RU2544642C1 - Four-stroke internal combustion engine - Google Patents

Four-stroke internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2544642C1
RU2544642C1 RU2013136899/06A RU2013136899A RU2544642C1 RU 2544642 C1 RU2544642 C1 RU 2544642C1 RU 2013136899/06 A RU2013136899/06 A RU 2013136899/06A RU 2013136899 A RU2013136899 A RU 2013136899A RU 2544642 C1 RU2544642 C1 RU 2544642C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
camshaft
cylinder
engine
camshafts
crankshaft
Prior art date
Application number
RU2013136899/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013136899A (en
Inventor
Николай Борисович Болотин
Original Assignee
Николай Борисович Болотин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Борисович Болотин filed Critical Николай Борисович Болотин
Priority to RU2013136899/06A priority Critical patent/RU2544642C1/en
Publication of RU2013136899A publication Critical patent/RU2013136899A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2544642C1 publication Critical patent/RU2544642C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention can be used in engine building. A four-stroke internal combustion engine includes crank shaft 10 with a drive sprocket, a gas distribution system made in head (8) of cylinders, a fuel-and-air mixture inlet system, a combustion product exhaust system, at least one cylinder (1) with a piston installed in it and a combustion system with ignition plug (1) installed on each end face of the cylinder. The gas distribution system is made in the form of two distribution shafts (14) and (15) with driven sprockets (28) and (30), which are installed in cylindrical bores in head (8) of cylinders and kinematically connected via circuit (31) to crank shaft (10). The first and the second distribution shafts (14) and (15) provided with axial channels and radial inlet and outlet holes, the number of which corresponds to the number of cylinders. Opposite each piston in the head of cylinders there is at least one inlet and outlet hole. Openings connect at regular intervals the working cavity of each cylinder (1) to fuel-and-air mixture inlet system (12), which is performed with the first distribution shaft (14), and combustion product exhaust system (13), which is performed with the second distribution shaft (15). In the side section of circuit (31) there installed is the first chain tension device (33) with manual adjustment of its tension. In the section of chain (31) between distribution shafts (14) and (15) there installed is the second chain tension device (35) with a controlled drive. Driven sprockets have the same diameter and are larger by two times than diameter of the drive sprocket.
EFFECT: simplification of the design.
9 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения, конкретно касается механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания.The invention relates to the field of engine building, specifically relates to a gas distribution mechanism of an internal combustion engine.

Известен двигатель внутреннего сгорания, например, по А.С. СССР №544759, МПК 2 E02B 27/00, содержащий систему газораспределения для двигателя внутреннего сгорания, например выпускную. Эта система содержит основной трубопровод и подвижно установленный на нем насадок, при этом с целью повышения эффективности использования волновых эффектов на трубопроводе и насадке выполнены окна и по крайней мере одна из сторон окна на трубопроводе ориентирована под углом к стороне насадка для измерения при относительном повороте положения совмещаемых частей окон. При этом основная часть механизма газообразования остается сложной и содержит клапана, пружины, толкатели и распределительный вал, кинематически связанный с коленчатым.Known internal combustion engine, for example, according to A.S. USSR No. 544759, IPC 2 E02B 27/00, comprising a gas distribution system for an internal combustion engine, for example an exhaust. This system contains the main pipeline and nozzles movably mounted on it, while in order to increase the efficiency of using wave effects on the pipeline and nozzle, windows are made and at least one of the sides of the window on the pipeline is oriented at an angle to the side of the nozzle for measurement at a relative rotation of the positions of the parts of windows. In this case, the main part of the gas generation mechanism remains complex and contains valves, springs, pushers and a camshaft kinematically connected with the crankshaft.

Известен двигатель внутреннего сгорания по А.С. СССР №1236128, МПК F02B 27/00. Этот двигатель содержит систему резонансного наддува, содержащую впускной трубопровод с двумя диаметрально противоположными продольными окнами, подсоединенными к цилиндрам с несовпадающими фазами впуска, и подвижный насадок, установленный на впускном трубопроводе и выполненный с двумя диаметрально противоположными отражательными окнами, первая сторона которых ориентирована под углом к стороне соответствующего продольного окна, а в месте наложения отражательных окон на продольные выполнено проходное отверстие, при этом с целью улучшения амплитудно-фазовых параметров колебаний давления и снижения насосных потерь, подвижный насадок выполнен с двумя дополнительными отражательными окнами, причем вторая сторона основных отражательных окон выполнена параллельно первой стороне, дополнительные отражательные окна совпадают по форме с основными отражательными окнами, а отношение суммарной площади сечений проходных отверстий к площади сечения впускного трубопровода равно 2…2, 5.Known internal combustion engine according to A.S. USSR No. 1236128, IPC F02B 27/00. This engine comprises a resonant pressurization system comprising an inlet pipe with two diametrically opposite longitudinal windows connected to cylinders with mismatching phases of the intake, and a movable nozzle mounted on the inlet pipe and made with two diametrically opposite reflective windows, the first side of which is oriented at an angle to the side the corresponding longitudinal window, and in the place of application of the reflective windows to the longitudinal holes, a passage hole is made, while for the purpose of improving To improve the amplitude-phase parameters of pressure fluctuations and reduce pump losses, the movable nozzle is made with two additional reflective windows, the second side of the main reflective windows parallel to the first side, the additional reflective windows coincide in shape with the main reflective windows, and the ratio of the total cross-sectional area of the passage openings to the cross-sectional area of the inlet pipe is 2 ... 2, 5.

Недостатки такие же, что и у предыдущего аналога.The disadvantages are the same as the previous counterpart.

Известен также двигатель внутреннего сгорания по патенту РФ №2008457, МКП 5 F02 и 27/00, который содержит выпускную систему, которая содержит выпускной трубопровод, подвижно установленный на трубопроводе насадок, причем выпускной трубопровод и насадок снабжены соответственно продольной и наклонной прорезями. В выпускном трубопроводе установлен поршень с возможностью осевого перемещения, причем в днище поршня выполнено углубление в виде конуса.Also known is an internal combustion engine according to the patent of Russian Federation No. 2008457, MCP 5 F02 and 27/00, which contains an exhaust system that includes an exhaust pipe that is movably mounted on the nozzle pipe, the exhaust pipe and nozzles being provided with longitudinal and inclined slots, respectively. A piston is mounted in the exhaust pipe with axial displacement, and a cone-shaped recess is made in the piston bottom.

Известен двигатель внутреннего сгорания классической схемы, применяемый для автомобилей ВАЗ-2101, ВАЗ-2103 и т.п., описанный в книге Д.В. Кожейкина «Как самому починить автомобиль», «Фрегат», Челябинск, 1992, с. 8. Этот двигатель содержит коленвал, систему газораспределения, выполненную в головке цилиндров, систему впуска топливовоздушной смеси и систему выхлопа продуктов сгорания, по крайней мере один цилиндр с установленным в нем поршнем.Known internal combustion engine of the classical scheme used for cars VAZ-2101, VAZ-2103, etc., described in the book D.V. Kozheykina “How to fix a car yourself”, “Frigate”, Chelyabinsk, 1992, p. 8. This engine contains a crankshaft, a gas distribution system made in the cylinder head, an air-fuel mixture intake system and an exhaust system of combustion products, at least one cylinder with a piston installed in it.

Недостатки: сложность конструкции и низкий КПД.Disadvantages: design complexity and low efficiency.

Известен четырехтактный двигатель внутреннего сгорания из сайта Интернет http://www.motosvit/com, (прототип) в Приложении 1.A four-stroke internal combustion engine is known from the Internet site http: //www.motosvit/com, (prototype) in Appendix 1.

Недостатки прототипа: конструктивная сложность и низкая надежность газораспределительного механизма, содержащего большое количество деталей, в том числе распределительный вал, клапана, пружины, уплотнения клапанов, систему регулирования зазоров в клапанах. Это усложняет регулировку механизма газораспределения, приводит к износу деталей механизма. Износ штоков клапанов и их уплотнений, например, приводит к нарушению газораспределения, попаданию масла в камеру сгорания двигателя и дымному выхлопу при его сгорании и, как последствие, к ухудшению экологии окружающей среды.The disadvantages of the prototype: structural complexity and low reliability of the gas distribution mechanism containing a large number of parts, including the camshaft, valves, springs, valve seals, valve clearance control system. This complicates the adjustment of the gas distribution mechanism, leads to wear of the parts of the mechanism. Deterioration of valve stems and their seals, for example, leads to disruption of gas distribution, oil getting into the combustion chamber of the engine and smoky exhaust during its combustion, and, as a result, environmental degradation.

Задачи создания изобретения, совпадающие с техническим результатом, - повышение КПД и его надежности, упрощение конструкции и улучшение экологии.The objectives of the invention, which coincide with the technical result, is to increase the efficiency and its reliability, simplify the design and improve the environment.

Решение указанных задач достигнуто в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания, содержащем коленчатый вал с ведущей звездочкой, систему газораспределения, выполненную в головке цилиндров, систему впуска топливовоздушной смеси, систему выхлопа продуктов сгорания и, по меньшей мере, один цилиндр с установленным в нем поршнем и систему зажигания со свечой зажигания, установленной на каждом торце цилиндра, тем, что согласно изобретению система газораспределения выполнена в виде установленных в цилиндрических расточках в головке цилиндров и кинематически связанных цепью с коленчатым валом двух распределительных валов с ведомыми звездочками: первым и вторым с осевыми каналами и радиальными впускными и выпускными отверстиями, число которых соответствует числу цилиндров, против каждого поршня головке цилиндров выполнены по меньшей мере по одному впускному и выпускному окну, периодически сообщающие рабочую полость каждого цилиндра с системами впуска топливовоздушной смеси, которую выполняет первый распределительные вал, и системой выхлопа продуктов сгорания, которую выполняет второй распределительный вал, на боковом участке цепи установлен первый натяжитель цепи с ручной регулировкой ее натяжения, на участке цепи между распределительными валами - второй натяжитель цепи с управляемым приводом, а ведомые звездочки выполнены одинакового диаметра и в два раза больше диаметра ведомой звездочки.The solution to these problems was achieved in a four-stroke internal combustion engine containing a crankshaft with a drive sprocket, a gas distribution system made in the cylinder head, an air-fuel mixture intake system, an exhaust system of combustion products and at least one cylinder with a piston installed in it and an ignition system with a spark plug mounted on each end of the cylinder, the fact that according to the invention the gas distribution system is made in the form of installed in cylindrical bores in the head of the cylinder Ndrov and kinematically connected by a chain with a crankshaft of two camshafts with driven sprockets: the first and second with axial channels and radial inlet and outlet openings, the number of which corresponds to the number of cylinders, at least one inlet and outlet window is made against each piston of the cylinder head, periodically communicating the working cavity of each cylinder with the air-fuel mixture intake systems that the first camshaft performs and the exhaust system of the combustion products the second camshaft is installed on the side of the chain, the first chain tensioner is installed with manual adjustment of its tension, the second chain tensioner with a controlled drive is installed on the chain section between the camshafts, and the driven sprockets are made of the same diameter and twice the diameter of the driven sprocket.

Свечи зажигания могут быть выполнены лазерными, а в систему зажигания введен блок, соединенный оптическим волокном со свечой зажигания. Двигатель может содержать блок управления. Двигатель может содержать датчик частоты вращения коленчатого вала и датчик угла поворота коленчатого вала, соединенные электрической связью с блоком управления. Оси распределительных валов могут быть выполнены параллельно между собой и оси коленчатого вала.Spark plugs can be made laser, and a block is connected into the ignition system, connected by an optical fiber to the spark plug. The engine may comprise a control unit. The engine may include a crankshaft speed sensor and a crankshaft angle sensor, connected by electrical communication with the control unit. The axis of the camshafts can be made parallel to each other and the axis of the crankshaft.

Распределительные валы могут быть выполнены керамическими. Распределительные валы могут быть установлены на керамических подшипниках скольжения.Camshafts can be made of ceramic. Camshafts can be mounted on ceramic plain bearings.

Двигатель может содержать датчик углового положения первого распределительного вала и датчик углового положения второго распределительного вала. Датчик углового положения первого распределительного вала и датчик углового положения второго распределительного вала могут быть соединены электрическими связями с блоком управления.The engine may comprise an angular position sensor of the first camshaft and an angular position sensor of the second camshaft. The angular position sensor of the first camshaft and the angular position sensor of the second camshaft can be electrically connected to the control unit.

Сущность изобретения поясняется на чертежах Фиг. 1…6, где:The invention is illustrated in the drawings of FIG. 1 ... 6, where:

на фиг. 1 приведен вид с торца,in FIG. 1 shows an end view,

на фиг. 2 приведен разрез А-А,in FIG. 2 shows a section aa,

на фиг. 3 приведен продольный разрез двигателя внутреннего сгорания по В-В, первое исполнение,in FIG. 3 shows a longitudinal section of an internal combustion engine in BB, the first version,

на фиг. 4 приведен продольный разрез двигателя по Б-Б, второе исполнение,in FIG. 4 shows a longitudinal section of the engine on BB, the second version,

на фиг. 5 приведена схема двигателя с дополнительными датчиками, разрез С-С,in FIG. 5 shows a diagram of the engine with additional sensors, section CC,

на фиг. 6 приведена циклограмма работы двигателя.in FIG. 6 shows the sequence diagram of the engine.

Двигатель внутреннего сгорания (в дальнейшем - двигатель) содержит (Фиг. 1…6) по меньшей мере один цилиндр 1 и установленный в нем поршень 2.The internal combustion engine (hereinafter referred to as the engine) comprises (Fig. 1 ... 6) at least one cylinder 1 and a piston 2 installed therein.

В дальнейшем приведен двухцилиндровый двигатель. Каждый поршень 2 имеет компрессионные и маслосъемные кольца 3 и 4 соответственно. Цилиндры 1 выполнены заодно с корпусом 5, имеющим поддон 6 для масла 7. Над цилиндрами 1 установлена головка цилиндров 8, между ними установлена прокладка 9.The following is a two-cylinder engine. Each piston 2 has compression and oil scraper rings 3 and 4, respectively. The cylinders 1 are made integral with the housing 5 having a pan 6 for oil 7. Above the cylinders 1 is a cylinder head 8, between them a gasket 9 is installed.

Двигатель имеет коленчатый вал 10, систему газораспределения 11, выполненную в головке цилиндров 8.The engine has a crankshaft 10, a gas distribution system 11, made in the cylinder head 8.

Изобретение распространяет свои права и на одноцилиндровый двигатель, а также на двигатели с любым числом цилиндров и с любым их расположением, например с V-образным расположением цилиндров.The invention extends its rights to a single-cylinder engine, as well as to engines with any number of cylinders and with any arrangement thereof, for example with a V-shaped arrangement of cylinders.

Система газораспределения 11 содержит систему впуска топливовоздушной смеси 12 и систему выпуска выхлопных газов 13, и два распределительных вала: первый распределительный вал 14 и второй распределительный вал 15. Валы 14 и 15 выполнены цилиндрической формы (без кулачков).The gas distribution system 11 includes an air-fuel mixture intake system 12 and an exhaust system 13, and two camshafts: a first camshaft 14 and a second camshaft 15. The shafts 14 and 15 are cylindrical (without cams).

Оба распределительных вала 14 и 15 имеют одинаковую конструкцию и установлены параллельно между собой и с коленчатым валом 10. Оба распределительных вала выполнены с осевыми каналами 16, радиальными впускными и выпускными отверстиями, соответственно 17 и 18. Распределительные валы 14 и 15 выполняют функцию систем впуска топливовоздушной смеси 12 и выпуска выхлопных газов 13.Both camshafts 14 and 15 have the same design and are installed in parallel with each other and with the crankshaft 10. Both camshafts are made with axial channels 16, radial inlet and outlet openings, 17 and 18, respectively. Camshafts 14 and 15 function as fuel-air intake systems mixture 12 and exhaust 13.

Кроме того, в систему впуска топливовоздушной смеси 12 входят впускные окна 19, выполненные в головке цилиндров 8 и выходящие в камеры сгорания 20, а в систему выпуска выхлопных газов 13 входят выпускные окна 21, выполненные в головке цилиндров 8.In addition, the inlet system of the air-fuel mixture 12 includes inlet windows 19 made in the cylinder head 8 and exiting into the combustion chambers 20, and the exhaust system 13 includes exhaust windows 21 made in the cylinder head 8.

Поршни 2 связаны с коленчатым валом 10 шатунами 22, в которых установлены пальцы 23. Шатуны 22 имеют шатунные подшипники 24. Коленчатый вал 10 установлен на коренных подшипниках 25 и уплотнен уплотнениями 26. Внутри коленчатого вала 10 выполнены маслоканалы 27.The pistons 2 are connected to the crankshaft 10 by connecting rods 22 in which the pins are mounted 23. The connecting rods 22 have connecting rod bearings 24. The crankshaft 10 is mounted on the main bearings 25 and sealed with seals 26. Oil channels 27 are made inside the crankshaft 10.

В систему газораспределения 11 входят ведущая звездочка 28 и две ведомые звездочки 29 и 30, соединенные цепью (или ремнем) 31. Диаметр ведомых звездочек 29 и 30 в 2 раза больше диаметра ведущей звездочки 28. За два оборота коленчатого вала 10 распределительные валы 14 и 15 совершают всего один оборот. В связи с отсутствием толкателей отпадает необходимость их смазки, что уменьшает попадание масла в камеры сгорания 20 цилиндров 1 и улучшает экологические показатели двигателя.The gas distribution system 11 includes a drive sprocket 28 and two driven sprockets 29 and 30 connected by a chain (or belt) 31. The diameter of the driven sprockets 29 and 30 is 2 times the diameter of the drive sprocket 28. For two turns of the crankshaft 10, the camshafts 14 and 15 make only one revolution. Due to the lack of pushers, there is no need to lubricate them, which reduces the ingress of oil into the combustion chambers of 20 cylinders 1 and improves the environmental performance of the engine.

Распределительные валы 14 и 15 следует выполнить из жаропрочной стали или из керамики и установить на керамических подшипниках 32.Camshafts 14 and 15 should be made of heat-resistant steel or ceramic and mounted on ceramic bearings 32.

Около бокового участка цепи 31 установлен первый натяжитель цепи 33, который имеет ручной привод 34, а на участке между распределительными валами 14 и 15 установлен второй натяжитель цепи 35 с управляемым приводом 36.Near the lateral section of the chain 31, a first chain tensioner 33 is installed, which has a manual drive 34, and in the area between the camshafts 14 and 15, a second chain tensioner 35 with a controlled drive 36 is installed.

Кроме того, двигатель оборудован системой зажигания, которая содержит свечи зажигания 37 по числу цилиндров 1, соединенные оптическим волокном 38 с блоком накачки 39. Свечи зажигания 37 предпочтительно выполнить лазерными. Они при потреблении меньшей мощности дают кратковременные разряды огромной мощности (десятки кВт). Для этого свечи зажигания 37 соединены оптическим волокном 38 с блоком накачки 39.In addition, the engine is equipped with an ignition system, which contains spark plugs 37 according to the number of cylinders 1, connected by an optical fiber 38 to the pump unit 39. Spark plugs 37 are preferably laser-made. They, while consuming less power, give short-term discharges of enormous power (tens of kW). For this, the spark plugs 37 are connected by an optical fiber 38 to a pump unit 39.

Двигатель может быть оборудован блоком управления 40, который электрической связью 41 соединен с блоком накачки 39.The engine may be equipped with a control unit 40, which is electrically connected 41 to a pump unit 39.

Между цилиндрами 1 и между корпусом 5 и цилиндрами 1 выполнена полость 42 для охлаждения цилиндров 1. Свечи зажигания 37 могут иметь оребрение 43. Система впуска топливовоздушной смеси 12 содержит впускной патрубок 44 и дроссельную заслонку 45.A cavity 42 is provided between the cylinders 1 and between the housing 5 and the cylinders 1 for cooling the cylinders 1. The spark plugs 37 may have fins 43. The air-fuel mixture intake system 12 includes an inlet pipe 44 and a throttle valve 45.

Система охлаждения двигателя содержит отводящий трубопровод 46, насос 47, промежуточный трубопровод 48, радиатор 49 и подводящий трубопровод 50.The engine cooling system includes a discharge pipe 46, a pump 47, an intermediate pipe 48, a radiator 49, and a supply pipe 50.

Кроме того, двигатель может быть оборудован датчиком частоты вращения коленчатого вала 51, датчиком углового положения коленчатого вала 52, датчиком числа оборотов коленчатого вала 53 (для определения четного или нечетного оборота коленчатого вала) и датчиком углового положения первого распределительного вала 54, датчиком углового положения второго распределительного вала 55, соединенными электрическими связями 41 с блоком управления 40.In addition, the engine can be equipped with a crankshaft speed sensor 51, a crankshaft angular position sensor 52, a crankshaft speed sensor 53 (for detecting an even or odd crankshaft revolution) and an angular position sensor for the first camshaft 54, an angular position sensor for the second camshaft 55 connected by electrical connections 41 to the control unit 40.

Применение систем лазерного зажигания, например на микрочип-лазере, позволит кратковременно развивать мощность разряда в десятки кВт при малом потреблении энергии, так как в них можно реализовать длительность импульса энергии в несколько нс.The use of laser ignition systems, for example, on a microchip laser, will allow a short-term development of a discharge power of tens of kW with low energy consumption, since it is possible to realize an energy pulse duration of several ns in them.

Кроме того, двигатель может быть оборудован датчиком углового положения дроссельной заслонки 56 и датчиком разрежения за дроссельной заслонкой 57. Датчики 56 и 57 электрическими связями 41 соединены с блоком управления 40 (фиг. 5). Это позволит скорректировать опережение зажигания при работе с минимальной нагрузкой на высоких оборотах коленчатого вала 10 для экономии топлива.In addition, the engine may be equipped with an angular position sensor throttle valve 56 and a vacuum sensor behind the throttle valve 57. Sensors 56 and 57 are connected by electrical connections 41 to the control unit 40 (Fig. 5). This will allow you to adjust the ignition timing when working with a minimum load at high speeds of the crankshaft 10 to save fuel.

Циклограмма работы двигателя показана на фиг. 6. Линией 58 показаны импульсы энергии свечи лазерного зажигания 37. Видно, что первый импульс подается в фазе сжатия до ее завершения, а потом периодически подаются импульсы во время фазы расширения и, возможно, до ее завершения.The engine operation diagram is shown in FIG. 6. Line 58 shows the energy pulses of the laser spark plug 37. It can be seen that the first pulse is supplied in the compression phase until it is completed, and then pulses are periodically applied during the expansion phase and, possibly, until it is completed.

РАБОТА ДВИГАТЕЛЯENGINE OPERATION

Работает двигатель следующим образом.The engine operates as follows.

Топливовоздушная смесь подается из впускного патрубка 44 по системе впуска топливовоздушной смеси 12 (фиг. 3) через осевой канал 16, радиальные впускные отверстия 17 и спускные окна 19 первого распределительного вала 14. При этом первый поршень 2 находится в верхней мертвой точке ВМТ и начинает движение вниз, работая в режиме впуска топливовоздушной смеси. Топливовоздушная смесь поступает в камеру сгорания 20 первого цилиндра 1. Система выхлопа 13 первого цилиндра 1 в это время закрыта. В это же время для второго цилиндра 1 впускное окно 19 закрыто. Продукты сгорания из второго цилиндра 1 поступают в систему выхлопа 13 через выпускное окно 21 и радиальное выпускное отверстие 18. После того как коленчатый вал 10 совершит пол-оборота, произойдет сжатие топливовоздушной смеси в камере сгорания 20 и блок управления 40 по электрической связи 41 подает сигнал на блок накачки 39, в котором формируется лазерное излучение, которое по оптическому волокну 38 подает на свечу 37 первую серию импульсов для воспламенения топливовоздушной смеси.The air-fuel mixture is supplied from the inlet pipe 44 through the air-fuel mixture intake system 12 (Fig. 3) through the axial channel 16, the radial inlets 17 and the exhaust windows 19 of the first camshaft 14. The first piston 2 is located at the top dead center of TDC and starts to move down, working in the air intake mode. The air-fuel mixture enters the combustion chamber 20 of the first cylinder 1. The exhaust system 13 of the first cylinder 1 is closed at this time. At the same time, for the second cylinder 1, the inlet window 19 is closed. The combustion products from the second cylinder 1 enter the exhaust system 13 through the exhaust port 21 and the radial outlet 18. After the crankshaft 10 completes half a turn, the air-fuel mixture is compressed in the combustion chamber 20 and the control unit 40 sends an electrical signal via electrical connection 41 to the pump unit 39, in which laser radiation is generated, which, through the optical fiber 38, delivers a first series of pulses to the candle 37 to ignite the air-fuel mixture.

Датчик частоты вращения коленчатого вала 51 контролирует частоту вращения коленчатого вала 10, датчик углового положения коленчатого вала 52 постоянно измеряет угловое положение коленчатого вала 10 и в зависимости от этих показателей блок управления 40 подает команды на блок накачки 39 для подачи импульса на свечи зажигания 37 (лазерного воспламенения).The crankshaft speed sensor 51 monitors the rotational speed of the crankshaft 10, the angular position sensor of the crankshaft 52 constantly measures the angular position of the crankshaft 10 and, depending on these indicators, the control unit 40 gives commands to the pump unit 39 to supply a pulse to the spark plugs 37 (laser ignition).

Кроме того, датчик углового положения 54 и 55 соответственно распределительных валов 14 или 15 определяет истинное угловое положение коленчатых валов 14 и 15, которое может, во-первых, не соответствовать угловому положению коленчатого вала 10, во-вторых, расходиться и между собой, например, при вытяжке цепи 31 или ее проскальзывании относительно звездочек 28, 29 и 30 и блок управления 40 вносит коррекцию в угол опережения зажигания в соответствии с истинным положением распределительных валов 14 и 15, а не в соответствии с положением коленчатого вала 10. Кроме того, подав сигнал на управляемый привод 36 второго натяжителя 35 и перемещения его в сторону увеличения или уменьшения натяжения участка цепи 31 между распределительными валами 14 и 15, можно ввести рассогласование в работе этих распределительных валов для дальнейшей оптимизации фаз газораспределения и, следовательно, повышения КПД двигателя. Это значительно повысит КПД работы двигателя.In addition, the angular position sensor 54 and 55, respectively, of the camshafts 14 or 15 determines the true angular position of the crankshafts 14 and 15, which may, firstly, not correspond to the angular position of the crankshaft 10, and secondly, diverge from each other, for example when pulling the chain 31 or slipping relative to the sprockets 28, 29 and 30 and the control unit 40 makes a correction to the ignition timing in accordance with the true position of the camshafts 14 and 15, and not in accordance with the position of the crankshaft 10. Cr In addition, by applying a signal to the controlled drive 36 of the second tensioner 35 and moving it towards increasing or decreasing the tension of the chain portion 31 between the camshafts 14 and 15, it is possible to introduce a mismatch in the operation of these camshafts to further optimize the gas distribution phases and, therefore, increase the efficiency engine. This will significantly increase the efficiency of the engine.

Предложенное техническое решение позволит более четко подавать импульсы на свечи зажигания 37 и корректировать опережение зажигания в зависимости от частоты вращения коленчатого вала 10. Кроме того, при вытягивании цепи 31 или ее проскальзывании относительно ведомых звездочек 29 и 30 осуществляется коррекция момента опережения зажигания. При необходимости при помощи управляемого привода 36 воздействуют на второй натяжитель 35 по сигналу с блока управления 40. В этом случае происходит рассогласование работы распределительных валов 14 и 15, например в режиме малого газа.The proposed technical solution will allow more clearly to apply pulses to the spark plugs 37 and adjust the ignition timing depending on the speed of the crankshaft 10. In addition, when pulling the chain 31 or slipping relative to the driven sprockets 29 and 30, the timing of the ignition timing is corrected. If necessary, using a controlled drive 36 act on the second tensioner 35 by a signal from the control unit 40. In this case, the camshafts 14 and 15 are mismatched, for example in the idle mode.

Наличие системы лазерного зажигания позволит четко и многократно подавать импульсы на свечи зажигания 37, начиная с угла опережения зажигания (до ВМТ) и до полного завершения цикла расширения, что повысит полноту сгорания топлива и, как следствие, повысит КПД четырехтактного двигателя, и уменьшит эмиссию вредных веществ в атмосферу. Это поясняется на фиг. 6. Порядок работы цилиндров 1 следующий: Всасывание - Сжатие - Рабочий ход - Выпуск. Импульсы 58 на свечи зажигания 27 подают начиная с угла опережения зажигания (до ВМТ) и до полного завершения рабочего хода. Применение изобретения позволило:The presence of a laser ignition system will make it possible to clearly and repeatedly supply pulses to spark plugs 37, starting from the ignition timing (up to TDC) and until the completion of the expansion cycle, which will increase the completeness of fuel combustion and, as a result, increase the efficiency of a four-stroke engine and reduce harmful emissions substances into the atmosphere. This is illustrated in FIG. 6. The order of the cylinders 1 is as follows: Suction - Compression - Stroke - Release. Pulses 58 to the spark plugs 27 are supplied starting from the ignition timing (up to the TDC) and until the stroke is completely completed. The application of the invention allowed:

1. Повысить КПД двигателя на 5…7% за счет более четкой работы механизма газораспределения.1. To increase engine efficiency by 5 ... 7% due to more precise operation of the gas distribution mechanism.

2. Уменьшить затраты энергии, потребляемой системой зажигания, особенно при применении свеч лазерного зажигания.2. Reduce the cost of energy consumed by the ignition system, especially when using laser spark plugs.

3. Упростить систему газораспределения двигателя за счет уменьшения количества деталей, таких как клапана, толкатели, пружины.3. To simplify the engine gas distribution system by reducing the number of parts, such as valves, pushers, springs.

4. Повысить надежность и ресурс системы за счет исключения влияния регулировок и износа деталей клапанного механизма. Применение двух распределительных валов и их использование как систем впуска топливовоздушной смеси и выпуска выхлопных газов позволит уменьшить циклические тепловые нагрузки на распределительные валы, так как они работают при постоянных тепловых нагрузках.4. To increase the reliability and service life of the system by eliminating the influence of adjustments and wear of parts of the valve mechanism. The use of two camshafts and their use as systems for the intake of air-fuel mixture and exhaust exhaust will reduce cyclic thermal loads on the camshafts, since they operate at constant thermal loads.

5. Повысить технологичность изготовления двигателя. Легко наладить массовое производство двигателей такой простой схемы.5. Improve the manufacturability of the engine. It is easy to mass-produce engines with such a simple circuit.

6. Уменьшить габариты и вес двигателя за счет упрощения газораспределительного механизма.6. Reduce the size and weight of the engine by simplifying the gas distribution mechanism.

7. Упростить и облегчить сборку двигателя.7. Simplify and facilitate engine assembly.

8. Отказаться от смазки распределительного вала при выполнении его керамическим.8. Refuse lubrication of the camshaft when performing ceramic.

9. Повысить экологичность работы двигателя за счет исключения попадания масла в цилиндры через штоки клапанов (т.к. они отсутствуют) и более полного сжигания топлива при использовании свечей лазерного зажигания и подаче на них серии импульсов.9. To increase the environmental friendliness of the engine by eliminating the ingress of oil into the cylinders through the valve stems (since they are absent) and more complete combustion of fuel when using laser spark plugs and applying a series of pulses to them.

10. Обеспечить полную автоматизацию процесса впуска, выпуска и воспламенения топлива в камерах цилиндров блоком управления и корректировать зажигание в зависимости от режима работы двигателя за счет применения датчиков частоты вращения и углового положения коленчатого вала и углового положения двух распределительных валов. При работе на холостом ходу на больших оборотах коленчатого вала датчики разрежения за дроссельной заслонкой и датчик углового положения дроссельной заслонки позволят осуществлять экономию топлива. Управляемое рассогласование работы двух распределительных валов позволит дополнительно улучшить экономичность двигателя.10. Ensure full automation of the process of intake, exhaust and ignition of fuel in the cylinder chambers by the control unit and adjust the ignition depending on the engine operation mode by using sensors for the rotational speed and angular position of the crankshaft and the angular position of two camshafts. When idling at high revolutions of the crankshaft, the rarefaction sensors behind the throttle and the angular position sensor of the throttle will allow for fuel economy. The controlled mismatch of the two camshafts will further improve engine efficiency.

11. Обеспечить экономичность двигателя при его работе с малой нагрузкой на больших оборотах коленчатого вала.11. To ensure the efficiency of the engine when it is running with a low load at high speeds of the crankshaft.

Claims (9)

1. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий коленчатый вал с ведущей звездочкой, систему газораспределения, выполненную в головке цилиндров, систему впуска топливовоздушной смеси, систему выхлопа продуктов сгорания и по меньшей мере один цилиндр с установленным в нем поршнем, и систему зажигания со свечой зажигания, установленной на каждом торце цилиндра, отличающийся тем, что система газораспределения выполнена в виде установленных в цилиндрических расточках в головке цилиндров и кинематически связанных цепью с коленчатым валом двух распределительных валов с ведомыми звездочками: первого и второго с осевыми каналами и радиальными впускными и выпускными отверстиями, число которых соответствует числу цилиндров, против каждого поршня в головке цилиндров выполнено по меньшей мере по одному впускному и выпускному окну, периодически сообщающими рабочую полость каждого цилиндра с системой впуска топливовоздушной смеси, которую выполняет первый распределительный вал, и системой выхлопа продуктов сгорания, которую выполняет второй распределительный вал, на боковом участке цепи установлен первый натяжитель цепи с ручной регулировкой ее натяжения, на участке цепи между распределительными валами - второй натяжитель цепи с управляемым приводом, а ведомые звездочки выполнены одинакового диаметра и в два раза больше диаметра ведущей звездочки.1. A four-stroke internal combustion engine comprising a crankshaft with a drive sprocket, a gas distribution system made in the cylinder head, an air-fuel mixture intake system, an exhaust system of combustion products and at least one cylinder with a piston installed therein, and an ignition system with an spark plug, installed on each end of the cylinder, characterized in that the gas distribution system is made in the form of installed in cylindrical bores in the cylinder head and kinematically connected by a chain with a stake with a camshaft of two camshafts with driven sprockets: the first and second with axial channels and radial inlet and outlet openings, the number of which corresponds to the number of cylinders, at least one inlet and outlet window is made against each piston in the cylinder head, periodically communicating the working cavity of each a cylinder with an air-fuel mixture intake system that the first camshaft performs and a combustion exhaust system that the second camshaft performs l, on the side chain portion of the first chain tensioner is set with manual adjustment of its tension in the area between the camshafts chain - second chain tensioner with a controllable drive and driven sprockets are made of the same diameter and twice the diameter of the drive sprocket. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что свеча зажигания выполнена лазерной, а в систему зажигания введен блок, соединенный оптическим волокном со свечой зажигания.2. The engine according to claim 1, characterized in that the spark plug is made of a laser, and a block is connected to the ignition system, connected by an optical fiber to the spark plug. 3. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что он содержит блок управления.3. The engine according to claim 1 or 2, characterized in that it contains a control unit. 4. Двигатель по п.3, отличающийся тем, что он содержит датчик частоты вращения коленчатого вала и датчик угла поворота коленчатого вала, соединенные электрической связью с блоком управления.4. The engine according to claim 3, characterized in that it comprises a crankshaft rotational speed sensor and a crankshaft angle sensor connected by electrical communication with the control unit. 5. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что оси распределительных валов выполнены параллельно между собой и осью коленчатого вала.5. The engine according to claim 1 or 2, characterized in that the axis of the camshafts are parallel to each other and to the axis of the crankshaft. 6. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что распределительные валы выполнены керамическими.6. The engine according to claim 1 or 2, characterized in that the camshafts are made of ceramic. 7. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что распределительные валы установлены на керамических подшипниках скольжения.7. The engine according to claim 1 or 2, characterized in that the camshafts are mounted on ceramic plain bearings. 8. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что он содержит датчик углового положения первого распределительного вала и датчик углового положения второго распределительного вала.8. The engine according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a sensor for the angular position of the first camshaft and a sensor for the angular position of the second camshaft. 9. Двигатель по п.8, отличающийся тем, что датчик углового положения первого распределительного вала и датчик углового положения второго распределительного вала соединены электрическими связями с блоком управления. 9. The engine of claim 8, wherein the angular position sensor of the first camshaft and the angular position sensor of the second camshaft are electrically connected to the control unit.
RU2013136899/06A 2013-08-06 2013-08-06 Four-stroke internal combustion engine RU2544642C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013136899/06A RU2544642C1 (en) 2013-08-06 2013-08-06 Four-stroke internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013136899/06A RU2544642C1 (en) 2013-08-06 2013-08-06 Four-stroke internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013136899A RU2013136899A (en) 2015-02-20
RU2544642C1 true RU2544642C1 (en) 2015-03-20

Family

ID=53281855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013136899/06A RU2544642C1 (en) 2013-08-06 2013-08-06 Four-stroke internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2544642C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2666380C2 (en) * 2015-09-16 2018-09-07 Др. Инг. х.к. Ф. Порше Акциенгезелльшафт Motor

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1513911A (en) * 1922-01-28 1924-11-04 Clyde W Keller Internal-combustion engine
DE3515262A1 (en) * 1984-06-20 1986-01-09 Frank 4330 Mülheim Warzecha Rotary slide valve
DE4302648A1 (en) * 1993-01-30 1994-08-11 Christoph Conradty Rotary slide valve
US6308677B1 (en) * 1999-01-20 2001-10-30 William Louis Bohach Overhead rotary valve for engines
RU26597U1 (en) * 2002-08-09 2002-12-10 Воробьев Юрий Викторович DRIVE OF AUXILIARY UNITS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU2309288C1 (en) * 2006-06-28 2007-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный технический университет "МАМИ" Method of laser ignition of combustion mixture for internal combustion engines and system for realization of this method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1513911A (en) * 1922-01-28 1924-11-04 Clyde W Keller Internal-combustion engine
DE3515262A1 (en) * 1984-06-20 1986-01-09 Frank 4330 Mülheim Warzecha Rotary slide valve
DE4302648A1 (en) * 1993-01-30 1994-08-11 Christoph Conradty Rotary slide valve
US6308677B1 (en) * 1999-01-20 2001-10-30 William Louis Bohach Overhead rotary valve for engines
RU26597U1 (en) * 2002-08-09 2002-12-10 Воробьев Юрий Викторович DRIVE OF AUXILIARY UNITS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU2309288C1 (en) * 2006-06-28 2007-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный технический университет "МАМИ" Method of laser ignition of combustion mixture for internal combustion engines and system for realization of this method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2666380C2 (en) * 2015-09-16 2018-09-07 Др. Инг. х.к. Ф. Порше Акциенгезелльшафт Motor

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013136899A (en) 2015-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6286467B1 (en) Two stroke engine conversion
EA201000755A1 (en) MONOBLOCK, UNSPLATED OPPOSITE PISTON ENGINE, INTERNAL COMBUSTION
US20180038228A1 (en) Internal combustion engine
US9441538B2 (en) Engine usable as a power source or pump
RU2544642C1 (en) Four-stroke internal combustion engine
RU2632356C2 (en) Internal combustion engine
JP4951145B1 (en) Two-shaft output type reverse V-type engine
KR970021677A (en) An internal combustion engine
RU2544123C1 (en) Two-stroke internal combustion engine
RU2531473C1 (en) Internal combustion engine and method of internal combustion engine operation
RU2539230C1 (en) Two-piston engine
RU166682U1 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE
EP2088283A1 (en) Reciprocating rotary internal combustion engine
US20140338631A1 (en) Internal combustion engines and related methods
WO2015088347A1 (en) Combustion engine comprising a cylinder
RU2536483C1 (en) Internal combustion engine with heat recovery
US12123342B2 (en) Method for a combustion machine with two times three strokes
RU2544115C1 (en) Internal combustion engine with heat recovery
RU2527230C1 (en) Internal combustion engine with heat recovery
KR20090055707A (en) Century engine
RU2527229C1 (en) Internal combustion engine with heat recovery
RU2632357C9 (en) Internal combustion engine
RU2632355C2 (en) Internal combustion engine
RU164882U1 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU2531460C1 (en) Internal combustion engine with heat regeneration