RU2557816C1 - Internal combustion engine - Google Patents
Internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2557816C1 RU2557816C1 RU2014128146/06A RU2014128146A RU2557816C1 RU 2557816 C1 RU2557816 C1 RU 2557816C1 RU 2014128146/06 A RU2014128146/06 A RU 2014128146/06A RU 2014128146 A RU2014128146 A RU 2014128146A RU 2557816 C1 RU2557816 C1 RU 2557816C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion chamber
- piston
- internal combustion
- shape memory
- supports
- 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
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) с воспламенением от сжатия.The invention relates to internal combustion engines (ICE) with compression ignition.
Известны форкамерные ДВС с воспламенением от сжатия, использующие предкамеру, расположенную в головке цилиндра, которая соединяется с основной камерой сгорания соединительным каналом [1]. Процесс сгорания протекает в обеих частях камеры за счет подачи топлива в предкамеру. Топливо впрыскивается в предкамеру, а процесс сгорания происходит как в предкамере, так и в основной камере сгорания. Несмотря на высокую турбулентность, воздушный заряд не имеет организованного движения и сгорание происходит неполно. Следствием этого является невысокий уровень эффективного КПД и высокая токсичность отработавших газов двигателя.Known pre-chamber internal combustion engines with compression ignition using a pre-chamber located in the cylinder head, which is connected to the main combustion chamber by a connecting channel [1]. The combustion process takes place in both parts of the chamber by supplying fuel to the pre-chamber. Fuel is injected into the pre-chamber, and the combustion process occurs both in the pre-chamber and in the main combustion chamber. Despite the high turbulence, the air charge has no organized movement and combustion is incomplete. The consequence of this is a low level of effective efficiency and high toxicity of engine exhaust gases.
Известен также двигатель внутреннего сгорания и способ сжигания топлива в двигателе внутреннего сгорания [2], являющийся наиболее близким и предлагаемому техническому решению, содержащий камеру сгорания в головке цилиндра, соединенную с рабочим цилиндром отверстием-горловиной, в которое входит с зазором выступ на поршне при его движении к верхней мертвой точке (ВМТ) с образованием воздушного канала. В камере сгорания закреплена форсунка и на опорах установлена тепловая вставка из жаропрочного материала. При этом выступ на поршне, отверстие-горловина и тепловая вставка при движении поршня к ВМТ в такте сжатия обеспечивают вытеснение воздушного заряда из цилиндра через воздушный канал между стенками тепловой вставки и камеры сгорания с образованием осевого вихря вокруг вертикальной части стенки вставки.Also known is an internal combustion engine and a method of burning fuel in an internal combustion engine [2], which is the closest and the proposed technical solution, comprising a combustion chamber in the cylinder head connected to the working cylinder by an opening-neck, which includes a protrusion on the piston with a gap when it movement to top dead center (TDC) with the formation of an air channel. A nozzle is fixed in the combustion chamber and a thermal insert of heat-resistant material is installed on the supports. In this case, the protrusion on the piston, the throat hole and the thermal insert during the movement of the piston to TDC in the compression stroke ensure the air charge is displaced from the cylinder through the air channel between the walls of the thermal insert and the combustion chamber with the formation of an axial vortex around the vertical part of the insert wall.
Недостатком этого изобретения, принятого за прототип, являются невысокий уровень эффективного КПД и высокая токсичность отработавших газов при запуске и на частичных режимах работы двигателя, так как на этих режимах температура вставки невысока, а скорость перемещения воздушного заряда незначительна.The disadvantage of this invention, adopted as a prototype, is the low level of effective efficiency and high toxicity of exhaust gases at start-up and in partial engine operation modes, since in these modes the insertion temperature is low and the speed of movement of the air charge is negligible.
Целью изобретения является повышение эффективного КПД двигателя при его запуске и на частичных режимах работы. Указанная цель достигается тем, что в верхней части отверстия-горловины в головке цилиндра установлено кольцо из материала, обладающего эффектом памяти формы.The aim of the invention is to increase the effective efficiency of the engine when it is started and in partial modes of operation. This goal is achieved by the fact that in the upper part of the opening-neck in the cylinder head is installed a ring of material having a shape memory effect.
Новым в двигателе внутреннего сгорания является установка в верхней части отверстия-горловины в головке цилиндра кольца из материала, обладающего эффектом памяти формы. Новым в двигателе внутреннего сгорания является также то, что опоры вставки выполнены из материала, обладающего эффектом памяти формы.New in the internal combustion engine is the installation of a ring made of a material with a shape memory effect in the upper part of the neck opening in the cylinder head. New in the internal combustion engine is also that the insert supports are made of a material having a shape memory effect.
Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия содержит камеру сгорания, размещенную в головке цилиндра и соединенную с цилиндром отверстием-горловиной, в которое входит с зазором выступ на поршне при его движении к ВМТ с образованием воздушного канала; установленную в камере сгорания на опорах тепловую вставку из жаропрочного материала, форсунку. При этом выступ на поршне, отверстие-горловина и тепловая вставка при движении поршня к ВМТ в такте сжатия обеспечивают вытеснение воздушного заряда из цилиндра через воздушный канал между стенками тепловой вставки и камеры сгорания с образованием осевого вихря вокруг вертикальной части стенки вставки. Опоры выполнены из материала, обладающего эффектом памяти формы. В верхней части отверстия-горловины в головке закреплено кольцо из материала, обладающего эффектом памяти формы.The compression ignition internal combustion engine comprises a combustion chamber disposed in the cylinder head and connected to the cylinder by a throat hole, into which a protrusion on the piston enters with a gap when it moves to the upper center with the formation of an air channel; a thermal insert installed in a combustion chamber on supports, made of heat-resistant material, nozzle. In this case, the protrusion on the piston, the throat hole and the thermal insert during the movement of the piston to TDC in the compression stroke ensure the air charge is displaced from the cylinder through the air channel between the walls of the thermal insert and the combustion chamber with the formation of an axial vortex around the vertical part of the insert wall. The supports are made of a material having a shape memory effect. In the upper part of the neck opening, a ring of material with a shape memory effect is fixed in the head.
Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия характеризуется тем, что в качестве материала, обладающего эффектом памяти формы, использован никелид титана.A compression ignition internal combustion engine is characterized in that titanium nickelide is used as a material having a shape memory effect.
На фиг. 1 представлен разрез камеры сгорания двигателя с воспламенением от сжатия. Двигатель содержит камеру сгорания 1, выполненную в виде тела вращения и расположенную в головке цилиндра. С одной стороны камеры сгорания установлена форсунка 2, а с другой имеется отверстие-горловина 3, в которое с зазором входит выступ 4 на поршне 5 при движении поршня к ВМТ. Выступ 4 на поршне 5 плавно сопрягается с плоской поверхностью вытеснения 6 поршня 5. В камере сгорания 1 на опорах 7 (фиг. 2) установлена полая сквозная тепловая вставка 8, выполненная из жаропрочного материала и разделяющая камеру сгорания на два функциональных объема: функциональный объем А - внутренняя полость тепловой вставки 8, и функциональный объем Б - полость между наружными стенками тепловой вставки 8 и стенками камеры сгорания 1. Камера сгорания 1 в головке цилиндра, отверстие-горловина 3, выступ 4 на поршне 5, тепловая вставка 8 и форсунка 2 располагаются на оси цилиндра. Распыленное топливо 9 подается форсункой 2 в функциональный объем А и на стенки тепловой вставки 8. Выступ 4 на поршне 5 вместе с отверстием-горловиной 3 образуют воздушный канал 10, по которому при движении поршня 5 к ВМТ движется вытесняемый из цилиндра воздушный заряд 11.In FIG. 1 is a sectional view of a compression ignition engine combustion chamber. The engine contains a
Опоры 7 выполнены из материала, обладающего эффектом памяти формы (фиг. 2). В верхней части отверстия-горловины 3 камеры сгорания 1 закреплено кольцо 12 из материала, обладающего эффектом памяти формы [3].The
Для уменьшения потерь теплоты в системе охлаждения наружные стенки камеры сгорания 1 могут использовать тепловую защиту, например, на основе керамической вставки 13 (фиг. 1 и 3).To reduce heat loss in the cooling system, the outer walls of the
Двигатель работает следующим образом. При пуске двигателя и в частичных режимах его работы температура в камере сгорания невелика. Кольцо 12 перекрывает поток газа из цилиндра в функциональный объем Б. Вследствие этого при движении поршня 5 к ВМТ вытесняемый из цилиндра воздушный заряд 11 устремляется в функциональный объем А. Такое движение обеспечивает улучшение перемешивания воздушного заряда 11 с впрыскиваемым форсункой 2 топливом.The engine operates as follows. When starting the engine and in partial modes of its operation, the temperature in the combustion chamber is low. The
При увеличении цикловой подачи топлива и оборотов коленчатого вала двигателя температура в камере сгорания 1 возрастает, повышается температура кольца 12, и в нем происходит мартенситное превращение. Вследствие этого кольцо 12 прижимается к стенкам камеры сгорания 1 (фиг. 3). Поршень 5 при движении к ВМТ вытесняет из цилиндра воздушный заряд 11 в функциональный объем Б вдоль плоских опор 7 кольцевой вставки 8 (фиг. 2). Вследствие этого увеличивается температура опор 7, в их материале происходит мартенситное превращение, и они поворачиваются под углом к образующей тепловой вставки 8 (фиг. 4) для придания осевому движению воздушного заряда между стенками тепловой вставки 8 и камеры сгорания 1 дополнительного вращательного движения. Это способствует интенсификации смесеобразования, сокращению продолжительности сгорания и снижению токсичности отработавших газов при работе двигателя.With increasing cyclic fuel supply and engine speed, the temperature in the
При снижении цикловой подачи топлива и оборотов коленчатого вала двигателя температура в камере сгорания 1 уменьшается, снижается температура опор 7, в их материале происходит обратное мартенситное превращение, и они занимают первоначальное положение, способствуя только осевому движению воздушного заряда в функциональном объеме А.With a decrease in the cyclic fuel supply and revolutions of the engine crankshaft, the temperature in the
При дальнейшем снижении цикловой подачи топлива и оборотов коленчатого вала двигателя температура в камере сгорания 1 еще уменьшится, понизится температура кольца 12, вследствие чего в кольце 12 происходит обратное мартенситное превращение (фиг. 1). Оно поворачивается свободным концом и перекрывает функциональный объем Б. Далее при прогреве двигателя цикл повторяется.With a further decrease in the cyclic fuel supply and engine speed, the temperature in the
Если двигатель запускается в горячем состоянии, то опоры 7 повернуты под углом к образующей тепловой вставки 8, а кольцо 12 открывает поток газов в функциональный объем Б, что позволяет обеспечить надежный пуск горячего двигателя.If the engine starts in a hot state, then the
Предлагаемое техническое решение предназначено для использования в двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.The proposed solution is intended for use in internal combustion engines with compression ignition.
Использование предлагаемого технического решения способствует повышению эффективного КПД двигателя при его запуске и в частичных режимах работы.Using the proposed technical solution helps to increase the effective efficiency of the engine when it is started and in partial operation modes.
ЛитератураLiterature
1. Кавтарадзе Р.З. Теория поршневых двигателей. Специальные главы: учебник для вузов. - М.: изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. - 720 с.1. Kavtaradze R.Z. Theory of piston engines. Special chapters: textbook for universities. - M.: Publishing house of MSTU. N.E. Bauman, 2008 .-- 720 p.
2. Гальговский В.Р., Гальговская О.В., Голосов А.А. Двигатель внутреннего сгорания и способ снижения топлива в двигателе внутреннего сгорания. Патент РФ №2 359 136. Опубл. 20.06.2009. Бюл. №17. F02B 19/04, F02B 23/04.2. Galgovsky V.R., Galgovskaya O.V., Golosov A.A. Internal combustion engine and method for reducing fuel in an internal combustion engine.
3. Применение эффекта памяти формы в современном машиностроении / А.С. Тихонов, А.П. Герасимов, И.И. Прохоров. - М.: Машиностроение, 1981. - 80 с.3. Application of the shape memory effect in modern engineering / A.S. Tikhonov, A.P. Gerasimov, I.I. Prokhorov. - M.: Mechanical Engineering, 1981. - 80 p.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014128146/06A RU2557816C1 (en) | 2014-07-09 | 2014-07-09 | Internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014128146/06A RU2557816C1 (en) | 2014-07-09 | 2014-07-09 | Internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2557816C1 true RU2557816C1 (en) | 2015-07-27 |
Family
ID=53762529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014128146/06A RU2557816C1 (en) | 2014-07-09 | 2014-07-09 | Internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2557816C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1615293A (en) * | 1923-03-14 | 1927-01-25 | Tartrais Eugene Henri | Liquid-fuel internal-combustion engine |
DE2118359A1 (en) * | 1970-04-15 | 1971-10-28 | Institut Francais Du Petrole Des Carburants Et Lubrifiants, Rueil-Malmaison, Hauts-De-Seine (Frankreich) | Compression ignition engine |
RU2227835C2 (en) * | 2002-05-28 | 2004-04-27 | Брянский государственный технический университет | Internal combustion engine |
RU2233382C2 (en) * | 2002-01-23 | 2004-07-27 | Брянский государственный технический университет | Internal combustion engine |
RU2239708C2 (en) * | 2002-10-31 | 2004-11-10 | Брянский государственный технический университет | Internal combustion engine |
RU2359136C2 (en) * | 2006-12-25 | 2009-06-20 | Владимир Рудольфович Гальговский | Internal combustion engine and method of ice fuel combustion |
-
2014
- 2014-07-09 RU RU2014128146/06A patent/RU2557816C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1615293A (en) * | 1923-03-14 | 1927-01-25 | Tartrais Eugene Henri | Liquid-fuel internal-combustion engine |
DE2118359A1 (en) * | 1970-04-15 | 1971-10-28 | Institut Francais Du Petrole Des Carburants Et Lubrifiants, Rueil-Malmaison, Hauts-De-Seine (Frankreich) | Compression ignition engine |
RU2233382C2 (en) * | 2002-01-23 | 2004-07-27 | Брянский государственный технический университет | Internal combustion engine |
RU2227835C2 (en) * | 2002-05-28 | 2004-04-27 | Брянский государственный технический университет | Internal combustion engine |
RU2239708C2 (en) * | 2002-10-31 | 2004-11-10 | Брянский государственный технический университет | Internal combustion engine |
RU2359136C2 (en) * | 2006-12-25 | 2009-06-20 | Владимир Рудольфович Гальговский | Internal combustion engine and method of ice fuel combustion |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6699050B2 (en) | Gasoline internal combustion engine with pre-combustion chamber and two spark plugs | |
KR20220021441A (en) | How to inject ammonia fuel into a reciprocating engine | |
JP2013519834A (en) | Piston arranged to reciprocate in the combustion engine cylinder | |
US20160169086A1 (en) | Combustion chamber with ducts for internal combustion engines | |
EP3486471B1 (en) | Internal combustion engine | |
JP2002276373A (en) | Direct injection type internal combustion engine | |
RU2006146518A (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND METHOD FOR COMBUSING FUEL IN THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
US9441529B2 (en) | Fuel system having sealed injection port | |
US5042442A (en) | Internal combustion engine | |
RU2557816C1 (en) | Internal combustion engine | |
JP2005090369A (en) | Two cycle type internal combustion engine enabling self-ignition operation for self-igniting air-fuel mixture by compression | |
RU2549382C1 (en) | Internal combustion engine | |
KR20130136917A (en) | Injection system for compression ingnition diesel engine | |
WO2007080746A1 (en) | Premixing compression self-ignition combustion engine | |
CN209244715U (en) | Internal combustion engine and electrically actuated gasoline engine | |
RU2009148140A (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
JP2011208499A (en) | Engine and ignition plug mounted on the same | |
RU2626611C2 (en) | Two-stroke internal combustion engine with highest technical-economical and environmental criterial parameters and electronic control of accumulated fuel injection system of large fraction composition | |
JP2008169695A (en) | Internal combustion engine | |
RU2727953C1 (en) | Combustion chamber of internal combustion engine | |
CN104018939A (en) | Engine with oppositely-arranged pistons and oppositely-arranged cylinders | |
CN103628977A (en) | Dual-prism rotor engine | |
RU2239708C2 (en) | Internal combustion engine | |
RU2351777C1 (en) | Ice combustion chamber with compression ignition | |
JP2001152859A (en) | Diesel engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160710 |