RU2487255C1 - Automotive internal combustion engine - Google Patents
Automotive internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2487255C1 RU2487255C1 RU2011142369/06A RU2011142369A RU2487255C1 RU 2487255 C1 RU2487255 C1 RU 2487255C1 RU 2011142369/06 A RU2011142369/06 A RU 2011142369/06A RU 2011142369 A RU2011142369 A RU 2011142369A RU 2487255 C1 RU2487255 C1 RU 2487255C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- exhaust manifold
- housing
- channels
- chamber
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение (двигатель внутреннего сгорания автомобиля) относится к области машиностроения, в частности к механизмам и системам, служащим для преобразования тепловой энергии сгорающего в его цилиндрах топлива в механическую работу.The present invention (an internal combustion engine of a car) relates to the field of mechanical engineering, in particular to mechanisms and systems for converting the thermal energy of fuel burned in its cylinders into mechanical work.
Существующие поршневые двигатели внутреннего сгорания имеют одинаковый принцип строения, состоят из цилиндропоршневой группы, кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, систем охлаждения, питания, зажигания, пуска и смазочной системы (Стуканов В.А. «Устройство автомобиля». Москва, 2009 г., стр.10-11).Existing reciprocating internal combustion engines have the same structural principle, they consist of a piston-cylinder group, crank and gas distribution mechanisms, cooling, power, ignition, start-up and lubrication systems (V. Stukanov, “Automobile device”. Moscow, 2009, pg. 10-11).
Недостатками этих двигателей являются сложность строения, невысокий КПД (так потери на трение поршня в карбюраторных двигателях составляют 60 - 70% от потери на трение всего двигателя), ударный фактор в шатунной группе и механизме газораспределения, ограничение смазки в группе стержень клапана - направляющая втулка, сложность строения и изготовления коленчатого вала («Устройство автомобиля» Стуканов В.А., Москва 2009 г., стр.29-31, стр.34, стр.41, стр.44-45). В имеющемся прототипе, патент автора Гладкевич О.С. №2430248 по заявке №2009136781, эти недостатки отсутствуют, однако нет конструктивных особенностей для использования отработанных газов двигателя для достижения HCCI эффекта.The disadvantages of these engines are the complexity of the structure, low efficiency (so the loss of piston friction in carburetor engines is 60 - 70% of the loss of friction of the entire engine), the impact factor in the connecting rod group and the gas distribution mechanism, lubrication restriction in the valve stem group - guide sleeve, the complexity of the structure and manufacture of the crankshaft (“Automobile device” VA Stukanov, Moscow 2009, pp. 29-31, p. 34, p. 41, p. 44-45). In the existing prototype, the patent of the author Gladkevich OS No. 2430248 according to the application No. 2009136781, these shortcomings are absent, however, there are no design features for using the exhaust gases of the engine to achieve the HCCI effect.
Задачей предлагаемого изобретения является ликвидация упомянутых недостатков, а также упрощение строения двигателя внутреннего сгорания, повышение его эксплуатационной надежности, уменьшение расхода топлива и выброса выхлопных газов.The objective of the invention is to eliminate the above drawbacks, as well as simplifying the structure of the internal combustion engine, increasing its operational reliability, reducing fuel consumption and exhaust emissions.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемой конструкции отсутствуют основные элементы газораспределительного механизма, а именно: распределительный вал, толкатели, клапаны, гидрокомпенсаторы и, кроме того, коленчатый вал и шатунная группа, преобразование тепловой энергии в механическую работу происходит в устройстве, где цилиндрический вал, передающий крутящий момент на трансмиссию, имеет три монолитно соединенные с ним через 120° цилиндры, в цилиндрах установлены плавающие поршни, имеющие тело и головку, а цилиндры с поршнями и валом закрыты кольцевыми крышками корпуса, корпус имеет цилиндрическое строение, внутреннюю поверхность в виде круга с заданным радиусом, впускной патрубок с камерой для смешивания топлива и отработанных газов, окно впуска и выпускной коллектор, в центре цилиндрического вала имеется полость, сообщающаяся с каналами смазки двигателя и масляными каналами с полостями тел поршней, при этом цилиндры вращаются с валом, поочередно совмещаясь с окном впуска, выпускным коллектором, а поршень перемещается в цилиндре под действием давления масла, подающегося из каналов смазки двигателя, а также расширяющихся газов на участке между окном впуска и выпускным коллектором.The problem is solved in that the proposed design lacks the basic elements of a gas distribution mechanism, namely: a camshaft, pushers, valves, hydraulic compensators and, in addition, a crankshaft and a connecting rod group, the conversion of thermal energy into mechanical work occurs in a device where a cylindrical shaft transmitting torque to the transmission has three cylinders monolithically connected to it through 120 °, floating pistons with a body and a head are installed in the cylinders, and cylinders with pistons the shaft is closed by annular covers of the housing, the housing has a cylindrical structure, an inner surface in the form of a circle with a given radius, an inlet pipe with a chamber for mixing fuel and exhaust gases, an intake window and an exhaust manifold, in the center of the cylindrical shaft there is a cavity in communication with the engine lubrication channels and oil channels with the cavities of the piston bodies, while the cylinders rotate with the shaft, alternating with the intake window, the exhaust manifold, and the piston moves in the cylinder under the influence of oil pressure Is supplied from the engine lubrication channels and the expanding gases in the area between the inlet window and the exhaust manifold.
Предлагаемое изобретение изображено на фиг.1, 2, 3, где на фиг.1 показан двигатель в разрезе и позициями обозначены:The invention is shown in figures 1, 2, 3, where figure 1 shows the engine in the context and the positions indicated:
1 - корпус двигателя1 - engine housing
2 - цилиндрический вал2 - cylindrical shaft
3 - сегмент цилиндрического вала3 - segment of a cylindrical shaft
4 - поршень4 - piston
5 - уплотнительные кольца5 - sealing rings
6 - цилиндр6 - cylinder
7 - масляные каналы сегмента цилиндрического вала7 - oil channels of a segment of a cylindrical shaft
8 - внутренний масляный канал цилиндрического вала8 - internal oil channel of the cylindrical shaft
9 - маслоотводное устройство9 - oil drain device
10 - отверстия маслоотводного устройства10 - holes oil drain device
11 - внутренний канал маслоотводного устройства11 - the internal channel of the oil drain device
12 - внутренняя поверхность корпуса12 - the inner surface of the housing
13 - выпускной коллектор13 - exhaust manifold
14 - камера с впускным патрубком14 - chamber with inlet pipe
15 - форсунка15 - nozzle
16 - крышка корпуса16 - housing cover
17 - система охлаждения17 - cooling system
18 - барабан18 - drum
19 - канал подачи воздушной смеси19 - air supply channel
20 - направляющий выступ20 - guide
21, 22 - каналы подачи отработанных газов21, 22 - exhaust gas supply channels
А, Б, С, - сегменты цилиндрического валаA, B, C, - segments of a cylindrical shaft
На фиг.2, 3 показан поршень в разрезе и позициями обозначены:In figure 2, 3 shows the piston in the context and the positions indicated:
5 - уплотнительные кольца5 - sealing rings
6 - цилиндр6 - cylinder
7 - масляные каналы сегмента цилиндрического вала7 - oil channels of a segment of a cylindrical shaft
23 - головка поршня23 - piston head
24 - тело поршня24 - piston body
25 - пружина25 - spring
26 - упоры26 - stops
27 - отверстия в головке поршня.27 - holes in the piston head.
Двигатель внутреннего сгорания (фиг.1) состоит из корпуса 1, цилиндрического вала 2, имеющего сегменты 3 (А, Б, С), цилиндров 6, поршней. 4, барабана 18, камеры 14 с форсунками 15, выпускного коллектора 13.The internal combustion engine (Fig. 1) consists of a housing 1, a
Цилиндрический вал 2 имеет внутренний масляный канал 8, имеющий сообщения с каналами смазки двигателя, масляными каналами 7 сегментов А, Б, С и внутренней полостью головок поршней 23 (фиг.2) через отверстия 27 (фиг.3). В масляном канале 8 цилиндрического вала 2 (фиг.1) имеется фиксированное к корпусу двигателя маслоотводное устройство 9, в котором есть отверстия 10 и внутренний канал 11, сообщающийся с поддоном картера двигателя.The
Сегменты 3 (А, Б, С) цилиндрического вала 2 имеют масляные каналы 7, а в торцевой части сегментов расположены цилиндры 6 с «плавающими» поршнями 4. Поршень 4 (фиг.1) имеет тело 24 (фиг.2) и головку 23 (фиг.2). В головке поршня 23 имеются отверстия 27 (фиг.3), сообщающиеся с ее внутренней полостью. Корпус двигателя 1 (фиг.1) имеет камеру для смешивания топлива и отработанных газов 14 с впускным патрубком, форсунки 15, выпускной коллектора 13, внутреннюю поверхность 12, барабан 18, каналы подачи отработанных газов 21, 22. Вал с сегментами, содержащими цилиндры и поршни, закрыт кольцевыми крышками 16 (фиг.1), закрепленными в корпусе болтами.Segments 3 (A, B, C) of the
Работает двигатель внутреннего сгорания следующим образом. Первоначальное вращение цилиндрического вала 2 (фиг.1) и сегментов А, Б, С осуществляется с помощью стартера автомобиля по часовой стрелке. При совмещении цилиндра сегмента С (фиг.1) с впускным патрубком камеры 14 под высоким давлением от насоса высокого давления в него впускается топливо, смешанное с воздухом и отработанными горячими газами. При этом поршень 4 смещается в нижнюю часть цилиндра. Этому же способствует отсутствие давления масла в каналах 7 сегмента С, которое сливается в поддон картера через отверстия 10 маслоотводного канала 11. При этом в маслоотводном устройстве 9 можно создать отрицательное давление с помощью вакуумного насоса, что будет еще больше способствовать смещению поршня 4 сегмента С в нижнее положение и заполнению цилиндра топливной смесью.The internal combustion engine operates as follows. The initial rotation of the cylindrical shaft 2 (figure 1) and segments A, B, C is carried out using the car starter clockwise. When combining the cylinder of segment C (FIG. 1) with the inlet of the chamber 14 under high pressure from the high pressure pump, fuel mixed with air and hot hot gases is introduced into it. When this piston 4 is shifted to the lower part of the cylinder. This is also facilitated by the lack of oil pressure in the channels 7 of segment C, which merges into the oil pan through the openings 10 of the oil drain channel 11. In this case, negative pressure can be created in the oil drain device 9 using a vacuum pump, which will further contribute to the displacement of the piston 4 of the segment C in lower position and filling the cylinder with fuel mixture.
В этот же момент поршень 4 сегмента А будет находиться в крайнем верхнем положении за счет давления на него масла, передающегося из каналов смазки двигателя во внутренний масляный канал 8 цилиндрического вала 2, а затем на масляные каналы 7 сегментов А и Б. Благодаря изогнутой в радиальном направлении головки поршня 4 и упоров 26 (фиг.2) создается необходимый объем камеры сгорания. Находясь в верхней точке, поршень 4 сегмента А осуществляет сжатие топливной смеси. При достижении определенного давления в цилиндре возгорание топливовоздушного заряда происходит без искры свечи зажигания (HCCI - эффект). Расширяющиеся газы смещают поршень 4 (фиг.1) вниз, а сегмент А с цилиндрическим валом 2 по часовой стрелке (соответственно суммарного вектора направления движения поршня в цилиндре, имеющем полуовальное строение стенок с направлением оси под углом 45° к оси сегмента А). Первоначальное движение цилиндрического вала с сегментами А, Б, С по часовой стрелке задается с помощью стартера. Поршень 4 сегмента Б за счет давления масла также будет находиться в верхней точке, а цилиндр 6 сегмента Б совместится с выпускным коллектором 13, за счет чего произойдет выброс отработанного топлива. Кроме того, часть газов по каналам 21 и 22 (фиг.1) будет поступать в камеру 14, где происходит образование однородного топливовоздушного облака с предельно низкой плотностью.At the same time, the piston 4 of segment A will be in its highest position due to the pressure on it of the oil transmitted from the lubrication channels of the engine to the internal oil channel 8 of the
Таким образом, цилиндры сегментов А, Б, С поочередно контактируют с впускным патрубком камеры 14, внутренней поверхностью корпуса двигателя на участке между камерой 14 и выпускным коллектором 13 (фаза сжатия, возгорания, рабочего хода поршня), выпускным коллектором 13, участком, внутренней поверхности корпуса двигателя между выпускным коллектором 13 и камерой 14 (фаза сброса масла в поддон двигателя).Thus, the cylinders of segments A, B, C are alternately in contact with the inlet pipe of the chamber 14, the inner surface of the engine housing in the area between the chamber 14 and the exhaust manifold 13 (compression phase, fire, piston stroke), exhaust manifold 13, section, inner surface the engine housing between the exhaust manifold 13 and the chamber 14 (phase of the oil discharge into the engine sump).
Плавность работы поршня 4 и отсутствие ударного фактора осуществляется за счет масла, находящегося под давлением в цилиндре 6, непосредственно под поршнем, и пружины 25 (фиг.2). Боковые поверхности головки 23 (фиг.2) и тела 24 (фиг.2) поршня 4 (фиг.1) конгуэнтны стенкам цилиндра 6 (фиг.2). На головке поршня 23 имеется уплотнительный пояс для посадки уплотнительного кольца (колец) 5, чтобы масло не проникало в камеру сгорания и создавалась компрессия. Кроме того, в головке поршня 23 (фиг.3) имеются отверстия 27 (фиг.3) для циркуляции масла с целью охлаждения поршня. Уплотнение боковых поверхностей двигателя осуществляется с помощью крышки корпуса 16 (фиг.1). Охлаждение двигателя осуществляется за счет циркуляции антифризов, как внутри корпуса, а также внутри тела цилиндрического вала 2, что в свою очередь уменьшает температуру масла, подаваемого к поршням и охлаждение последних.The smooth operation of the piston 4 and the absence of a shock factor is due to the oil under pressure in the
Для увеличения мощности предлагаемого двигателя можно изготавливать вал с шестью сегментами и цилиндропоршневыми группами таким образом, что первые три сегмента находятся на определенном расстоянии по оси вала от других трех сегментов, а последние имеют между собой угол в 120° и смещены по часовой стрелке по отношению к первой группе сегментов на 60°.To increase the power of the proposed engine, it is possible to produce a shaft with six segments and cylinder-piston groups in such a way that the first three segments are at a certain distance along the shaft axis from the other three segments, and the latter have an angle of 120 ° with each other and are shifted clockwise with respect the first group of segments at 60 °.
При работе предлагаемого двигателя КПД значительно выше, чем у обычных поршневых двигателей, так как потери на трение поршня автоматически переходят в кинетическую энергию вращения вала.When the proposed engine is running, the efficiency is much higher than that of conventional reciprocating engines, since the friction losses of the piston automatically turn into kinetic energy of rotation of the shaft.
Простота в устройстве предлагаемого двигателя, более высокий коэффициент его полезного действия, малогабаритность позволяют в значительной степени экономить материальные средства, улучшать технические параметры автомобиля.The simplicity of the device of the proposed engine, a higher coefficient of its efficiency, its small size can significantly save material resources, improve the technical parameters of the car.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. «Устройство автомобиля». Изд. «Форум», Москва, Стуканов В.А. 2009 г., стр.9-45.1. “Vehicle device”. Ed. "Forum", Moscow, V. Stukanov 2009, pp. 9-45.
2. «Бензиновые двигатели», Москва, Дмитриевский А.В., Тюряков А.С., 1986 г., стр.187-204.2. “Gasoline engines”, Moscow, Dmitrievsky A.V., Tyuryakov A.S., 1986, pp. 188-204.
3. «Автомобильные и тракторные двигатели», учебник для ВУЗов, Москва, Ленин И.М., 1976 г., стр.177-182.3. “Automobile and tractor engines”, a textbook for high schools, Moscow, Lenin IM, 1976, pp. 177-182.
4. «Автомобильные двигатели», Москва, Ховах М.С. 1977 г., cтp.211-227, стр.366-374.4. “Automotive engines”, Moscow, Hovakh M.S. 1977, pp. 211-227, pp. 366-374.
5. «Автомобильные двигатели внутреннего сгорания. Теория, расчет и конструкция двигателей внутреннего сгорания», Москва, Ховах М.С., Маслов Г.С., 1971 г., стр 95-100, стр.111-112, стр.114-126.5. “Automobile internal combustion engines. Theory, Calculation and Design of Internal Combustion Engines ”, Moscow, Hovakh M.S., Maslov G.S., 1971, pp. 95-100, pp. 111-112, pp. 114-126.
6. «Расчет автомобильных и тракторных двигателей», Москва, Колчин А.И., Демидов В.П., 1980 г., стр.40-60.6. "Calculation of automotive and tractor engines", Moscow, Kolchin A.I., Demidov V.P., 1980, pp. 40-60.
7. Журнал «Популярная механика», март 2010 г.7. Popular Mechanics Magazine, March 2010
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011142369/06A RU2487255C1 (en) | 2011-10-19 | 2011-10-19 | Automotive internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011142369/06A RU2487255C1 (en) | 2011-10-19 | 2011-10-19 | Automotive internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011142369A RU2011142369A (en) | 2013-04-27 |
RU2487255C1 true RU2487255C1 (en) | 2013-07-10 |
Family
ID=48788290
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011142369/06A RU2487255C1 (en) | 2011-10-19 | 2011-10-19 | Automotive internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2487255C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1028859A1 (en) * | 1974-03-12 | 1983-07-15 | Предприятие П/Я М-5536 | I.c.engine |
WO1984004354A1 (en) * | 1983-04-28 | 1984-11-08 | Anthony Gerace | Internal combustion engine and operating cycle therefor |
RU2430248C2 (en) * | 2009-10-05 | 2011-09-27 | Олег Станиславович Гладкевич | Automotive ice |
-
2011
- 2011-10-19 RU RU2011142369/06A patent/RU2487255C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1028859A1 (en) * | 1974-03-12 | 1983-07-15 | Предприятие П/Я М-5536 | I.c.engine |
WO1984004354A1 (en) * | 1983-04-28 | 1984-11-08 | Anthony Gerace | Internal combustion engine and operating cycle therefor |
RU2430248C2 (en) * | 2009-10-05 | 2011-09-27 | Олег Станиславович Гладкевич | Automotive ice |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011142369A (en) | 2013-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8499726B2 (en) | Internal combustion engines | |
US20090020958A1 (en) | Methods and apparatus for operating an internal combustion engine | |
RU2386047C2 (en) | Two-phase axial piston internal combustion engine | |
CN103321744B (en) | No-cylinder-cover double-combustion-chamber horizontal type four-stroke internal combustion engine | |
US9194287B1 (en) | Double cam axial engine with over-expansion, variable compression, constant volume combustion, rotary valves and water injection for regenerative cooling | |
US8875674B2 (en) | Differential-stroke internal combustion engine | |
US6125802A (en) | Piston engine powertrain | |
US10267225B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP2016510853A (en) | Improved opposed piston engine | |
RU2430248C2 (en) | Automotive ice | |
RU2487255C1 (en) | Automotive internal combustion engine | |
US20130276761A1 (en) | Variable-compression engine assembly | |
US20080271597A1 (en) | Methods and apparatus for operating an internal combustion engine | |
RU2509223C2 (en) | Automotive internal combustion engine | |
CN102678288A (en) | Spherical double-ring rotary internal combustion engine | |
JP2013083199A (en) | Inverted v-shape substantially-opposing engine of biaxial output type | |
RU2362893C2 (en) | Single-chamber multicylinder internal combustion engine with movement of pistons in opposite direction to each other | |
CN205689266U (en) | Controlled elasticity internal combustion engine | |
AU610054B2 (en) | Rotating cylinder engine | |
RU2466284C1 (en) | Opposed internal combustion engine | |
US20170009617A1 (en) | Sleeve valve engine | |
RU154798U1 (en) | "NORMAS" INTERNAL COMBUSTION ENGINE. OPTION - XB - 73 | |
RU2235211C2 (en) | Multifunctional rotary timing mechanism | |
RU82770U1 (en) | ROTOR-PISTON INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
RU2485334C1 (en) | Method of operating internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161020 |