RU2441996C1 - Internal combustion engine - Google Patents
Internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2441996C1 RU2441996C1 RU2010123347/06A RU2010123347A RU2441996C1 RU 2441996 C1 RU2441996 C1 RU 2441996C1 RU 2010123347/06 A RU2010123347/06 A RU 2010123347/06A RU 2010123347 A RU2010123347 A RU 2010123347A RU 2441996 C1 RU2441996 C1 RU 2441996C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- clutch
- engine
- valves
- pistons
- combustion chamber
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания для использования их:The invention relates to internal combustion engines for their use:
- в промышленности это силовые агрегаты в экскаваторах, подъемных кранах, компрессорах, насосах, индивидуальных электростанциях и других установках;- in industry, these are power units in excavators, cranes, compressors, pumps, individual power plants and other installations;
- в сельском хозяйстве это моторы комбайнов, молотилок, сенокосилок, тракторов, транспортных средств и других машин и механизмов;- in agriculture, these are the engines of combines, threshers, mowing machines, tractors, vehicles and other machines and mechanisms;
- в авиастроении (малая авиация) это моторы самолетов, дельтапланов и других летательных аппаратов;- in the aircraft industry (small aircraft) these are the engines of aircraft, hang gliders and other aircraft;
- в судостроении это судовые силовые агрегаты, подвесные и стационарные моторы малых судов;- in shipbuilding, these are ship power units, outboard and stationary engines of small vessels;
- в автостроении это моторы легковых и грузовых машин.- in the automotive industry these are the engines of cars and trucks.
Существующие двигатели внутреннего сгорания при высокой степени их технологичности для массового производства и получившие широкое распространение в различных областях имеют существенные недостатки. К главным из них относятся сравнительно низкий коэффициент полезного действия (КПД) как по механической части, так и по топливу. Низкое использование энергии топлива приводит к повышенной токсичности выхлопных газов, загрязнению окружающей среды, потере мощности. В значительной степени указанные недостатки имеют место и в двигателях внутреннего сгорания, предложенных ранее с оппозитно расположенными цилиндрами (например, патенты: RU №2084664, 2079683, 2042040, 2078227).Existing internal combustion engines with a high degree of manufacturability for mass production and widely used in various fields have significant drawbacks. The main ones include a relatively low coefficient of performance (COP) for both the mechanical part and fuel. Low use of fuel energy leads to increased toxicity of exhaust gases, environmental pollution, loss of power. To a large extent, these disadvantages also occur in internal combustion engines, previously proposed with opposed cylinders (for example, patents: RU No. 2084664, 2079683, 2042040, 2078227).
Однако указанные двигатели не только не решают основных задач, но имеют свои недостатки, такие как односторонняя связь подвижные элементы двигателя-маховик, и не имеют обратной связи маховик-подвижные элементы двигателя, что приводит к отсутствию возможности пуска двигателя через маховик стартером и двигатель теряет управляемость при ускорении маховика, т.е. теряется возможность использовать двигатель в режиме торможения.However, these engines not only do not solve the main problems, but have their drawbacks, such as one-way communication of the moving elements of the engine-flywheel, and do not have feedback the flywheel-moving elements of the engine, which leads to the inability to start the engine through the flywheel with a starter and the engine loses control when accelerating the flywheel, i.e. lost the ability to use the engine in braking mode.
Наиболее близким прототипом, лишенным этого недостатка, является двигатель по патенту DE 19715499. Такой двигатель содержит корпус, на котором оппозитно расположены два цилиндра с поршнями в виде плоских дисков (с одним компрессорным кольцом), разделяющих полости цилиндров на камеры сгорания и компрессорные. Поршни связаны между собой штоком, получившимся в результате объединения двух через опоры вращения на цапфе кривошипов, на валу которого установлена шестерня с внешними зубьями, находящаяся в постоянном зацеплении с венцом с внутренними зубьями, установленным неподвижно. Диски поршней имеют по одному сквозному отверстию с клапаном, позволяющим газам перемещаться в сторону камер сгорания, последние соединены с элементами для выпуска выхлопных газов. Шток, совершая прямолинейные возвратно-поступательные движения, действует на кривошип, цапфа, вращаясь в опорах штока, заставляет вращаться шестерню с внешними зубьями, которая в свою очередь, обегая неподвижный венец с зубьями, заставляет вращаться выходной вал с маховиком. Недостатком двигателя является то, что в линейном приводе нагрузки на элементы узла распределены не рационально, что увеличивает трение в перегруженных опорах, снижает КПД.The closest prototype, devoid of this drawback, is the engine according to patent DE 19715499. Such an engine contains a housing on which two cylinders with pistons in the form of flat disks (with one compressor ring) are located opposite, separating the cavity of the cylinder into the combustion chamber and the compressor. The pistons are interconnected by a rod, resulting from the combination of two through rotation bearings on the pin of the cranks, on the shaft of which a gear with external teeth is installed, which is in constant engagement with the crown with internal teeth mounted motionless. The piston disks have one through hole with a valve that allows the gases to move towards the combustion chambers, the latter being connected to the exhaust exhaust elements. The rod, making rectilinear reciprocating movements, acts on the crank, the pin, rotating in the rod supports, makes the gear with external teeth rotate, which, in turn, circling the stationary crown with teeth, makes the output shaft with the flywheel rotate. The disadvantage of the engine is that in a linear drive, the loads on the elements of the node are not distributed rationally, which increases friction in overloaded bearings, reduces efficiency.
Поршень, не отдающий тепла, недолговечен. Струя воздуха, проходящая через клапан в поршне, не способствует равномерному и полному вытеснению продуктов сгорания из камеры сгорания, что препятствует полному сгоранию топлива, увеличивая токсичность выхлопных газов.The heat-resistant piston is short-lived. The air stream passing through the valve in the piston does not contribute to uniform and complete displacement of the combustion products from the combustion chamber, which prevents complete combustion of the fuel, increasing the toxicity of exhaust gases.
Ввиду наличия кривошипов процессы, протекающие в двигателе, идентичны процессам в двигателе с коленчатым валом и, как следствие, имеют аналогичные недостатки и низкий КПД.Due to the presence of cranks, the processes occurring in the engine are identical to those in the engine with a crankshaft and, as a result, have similar disadvantages and low efficiency.
Прирост мощности двигателя при испытаниях произошел за счет увеличения рабочего объема двухтактного движения при двойном расходе топлива.The increase in engine power during testing occurred due to an increase in the working volume of push-pull motion at double fuel consumption.
Сравнивать объемы обычного четырехцилиндрового четырехтактного двигателя, который мы заменяем на двухтактный, не допустимо. Необходимо, чтобы объемы каждого из цилиндров двигателей были равны. Отсюда ложное представление об увеличении мощности предлагаемого двигателя.It is not permissible to compare the volumes of a conventional four-cylinder four-stroke engine, which we replace with a two-stroke one. It is necessary that the volumes of each of the engine cylinders are equal. Hence the false idea of increasing the power of the proposed engine.
Таким образом, прототип не решает основных задач по повышению КПД, по снижению токсичности выхлопных газов, не увеличивает мощности, не снижает расход топлива.Thus, the prototype does not solve the main problems of increasing efficiency, reducing toxicity of exhaust gases, does not increase power, does not reduce fuel consumption.
Задачей и техническим результатом изобретения является создание экономичного двигателя с повышенным КПД и повышенным крутящим моментом, а также создание прямой и обратной кинематических связей между подвижными элементами двигателя и маховиком.The objective and technical result of the invention is the creation of an economical engine with increased efficiency and increased torque, as well as the creation of direct and reverse kinematic connections between the moving elements of the engine and the flywheel.
Заявленный технический результат достигается тем, что двигатель внутреннего сгорания содержит корпус, два оппозитно расположенных цилиндра с поршнями, которые полости цилиндров делят на компрессорную камеру и камеру сгорания, системы подачи воздуха и топлива, воспламенения топлива, системы смазки, запуска двигателя и выходной вал с маховиком, кинематически связанный с поршнями, причем двигатель снабжен зубчатыми рейками, связанными с поршнями, валами-шестернями, контактной двусторонней муфтой, датчиками включения и выключения электромагнита муфты, зубчатые рейки выполнены с возможностью нахождения в постоянном зацеплении с валами-шестернями, на концах которых расположены шестерни, входящие в зацепление с шестернями, расположенными на свободно вращающихся дисках двусторонней муфты, средняя часть муфты установлена жестко на выходном валу с маховиком и через внутреннее зацепление связана с подвижной частью муфты, которая торцевыми зубьями подключает то один диск муфты, то другой.The claimed technical result is achieved in that the internal combustion engine comprises a housing, two opposed cylinders with pistons, which the cylinder cavities are divided into a compressor chamber and a combustion chamber, air and fuel supply systems, a fuel ignition system, a lubrication system, engine starting and an output shaft with a flywheel kinematically connected with pistons, the engine being equipped with gear racks connected with pistons, pinion shafts, a two-way contact coupling, on and off sensors the coupling magnet, gear racks are arranged to be continuously engaged with gear shafts, at the ends of which gears are located, engaged with gears located on freely rotating disks of the double-sided clutch, the middle part of the clutch is mounted rigidly on the output shaft with the flywheel and through the internal the engagement is connected with the movable part of the clutch, which connects one clutch disc or the other with end teeth.
Компрессорная камера выполнена большей по объему, чем камера сгорания.The compressor chamber is made larger in volume than the combustion chamber.
В камеру сгорания подается воздух объемом, по крайней мере, не меньшим, чем объем камеры сгорания.Air is supplied to the combustion chamber with a volume of at least not less than the volume of the combustion chamber.
Все клапаны, кроме выпускных, работают от перепада давления, а выпускные имеют привод.All valves, except the exhaust ones, operate from differential pressure, and the exhaust valves have an actuator.
Клапаны выполнены дисковыми и имеют стойки с пружинами, обеспечивающие прилегание притертых поверхностей клапанов.The valves are made disk and have struts with springs, ensuring the fit of the ground surfaces of the valves.
Предлагаемый двигатель двухтактный, что снижает количество ходов поршней по сравнению с четырехтактным, уменьшает габариты, массу при сохранении мощности.The proposed engine is two-stroke, which reduces the number of strokes of the pistons compared to the four-stroke, reduces the size, weight while maintaining power.
Прямоточная продувка камеры сгорания осуществляется повышенным давлением воздуха, по крайней мере, не меньшим объема камеры сгорания, что обеспечивает более полную и быструю очистку камеры от продуктов сгорания. С помощью реечного механизма и двухсторонней муфты осуществлена прямая и обратная кинематическая связь подвижных элементов двигателя-маховика.Direct-flow purge of the combustion chamber is carried out by increased air pressure, at least not less than the volume of the combustion chamber, which provides a more complete and quicker cleaning of the chamber from combustion products. Using a rack and pinion mechanism and a two-way clutch, direct and inverse kinematic coupling of the moving elements of the flywheel engine is carried out.
В связи с тем, что в предложенном двигателе для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательные применена двухсторонняя магнитная зубчатая муфта и реечные механизмы, рабочими элементами которых являются шестерни (валы-шестерни), радиус которых есть постоянная величина, плечо векторной силы, прилагаемой рейками, то максимальный крутящий момент возникает в начале рабочего цикла при максимальном давлении газов, при этом дальнейшая величина крутящего момента зависит от изменения давления газов по мере их расширения в камере сгорания и не зависит от расстояния от точки приложения силы до оси вращения кривошипа, то отдача энергии (КПД двигателя) при реечном механизме преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное значительно выше кривошипно-шатунного преобразования.Due to the fact that in the proposed engine to convert the reciprocating motion into rotational, a double-sided magnetic gear coupling and rack and pinion gears are used, the working elements of which are gears (pinion shafts), the radius of which is a constant value, the shoulder of the vector force applied by the racks, then the maximum torque occurs at the beginning of the working cycle at the maximum gas pressure, while the further torque value depends on the change in gas pressure as they expand in measure of combustion and does not depend on the distance from the point of application of force to the axis of rotation of the crank, the energy output (engine efficiency) with the rack and pinion mechanism for converting the reciprocating motion into rotational is much higher than the crank transformation.
Поршни имеют отверстия, перекрываемые клапанами в виде кольцевых дисков, притертых к основанию со стороны камер сгорания, обеспечивающих равномерное вытеснение продуктов сгорания из камер.Pistons have openings covered by valves in the form of annular disks, rubbed to the base from the side of the combustion chambers, which ensure uniform displacement of the combustion products from the chambers.
Цилиндры с одной стороны имеют жестко установленные перегородки с отверстиями, перекрываемыми клапанами, обращенными в сторону компрессорных камер. Клапаны идентичны клапанам в поршнях.The cylinders on one side have rigidly mounted partitions with holes overlapped by valves facing the compressor chambers. Valves are identical to valves in pistons.
С другой стороны цилиндра в камерах сгорания имеются клапаны для выпуска продуктов сгорания, выполненные по «классической схеме», например с электромагнитным приводом.On the other side of the cylinder in the combustion chambers there are valves for the release of combustion products, made according to the "classical scheme", for example with an electromagnetic actuator.
Шток, жестко соединенный с поршнями, несет по центру оси корзинку с зубчатыми рейками, которые расположены по бокам с внешней стороны.The rod, rigidly connected to the pistons, carries in the center of the axis a basket with gear racks, which are located on the sides from the outside.
Внутри корзинки находится втулка, закрепленная на цапфах в корпусе двигателя и скользящая по распорной втулке. Масло поступает через отверстие одной цапфы к поршням, а через отверстие другой сливается в корпус двигателя.Inside the basket is a sleeve mounted on pins in the motor housing and sliding on a spacer sleeve. Oil enters through the bore of one axle to the pistons, and through the bore of another it drains into the engine housing.
Рейки находятся в постоянном зацеплении с валами-шестернями, по краям которых находятся опоры качения.The rails are in constant engagement with gear shafts, on the edges of which there are rolling bearings.
Опоры контактируют с дорожками, расположенными на рейках, сохраняя гарантированный зазор в зубчатом зацеплении, снимают боковое давление в узлах уплотнения штока и у поршней на цилиндры. На концах валов-шестерен с одной стороны установлены датчики включения муфты, подачи топлива, искры зажигания, выпускных клапанов.The bearings are in contact with the tracks located on the racks, while maintaining a guaranteed clearance in the gearing, relieve lateral pressure in the stem seal assemblies and at the pistons on the cylinders. At the ends of the gear shafts, on one side, sensors are installed for switching on the clutch, fuel supply, ignition spark, and exhaust valves.
На противоположных концах валов-шестерен установлены шестерни, находящиеся в зацеплении с шестернями, расположенными на свободно вращающихся дисках двусторонней муфты, при этом одна с шестерней, расположенной на одном диске, другая с шестерней противоположного диска.At opposite ends of the pinion shafts, gears are mounted that are meshed with gears located on freely rotating disks of a double-sided clutch, one with a gear located on one disc and the other with a gear of the opposite disc.
Средняя часть муфты установлена жестко на выходном валу и через внутреннее зацепление связана с подвижной частью муфты, которая торцевыми зубьями за счет пружин или электромагнита подключает то один диск, то другой.The middle part of the clutch is mounted rigidly on the output shaft and, through internal gearing, is connected to the movable part of the clutch, which connects one disk or the other with end teeth due to springs or an electromagnet.
Зубчатый венец маховика периодически, во время пуска, входит в зацепление с шестерней стартера.The flywheel toothed ring periodically, during start-up, engages with the starter gear.
На фиг.1 представлена в разрезе общая компоновка двигателя;Figure 1 presents in section a General layout of the engine;
на фиг.2 показана конструкция корзинки;figure 2 shows the design of the basket;
на фиг.3 показан вид сверху корзинки с шестернями, контактирующими с муфтой;figure 3 shows a top view of the basket with gears in contact with the coupling;
на фиг.4 показан разрез поршня;figure 4 shows a section of the piston;
на фиг.5 показано расположение основных элементов поршня,figure 5 shows the location of the main elements of the piston,
на фиг.6 показаны основные потоки масла;figure 6 shows the main flows of oil;
на фиг.7 показан разрез зубчатой двусторонней магнитной муфты;Fig. 7 shows a section through a toothed double-sided magnetic coupling;
на фиг.8 показана диаграмма крутящих моментов, при этом одна кривая выведена по точкам этапного движения поршня при кривошипно-шатунном преобразовании возвратно-поступательного движения во вращательное, другая при реечном механизме в тех же точках.on Fig shows a diagram of torques, while one curve is displayed on the points of the staged movement of the piston during the crank conversion of the reciprocating motion into rotational, the other with the rack and pinion mechanism at the same points.
Двигатель содержит корпус 1 с установленными на нем оппозитно расположенными двумя одинаковыми цилиндрами 2 и 2', в которых находятся поршни 3 и 3', разделяющие полости цилиндров на компрессорные камеры 4 и 4' и камеры сгорания 5 и 5'.The engine comprises a housing 1 with two
Поршни 3 и 3' соединены штоком 6, на котором в средней части установлена корзинка 7. Внутри корзинки имеется втулка 8, удерживаемая цапфами 9 в корпусе 1 и скользящая по распорной втулке 10. Корзинка 7 на боках несет зубчатые рейки 11, по краям которых имеются дорожки 12. Рейки находятся в постоянном зацеплении с валами-шестернями 13 и 14, несущими опоры качения 15, контактирующие с дорожками 12.The
Цилиндры 2 и 2' имеют всасывающие патрубки 16 и 16' и жестко установленные перегородки 17 и 17' со сквозными отверстиями 18 и 18' и клапанами со стороны компрессорных камер 4 и 4' в виде кольцевых дисков 19 и 19'.
С противоположной стороны цилиндров имеются выпускные клапаны с приводом 20 и 20' и уплотнение штока 21 и 21'.On the opposite side of the cylinders there are exhaust valves with an
Шток закреплен в поршнях 3 и 3', состоит из двух полых стержней, которые соединены в целое распорной втулкой 10 корзинки 7.The rod is fixed in the
Внутри штока установлены трубки 22 и 22', по которым через отверстия в цапфе 9, втулке 8 и втулке 10 поступает масло в поршни 3 и 3' и по полости штока 6 сливается в корпус 1.Tubes 22 and 22 'are installed inside the stem, through which the oil enters the
На концах валов-шестерен 13 и 14 установлены шестерни 23 и 24, находящиеся в зацеплении с шестернями на дисках 25 и 26 двухсторонней муфты 27 за счет пружин 29, через торцевые мелкие зубья подключает диск 25 или, преодолевая усилия пружин 29 электромагнитом 30, диск 26. Через внутреннее зацепление подвижная часть муфты 28 передает крутящий момент средней части муфты 31 далее на выходной вал 32 с маховиком 33.At the ends of the
Шестерня 34 стартера 35 входит в зацепление с зубчатым венцом маховика 33 во время пуска двигателя.The
Поршни 3 и 3' состоят из двух частей, стянутых в одно целое резьбовой втулкой 36 и крышкой 37, имеют группы сквозных отверстий 38 и клапаны 39, 39' со стороны камер сгорания 5 и 5' в виде кольцевых дисков (клапаны 19 и 19' идентичны клапанам 39). Диск клапана 39 притерт к кольцу - основанию 40, при этом прилегание притертых поверхностей обеспечивается пружинами 41 через стойки 42, которые скользят во втулках 43.
Поршни имеют полости 44 с вставками 45, через которые подается масло к масляным кольцам 46, и полости 47 для сбора масла с маслосъемных колец 48. Поршень несет на себе компрессионные кольца 49. На противоположных от шестерен 23 и 24 концах валов-шестерен 13 и 14 установлены датчики 50, которые обеспечивают включение и выключение электромагнита 30 муфты 27, выпускных клапанов 20 и 20', подачу топлива в камеры сгорания 5 и 5', подачу искры.Pistons have
Двигатель действует следующим образом.The engine operates as follows.
При включении зажигания датчики 50 дают сигнал подвижной части 28 муфты 27, при котором подключается тот диск, 25 или 26, подключение которого позволяет завершить движение поршней 3 и 3' в направлении, в котором они двигались до остановки двигателя. При включении стартер 35, введя шестерню 34 в зацепление с зубьями венца маховика 33, вращает его по часовой стрелке, доводя поршни 3 и 3' до мертвой точки.When the ignition is switched on, the
Такое рабочее состояние двигателя представлено на фиг.1 (форсунки и свечи зажигания на фиг.1 не показаны).This operating condition of the engine is shown in FIG. 1 (nozzles and spark plugs are not shown in FIG. 1).
Рассмотрим вариант, когда в камере 5' сжат воздух и его достаточно для воспламенения топлива. Высокую температуру и максимальное давление в камере сгорания удерживают клапаны 20' и 39' и уплотнение штока 21'.Consider the option when air is compressed in chamber 5 'and is sufficient to ignite the fuel. The high temperature and maximum pressure in the combustion chamber are held by the valves 20 'and 39' and the stem seal 21 '.
Датчики 50 дают сигнал на включение электромагнита 30 муфты 27, при этом подвижная часть муфты 28 освобождает диск 25 и входит в контакт с диском 26. Поршень 3' начинает движение, осуществляя рабочий ход, при этом сжимая воздух в камере 4'.The
Рейка 11, перемещаясь со штоком 6, вращает против часовой стрелки вал-шестерню 14, который по кинематической связи раскручивает маховик 33 по часовой стрелке.The
Клапан 19' перегородки 17' прижат притертыми поверхностями повышенным давлением в камере 4'. В конце рабочего цикла давление в камере 5' падает до уровня давления в компрессорной камере 4'. Клапан 39' в поршне 3' оказывается во взвешенном состоянии и открывается при открытии выпускного клапана 20' из-за превышающего давления в компрессорной камере 4' относительно камеры сгорания 5'.The valve 19 'of the septum 17' is pressed against the ground surfaces by increased pressure in the chamber 4 '. At the end of the operating cycle, the pressure in the chamber 5 'drops to the pressure level in the compressor chamber 4'. The valve 39 'in the piston 3' is suspended and opens when the exhaust valve 20 'is opened due to excess pressure in the compressor chamber 4' relative to the combustion chamber 5 '.
Происходит сквозная продувка камеры сгорания 5'. Сжатый воздух, проходя через отверстия в поршне 3' и клапан 39', охлаждает их. Клапан 20' закрывается.Through-blowing of the combustion chamber 5 'takes place. Compressed air passing through the holes in the piston 3 'and the valve 39' cools them. Valve 20 'closes.
При рабочем ходе поршень 3' в цилиндре 2' двигает за собой через шток 6 поршень 3 в цилиндре 2.During the stroke, the piston 3 'in the cylinder 2' moves behind itself through the
Поршень 3 сжимает в камере 5 воздух, при этом в компрессорной камере 4 образуется разрежение, куда устремляется воздух под атмосферным давлением через фильтр, всасывающий патрубок (штуцер) 16, отверстия 18, открывая клапан 19 перегородки 17.The
Ввиду того, что давление при сжатии рабочей смеси выше, чем в конце рабочего хода поршня 3', то доведение до мертвой точки поршней 3 и 3' обеспечивает энергия инерции маховика 33.Due to the fact that the pressure during compression of the working mixture is higher than at the end of the stroke of the piston 3 ', bringing the
При достижении мертвой точки поршнем 3 датчики 50 дают сигнал на отключение электромагнита 30 муфты 27, в результате чего за счет пружины 29 подвижная часть 28 муфты отключается от диска 26 и подключается к диску 25. При воспламенении топлива в камере 5 происходит рабочий ход поршня 3, повторяя все фазы цикла в обратном порядке, при этом маховик 33 получает энергию для вращения при каждом рабочем ходе двигателя. Торможение маховика 33 возможно уменьшением подачи топлива, заставляя двигатель работать в режиме компрессора.When the dead center is reached by the
Повышение КПД двигателя достигается за счет применения для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательные реечного механизма и муфты, например, двухсторонней зубчатой.Improving engine efficiency is achieved through the use of reciprocating motion to rotate rack and pinion and clutches, for example, two-sided gears.
На фиг.8 кривая I построена путем наложения индикаторной диаграммы работы бензинового двигателя на сетку периодов поворота коленчатого вала через 10°. Точки пересечения есть поэтапные изменения величины крутящего момента в зависимости от давления газов и расстояния от оси вращения до точки приложения силы, образованного при вращении коленчатым валом. При максимальном давлении газов на поршень крутящий момент мал в связи противостояния; поршень, шатун, кривошип, коренные опоры. Давление на поршень воспринимается в итоге корпусом двигателя. Максимальный крутящий момент возникает при повороте коленчатого вала на 85°, но при этом давление газов в камере сгорания составляет около 35% от максимального.In Fig. 8, curve I is constructed by superimposing an indicator diagram of the operation of a gasoline engine on a grid of periods of crankshaft rotation through 10 °. The intersection points are the gradual changes in the magnitude of the torque depending on the gas pressure and the distance from the axis of rotation to the point of application of the force generated during rotation by the crankshaft. At maximum gas pressure on the piston, the torque is small due to confrontation; piston, connecting rod, crank, main bearings. The pressure on the piston is ultimately absorbed by the engine housing. The maximum torque occurs when the crankshaft rotates 85 °, but the gas pressure in the combustion chamber is about 35% of the maximum.
Кривая II графика, изображенного на фиг.8, построена при исследовании реечного механизма преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное.Curve II of the graph depicted in Fig. 8 is plotted when examining the rack and pinion mechanism for converting reciprocating motion into rotational motion.
При реечном механизме расстояние от оси вращения шестерни до точки приложения силы постоянно, а с целью сравнимых результатов в данном случае приравнено к величине кривошипа.With the rack and pinion mechanism, the distance from the axis of rotation of the gear to the point of application of force is constant, and for the purpose of comparable results in this case is equated to the value of the crank.
Крутящие моменты определены с той же периодичностью, при которой построена кривая I.Torques are determined with the same frequency at which curve I.
В результате применения реечного механизма с двухсторонней муфтой мы имеем максимальный крутящий момент при максимальном давлении газа в начале рабочего цикла.As a result of the use of the rack and pinion mechanism with a two-way clutch, we have maximum torque at the maximum gas pressure at the beginning of the working cycle.
Снижение величины крутящего момента происходит только от потери давления в камере сгорания при его расширении.A decrease in the magnitude of the torque occurs only from the loss of pressure in the combustion chamber during its expansion.
Графики кривых показывают, что отдача энергии (КПД двигателя) при реечном механизме и двусторонней муфте, служащих для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, значительно выше кривошипно-шатунного преобразователя при одинаковом расходе топлива.The graphs of the curves show that the energy output (engine efficiency) with the rack and pinion mechanism, used to convert the reciprocating motion into rotational, is significantly higher than the crank converter with the same fuel consumption.
В двигателе могут быть использованы механические приводы выпускных клапанов и двухсторонней муфты, это снизит энергозатраты двигателя, но и снизит скорость срабатывание механизмов, что ограничит скорость вращения выходного вала.The engine can use mechanical actuators of exhaust valves and a two-way clutch, this will reduce the energy consumption of the engine, but also reduce the speed of the mechanisms, which will limit the speed of rotation of the output shaft.
Кроме того, выпускных клапанов можно установить несколько на каждый цилиндр для лучшей продувки камер сгорания.In addition, several exhaust valves can be installed on each cylinder for better purging of the combustion chambers.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010123347/06A RU2441996C1 (en) | 2010-06-08 | 2010-06-08 | Internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010123347/06A RU2441996C1 (en) | 2010-06-08 | 2010-06-08 | Internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010123347A RU2010123347A (en) | 2011-12-20 |
RU2441996C1 true RU2441996C1 (en) | 2012-02-10 |
Family
ID=45403748
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010123347/06A RU2441996C1 (en) | 2010-06-08 | 2010-06-08 | Internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2441996C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2818438C1 (en) * | 2023-02-24 | 2024-05-02 | Михаил Магомедович Омаров | Two-stroke internal combustion engine with an additional piston |
-
2010
- 2010-06-08 RU RU2010123347/06A patent/RU2441996C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2818438C1 (en) * | 2023-02-24 | 2024-05-02 | Михаил Магомедович Омаров | Two-stroke internal combustion engine with an additional piston |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010123347A (en) | 2011-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7980208B2 (en) | Reciprocating engine | |
US20080271711A1 (en) | Four-Stroke Free Piston Engine | |
CN106958488B (en) | Variable compression ratio engine | |
AU2007209302A1 (en) | Pulling rod engine | |
CN102926862B (en) | Convex inner two-phase cam rolling shifting transmission internal-combustion engine | |
US4419057A (en) | Rotary piston motor | |
RU2441997C1 (en) | Internal combustion engine without connecting rod | |
RU2441996C1 (en) | Internal combustion engine | |
RU2386826C2 (en) | Rodless internal combustion engine | |
RU2466284C1 (en) | Opposed internal combustion engine | |
JPH03149319A (en) | Crankless engine | |
RU221147U1 (en) | Actuator mechanism of internal combustion engine | |
RU221777U1 (en) | Gear actuator of an internal combustion engine | |
RU2166654C1 (en) | Rotary piston axial internal combustion engine | |
RU2221927C2 (en) | Two-stroke piston machine | |
WO2000036288A2 (en) | Pairing of combustion chambers in engines | |
RU2341667C1 (en) | Central rotor shaft ice | |
RU2286473C1 (en) | Internal combustion engine | |
WO2023277676A1 (en) | Conrod-free rod and piston internal combustion engine | |
RU2564725C2 (en) | Four-stroke crankless piston heat engine with opposed cylinders | |
RU2263803C1 (en) | Internal combustion engine | |
RU2279561C1 (en) | Internal combustion engine | |
RU74665U1 (en) | FLAT-RING INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
RU2352795C2 (en) | "estapheta" rotary piston ice | |
RU2484255C1 (en) | Rack-and-pinion piston machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120609 |