барабана установлены электроприемники. В случае объединения одноцилиндровых двигателей в многоцилиндровый двигатель автоматическая система управления обеспечивает работу электроприводов пружин коромысел таким образом, что одноименные процессы в цилиндрах многоцилиндрового двигателя осуществляются либо поочередно, либо одновременно, либо группами.Closest to the claimed invention is a device for implementing a method of increasing the efficiency of a reciprocating internal combustion engine (description of the invention to patent RU 2335648, F02B 75/32; F02D 17/02 for 2008), including a cylinder, a piston with a connecting rod, a spring-loaded rocker, one end of which is connected with the load shaft, and its other end can be fixed on one of the teeth of the gear dog. The engine also has a control shaft with a drum, on which half-sensors are rotated with the help of an electric motor. Around the drum are electrical receivers. In the case of combining single-cylinder engines into a multi-cylinder engine, the automatic control system ensures the operation of electric drives of the rocker springs in such a way that the processes of the same name in the cylinders of a multi-cylinder engine are carried out either alternately, or simultaneously, or in groups.
Недостатком устройства для реализации способа является то, что скорость движения поршня во время совершения рабочего процесса зависит от скорости вращения вала нагрузки. А в это время рабочее тело, имея высокие параметры, отдает тепловую энергию стенкам цилиндра, которые охлаждаются водой. Это, согласно первому закону термодинамики, не позволяет подучить высокий КПД в устройстве для реализации способа.The disadvantage of the device for implementing the method is that the speed of the piston during the execution of the working process depends on the speed of rotation of the load shaft. And at this time, the working fluid, having high parameters, gives off thermal energy to the walls of the cylinder, which are cooled by water. This, according to the first law of thermodynamics, does not allow to obtain a high efficiency in the device for implementing the method.
Исходя из вышеизложенного была поставлена задача разработать такое устройство для реализации способа повышения эффективности работы поршневого двигателя, которое улучшит основные технические характеристики параметров поршневого многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания.Based on the foregoing, the task was to develop such a device for implementing a method for increasing the efficiency of a piston engine, which will improve the basic technical characteristics of the parameters of a reciprocating multi-cylinder internal combustion engine.
Поставленная задача решается заявленным устройством для реализации способа, содержащим цилиндр, поршень с шатуном, подпружиненное коромысло, один конец которого связан с валом нагрузки, а другой его конец может фиксироваться на одном из зубьев зубчатой собачки. Пружины осуществляют движения коромысел по команде полуколец-датчиков, вращающихся на барабане.The problem is solved by the claimed device for implementing the method, comprising a cylinder, a piston with a connecting rod, a spring-loaded beam, one end of which is connected to the load shaft, and the other end can be fixed on one of the teeth of the gear dog. The springs carry out the movement of the rocker arm at the command of half-rings-sensors rotating on the drum.
В заявленном устройстве для реализации способа повышения эффективности работы поршневого двигателя признаками изобретения, общими для него и его наиболее близкого аналога, являются:In the claimed device for implementing a method of increasing the efficiency of a piston engine, the features of the invention common to him and his closest analogue are:
- цилиндр, поршень с шатуном;- cylinder, piston with connecting rod;
- подпружиненное коромысло, один конец которого связан с валом нагрузки, а другой его конец может фиксироваться на одном из зубьев зубчатой собачки;- a spring-loaded rocker, one end of which is connected with the load shaft, and the other end can be fixed on one of the teeth of the gear dog;
- пружины осуществляют движение коромысла;- the springs carry out the movement of the rocker;
- использован электрический способ управления устройством для реализации способа.- used the electrical method of controlling the device for implementing the method.
В заявленном устройстве для реализации способа признаками изобретения, отличающими его от наиболее близкого аналога, являются:In the claimed device for implementing the method, the features of the invention that distinguish it from the closest analogue are:
- подпружиненное коромысло во время совершения рабочего процесса не связано с валом нагрузки.- the spring-loaded rocker during the workflow is not connected with the load shaft.
Данная совокупность отличительных признаков изобретения вместе с общими признаками заявленного устройства для реализации способа и наиболее близкого его аналога обеспечивают получение положительного эффекта изобретения во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.This set of distinctive features of the invention, together with the general features of the claimed device for implementing the method and its closest analogue, provide a positive effect of the invention in all cases to which the requested amount 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 (λ0) в градусах.Figure 2 is an ideal diagram of the four-stroke single-cylinder internal combustion engine, built according to the method of Grinevetsky-Masing in the coordinates: pressure (P) kG / cm 2 ; angle of rotation of the crankshaft (λ 0 ) 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 (λ0) в градусах.Figure 3 is a diagram of the piston stroke of a four-stroke single-cylinder internal combustion engine, constructed according to the Brix method in coordinates: piston stroke (n) in mm; angle of rotation of the crankshaft (λ 0 ) in degrees.
На фиг.4 - реальная индикаторная диаграмма работы четырехтактного одноцилиндрового ДВС в координатах: давление (Р) кГс/см2; угол поворота коленчатого вала (λ0) в градусах.Figure 4 is a real indicator diagram of the four-stroke single-cylinder internal combustion engine in the coordinates: pressure (P) kG / cm 2 ; angle of rotation of the crankshaft (λ 0 ) in degrees.
На фиг.5 - индикаторная диаграмма работы четырехтактного четырехцилиндрового двигателя в координатах: давление (Р) кГс/см2; угол поворота коленчатого вала (λ0) 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 ; angle of rotation of the crankshaft (λ 0 ) 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 (λ0) 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 the coordinates: pressure (P) kgf / cm 2 ; angle of rotation of the crankshaft (λ 0 ) 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 (F1);
2) Силы, возникающие во время протекания рабочих тактов в цилиндрах ДВС (F2);2) Forces arising during the flow of working cycles in the internal combustion engine cylinders (F2);
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 (F3);
4) Силы, действующие на коленвал во время отключения нагрузки, в момент переключения скорости (F4).4) Forces acting on the crankshaft during load shedding, at the moment of switching speed (F4).
На фиг.8 - индикаторные диаграммы цилиндров четырехтактного четырехцилиндрового ДВС; одни и те же процессы в которых совершаются одновременно.On Fig - indicator diagrams of the cylinders of a four-stroke four-cylinder internal combustion engine; the same processes in which they occur simultaneously.
На фиг.9 - диаграмма эффективных мощностей цилиндров, одни и те же процессы в которых совершаются одновременно.In Fig.9 is a diagram of the effective power of the cylinders, the same processes in which are performed simultaneously.
На фиг.10 - индикаторные диаграммы цилиндров четырехтактного четырехцилиндрового ДВС, одни и те же процессы в которых совершаются поочередно.Figure 10 - indicator diagrams of the cylinders of a four-stroke four-cylinder internal combustion engine, the same processes in which are performed alternately.
На фиг.11 - диаграмма эффективных мощностей цилиндров, одноименные процессы в которых совершаются поочередно.Figure 11 is a diagram of the effective power of the cylinders, processes of the same name in which are performed alternately.
На фиг.12 - индикаторные диаграммы цилиндров четырехтактного четырехцилиндрового ДВС, одни и те же процессы в которых совершаются группами.On Fig - indicator diagrams of the cylinders of a four-stroke four-cylinder internal combustion engine, the same processes in which are performed in groups.
На фиг.13 - диаграмма эффективных мощностей цилиндров, одноименные процессы в которых совершаются группами.On Fig - diagram of the effective power of the cylinders, processes of the same name in which are performed by groups.
На фиг.14 изображена однолинейная электрическая схема управления устройством для реализации способа повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания.On Fig depicts a single-line electrical control circuit of a device for implementing a method of increasing the efficiency of a reciprocating internal combustion engine.
На фиг.15 - кинематическая схема газораспределения первого рабочего цилиндра на управляющем барабане.On Fig - kinematic timing of the first working cylinder on the control drum.
Устройство для реализации способа повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндр 1, поршень 2, шатун 3 и коромысло 4. Один конец коромысла через зубчатый обод храпового колеса 5 вращает вал нагрузки 7 путем зубчатого колеса 6. Пружина 9 позволяет коромыслу 4 качаться относительно оси 11.A device for implementing a method for increasing the efficiency of a reciprocating internal combustion engine comprises a
Второй конец коромысла 4 в хвостовой части имеет возможность фиксироваться на одном из зубьев зубчатой собачки 8. Пружина 12 позволяет зубчатой собачке 8 качаться относительно оси 13 между приводом 1C и опорой пружины 12. С помощью ролика 15 рычаг 17 замыкает контакты сигнальной лампочки 1Л. На верхней крышке цилиндра 1 установлены форсунка 10, клапаны 16 наполнения цилиндра воздухом с приводом 1КН.The second end of the rocker arm 4 in the rear part can be fixed on one of the teeth of the
В нижней части цилиндра расположен канал выпуска газов продуктов сгорания 14. Устройство для реализации способа имеет управляющий барабан, на котором размещены полукольца-датчики 18, 19, 21, 22, 24. Вокруг управляющего барабана рядами с интервалом 90° на отметках 0°, 90°, 180° и 270° установлены электроприемники.In the lower part of the cylinder there is a channel for the release of gases of combustion products 14. The device for implementing the method has a control drum on which half rings-
Водитель с помощью выключателя задает нужный режим и автоматическая система управления (АСУ) быстро и безошибочно осуществит нужные процессы во всех рабочих цилиндрах.Using the switch, the driver sets the desired mode and the automatic control system (ACS) quickly and accurately performs the necessary processes in all working cylinders.
Перед запуском устройства для реализации способа повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания водитель проверяет готовность двигателя к пуску. В этом он убеждается по сигнальным лампочкам 1Л, 2Л, 3Л и 4Л. Если лампочки не горят, водитель включает сначала выключатель 1П. Это позволит через выключатель 1П подать напряжение 12V (вольт) на катушку 1КН клапана 16 наполнения цилиндра воздухом с приводом 1КН и тем самым подать сжатый воздух из ресивера (на фиг.1 не показан) в первый рабочий цилиндр (см. фиг.1 и 14).Before starting the device to implement a method of increasing the efficiency of a reciprocating internal combustion engine, the driver checks that the engine is ready to start. In this he is convinced of the signal lights 1L, 2L, 3L and 4L. If the lights do not light, the driver first turns on the 1P switch. This will allow through the switch 1P to apply
О подаваемом количестве воздуха в цилиндр оператор узнает по сигнальной лампочке 1Л, которая должна загореться по окончании данной операции. Кроме того, конец коромысла 4 зафиксируется на одном из зубьев зубчатой собачки 8.The operator learns about the amount of air supplied to the cylinder by the 1L warning light, which should light up at the end of this operation. In addition, the end of the rocker arm 4 is fixed on one of the teeth of the
Аналогичные операции произойдут с каждым рабочим цилиндром четырехцилиндрового двигателя, если оператор включит поочередно выключатели 2П, 3П и 4П.Similar operations will occur with each working cylinder of a four-cylinder engine, if the operator turns on the switches 2P, 3P and 4P in turn.
Далее оператор включает в работу управляющий барабан путем подачи напряжения 12V к электродвигателю ЭДП постоянного тока через выключатель ДБ (см. фиг.14). После включения выключателя ДБ напряжение 12V появится также на сплошном кольце 18 барабана через щеткодержатель Щ. От кольца 18 напряжение распределиться по всем полукольцам-датчикам, закрепленным на барабане. Затем оператор включает выключатель 1ВР режима магнитного пускателя 1P. После включения магнитного пускателя 1P напряжение появится в катушках магнитных пускателей 1МП-0, 2МП-90, 3МП-180 и 4МП-270. Это позволит во время запуска двигателя включить в работу цилиндры четырехцилиндрового двигателя таким образом, чтобы одноименные процессы в разных цилиндрах совершались поочередно через интервал в 90°.Next, the operator turns on the control drum by applying a voltage of 12V to the DC electric motor through a DB switch (see Fig. 14). After turning on the DB switch, the
Для примера рассмотрим, каким образом начнет работать первый рабочий цилиндр при запуске. Во время вращения барабана полукольцо-датчик 19 приближается, а затем коснется электроприемника 1С-0. Это позволит подать напряжение 12V с полукольца-датчика 19, замкнутые контакты 1С1 магнитного пускателя 1МП-0 в катушку привода 1C зубчатой собачки 8 первого рабочего цилиндра. После этого привод 1C сожмет пружину 12, повернет зубчатую собачку 8 влево и освободит хвостовик коромысла 4. Под воздействием пружины 9 коромысло 4 вместе с шатуном 3, поршнем 2 поднимутся вверх, а поршень 2 сожмет при этом воздух в цилиндре 1. В районе верхней точки хода поршня в полость цилиндра с помощью форсунки 10 поступит топливо, которое воспламенится и сгорит. Под действием высокого давления поршень поменяет свое направление и быстро начнет двигаться вниз, увлекая за собой шатун 3 с коромыслом 4. При этом коромысло 4 не будет поворачивать зубчатый обод храпового колеса 5 против часовой стрелки. Напротив, вал нагрузки в этот момент будет стоять на месте или двигаться по часовой стрелке. Это позволит поршню 2 быстро сжимать пружину 9, а в нижнем положении хвостовик коромысла 4 повернет зубчатую собачку 8 влево и зафиксируется на одном из зубьев собачки 8. В это время полукольцо-датчик 21 приблизится, а затем коснется электроприемника 1КН-0 на отметке 0°, после чего напряжение 12V, минуя замкнутые контакты 1КН1 магнитного пускателя 1МП-0, поступит в катушку 1КН привода клапана 14 наполнения первого рабочего цилиндра. Это позволит сжатому воздуху из ресивера направиться в первый рабочий цилиндр, вытесняя при этом отработанные газы через канал выпуска отработанных газов 14. Вскоре конец полукольца-датчика 21 покинет отметку 0° на барабане. После этого прекратится подача электроэнергии в катушку 1КН привода наполнения клапана 14 первого цилиндра. А в это время полукольцо-датчик 19 приблизится, а затем коснется электроприемника 1С-0. Это позволит подать напряжение 12V с полукольца-датчика 19, замкнутые контакты 1С1 магнитного пускателя 1МП-0 в катушку привода 1C зубчатой собачки 8 первого рабочего цилиндра. После этого привод 1C сожмет пружину 12, повернет зубчатую собачку 8 влево и освободит хвостовик коромысла 4. Под действием пружины 9 коромысло 4 будет поворачивать зубчатый обод храпового колеса 5 по часовой стрелке, который в это время связан с валом 7 нагрузки, путем зубчатого колеса 6. Вместе с этим шатун 3 поршнем 2 поднимутся вверх, а поршень 2 сожмет при этом воздух в цилиндре 1. В районе верхней точки хода поршня в полость цилиндра 1 с помощью форсунки 10 поступит топливо, которое воспламенится и сгорит. За один оборот управляющего барабана во всех четырех цилиндрах совершатся аналогичные процессы, причем одноименные процессы с интервалом в 90° будут происходить в разных цилиндрах по мере вращения управляющего барабана.As an example, consider how the first slave cylinder starts to work at startup. During rotation of the drum, the half-
При таком режиме выходная мощность двигателя будет небольшой, так как рабочие процессы в цилиндрах двигателя будут совершаться поочередно. Поэтому в любой момент времени на выходной вал будет действовать только механическая мощность, идентичная мощности одного цилиндра.In this mode, the engine output will be small, since the working processes in the engine cylinders will take place alternately. Therefore, at any moment of time, only mechanical power identical to the power of one cylinder will act on the output shaft.
Для того чтобы увеличить выходную мощность двигателя два раза, оператор должен отключить выключатель режима 1ВР, а затем включить выключатель режима 2ВР. Это позволит отключить катушку магнитного пускателя 1P и включить под напряжение катушку магнитного пускателя 2Р. После включения магнитного пускателя 2Р напряжение появится в катушках магнитных пускателей 1МП-0, 2МП-0, а также 3МП-180, 4МП-180. Это позволит совершать одноименные процессы сразу в двух цилиндрах, то есть в первом и во втором на отметке 0°, в третьем и четвертом цилиндрах - на отметке 180°. Для примера рассмотрим, каким образом будут совершать одноименные процессы сразу два цилиндра. Во время вращения управляющего барабана полукольцо-датчик 19 приблизится, а затем прикоснется к электроприемнику 1С-0. Это позволит подать напряжение 12V с полукольца-датчика 19, замкнутые контакты 1С1 магнитного пускателя 1МП-0 в катушку привода 1C зубчатой собачки 8 первого рабочего цилиндра. Одновременно напряжение 12V появится в катушке привода 2С зубчатой собачки 8 второго рабочего цилиндра, с полукольца-датчика 22, замкнутые контакты 2С1 магнитного пускателя 2МП-0. После этого зубчатые собачки 8 синхронно повернутся в первом и втором цилиндрах и освободят хвостовики коромысел 4 в обоих цилиндрах. Под воздействием пружин 9 зубчатые сектора коромысла 4 будут поворачивать зубчатые обода храповых колес 5 по часовой стрелке, которые в это время связаны с валами 7 нагрузки путем зубчатого колеса 6. Одновременно с этим шатуны 3 поршнями 2 поднимутся вверх, а поршни 2 сожмут при этом воздух в цилиндрах 1. В районе верхних точек хода поршня в полости цилиндров первого и второго с помощью форсунок 10 поступит топливо, которое воспламенится и сгорит. Под воздействием высокого давления поршни первого и второго цилиндров поменяют свое направление и быстро опустятся вниз, не связанно с валами 7 нагрузок. Это позволило поршням 2 первого и второго цилиндров быстро сжимать пружины 9 и зафиксировать хвостовики коромысел 4 на одном из зубьев собачки 8. В это время полукольца-датчики 21, 24 приблизятся, а затем коснутся электроприемника 1КН-0 на отметке 0°, после чего напряжение 12V, минуя замкнутые контакты 1КН1 магнитного пускателя 1МП-0, поступят в катушки 1КН приводов клапанов 14 наполнения первого и второго цилиндров. Это позволит сжатому воздуху из ресивера направиться в первый и второй цилиндры и вытеснить из них отработанные газы через каналы 14, расположенные в нижней части. После этого концы полуколец-датчиков 21, 24 покинут отметку 0° на барабане и прекратят подачу электроэнергии в катушки 1КН, 2КН приводов наполнения клапанов 14 первого и второго цилиндров. Затем полукольца-датчики 19, 22 приблизятся, а затем коснутся электроприемников 1C, 2С. Это позволит подать напряжение 12V с полуколец-датчиков 19, 22, замкнутые контакты 1С1, 2С1 магнитных пускателей 1МП-0, 2МП-0 в катушки 1C, 2С приводов зубчатой собачки 8 первого и второго цилиндров на отметке 0°. После этого зубчатые собачки 8 синхронно повернутся в первом и во втором цилиндрах и освободят хвостовики коромысел 4 в обоих цилиндрах. Под действием пружин 9 зубчатые сектора коромысел 4 будут поворачивать зубчатые обода храповых колес 5 по часовой стрелке, которые в это время связаны с валами 7 нагрузок.In order to double the engine output, the operator must open the 1BP mode switch, and then turn on the 2BP mode switch. This will turn off the coil of the magnetic starter 1P and turn on the coil of the magnetic starter 2P. After turning on the 2P magnetic starter, the voltage will appear in the coils of the magnetic starters 1MP-0, 2MP-0, as well as 3MP-180, 4MP-180. This will allow to carry out the processes of the same name at once in two cylinders, that is, in the first and second at 0 °, in the third and fourth cylinders at 180 °. For an example, we will consider how two cylinders will perform the same processes at once. During the rotation of the control drum, the half-
Аналогичные операции будут совершаться при данном режиме сразу в двух цилиндрах, то есть в первом и во втором на отметке 0°. А также в третьем и четвертом - на отметке 180° (см. фиг.15). Если обстановка потребует увеличения мощности двигателя, оператор отключит выключатель режима 2ВР, а затем включить выключатель 3ВР. Это позволит совершать одноименные процессы во всех четырех цилиндрах одновременно на отметке 0°. Таким образом, мощность двигателя возрастет в четыре раза, то есть будет равна сумме механических мощностей пружин 9, равным цилиндровым мощностям всех цилиндров двигателя.Similar operations will be performed in this mode immediately in two cylinders, that is, in the first and second at 0 °. And also in the third and fourth - at around 180 ° (see Fig. 15). If the situation requires an increase in engine power, the operator will open the 2BP mode switch, and then turn on the 3BP switch. This will make it possible to carry out the processes of the same name in all four cylinders simultaneously at the 0 ° mark. Thus, the engine power will increase four times, that is, it will be equal to the sum of the mechanical powers of the springs 9, equal to the cylinder powers of all the engine cylinders.
Кроме того, на данном режиме оператор сможет увеличить выходную мощность путем увеличения скорости вращения управляющего барабана с одновременным увеличением давления воздуха, поступающего в цилиндр во время вспомогательного такта. Это позволит получить максимальную мощность ДВС.In addition, in this mode, the operator will be able to increase the output power by increasing the speed of rotation of the control drum while increasing the pressure of air entering the cylinder during the auxiliary cycle. This will allow you to get the maximum engine power.
Прежде чем перейти к изложению технико-экономических преимуществ, подкрепляют убедительными примерами цель изобретения. В настоящее время в мире выпускают ДВС транспортных средств по проектам, которые были созданы без научных, технических знаний. Это нанесло человеческому обществу непоправимый вред, так как сегодня мощности ДВС превышают необходимую для данного транспортного средства в 50-70 раз. Как ни странно, двигателисты сегодня создают такие «парадоксальные» двигатели на «законных» основаниях.Before proceeding to the statement of technical and economic advantages, the purpose of the invention is reinforced by convincing examples. Currently, the world produces ICE vehicles for projects that were created without scientific, technical knowledge. This caused irreparable harm to human society, since today the internal combustion engine capacities are 50-70 times higher than those required for this vehicle. Oddly enough, engine drivers today create such "paradoxical" engines on "legitimate" grounds.
Так, сегодня для определения КПД двигателей внутреннего сгорания используют формулировку второго закона термодинамики, предложенную французским инженером Сади Карно в 1824 году. Однако эта формулировка была предложена для идеальных двигателей, которые работают в идеальных условиях, т.е. без потерь. Сегодня стало очевидно, что эта формулировка не отражает потери, которые возникают в современных ДВС из-за несовершенства их конструкций.So, today, to determine the efficiency of internal combustion engines, the formulation of the second law of thermodynamics, proposed by the French engineer Sadi Carnot in 1824, is used. However, this formulation was proposed for ideal engines that operate under ideal conditions, i.e. lossless. Today it has become apparent that this formulation does not reflect the losses that occur in modern ICEs due to the imperfection of their designs.
Так, согласно квантовой механике, рабочее тело (продукты сгорания), имеющие начальную температуру 2000К, излучают короткие волны, которые распространяются со скоростью, близкой к скорости света (300000 км/сек). Чтобы спасти детали цилиндро-поршневой группы от разрушения, двигателисты внедрили сложнейшую систему охлаждения. Таким образом, рабочее тело в цилиндре с начальной температурой 2000К стали охлаждать водой. Очевидно, этот процесс, сопровождающийся потерей внутренней энергии в цилиндре, не отражен в формулировке Сади Карно. Кроме того, во время совершения рабочего процесса поршень в цилиндре двигается «медленно» из-за того, что он связан с коленчатым валом, который имеет «мертвые зоны». Вместе с этим коленчатый вал через коробку передач соединен с валом нагрузки, который железной хваткой связан с дорогой.So, according to quantum mechanics, a working fluid (combustion products) having an initial temperature of 2000K emits short waves that propagate at a speed close to the speed of light (300,000 km / s). To save the details of the cylinder-piston group from destruction, the engineers introduced a sophisticated cooling system. Thus, the working fluid in the cylinder with an initial temperature of 2000K began to be cooled with water. Obviously, this process, accompanied by the loss of internal energy in the cylinder, is not reflected in the formulation of Sadi Carnot. In addition, during the workflow, the piston in the cylinder moves “slowly” due to the fact that it is connected to the crankshaft, which has “dead zones”. At the same time, the crankshaft is connected through the gearbox to the load shaft, which is connected with the road with an iron grip.
Вся эта «цепочка» механизмов замедляет скорость движения поршня во время совершения рабочего процесса. Однако эти потери не отражены в формулировке второго закона термодинамики. Зная об этом, мы должны составить, а затем применить новую формулировку для определения КПД реальных двигателей, которая, очевидно, будет выглядеть так:All this "chain" of mechanisms slows down the speed of the piston during the work process. However, these losses are not reflected in the formulation of the second law of thermodynamics. Knowing this, we must draw up and then apply a new formulation to determine the efficiency of real engines, which, obviously, will look like this:
, ,
где T1 - начальная температура газов продуктов сгорания;where T 1 is the initial temperature of the gases of combustion products;
T2 - температура газов продуктов сгорания, покидающих цилиндр через выпускные клапана;T 2 is the temperature of the gases of the combustion products leaving the cylinder through the exhaust valves;
Т3 - температура газов продуктов сгорания, на которую снизилась начальная температура из-за присутствия в устройстве коробки передач или автомата;T 3 - the temperature of the gases of the combustion products, which decreased the initial temperature due to the presence in the device of the gearbox or machine;
Т4 - температура газов продуктов сгорания, на которую снизилась начальная температура из-за связи вала нагрузки с поршнем во время совершения рабочего процесса;T 4 - the temperature of the gases of the combustion products, which decreased the initial temperature due to the connection of the load shaft with the piston during the workflow;
Т5 - температура газов продуктов сгорания, на которую снизилась начальная температура из-за прохождения «мертвой зоны» коленчатого вала;T 5 - the temperature of the gases of the combustion products, which decreased the initial temperature due to the passage of the "dead zone" of the crankshaft;
Т6 - температура газов продуктов сгорания, на которую снизилась начальная температура во время охлаждения цилиндра водой.T 6 - the temperature of the gases of the combustion products, which decreased the initial temperature during cooling of the cylinder with water.
Таким образом, нам стало ясно, что созданный без научных обоснований ДВС оброс «надстройками», которые перевели его в разряд «парадоксальных», с множеством существенных недостатков.Thus, it became clear to us that the ICE, created without scientific justification, was overgrown with “superstructures,” which transferred it to the category of “paradoxical,” with many significant drawbacks.
Эти недостатки отсутствуют в устройстве для реализации способа, предлагаемого автором изобретения. Это стало возможным благодаря научно-обоснованным расчетам, приведенным выше. Это позволило убрать из конструкции устройства для реализации способа сложнейшие «надстройки»: коленчатый вал, распределительный вал, коробки передач, автоматы, сложнейшую систему охлаждения. Механическая система управления будет заменена электрической. Это позволит не только повысить КПД двигателя путем ликвидации потерь Т3, Т4, Т5, Т6 в формулировке для определения КПД нового двигателя, но и получить простое в изготовлении, надежное в работе устройство для реализации способа повышения эффективности работы ДВС. Движителем поршня будет обыкновенное коромысло. Охлаждать цилиндр будет воздух с внутренней стороны, который при нагревании будет повышать температуру рабочего тела. Этот процесс будет совершаться во время вспомогательного такта. Однорежимные двигатели-«великаны» будут заменены на однорежимные малолитражные двигатели, которые будут работать на номинальном расчетном режиме постоянно, независимо от профиля дороги, поэтому эффективно. Изменять мощность в широких пределах будет водитель путем автоматической системы управления (АСУ) без коробок передач или автоматов.These disadvantages are absent in the device for implementing the method proposed by the author of the invention. This was made possible thanks to the science-based calculations given above. This made it possible to remove from the design of the device for implementing the method the most complex "superstructures": a crankshaft, camshaft, gearboxes, automatic machines, and a complicated cooling system. The mechanical control system will be replaced by an electrical one. This will not only increase the engine efficiency by eliminating the losses of T 3 , T 4 , T 5 , T 6 in the formulation for determining the efficiency of a new engine, but also get an easy-to-manufacture, reliable device for implementing a method of increasing the efficiency of the internal combustion engine. The piston mover is an ordinary rocker. The cylinder will be cooled by air from the inside, which when heated will increase the temperature of the working fluid. This process will occur during the auxiliary measure. Single-mode engines - “giants” will be replaced by single-mode small-displacement engines, which will operate at rated design mode continuously, regardless of the profile of the road, therefore, effectively. The driver will change power over a wide range by means of an automatic control system (ACS) without gearboxes or automatic machines.
Благодаря вышеизложенным преимуществам устройства для реализации способа повышения эффективности работы двигателя внутреннего сгорания будут иметь большую агрегатную мощность по сравнению с современными ДВС при меньших размерах, которую при этом можно будет при надобности увеличивать, удовлетворяя растущие потребности использования двигателей для решения многочисленных научных и технических проблем, а также в обороне страны.Due to the above advantages, devices for implementing a method of increasing the efficiency of an internal combustion engine will have greater aggregate power compared to modern internal combustion engines with smaller sizes, which can be increased if necessary, satisfying the growing needs of using engines to solve numerous scientific and technical problems, and also in the defense of the country.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010121946/06A RU2438026C1 (en) | 2010-05-28 | 2010-05-28 | Device for implementing method of operating efficiency increase of piston-type internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010121946/06A RU2438026C1 (en) | 2010-05-28 | 2010-05-28 | Device for implementing method of operating efficiency increase of piston-type internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2438026C1 true RU2438026C1 (en) | 2011-12-27 |
Family
ID=45782901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010121946/06A RU2438026C1 (en) | 2010-05-28 | 2010-05-28 | Device for implementing method of operating efficiency increase of piston-type internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2438026C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2688601C2 (en) * | 2017-10-24 | 2019-05-21 | Илья Петрович Печкин | Piston internal combustion engine operation efficiency increasing method |
-
2010
- 2010-05-28 RU RU2010121946/06A patent/RU2438026C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2688601C2 (en) * | 2017-10-24 | 2019-05-21 | Илья Петрович Печкин | Piston internal combustion engine operation efficiency increasing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102242671A (en) | Double-piston opposed engine | |
CN101672221B (en) | Eight-stroke engine cycle | |
US7063059B2 (en) | Piston engine with selectable firing order | |
US6125802A (en) | Piston engine powertrain | |
CN101666267A (en) | Combustion engine | |
RU2438026C1 (en) | Device for implementing method of operating efficiency increase of piston-type internal combustion engine | |
WO2017007357A1 (en) | Multi-purpose internal combustion engine | |
JPS5938421B2 (en) | internal combustion engine | |
CN108868943A (en) | Using two or the four stroke switching method of engine of the full changeable air valve of electromagnetism | |
CN201531309U (en) | Internal combustion engine | |
RU2335648C1 (en) | Method of increasing internal combustion engine efficiency (pechkin's method) | |
US10364712B2 (en) | System for variable actuation of a valve of an internal-combustion engine | |
RU2688601C2 (en) | Piston internal combustion engine operation efficiency increasing method | |
RU2373410C1 (en) | Method to increase piston ice efficiency | |
RU2380562C2 (en) | Method of ice output discrete variation (versions) | |
US2400581A (en) | Internal-combustion engine | |
US10837323B2 (en) | Four-stroke internal combustion engine thereto related vehicle and method | |
CN102639825B (en) | Mechanical variable valve actuation system for 2-stroke and 4-stroke engine operations | |
RU2298679C1 (en) | Device for increasing efficiency of internal combustion piston engine | |
KR102395291B1 (en) | Multi-cylinder internal combustion engine | |
RU2009106888A (en) | LINEAR ELECTROHYDRODYNAMIC INTERNAL COMBUSTION ENGINE KUSHCHENKO V.A. | |
RU2795412C1 (en) | Method for improving efficiency of a reciprocating internal combustion engine | |
RU2472953C2 (en) | Method of increasing piston ice efficiency | |
RU2228452C2 (en) | Method to increase efficiency of operation of control shaft of internal combustion piston engine | |
GB2588855A (en) | Internal combustion engines including independently controllable valve actuators and methods of operation thereof |