RU2567159C2 - Two-stage expansion with new crank gear configuration in opposed ice with opposed cranks - Google Patents

Two-stage expansion with new crank gear configuration in opposed ice with opposed cranks Download PDF

Info

Publication number
RU2567159C2
RU2567159C2 RU2014106284/06A RU2014106284A RU2567159C2 RU 2567159 C2 RU2567159 C2 RU 2567159C2 RU 2014106284/06 A RU2014106284/06 A RU 2014106284/06A RU 2014106284 A RU2014106284 A RU 2014106284A RU 2567159 C2 RU2567159 C2 RU 2567159C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
working
engine
expansion
cranks
Prior art date
Application number
RU2014106284/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014106284A (en
Inventor
Андрей Павлович Лисицын
Original Assignee
Андрей Павлович Лисицын
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 Андрей Павлович Лисицын filed Critical Андрей Павлович Лисицын
Priority to RU2014106284/06A priority Critical patent/RU2567159C2/en
Publication of RU2014106284A publication Critical patent/RU2014106284A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2567159C2 publication Critical patent/RU2567159C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: claimed engine comprises two internal working pistons rigidly coupled by the rod to displace coaxially in the sleeves of the second pair of working pistons. Internal piston displaces simultaneously with the second piston and features the stroke and speed two times higher than those of the second piston. Air charge is, first, compressed in the common chamber, then in the internal piston working chamber whereto fuel is injected, to initiate combustion and expansion of working gases. First, gases are expanded in the internal piston first cylinder expansion stage then in the second expansion stage opened adjacent chamber composed of the second piston and its cylinder to allow water injection before its opening. After communication of adjacent chambers the engine vapour phase initiation with high-intensity vaporization and utilisation of working gas thermal power. Internal piston displacement is transmitted to paired con rods in length corresponding to crank radius and with one end secured at the rod bearings and with opposite end in crank bearings of the cranks running in opposition and fitted in the crankcase frame bearings and mechanically coupled by matching gear. Second pistons are coupled with opposite cranks by paired con rods to balance sign-variable loads and feature the stroke equal to diameter of said cranks.
EFFECT: higher efficiency of engine operation.
2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению.The invention relates to mechanical engineering.

Принцип двухступенчатого объема расширения состоит в увеличении фазы расширения у поршневых ДВС и разделения ее на два этапа, чтобы полностью использовать энергию расширения рабочих газов. Оппозитный двигатель с двухступенчатым объемом расширения может применяться для организации «паровой фазы» у поршневых ДВС, чтобы использовать не только кинетическую, но и тепловую энергию рабочих газов. А новый, разработанный автором, тип кривошипно-шатунного механизма (КШМ) позволяет создание компактного, многошатунного приводного механизма для двух оппозитных пар разнодвижущихся поршней, которые и обуславливают создание двух смежных камер в рабочем объеме двигателя. Без добавочного поршня этот тип КШМ может быть использован в обычных поршневых двигателях с оппозитной схемой для уравновешивания знакопеременных боковых нагрузок в сопряжении поршня и цилиндра двигателя.The principle of a two-stage expansion volume is to increase the expansion phase of the piston ICE and to divide it into two stages in order to fully use the expansion energy of the working gases. The boxer engine with a two-stage expansion volume can be used to organize the “vapor phase” in piston ICEs in order to use not only kinetic, but also thermal energy of the working gases. And the new type of crank mechanism developed by the author (KSHM) allows the creation of a compact, multi-rod drive mechanism for two opposed pairs of sliding pistons, which determine the creation of two adjacent chambers in the engine’s working volume. Without an additional piston, this type of crankshaft can be used in conventional piston engines with an opposed circuit to balance alternating lateral loads in conjunction with the piston and the cylinder of the engine.

Аналогов в просмотренных базах данных и литературе не обнаружено.No analogues were found in the reviewed databases and literature.

Известны и широко применяются поршневые ДВС с классической схемой КШМ. Где поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленвала с помощью шатуна и параллельных, однонаправленно вращающихся щек (мотылей) коленвала. Такая схема преобразования имеет большой недостаток, так как является неуравновешенной и создает знакопеременные боковые нагрузки в сопряжении поршня и цилиндра двигателя (в тронковых ДВС), вибрацию, а также не позволяет получить достаточный рабочий ход поршня относительно габаритов и диаметра коленвала.Reciprocating internal combustion engines with the classic KShM scheme are known and widely used. Where the translational movement of the piston is converted into rotational motion of the crankshaft using a connecting rod and parallel, unidirectionally rotating cheeks (cranks) of the crankshaft. Such a conversion scheme has a major drawback, as it is unbalanced and creates alternating lateral loads in the conjugation of the piston and the engine cylinder (in the throttle ICE), vibration, and also does not allow to obtain a sufficient piston stroke relative to the dimensions and diameter of the crankshaft.

Для уменьшения влияния этих недостатков использовались такие методы, как установка промежуточного ползуна, воспринимающего эти нагрузки в крейцкопфных ДВС, и смещение оси цилиндров двигателя относительно радиального положения к коленвалу, что частично снижало износ в тронковых ДВС, но еще больше уменьшало ход поршня.To reduce the impact of these shortcomings, methods were used such as installing an intermediate slider that accepts these loads in crosshead ICEs and shifting the axis of the engine cylinders relative to the radial position to the crankshaft, which partially reduced wear in the throttle ICEs, but further reduced the piston stroke.

Предлагаемая конструкция КШМ уравновешивает знакопеременные нагрузки парных шатунов и позволяет получить в два раза больший рабочий ход поршня, по сравнению с классической схемой КШМ, что и использовано в предлагаемом двигателе для привода малого внутреннего поршня и создания компактного, многошатунного приводного механизма для четырех разнодвижущихся поршней двигателя.The proposed KShM design balances the alternating loads of the twin connecting rods and allows you to get twice the piston stroke compared to the classical KShM design, which is used in the proposed engine to drive a small internal piston and create a compact, multi-rod drive mechanism for four multi-moving engine pistons.

Задача изобретения - устранить знакопеременные боковые нагрузки в сопряжении поршня и цилиндра двигателя; уменьшить диаметр мотылей КШМ (соответственно и габариты двигателя) относительно рабочего хода поршня; полностью использовать энергию расширения рабочих газов; использовать температуру газов и стенок цилиндров двигателя путем реализации в двигателе «паровой фазы»; уменьшить влияние детонации топлива на кинематическую схему двигателя.The objective of the invention is to eliminate alternating lateral loads in the pairing of the piston and the cylinder of the engine; reduce the diameter of crankshafts KShM (respectively, and the dimensions of the engine) relative to the stroke of the piston; make full use of the expansion energy of the working gases; use the temperature of the gases and the walls of the engine cylinders by implementing a “vapor phase” in the engine; reduce the effect of fuel detonation on the kinematic diagram of the engine.

Это достигается тем, что:This is achieved by the fact that:

- в конструкции применены парные, синхронные, встречно вращающиеся мотыли, механически связанные между собой;- the construction uses paired, synchronous, counter-rotating bloodworms, mechanically connected to each other;

- наличием двух смежных камер расширения в рабочем объеме двигателя;- the presence of two adjacent expansion chambers in the working volume of the engine;

- используются два поршня с разными скоростями и длиной хода в смежных камерах рабочего объема двигателя;- two pistons are used with different speeds and stroke lengths in adjacent chambers of the engine displacement;

- наличием у каждого поршня в паре оппозитных поршней, двух парных шатунов, уравновешивающих знакопеременные нагрузки;- the presence of each piston in a pair of opposed pistons, two paired connecting rods, balancing alternating loads;

- кинематическая схема движения шатунов меняет их направление при прохождении диаметральной плоскости мотылей, тем самым увеличивая рабочий поршня ход в два раза.- the kinematic movement pattern of the connecting rods changes their direction when passing the diametrical plane of the cranks, thereby doubling the working piston stroke.

Оппозитный двигатель с двухступенчатым объемом расширения и встречными мотылями (Фиг.1) состоит из картера двигателя с расположенными в нем парными, синхронными, встречно вращающимися мотылями (1), установленными в рамных подшипниках (2). На них в мотылевых подшипниках (3) устанавливаются шатуны (4), так же работающие в паре. Вторым концом парные шатуны крепятся в подшипнике штока малых оппозитных поршней (5). Встречные мотыли механически связаны между собой посредством согласующей зубчатой шестерни (8). Нагрузку можно снимать с любого мотыля или с согласующей шестерни, в зависимости от компоновки. Малые поршни, с жестко закрепленным на них штоком (9), движутся соосно во втулках больших поршней (10) поступательно, без боковых нагрузок. Так как знакопеременные боковые нагрузки компенсируются парными шатунами и с помощью встречного вращения мотылей преобразуются в поступательное движение штока поршня. Шатуны выполнены длиной, соответствующей радиусу парных мотылей, что позволяет получить динамику их движения с изменением его направления (переброса) во время прохождения ими диаметральной плоскости встречных мотылей. Это дает возможность увеличить рабочий ход малых поршней, по отношению к большим, в два раза. Большие же поршни с проходной втулкой для малого поршня имеют классический шатунный привод (11) от каждого из встречных мотылей, так же уравновешивающие боковые нагрузки, и имеют рабочий ход, равный диаметру этих мотылей.The boxer engine with a two-stage expansion volume and oncoming bloodworms (FIG. 1) consists of an engine crankcase with paired, synchronous, counter-rotating bloodworms (1) located in it installed in frame bearings (2). On them in crank bearings (3) are installed connecting rods (4), also working in pairs. The second end of the pair connecting rods are mounted in the rod bearing of the small opposed pistons (5). Counter bloodworms are mechanically interconnected by means of a matching gear gear (8). The load can be removed from any bloodworm or matching gear, depending on the layout. Small pistons, with a rod (9) rigidly fixed on them, move coaxially in the bushings of large pistons (10) translationally, without lateral loads. Since alternating lateral loads are compensated by twin connecting rods and with the help of oncoming rotation of the cranks are converted into the translational movement of the piston rod. The connecting rods are made with a length corresponding to the radius of the pair of bloodworms, which allows you to get the dynamics of their movement with a change in its direction (transfer) during their passage through the diametrical plane of oncoming cranes. This makes it possible to double the working stroke of small pistons, in relation to large ones. Big pistons with a bushing for a small piston have a classic connecting rod drive (11) from each of the oncoming cranks, also balancing lateral loads, and have a stroke equal to the diameter of these cranks.

Рабочие циклы двигателя (Фиг.2):Duty cycles of the engine (Figure 2):

1. малый поршень, двигаясь совместно с большим, но с вдвое большей скоростью к ВМТ, сжимают заряд воздуха сначала в общем рабочем объеме, затем в камере сгорания с высокой степенью сжатия;1. a small piston, moving together with a large, but twice as fast speed to TDC, compress the air charge first in the total working volume, then in the combustion chamber with a high compression ratio;

2. в камеру сгорания впрыскивается топливо и начинается процесс горения - расширения;2. fuel is injected into the combustion chamber and the combustion-expansion process begins;

3. при достижении малым поршнем края камеры сгорания, горячие газы попадают во вторую камеру расширения и до конца используют энергию расширения. А при реализации «паровой фазы», впрыскивается вода и используется процесс парообразования для преобразования температуры рабочих газов в дополнительное расширение пара, уменьшения температуры выхлопных газов и охлаждения стенок рабочего объема двигателя;3. when the small piston reaches the edge of the combustion chamber, hot gases enter the second expansion chamber and use the expansion energy to the end. And when implementing the "vapor phase", water is injected and the process of vaporization is used to convert the temperature of the working gases to additional expansion of the steam, reduce the temperature of the exhaust gases and cool the walls of the working volume of the engine;

4. когда большой поршень, двигаясь к НМТ, открывает выхлопные и продувочные окна, происходит выхлоп и смена воздушного заряда в рабочем объеме двигателя.4. when the large piston, moving to the BDC, opens the exhaust and purge windows, the exhaust and air charge change in the working volume of the engine.

Малый диаметр и быстрый ход малого рабочего поршня, а также последующее увеличение рабочего объема двигателя, где взрывная волна гасится и рассеивается, позволяет применять различные виды топлива, не опасаясь процесса детонации.The small diameter and high speed of the small working piston, as well as the subsequent increase in engine displacement, where the blast wave is extinguished and scattered, allows the use of various types of fuel without fear of the detonation process.

Наличие второй камеры расширения и использование для расширения уже «готовых» горячих газов позволило воплотить во втором контуре «Паровую фазу».The presence of a second expansion chamber and the use of “ready-made” hot gases for expansion made it possible to implement the “vapor phase” in the second circuit.

Этот способ использования внутренней энергии повышенной температуры газов в ДВС практически слабо используется, ее стараются как можно быстрее рассеять и выделить в окружающее пространство через систему охлаждения.This method of using the internal energy of the elevated temperature of gases in ICE is practically poorly used, they try to dissipate it as quickly as possible and allocate it into the surrounding space through the cooling system.

Попытку хоть как-то утилизировать тепло сгорания топлива в ДВС, превратив его температуру в дополнительные "порции давления", пытаются применить уже более 100 лет.They have been trying to use the attempt to somehow utilize the heat of combustion of fuel in the internal combustion engine, turning its temperature into additional “portions of pressure”, for more than 100 years.

Попытки были сделаны в нескольких направлениях: 1 - «Подача воды с газообразной рабочей смесью в цилиндры двигателя на такте «Впуск» через впускной коллектор». Т.е. водяная пыль присутствовала в свежем заряде рабочей смеси, которую надо было поджечь. При ее поджоге и первой фазе выделения тепла часть воды мгновенно переходила в пар, давление в цилиндре поднималось, а температура падала. Естественно такое уменьшение температуры, да еще заполнение цилиндра паром и испаряющейся водой, мешало дальнейшему нормальному процессу горения оставшейся части рабочей смеси. В итоге - несколько увеличивая термический КПД процесса, получаем значительную часть несгоревших паров топлива, т.е. малую топливную эффективность и грязный выхлоп, со значительным содержанием паров топлива.Attempts were made in several directions: 1 - "Water supply with a gaseous working mixture to the engine cylinders at the" Inlet "cycle through the intake manifold." Those. water dust was present in the fresh charge of the working mixture, which had to be set on fire. When it was set on fire and the first phase of heat evolution, part of the water instantly turned into steam, the pressure in the cylinder rose, and the temperature dropped. Naturally, such a decrease in temperature, and even filling the cylinder with steam and evaporating water, interfered with the further normal process of burning the remaining part of the working mixture. As a result, by slightly increasing the thermal efficiency of the process, we obtain a significant portion of unburned fuel vapor, i.e. low fuel efficiency and dirty exhaust, with a significant content of fuel vapor.

2 - "Подача воды в цилиндр через отдельную форсунку в начальном периоде такта «горение - расширение»". В этом случае процесс организации паровой фазы осуществляется так, чтобы он как можно меньше мешал процессу горения. Впрыск воды должен осуществляться уже после завершения процесса горения рабочей смеси, в среднем на значении в 40° от ВМТ.2 - "The supply of water to the cylinder through a separate nozzle in the initial period of the cycle" combustion - expansion "." In this case, the process of organizing the vapor phase is carried out so that it interferes with the combustion process as little as possible. Water injection should be carried out after completion of the combustion of the working mixture, on average, at a value of 40 ° from TDC.

Но при этом возникают серьезные сложности. В это время давление в цилиндре составляет от 90 до 60 атмосфер, и чтобы впрыснуть туда через форсунку несколько капель воды надо большой и сложный насос высокого давления и для его привода тратить немало энергии от коленвала двигателя. Кроме того, для образования пара нужно некоторое время. За это время поршень активно уходит вниз и путь для срабатывания добавочного давления остается совсем малым. Надо добавить, что степень расширения в традиционном поршневом ДВС равна степени сжатия, поэтому даже сами выхлопные газы от классического цикла ДВС не успевают преобразовать свое давление в полезную работу и идут на выхлоп с давлением в 6-8 атмосфер. Поэтому добавочное давление от паровой фазы совсем не будет иметь "места-объема", чтобы проявить себя, для этого нужна значительная продолжительность рабочего хода. Здесь нужен двигатель, где степень расширения была на 50-70% больше степени сжатия (как минимум), что при классической схеме поршневого мотора практически невозможно.But there are serious difficulties. At this time, the pressure in the cylinder is from 90 to 60 atmospheres, and in order to inject a few drops of water through the nozzle, you need a large and complex high pressure pump and spend a lot of energy from the engine crankshaft to drive it. In addition, steam takes some time to form. During this time, the piston actively goes down and the path for triggering the additional pressure remains very small. It should be added that the expansion ratio in a traditional piston ICE is equal to the compression ratio, so even the exhaust gases from the classic ICE cycle do not have time to convert their pressure into useful work and go to the exhaust with a pressure of 6-8 atmospheres. Therefore, the additional pressure from the vapor phase will not have any “place-volume” at all in order to prove itself, this requires a considerable duration of the working stroke. What is needed here is an engine where the expansion ratio was 50-70% higher than the compression ratio (at least), which is almost impossible with the classic piston engine design.

3 - «Подача воды в отдельно устроенном для этого такте». Для этого рабочий цикл удлиняют на 2 такта. В этом случае он выглядит так: - «впуск рабочей смеси» - «сжатие» - «горение-расширение» - «выпуск отработавших газов» - «впрыск воды-расширение пара» - «выпуск пара». При этом рабочий цикл совершается за 6 тактов (3 оборота коленвала двигателя). У рационального на первый взгляд способа организации рабочих процессов есть один серьезный недостаток. На 4-м такте «Выпуск отработавших газов» происходит выхлоп основной части раскаленных газов рабочего тела. И паровая фаза это тепло никак не использует, а превращает в работу давления пара только температуру нагрева поверхностей двигателя. Т.е. этот способ сразу намерен пытаться превратить в работу не более 50% потерь тепла поршневого ДВС.3 - "Water supply in a separately arranged for this measure." To do this, the duty cycle is extended by 2 cycles. In this case, it looks like this: - “inlet of the working mixture” - “compression” - “combustion-expansion” - “exhaust gas discharge” - “water injection-expansion of steam” - “steam release”. In this case, the duty cycle is completed in 6 cycles (3 revolutions of the engine crankshaft). The seemingly rational way of organizing work processes has one serious drawback. At the 4th step "Exhaust", the main part of the hot gases of the working fluid is exhausted. And the vapor phase does not use this heat in any way, but turns only the temperature of heating of the engine surfaces into the work of steam pressure. Those. this method immediately intends to try to turn into operation not more than 50% of the heat loss of the piston ICE.

Таким образом сама конструкция поршневого ДВС остается абсолютно враждебной к попыткам вмонтировать в его рабочий цикл «паровую фазу», из-за несовершенной организации их технологического цикла, когда процессы «горение» и «расширение» совмещены в одном рабочем такте.Thus, the design of the piston ICE remains completely hostile to attempts to mount a “vapor phase” in its working cycle, due to the imperfect organization of their technological cycle, when the “combustion” and “expansion” processes are combined in one working cycle.

Эти проблемы решаются в двигателе с двухступенчатым объемом расширения. Так как сопла водяных форсунок находятся в камере меньшего давления, это облегчает впрыск воды в рабочий объем двигателя. В камеру меньшего давления подаются горячие газы уже сгоревшего топлива. Образование перегретого водяного пара происходит в начале такта расширения во втором контуре рабочего объема. Конструкция двигателя позволяет сделать камеру «расширения» достаточного объема для расширения рабочих газов и водяного пара.These problems are solved in an engine with a two-stage expansion volume. Since the nozzles of the water nozzles are in a lower pressure chamber, this facilitates the injection of water into the engine displacement. Hot gases of already burnt fuel are fed into the lower pressure chamber. The formation of superheated water vapor occurs at the beginning of the expansion stroke in the second circuit of the working volume. The engine design allows you to make the camera "expansion" of sufficient volume to expand the working gases and water vapor.

Предлагаемая конструкция КШМ уравновешивает знакопеременные нагрузки парных шатунов и позволяет получить в два раза больший рабочий ход поршня, по сравнению с классической схемой КШМ, что и использовано в предлагаемом двигателе для привода малого внутреннего поршня и создания компактного, многошатунного приводного механизма для четырех разнодвижущихся поршней двигателя. Но данная кинематическая схема КШМ не является жестким приводом, так как имеет две степени свободы движения парных шатунов в «точке переброса», когда шатуны проходят диаметральную плоскость мотылей. В данной точке они могут пойти складываться как вверх, так и вниз, в зависимости от направления усилия, приложенного к штоку поршня. Поэтому такая схема КШМ может применяться только в оппозитном двухтактном ДВС с двумя поршнями на жестком штоке. При этих условиях к штоку всегда будет приложено усилие в требуемом направлении для прохождения точки «переброса». Такая схема не позволит запуск двигателя от стартера, раскручивающего вал. Здесь применим запуск сжатым воздухом, действующим непосредственно на поршни двигателя. Также невозможно динамическое торможение двигателем.The proposed KShM design balances the alternating loads of the twin connecting rods and allows you to get twice the piston stroke compared to the classical KShM design, which is used in the proposed engine to drive a small internal piston and create a compact, multi-rod drive mechanism for four multi-moving engine pistons. But this KNM kinematic scheme is not a hard drive, since it has two degrees of freedom of movement of twin rods at the “transfer point” when the rods pass the diametrical plane of bloodworms. At this point, they can go to fold both up and down, depending on the direction of the force applied to the piston rod. Therefore, such a KShM scheme can only be used in an opposed push-pull ICE with two pistons on a rigid stock. Under these conditions, a force will always be applied to the stem in the required direction to pass the “transfer point”. Such a scheme will not allow starting the engine from a starter spinning the shaft. Here we apply the start with compressed air acting directly on the pistons of the engine. It is also not possible dynamic engine braking.

Существенность отличий принципа двухступенчатого объема расширения с новой схемой КШМ от других известных кинематических схем поршневых двигателей обусловлена:The significance of differences in the principle of a two-stage expansion volume with a new KShM scheme from other known kinematic schemes of piston engines is due to:

- отсутствием такой дорогостоящей и сложной в изготовлении детали, как коленвал;- the absence of such an expensive and difficult to manufacture parts such as a crankshaft;

- наличием встречно вращающихся мотылей;- the presence of counter rotating cranks;

- наличием у каждого поршня в паре оппозитных поршней, двух парных шатунов, уравновешивающих знакопеременные нагрузки;- the presence of each piston in a pair of opposed pistons, two paired connecting rods, balancing alternating loads;

- схема движения шатунов меняет их направление (перебрасывание), при прохождении диаметральной плоскости мотылей;- the movement pattern of the connecting rods changes their direction (transfer), when passing the diametrical plane of bloodworms;

- наличием двух смежных камер расширения в рабочем объеме двигателя;- the presence of two adjacent expansion chambers in the working volume of the engine;

- использованием двух поршней с разными скоростями и длиной хода в смежных камерах рабочего объема двигателя.- the use of two pistons with different speeds and stroke lengths in adjacent chambers of the engine displacement.

Плюсы конструкции:Design advantages:

- Уравновешивает знакопеременные нагрузки парных шатунов.- Balances the alternating loads of twin connecting rods.

- Позволяет получить в два раза больший рабочий ход поршня, по сравнению с классической схемой КШМ.- Allows you to get twice the stroke of the piston, compared with the classic KShM scheme.

- Позволяет уменьшить диаметр мотылей КШМ (соответственно и габариты двигателя) относительно рабочего хода поршня.- Allows to reduce the diameter of crankshafts KShM (respectively, and the dimensions of the engine) relative to the stroke of the piston.

- Позволяет полностью использовать энергию расширения рабочих газов, также использовать тепловую энергию рабочих газов.- Allows you to fully use the expansion energy of the working gases, and also use the thermal energy of the working gases.

- Дает возможность реализовать в поршневом ДВС так называемую «паровую фазу».- It makes it possible to implement the so-called "vapor phase" in a piston ICE.

- Увеличить КПД двигателя и уменьшить удельный расход топлива.- Increase engine efficiency and reduce specific fuel consumption.

- Позволяет уменьшить влияние детонации топлива на кинематическую схему двигателя.- Allows you to reduce the effect of fuel detonation on the kinematic scheme of the engine.

Все вышеизложенное позволяет автору надеяться на широкое применение схемы двухступенчатого объема расширения и КШМ нового типа в оппозитных двигателях с длительными, устойчивыми режимами работы, таких как приводы электрогенераторов, судовые и тепловозные дизели.All of the above allows the author to hope for the widespread use of the two-stage expansion volume scheme and a new type of CABG in opposed engines with long-term, stable operating modes, such as electric generator drives, marine and diesel diesel engines.

Claims (1)

Способ двухступенчатого расширения в оппозитном ДВС со встречными мотылями, содержащем пару внутренних рабочих поршней, жестко соединенных штоком и движущихся во втулках второй пары рабочих поршней соосно, при этом внутренний поршень движется совместно со вторым поршнем и имеет ход и скорость движения в два раза большие, чем у второго поршня, заряд воздуха сжимается сначала в общем объеме, потом в рабочем объеме цилиндра внутреннего поршня, где в камеру сгорания впрыскивается топливо, а затем происходит сгорание и расширение рабочих газов, сначала в первой ступени расширения цилиндра внутреннего поршня, далее в открывшейся смежной камере второй ступени расширения, образованной вторым поршнем и его цилиндром, где до ее открытия осуществляется впрыск воды, а после сообщения смежных камер расширения начинается реализация паровой фазы двигателя с интенсивным парообразованием и утилизацией термической энергии рабочих газов и стенок цилиндров, при этом движение внутреннего поршня передается на парные шатуны, выполненные длиной, соответствующей радиусу мотылей, и одним концом закрепленные в подшипниках штока, а другим в мотылевых подшипниках встречно вращающихся мотылей, установленных в рамовых подшипниках картера и механически связанных между собой при помощи согласующей зубчатой шестерни, вторые же поршни также связаны со встречными мотылями парными шатунами, уравновешивающими знакопеременные боковые нагрузки, и имеют рабочий ход, равный диаметру этих мотылей. A two-stage expansion method in an opposed ICE with oncoming bloodworms containing a pair of internal working pistons rigidly connected by a rod and moving coaxially in the sleeves of the second pair of working pistons, while the internal piston moves together with the second piston and has a stroke and a speed of two times greater than at the second piston, the air charge is compressed first in the total volume, then in the working volume of the cylinder of the internal piston, where fuel is injected into the combustion chamber, and then the working gas is burned and expanded s, first in the first stage of expansion of the cylinder of the internal piston, then in the opened adjacent chamber of the second stage of expansion formed by the second piston and its cylinder, where water is injected before it is opened, and after the communication of adjacent expansion chambers, the vapor phase of the engine with intensive vaporization begins and utilization of thermal energy of working gases and cylinder walls, while the movement of the internal piston is transmitted to twin rods made with a length corresponding to the radius of the cranks and one they are fixed in the rod bearings and another in the crank bearings of counter-rotating cranks installed in the crankcase frame bearings and mechanically interconnected by means of a matching gear gear, the second pistons are also connected with counter windings by twin connecting rods, balancing alternating lateral loads, and have a working a stroke equal to the diameter of these bloodworms.
RU2014106284/06A 2014-02-19 2014-02-19 Two-stage expansion with new crank gear configuration in opposed ice with opposed cranks RU2567159C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014106284/06A RU2567159C2 (en) 2014-02-19 2014-02-19 Two-stage expansion with new crank gear configuration in opposed ice with opposed cranks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014106284/06A RU2567159C2 (en) 2014-02-19 2014-02-19 Two-stage expansion with new crank gear configuration in opposed ice with opposed cranks

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014106284A RU2014106284A (en) 2015-08-27
RU2567159C2 true RU2567159C2 (en) 2015-11-10

Family

ID=54015360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014106284/06A RU2567159C2 (en) 2014-02-19 2014-02-19 Two-stage expansion with new crank gear configuration in opposed ice with opposed cranks

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2567159C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734696C1 (en) * 2020-04-28 2020-10-22 Акционерное общество "Северный пресс" Two-stroke internal combustion engine
RU2753076C1 (en) * 2020-04-10 2021-08-11 Евгений Николаевич Захаров Cylinder-and-piston group of two-stroke engine
RU2764945C2 (en) * 2019-12-23 2022-01-24 Юрий Иванович Терентьев Internal combustion engine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR480734A (en) * 1916-01-17 1916-09-14 Georges Binche Two-stroke explosion engine
DE478964C (en) * 1929-07-06 Douglas J Martin Internal combustion engine with auxiliary piston
CH560835A5 (en) * 1973-02-19 1975-04-15 Andres Eng Reciprocating sleeve piston motor - with main and auxiliary pistons and con-rods operating on the same crankshaft
RU2157897C2 (en) * 1998-07-21 2000-10-20 Самарский государственный технический университет Internal combustion engine
FR2904042A1 (en) * 2006-07-21 2008-01-25 Peugeot Citroen Automobiles Sa Internal combustion engine e.g. diesel engine, has piston breaking down into internal and external pistons, which are connected to crank pin, where crank pin is provided under form of two sections parallel to each other and are off-centered

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE478964C (en) * 1929-07-06 Douglas J Martin Internal combustion engine with auxiliary piston
FR480734A (en) * 1916-01-17 1916-09-14 Georges Binche Two-stroke explosion engine
CH560835A5 (en) * 1973-02-19 1975-04-15 Andres Eng Reciprocating sleeve piston motor - with main and auxiliary pistons and con-rods operating on the same crankshaft
RU2157897C2 (en) * 1998-07-21 2000-10-20 Самарский государственный технический университет Internal combustion engine
FR2904042A1 (en) * 2006-07-21 2008-01-25 Peugeot Citroen Automobiles Sa Internal combustion engine e.g. diesel engine, has piston breaking down into internal and external pistons, which are connected to crank pin, where crank pin is provided under form of two sections parallel to each other and are off-centered

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764945C2 (en) * 2019-12-23 2022-01-24 Юрий Иванович Терентьев Internal combustion engine
RU2753076C1 (en) * 2020-04-10 2021-08-11 Евгений Николаевич Захаров Cylinder-and-piston group of two-stroke engine
RU2734696C1 (en) * 2020-04-28 2020-10-22 Акционерное общество "Северный пресс" Two-stroke internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014106284A (en) 2015-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3074422C (en) Engine cylinder assembly and counter-rotating combustion engine constructed with the use of it
ITMO990280A1 (en) ALTERNATIVE THERMAL MOTOR EQUIPPED WITH BALANCING AND PRECOMPRESSION
RU2584769C1 (en) Free-piston engine
CN104791096A (en) Two-in-one cylinder horizontally-opposed double-crankshaft engine
KR20140005206A (en) Rotary heat engine
RU2567159C2 (en) Two-stage expansion with new crank gear configuration in opposed ice with opposed cranks
US6904877B2 (en) Piston motion modifiable internal combustion engine
WO1997045629A1 (en) Energy conservation cycle engine
US8353159B2 (en) Combustion engine with heat recovery system
JP4286419B2 (en) Piston type internal combustion engine
US1747091A (en) Internal-combustion engine
RU2525995C2 (en) Internal combustion engine
US2442302A (en) Internal-combustion engine with opposed pistons
CN106121810A (en) A kind of Wankel engine of Ratios
JP2003516494A (en) Z-organization
RU2516040C2 (en) Internal combustion engine
Wang et al. Design of synchronous drive mechanism of opposed-piston hydraulic-output engine
RU2448263C1 (en) Internal combustion engine
US11193418B2 (en) Double-cylinder internal combustion engine
JP2016176406A (en) Continuous drive internal combustion engine
KR20080038273A (en) Steam enhanced double piston cycle engine
AU2001246251B2 (en) Piston motion modifiable internal combustion engine
US750901A (en) Feedeeick a
RU2564725C2 (en) Four-stroke crankless piston heat engine with opposed cylinders
US1361390A (en) Internal-combustion engine

Legal Events

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

Effective date: 20200220