RU2550234C2 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2550234C2
RU2550234C2 RU2012143441/06A RU2012143441A RU2550234C2 RU 2550234 C2 RU2550234 C2 RU 2550234C2 RU 2012143441/06 A RU2012143441/06 A RU 2012143441/06A RU 2012143441 A RU2012143441 A RU 2012143441A RU 2550234 C2 RU2550234 C2 RU 2550234C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
combustion chamber
compressor
slide valve
channel
combustion
Prior art date
Application number
RU2012143441/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012143441A (en
Inventor
Евгений Павлович Елистратов
Павел Леонидович Елистратов
Original Assignee
Евгений Павлович Елистратов
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 Евгений Павлович Елистратов filed Critical Евгений Павлович Елистратов
Priority to RU2012143441/06A priority Critical patent/RU2550234C2/en
Publication of RU2012143441A publication Critical patent/RU2012143441A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2550234C2 publication Critical patent/RU2550234C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Air Bags (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention relates to power engineering. The internal combustion engine comprises a housing, a slide valve, a combustion chamber, channels, a fuel injection system, a compressor, an actuating mechanism and an expanding gas energy generator. The expanding gas energy generator is located between the compressor and the actuating mechanism and consists of the housing and the slide valve. Inside the housing the spherical vortex combustion chamber with two blind channels is located. The slide valve is kinematically connected with the compressor and the actuating mechanism. The slide valve has a chamfer for supply of compressed air into the combustion chamber by the channel from the compressor with subsequent shutting of the combustion chamber for injection, ignition and combustion of fuel and passing of the expanding gas energy to the actuating mechanism by the second channel towards the slide valve rotation. The slide valve by means of the chamfer brings and takes away the working body through the first blind or the second channel in tangential direction.
EFFECT: invention is aimed at creation of the expanding gas energy generator for driving of various actuating mechanisms.
7 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике, к двигателям внутреннего сгорания, с использованием в судостроении, в автомобилестроении, в сельском хозяйстве, в авиации, на железнодорожном транспорте, стационарно и в микротехнике.The invention relates to energy, to internal combustion engines, using in shipbuilding, in the automotive industry, in agriculture, in aviation, in railway transport, stationary and in microtechnology.

Энергетические возможности топлива в двигателе внутреннего сгорания (далее по тексту - ДВС) используются на треть от возможного. Наименьшие потери теплоты достигнуты с непосредственным впрыском и камерой сгорания, расположенной в поршне. Воспламенение топливно-воздушной смеси при такте «сжатие» происходит примерно за 5 градусов до верхней мертвой точки (далее по тексту - ВМТ) с ростом до максимального давления расширяющихся газов, которое приходится у карбюраторных ДВС примерно на 3 градуса разворота кривошипа, у дизельных - примерно на 15, где в условиях изменяющегося объема камеры сгорания в сторону увеличения влечет неполное сгорание топлива. Дизеля дымят еще и потому, что не хватает кислорода.The energy capabilities of fuel in an internal combustion engine (hereinafter referred to as ICE) are used by one third of the possible. The smallest heat loss is achieved with direct injection and a combustion chamber located in the piston. Ignition of the fuel-air mixture during the “compression” stroke occurs approximately 5 degrees to the top dead center (hereinafter - TDC) with the expansion to the maximum pressure of expanding gases, which occurs in carburetor ICEs by about 3 degrees of crank turn, in diesel engines - approximately by 15, where, under the conditions of a changing volume of the combustion chamber, upward direction leads to incomplete combustion of fuel. Diesel is also smoked because there is not enough oxygen.

Известен патент США от 22.04.2003 г. №US 6,550,443 В1, к недостаткам которого относится сложность исполнения тепловой машины, низкий моторесурс.Known US patent dated 04/22/2003 No. US 6,550,443 B1, the disadvantages of which include the difficulty of performing a heat engine, low life.

Существуют двигатели внутреннего сгорания: четырехтактные, двухтактные, роторные, поршневые с собственной камерой сгорания, у которых рабочий ход находится в пределах 114 градусов поворота вала из 720, что не соответствует возрастающим техническим условиям 21 века.There are internal combustion engines: four-stroke, two-stroke, rotary, piston with their own combustion chamber, in which the stroke is within 114 degrees of rotation of the shaft from 720, which does not correspond to the increasing technical conditions of the 21st century.

Турбины и турбовозы хорошо зарекомендовали себя в энергоемкой технике и несостоятельные там, где требуется экономный расход топлива, легкий запуск в любой мороз, там, где требуется быстроизменяющийся режим работы двигателя, например в условиях города.Turbines and turbo-locomotors have proven themselves in energy-intensive technology and are ineffective where economical fuel consumption is required, easy start-up in any frost, where a rapidly changing engine operating mode is required, for example, in urban conditions.

Существуют и иные механизмы, более удачные для использования в качестве ДВС, но собственная камера сгорания либо не вписывается в предполагаемый ДВС, либо резко снижает его конструктивные преимущества.There are other mechanisms that are more suitable for use as an internal combustion engine, but its own combustion chamber either does not fit into the proposed internal combustion engine, or sharply reduces its structural advantages.

Например, патент США №2920610, Н кл. 123/246, опубликованный 12.01.1960 г., который является наиболее близким аналогом, то есть четырехтактный роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с впускным и выпускным рабочими каналами, соосно расположенный ротор с рабочими лопастями, цилиндрические золотники с продольными кромками, снабженные цапфами и установленные с возможностью вращения в подшипниковых опорах боковых крышек корпуса и кинематически - связанные с ротором, камеру сгорания со свечой зажигания, при этом в корпусе расположена пара золотников, в одном из которых размещена камера сгорания, в такте сжатия сообщающаяся со свечой зажигания, при этом число рабочих лопастей ротора равно числу золотников, а форма их поперечного сечения выполнена в виде криволинейной поверхности, образующей минимальный зазор с продольными кромками золотников в такте полного сжатия.For example, US patent No. 2920610, N CL. 123/246, published January 12, 1960, which is the closest analogue, i.e., a four-stroke rotary internal combustion engine containing a housing with inlet and outlet working channels, a coaxially located rotor with working blades, cylindrical spools with longitudinal edges, equipped with pins and mounted with the possibility of rotation in the bearings of the side covers of the housing and kinematically connected with the rotor, a combustion chamber with a spark plug, while a pair of spools is located in the housing, in one of which The combustion chamber is located in communication with the spark plug in the compression stroke, while the number of rotor rotor blades is equal to the number of spools, and their cross-sectional shape is made in the form of a curved surface that forms a minimum gap with the longitudinal edges of the spools in full compression stroke.

К недостаткам относятся: камера сгорания, расположенная во вращающемся золотнике, сложно осуществима для впрыска дизтоплива, бензина, газа; для удержания энергии расширяющихся газов в сторону подшипника; низкая степень перемешивания топлива и окислителя, где камера сгорания, расположенная между сопрягающихся деталей, не соответствует условиям герметичности.The disadvantages include: a combustion chamber located in a rotating spool, it is difficult to inject diesel fuel, gasoline, gas; to retain the energy of expanding gases in the direction of the bearing; low degree of mixing of fuel and oxidizer, where the combustion chamber located between the mating parts does not meet the tightness conditions.

Задачей является создание генератора энергии расширяющихся газов для привода различных исполнительных механизмов.The task is to create an energy generator of expanding gases to drive various actuators.

Задача повышения качества перемешивания топливно-воздушной смеси решается тангенциальным подводом и отводом рабочего тела, где центробежные силы откидывают мельчайшие смеси на стенку камеры сгорания, а вихревые потоки переводят в газообразное состояние взвеси, распределившиеся пленкой, рябью.The task of improving the quality of mixing the fuel-air mixture is solved by the tangential inlet and outlet of the working fluid, where centrifugal forces push the smallest mixtures onto the wall of the combustion chamber, and the vortex flows transfer the gaseous suspension, distributed by the film, ripples.

Задача ускорить сжигание топливно-воздушной смеси решается вращающимся золотником, перекрывающим камеру сгорания генератора на период впрыска, воспламенения и сжигания топлива в условиях постоянного объема.The task of accelerating the combustion of the fuel-air mixture is solved by a rotating spool that overlaps the generator’s combustion chamber for the period of injection, ignition and fuel combustion under constant volume conditions.

Задача максимальное давление газов приложить на максимально развернутое плечо решается тем, что выемка в начале перевода рабочего тела имеет большую пропускную способность.The task of applying maximum gas pressure to the maximally deployed shoulder is solved by the fact that the notch at the beginning of the transfer of the working fluid has a large throughput.

Задача перевода рабочего тела из одной камеры сгорания в другую сопровождается срывом газовой струи с короткой стороны сопла с закручиванием, эффектом Магнуса, возникновением огненного ядра, которое перекатывается по длинной стороне сопла и переходит на внешнюю сторону кольцевой камеры сгорания, где холодные фракции продуктов горения следуют по орбите, а горячие смещены к центру в сторону тангенциально расположенного щелевого кольцевого сопла. При этом, огненное ядро, воздействуя на газовую среду в кольцевой камере сгорания, разгоняет ее вдоль кольцевой оси.The task of transferring the working fluid from one combustion chamber to another is accompanied by a breakdown of the gas stream from the short side of the nozzle with twisting, the Magnus effect, the appearance of a fire core that rolls along the long side of the nozzle and goes to the outside of the annular combustion chamber, where cold fractions of the combustion products follow orbit, while the hot ones are shifted toward the center towards the tangentially located slotted annular nozzle. At the same time, the fiery core, acting on the gaseous medium in the annular combustion chamber, accelerates it along the annular axis.

Технический результат достигается тем, что генератор энергии расширяющихся газов расположен между компрессором и исполнительным механизмом и состоит из корпуса, внутри которого расположена сферическая вихревая камера сгорания с двумя глухими каналами, и золотника с выемкой, кинематически связанного с компрессором и исполнительным механизмом. Выемка золотника выполнена для подвода сжатого воздуха в камеру сгорания каналом от компрессора с последующим перекрытием камеры сгорания на период впрыска, воспламенения и сжигания топлива и переводом энергии расширяющихся газов исполнительному механизму вторым каналом по ходу вращения золотника, причем золотник посредством выемки подводит и отводит рабочее тело через первый глухой или второй канал тангенциально.The technical result is achieved by the fact that the expanding gas energy generator is located between the compressor and the actuator and consists of a housing, inside which there is a spherical vortex combustion chamber with two blind channels, and a spool with a recess kinematically connected to the compressor and the actuator. The spool was dredged to supply compressed air to the combustion chamber by a channel from the compressor, followed by the closure of the combustion chamber for the period of injection, ignition and fuel combustion, and the energy of the expanding gases was transferred to the actuator by the second channel in the direction of rotation of the spool, with the spool leading and removing the working fluid through the first blind or second channel tangentially.

Что позволит:That will allow:

1) использовать исполнительный механизм с лопастью и более (фиг. 2);1) use the actuator with a blade or more (Fig. 2);

2) отдавать энергию расширяющихся газов исполнительному механизму, не имеющему собственную камеру сгорания (фиг. 2);2) give the energy of expanding gases to an actuator that does not have its own combustion chamber (Fig. 2);

3) отдавать энергию расширяющихся газов исполнительному механизму, имеющему свой заряд сжатого воздуха (фиг. 3);3) give the energy of expanding gases to the actuator, which has its own charge of compressed air (Fig. 3);

4) иметь необходимую компрессию на сжатии и длительно работать в режиме холостого хода, с использованием камеры сгорания генератора (фиг. 4);4) to have the necessary compression in compression and to work for a long time in idle mode, using the generator’s combustion chamber (Fig. 4);

5) форсировать ДВС, сжиганием топлива в двух камерах сгорания (фиг. 4);5) force the internal combustion engine by burning fuel in two combustion chambers (Fig. 4);

6) использовать малую камеру сгорания для высокоскоростного воспламенения топлива в кольцевой вихревой камере сгорания (фиг. 6);6) use a small combustion chamber for high-speed ignition of fuel in an annular vortex combustion chamber (Fig. 6);

7) использовать энергию сжатого воздуха, например четвертым каналом для бесшумного передвижения с перспективой иметь два крутящих момента;7) use the energy of compressed air, for example, the fourth channel for silent movement with the prospect of having two torques;

8) Использовать силовую камеру сгорания основного исполнительного механизма в качестве глушителя при работе малой камеры сгорания генератора (фиг. 4).8) Use the power combustion chamber of the main actuator as a silencer when operating the small combustion chamber of the generator (Fig. 4).

Генератор энергии расширяющихся газов состоит:The expanding gas energy generator consists of:

Фиг. 1. Корпус - 1, вращающийся золотник - 2, выемка золотника - 3, камера сгорания генератора - 4, глухие каналы камеры сгорания - 5, 6, каналы перевода рабочего тела - 7, 8, 9, компрессор - 10.FIG. 1. Housing - 1, rotating spool - 2, recess of spool - 3, generator combustion chamber - 4, blind channels of the combustion chamber - 5, 6, transfer channels of the working fluid - 7, 8, 9, compressor - 10.

Фиг. 2. Исполнительный механизм с рабочим ходом в пределах 300-310 градусов.FIG. 2. An actuator with a stroke within 300-310 degrees.

Фиг. 3. Компрессор, генератор, исполнительный механизм с собственным зарядом сжатого воздуха.FIG. 3. Compressor, generator, actuator with its own charge of compressed air.

Фиг. 4. Последовательная либо параллельная работа двух камер сгорания, либо одной из них, т.е. генератора с ДВС, имеющим собственную камеру сгорания.FIG. 4. Sequential or parallel operation of two combustion chambers, or one of them, ie generator with internal combustion engine having its own combustion chamber.

Фиг. 5. Генератор: впрыск топлива различного вида.FIG. 5. Generator: fuel injection of various kinds.

Фиг. 6. Работа генератора с кольцевой камерой сгорания.FIG. 6. The operation of the generator with an annular combustion chamber.

Фиг. 7. Способ увеличения частоты циклов вдвое.FIG. 7. A way to double the frequency of cycles.

Способ сжигания топлива в двигателе внутреннего сгорания осуществляется следующим образом и поясняется чертежом (Фиг. 1). Каналом 7 сжатый воздух поступает тангенциально от компрессора через выемку 3 золотника 2 в сферическую вихревую камеру сгорания 4, происходит впрыск топлива, воспламенение, сгорание с переводом энергии расширяющихся газов тангенциально глухим каналом 6 в канал перевода 8 на лопасть исполнительного механизма, либо в камеру сгорания ДВС, либо с использованием турбонаддува 11 через восполняемый резерв сжатого воздуха 12 и через выемку 13 вращающегося золотника 14 в генератор 15 с впрыском топлива, воспламенением и последующим переводом энергии расширяющихся газов в кольцевую камеру сгорания 16, которая имеет собственную систему подачи топлива и по внутреннему диаметру кольцевое щелевое тангенциальное сопло 17 для выхлопа тором.The method of burning fuel in an internal combustion engine is as follows and is illustrated in the drawing (Fig. 1). Channel 7, the compressed air flows tangentially from the compressor through the recess 3 of the valve 2 into a spherical vortex combustion chamber 4, fuel is injected, ignited, burned with the energy of the expanding gases being tangentially deaf channel 6 into the transfer channel 8 to the actuator blade, or to the combustion engine of the engine or using a turbocharger 11 through a replenished reserve of compressed air 12 and through a recess 13 of a rotating spool 14 into a generator 15 with fuel injection, ignition and subsequent energy transfer gas expands it in an annular combustion chamber 16 which has its own fuel supply system and the internal diameter of the annular slit nozzle 17 for tangential exhaust torus.

Claims (1)

Двигатель внутреннего сгорания с корпусом, золотником, камерой сгорания, каналами, системой впрыска топлива, отличающийся тем, что он включает компрессор, исполнительный механизм и генератор энергии расширяющихся газов, расположенный между компрессором и исполнительным механизмом, состоящий из корпуса, внутри которого расположена сферическая вихревая камера сгорания с двумя глухими каналами, и золотника, кинематически связанного с компрессором и исполнительным механизмом, у золотника имеется выемка для подвода сжатого воздуха в камеру сгорания каналом от компрессора с последующим перекрытием камеры сгорания на период впрыска, воспламенения и сжигания топлива и переводом энергии расширяющихся газов исполнительному механизму вторым каналом по ходу вращения золотника, причем золотник посредством выемки подводит и отводит рабочее тело через первый глухой или второй канал тангенциально. An internal combustion engine with a housing, a spool, a combustion chamber, channels, a fuel injection system, characterized in that it includes a compressor, an actuator and an expanding gas energy generator located between the compressor and an actuator, consisting of a housing inside which a spherical vortex chamber is located combustion with two deaf channels, and the valve, kinematically connected with the compressor and actuator, the valve has a recess for supplying compressed air in the chamber the combustion channel by the compressor channel, followed by the closure of the combustion chamber for the period of injection, ignition and fuel combustion and the transfer of expanding gas energy to the actuator by the second channel along the direction of rotation of the valve, and the valve by means of a recess leads and leads the working fluid through the first blind or second channel tangentially.
RU2012143441/06A 2012-10-10 2012-10-10 Internal combustion engine RU2550234C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012143441/06A RU2550234C2 (en) 2012-10-10 2012-10-10 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012143441/06A RU2550234C2 (en) 2012-10-10 2012-10-10 Internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012143441A RU2012143441A (en) 2014-04-20
RU2550234C2 true RU2550234C2 (en) 2015-05-10

Family

ID=50480484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012143441/06A RU2550234C2 (en) 2012-10-10 2012-10-10 Internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2550234C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2767866C1 (en) * 2020-10-02 2022-03-22 Виолен Макарович Любченко Method of detonation engine operation

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110905623B (en) * 2019-12-09 2021-03-16 潍柴动力股份有限公司 Valve mechanism and engine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5074265A (en) * 1989-06-23 1991-12-24 George Ristin Rotary valve with facility for stratified combustion in the internal combustion engine
RU2279559C1 (en) * 2004-12-30 2006-07-10 ГОУ ВПО "Брянский государственный технический университет" Internal combustion engine
RU2387851C2 (en) * 2008-06-16 2010-04-27 Курнайкин Вячеслав Валентинович Prechamber rotary ice

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5074265A (en) * 1989-06-23 1991-12-24 George Ristin Rotary valve with facility for stratified combustion in the internal combustion engine
RU2279559C1 (en) * 2004-12-30 2006-07-10 ГОУ ВПО "Брянский государственный технический университет" Internal combustion engine
RU2387851C2 (en) * 2008-06-16 2010-04-27 Курнайкин Вячеслав Валентинович Prechamber rotary ice

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2767866C1 (en) * 2020-10-02 2022-03-22 Виолен Макарович Любченко Method of detonation engine operation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012143441A (en) 2014-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9447712B2 (en) Internal detonation engine, hybrid engines including the same, and methods of making and using the same
US8051830B2 (en) Two-stroke uniflow turbo-compound internal combustion engine
KR101909521B1 (en) Hybrid internal combustion engine
US6776136B1 (en) Elliptical rotary engine
RU2324060C1 (en) Free-piston gas generator of ducted jet engine with two compressor-drive pistons
EP2971511B1 (en) Rotary internal combustion engine
US20120103301A1 (en) Rotary valve continuous flow expansible chamber dynamic and positive displacement rotary devices
JP3136698U (en) Rotary internal combustion engine
RU2550234C2 (en) Internal combustion engine
CN110145396A (en) Concentric circumferences rotor-type internal combustion engine
RU2324830C1 (en) Free-piston gas generator of self-propelling engine with one compressor drive cylinder
CN102661196A (en) Rotary engine with piston push rods
WO2007140718A1 (en) A enviornment protection energy saving rotary-piston engine
CN102787911A (en) Superimposed rotary engine
CN103147851A (en) Four-stoke rotor engine with controlled rotor blocks
EP3953573B1 (en) Improved rotating combustion machine
RU2444635C2 (en) Rotary engine
US11255258B2 (en) Internal combustion engine having adjustable linking of its engine units
RU131415U1 (en) ROTARY DEVICE WITH GATE Baffle
RU2538341C2 (en) Rotary internal combustion engine, and method for combustion of fuel in it
RU2160844C1 (en) Internal combustion engine with turbine
WO2013177613A1 (en) Rotary combustion engine
RU2162952C1 (en) Internal combustion engine with turbine
CA2743062A1 (en) Rotary external combustion engine
RU2068106C1 (en) Method of operation of rotary internal combustion engine and rotary internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150308