RU2617519C1 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2617519C1
RU2617519C1 RU2016113632A RU2016113632A RU2617519C1 RU 2617519 C1 RU2617519 C1 RU 2617519C1 RU 2016113632 A RU2016113632 A RU 2016113632A RU 2016113632 A RU2016113632 A RU 2016113632A RU 2617519 C1 RU2617519 C1 RU 2617519C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
cylinder
air
cavity
engine
Prior art date
Application number
RU2016113632A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Александрович Оленев
Original Assignee
Евгений Александрович Оленев
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 Александрович Оленев filed Critical Евгений Александрович Оленев
Priority to RU2016113632A priority Critical patent/RU2617519C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2617519C1 publication Critical patent/RU2617519C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/02Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps
    • F02B33/06Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/02Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps
    • F02B33/06Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps
    • F02B33/22Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps with pumping cylinder situated at side of working cylinder, e.g. the cylinders being parallel

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: air is sucked through the intake valve 17 into one part of the cavity between the piston 8 and the cylinder cover 10, and in the right part of the cylinder 11 cavity the air is compressed by the piston 9. When the piston reaches the 0.96 stroke mark, the window 16 will start to open, the combustion products from the left side of the cylinder 11 will flow into the atmosphere, the pressure in this part of the cavity will lower and the air compressed by the piston 8 along the duct 13 through the intake valve 14 will rush to the left side of the cylinder 11, carrying out its purging. The injector injects fuel, which ignites and starts to burn, and the resulting combustion products press against the piston 9. When the shaft 3 passes the corner 110° the piston 9 will again be at the 0.96 stroke mark, moving already in the opposite direction, and the piston 8 will be at 0.61 mark and will continue to move in the same direction. And window 16 will begin to close completely, and blowdown will be finishing. The air will then flow into the left part of the cylinder 11 via the channel 13 through the inlet valve 14, increasing the amount of air in the latter. As the piston 8 reaches the dead point, air injection into the right part of the cylinder 11 cavity will end, at that, its piston will be at ~the 0.4 stroke mark and will continue to move, compressing the air in front of him. Once the piston 9 is near 0.03, the window 16 will begin to open slightly, releasing the combustion products from the right side of the cylinder 11 cavity, the pressure in it will drop and the air compressed by the piston 8 will rush through the inlet valve 15 performing a purge. At the same time, a fuel injected by the left nozzle will ignite and begin to burn. Then the described cycle will be repeated.
EFFECT: simplification of design, expansion of functionality and improvement of performance characteristics.
3 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к военной технике и преимущественно может быть использовано для приведения в движение роботизированных самоходных шасси.The invention relates to military equipment and can mainly be used to propel robotic self-propelled chassis.

Прототипом является поршневой двигатель внутреннего сгорания двойного действия, содержащий рабочий цилиндр с окнами в верхней и нижней части стенки цилиндра, поршень, разделяющий рабочий цилиндр на двигательную и компрессионную камеры и закрепленный на штоке, проходящем через плотное отверстие в крышке компрессионной камеры, при этом снаружи боковой стенки цилиндра расположено седло золотникового ротора, в диаметрально противоположные края которого выходят окна рабочего цилиндра, золотниковый ротор выполнен в виде зубчатого колеса, в венце которого с боковой стороны в диаметрально противоположных краях выполнены два сквозных окна и две камеры сгорания в форме углублений, причем окна и камеры расположены по окружности с промежутками шириной не менее чем ширина окон в седле золотникового ротора [патент РФ 2235897, МПК F02G 3/02, 2004].The prototype is a double-acting reciprocating internal combustion engine containing a working cylinder with windows in the upper and lower parts of the cylinder wall, a piston separating the working cylinder into a motor and compression chambers and mounted on a rod passing through a tight hole in the compression chamber cover, while the outside is lateral the cylinder wall is located the seat of the spool rotor, in the diametrically opposite edges of which go the windows of the working cylinder, the spool rotor is made in the form of a gear wheel, in the crown of which on the side in diametrically opposite edges there are two through windows and two combustion chambers in the form of recesses, and the windows and chambers are arranged circumferentially with gaps not less than the width of the windows in the seat of the slide rotor [RF patent 2235897, IPC F02G 3 / 02, 2004].

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- сложная конструкция двигателя, обусловленная наличием большого числа деталей и узлов;- complex engine design due to the presence of a large number of parts and assemblies;

- ограниченные функциональные возможности, связанные с отсутствием реверса и самопуска;- limited functionality associated with the lack of reverse and self-start;

- относительно большие массогабаритные характеристики.- relatively large weight and size characteristics.

Задачей изобретения является упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей и улучшение эксплуатационных характеристик.The objective of the invention is to simplify the design, expand the functionality and improve performance.

Задача решается тем, что двигатель внутреннего сгорания, содержащий клапаны впуска, цилиндр с окном и поршнем, кинематически связанным с валом отбора мощности, снабжен другим цилиндром с поршнем, который кинематически связан с валом отбора мощности, причем кинематические связи выполнены кривошипно-ползунными механизмами, кривошипы которых закреплены на валу со смещением 90° относительно друг друга, а ползуны выполнены в виде штоков поршней, при этом концы полостей второго цилиндра соединены соответственно каналами с клапанами впуска, размещенными на противоположных концах полости первого цилиндра, окно которого размещено в центре полости и сообщено с атмосферой.The problem is solved in that the internal combustion engine containing intake valves, a cylinder with a window and a piston kinematically connected to the power take-off shaft is provided with another cylinder with a piston that is kinematically connected to the power take-off shaft, the kinematic connections being made by crank-slide mechanisms, cranks which are mounted on the shaft with a 90 ° offset relative to each other, and the sliders are made in the form of piston rods, while the ends of the cavities of the second cylinder are connected, respectively, by channels with intake valves, p zmeschennymi at opposite ends of the first cylinder chamber, which window is placed in the center of the cavity and communicated with the atmosphere.

Каналы присоединены к полости второго цилиндра от ее конца на расстоянии не более 0,1 хода поршня. Часть крышки второго цилиндра выполнена в виде накопителя воздуха. Продольные оси цилиндров размещены перпендикулярно друг к другу.The channels are attached to the cavity of the second cylinder from its end at a distance of not more than 0.1 piston strokes. Part of the cover of the second cylinder is made in the form of an air storage. The longitudinal axis of the cylinders is perpendicular to each other.

Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.These distinctive features allow you to achieve the following advantages compared with the prototype.

Снабжение двигателя другим цилиндром с поршнем, который кинематически связан с валом отбора мощности, выполнение кинематических связей кривошипно-ползунными механизмами, кривошипы которых закреплены на валу со смещением 90° относительно друг друга, а ползуны выполнены в виде штоков поршней, при этом концы полостей второго цилиндра соединены соответственно каналами с клапанами впуска, размещенными на противоположных концах полости первого цилиндра, окно которого размещено в центре полости и сообщено с атмосферой, позволяет уменьшить массогабаритные характеристики двигателя за счет уменьшения числа деталей и узлов, расширить функциональные характеристики посредством появления возможности осуществлять реверс, самопуск и подачу дополнительного воздуха или смеси в цилиндр.The engine is supplied with another cylinder with a piston, which is kinematically connected with the power take-off shaft, kinematic connections are made by crank-slide mechanisms, the cranks of which are mounted on the shaft with a 90 ° offset relative to each other, and the sliders are made in the form of piston rods, while the ends of the cavities of the second cylinder connected respectively by channels with inlet valves located at opposite ends of the cavity of the first cylinder, the window of which is located in the center of the cavity and communicated with the atmosphere, allows you to reduce the overall characteristics of the engine by reducing the number of parts and assemblies, to expand functional characteristics by making it possible to reverse, self-start and supply additional air or mixture to the cylinder.

Присоединение каналов к полости второго цилиндра от ее конца на расстоянии не более 0,1 хода поршня расширяет функциональные возможности за счет автоматического в случае необходимости перекрывания поршнем поступающего во второй цилиндр воздуха и наполнения последним ресивера. Выполнение части крышки цилиндра в виде накопителя воздуха улучшает эксплуатационные характеристики посредством обеспечения возможности самопуска двигателя. Размещение продольных осей цилиндров перпендикулярно друг к другу эквивалентно закреплению кривошипов на валу со смещением 90° относительно друг друга, так как в этом случае оси кривошипов совпадают. Это позволяет вместо коленчатого вала использовать обычный вал с одним кривошипом, что еще больше упрощает конструкцию двигателя.The connection of the channels to the cavity of the second cylinder from its end at a distance of not more than 0.1 piston stroke expands the functionality due to automatic, if necessary, shutting off the air entering the second cylinder with the piston and filling the receiver with the latter. The implementation of the cylinder cover part in the form of an air storage device improves operational characteristics by providing the possibility of self-starting of the engine. Placing the longitudinal axes of the cylinders perpendicular to each other is equivalent to securing the cranks to the shaft with a 90 ° offset relative to each other, since in this case the axis of the cranks coincide. This allows you to use a conventional shaft with one crank instead of a crankshaft, which further simplifies the design of the engine.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображен двигатель внутреннего сгорания в момент поворота вала на угол 30°;In FIG. 1 shows an internal combustion engine at the time of rotation of the shaft at an angle of 30 °;

На фиг. 2 изображен двигатель в момент поворота вала на угол 70°; In FIG. 2 shows the engine at the time of rotation of the shaft at an angle of 70 °;

На фиг. 3 изображен двигатель в момент поворота вала на угол 110°;In FIG. 3 shows the engine at the time of rotation of the shaft at an angle of 110 °;

На фиг. 4 изображен двигатель в момент поворота вала на угол 180°;In FIG. 4 shows the engine at the time of rotation of the shaft through an angle of 180 °;

На фиг. 5 изображен двигатель в момент поворота вала на угол 250°;In FIG. 5 shows the engine at the time of rotation of the shaft at an angle of 250 °;

На фиг. 6 изображен двигатель в момент поворота вала на угол 290°;In FIG. 6 shows the engine at the time of rotation of the shaft at an angle of 290 °;

На фиг. 7 изображен цилиндр двигателя с проточкой для смазывающего материала;In FIG. 7 shows an engine cylinder with a groove for lubricant;

На фиг. 8 изображен цилиндр двигателя с подключенным к нему ресивером;In FIG. 8 shows an engine cylinder with a receiver connected to it;

На фиг. 9 изображен цилиндр двигателя с каналами, присоединенными к его полости на расстоянии 0,1 хода поршня;In FIG. 9 shows the cylinder of the engine with channels attached to its cavity at a distance of 0.1 piston stroke;

На фиг. 10 изображено положение цилиндров двигателя с взаимно перпендикулярным расположением продольных осей.In FIG. 10 shows the position of the engine cylinders with a mutually perpendicular arrangement of the longitudinal axes.

Двигатель внутреннего сгорания содержит кривошипно-ползунные механизмы, кривошипы 1, 2 которых жестко закреплены на валу 3 со смещением 90° относительно друг друга и соответственно соединены через шатуны 4, 5 со штоками 6, 7 поршней 8, 9, размещенных с возможностью перемещения соответственно в нагнетательном цилиндре 10 и в цилиндре сгорания 11, при этом полости цилиндра 10 соединены соответственно каналами 12, 13 с клапанами 14, 15 впуска, размещенными на противоположных полостях цилиндра 11, в центре которого выполнено окно 16, соединяющее цилиндр 11 с атмосферой. Цилиндр 10 имеет впускные клапаны 17, 18, на крышках цилиндра 11 размещено устройство 19 впрыска топлива. Цилиндр 11 в середине может иметь проточку 20 для смазывающего материала и обратные клапаны 21, 22, соединенные соответственно воздуховодами 23, 24 с ресивером 25. Каналы 12, 13 могут быть присоединены к полости цилиндра 10 от ее конца на расстоянии 0,1 хода поршня 8.The internal combustion engine contains crank-slide mechanisms, cranks 1, 2 of which are rigidly fixed to the shaft 3 with an offset of 90 ° relative to each other and are respectively connected through connecting rods 4, 5 to the rods 6, 7 of the pistons 8, 9, arranged to move respectively in the injection cylinder 10 and in the combustion cylinder 11, while the cavities of the cylinder 10 are connected respectively by channels 12, 13 with intake valves 14, 15 located on opposite cavities of the cylinder 11, in the center of which a window 16 is made connecting the cylinder 11 with atmosphere. The cylinder 10 has inlet valves 17, 18, on the caps of the cylinder 11 there is a fuel injection device 19. The cylinder 11 in the middle may have a groove 20 for lubricant and check valves 21, 22, respectively connected by air ducts 23, 24 to the receiver 25. The channels 12, 13 can be connected to the cavity of the cylinder 10 from its end at a distance of 0.1 piston stroke 8 .

Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.The internal combustion engine operates as follows.

Предположим, что двигатель запускают известным способом путем вращения вала 3, например, по часовой стрелке, и отсчет угла поворота осуществляется от горизонтали. Для определенности будем полагать, что в начальный момент (в момент пуска) вал 3 занимает положение, например, соответствующее углу его поворота α=30° (фиг. 1). В это время поршень 8 находится на расстоянии 0,05 хода, а поршень 9 - на расстоянии 0,7 хода. При этом в образовавшуюся у левого края полость между поршнем 8 и крышкой цилиндра 10 через впускной клапан 17 будет засасываться воздух, например, из атмосферы, а в правой части полости цилиндра 11 воздух будет сжиматься поршнем 9. Поскольку давление в правой части полости цилиндра 11 больше давления воздуха в левой части полости цилиндра 10, то клапан 15 впуска закрыт и давление воздуха по мере приближения поршня 9 к мертвой точке возрастает. При достижении валом 3 угла α=70° поршень 9 окажется на расстоянии 0,96 хода, при этом окно 16 начнет освобождаться от прилегающей цилиндрической поверхности поршня (открываться), в результате чего воздух (или продукты горения) из левой части полсти цилиндра 11 будет истекать наружу (в атмосферу), при этом давление в этой части полости упадет и сжимаемый поршнем 8 (находящимся на расстоянии ~0,3 хода) воздух по каналу 13 через клапан 14 впуска устремится в левую часть полости цилиндра 11, осуществляя ее продувку (фиг. 2).Suppose that the engine is started in a known manner by rotating the shaft 3, for example, clockwise, and the rotation angle is counted from the horizontal. For definiteness, we assume that at the initial moment (at the time of start-up), shaft 3 occupies a position, for example, corresponding to its rotation angle α = 30 ° (Fig. 1). At this time, the piston 8 is at a distance of 0.05 strokes, and the piston 9 is at a distance of 0.7 strokes. At the same time, air, for example, from the atmosphere will be sucked into the cavity formed at the left edge between the piston 8 and the cylinder cover 10 through the inlet valve 17, for example, and air will be compressed by the piston 9. On the right side of the cylinder 11, since the pressure on the right side of the cylinder 11 is greater air pressure in the left part of the cavity of the cylinder 10, the intake valve 15 is closed and the air pressure increases as the piston 9 approaches the dead center. When the shaft 3 reaches an angle α = 70 °, the piston 9 will be at a distance of 0.96 strokes, while the window 16 will begin to be released from the adjacent cylindrical surface of the piston (open), as a result of which air (or combustion products) from the left side of the cylinder half of the cylinder 11 will be flow out (into the atmosphere), while the pressure in this part of the cavity will drop and the air compressed by the piston 8 (located at a distance of ~ 0.3 strokes) through the channel 13 through the inlet valve 14 will rush to the left side of the cylinder 11 cavity, purging it (Fig. . 2).

Затем производят впрыск через устройство 19 (форсунку) топлива, которое, соприкасаясь с горячим сжатым воздухом, воспламеняется и начинает гореть. Поршень 9 по инерции продолжает двигаться к мертвой точке, еще больше освобождая окно 16. Образующиеся продукты сгорания давят на указанный поршень, заставляя его двигаться после прохождения мертвой точки в противоположном направлении. При прохождении валом 3 угла 110° поршень 9 снова окажется на отметке 0,96 хода, двигаясь уже в обратную сторону, а поршень 8 - на отметке 0,61 и будет продолжать движение в прежнем направлении (фиг. 3). Причем окно 16 начнет окончательно закрываться, а продувка - заканчиваться.Then, fuel is injected through the device 19 (nozzle), which, in contact with hot compressed air, ignites and begins to burn. The piston 9 by inertia continues to move to the dead point, further freeing the window 16. The resulting combustion products press on the specified piston, forcing it to move after passing the dead point in the opposite direction. When shaft 3 passes an angle of 110 °, piston 9 will again be at the 0.96 stroke mark, moving already in the opposite direction, and piston 8 will be at 0.61 and will continue to move in the same direction (Fig. 3). Moreover, the window 16 will begin to finally close, and the purge will end.

Далее свежий воздух в левой части полости цилиндра 11 начнет сжиматься поршнем 9. Одновременно поршнем 8 сжимается воздух в правой части полости цилиндра 10. Поскольку поршень 8 находится ближе к середине цилиндра, то его скорость перемещения будет выше, чем у поршня 9, находящегося у края цилиндра 11. Поэтому давление перед поршнем 8 будет расти быстрее и воздух по каналу 13 через клапан 14 впуска будет поступать в левую часть полости цилиндра 11, увеличивая количество воздуха в последней (эффект надува). При достижении поршнем 8 мертвой точки нагнетание воздуха в правую часть полости цилиндра 11 закончится, при этом его поршень окажется на отметке ~0,4 хода и будет продолжать движение, сжимая перед собой воздух (фиг. 4). Далее поршень 8 начнет движение в обратную сторону (влево), сжимая в левой части полости цилиндра 10 засосанный ранее воздух и всасывая за собой свежий воздух через впускной клапан 18. Поскольку давление продуктов сгорания в правой части полости цилиндра 11 велико, то клапан 15 впуска закрыт и давление перед поршнем 8 растет. Как только поршень 8 окажется около отметки ~0,6 (а поршень 9 ~0,03), окно 16 начнет приоткрываться, выпуская продукты горения из правой части полости цилиндра 11, давление в ней упадет и сжатый поршнем 8 воздух устремится через клапан 15 впуска, начнется продувка (фиг. 5). Одновременно левой форсункой 19 производят впрыск топлива, которое воспламеняется и начинает гореть. После прохождения валом угла 290° поршень 8 окажется на отметке 0,3 хода, а поршень 9 - около 0,03 хода. Окно 16 начнет окончательно закрываться, поршень станет сжимать воздух в правой части полости цилиндра 11, а поршень 8 - нагнетать в последнюю воздух и всасывать за собой свежий воздух через впускной клапан 18 (фиг. 6). При подходе поршня 8 к левой мертвой точке процесс нагнетания воздуха завершится, поршень 9 окажется около отметки 0,4 и продолжит сжатие воздуха. Заметим, что при данном расположении окна 16 и клапанов впуска на продувку правой части полости цилиндра 11 расходуется 0,7 объема воздуха цилиндра 10 и 0,3 этого объема идет на нагнетание (в качестве добавки) в цилиндр 11, в то время как для левой части полости указанного цилиндра эти показатели соответственно равны ~0,6 и 0,4. Следует иметь в виду, что вследствие наличия штока 7 объем левой части полости цилиндра меньше правой, поэтому для нее требуется меньший объем для продувки. При повороте вала 3 на 390° описанный цикл повторится.Further, fresh air in the left part of the cylinder 11 cavity will begin to be compressed by the piston 9. At the same time, the air in the right part of the cylinder 10 is compressed by the piston 8. Since the piston 8 is closer to the middle of the cylinder, its movement speed will be higher than that of the piston 9 located at the edge cylinder 11. Therefore, the pressure in front of the piston 8 will increase faster and air through the channel 13 through the inlet valve 14 will flow into the left part of the cavity of the cylinder 11, increasing the amount of air in the latter (inflation effect). When the piston 8 reaches a dead point, the injection of air into the right side of the cavity of the cylinder 11 will end, while its piston will be at ~ 0.4 stroke and will continue to move, compressing the air in front of it (Fig. 4). Next, the piston 8 will begin to move in the opposite direction (to the left), compressing the previously sucked air on the left side of the cylinder cavity 10 and sucking in fresh air through the inlet valve 18. Since the pressure of the combustion products on the right side of the cylinder cavity 11 is high, the intake valve 15 is closed and the pressure in front of the piston 8 rises. As soon as the piston 8 is near the level of ~ 0.6 (and the piston 9 ~ 0.03), the window 16 will begin to open slightly, releasing combustion products from the right side of the cavity of the cylinder 11, the pressure in it will drop and the air compressed by the piston 8 will rush through the inlet valve 15 , purge will begin (Fig. 5). At the same time, the left injector 19 injects fuel, which ignites and starts to burn. After the shaft passes through an angle of 290 °, the piston 8 will be at the 0.3 stroke mark, and the piston 9 will be at about 0.03 stroke. The window 16 will finally close, the piston will compress the air on the right side of the cavity of the cylinder 11, and the piston 8 will be pumped into the last air and suck in fresh air through the inlet valve 18 (Fig. 6). When the piston 8 approaches the left dead center, the air injection process will end, the piston 9 will be near the mark of 0.4 and continue to compress the air. Note that with this arrangement of the window 16 and the intake valves, 0.7 volumes of air of the cylinder 10 are consumed to purge the right side of the cavity of the cylinder 11 and 0.3 of this volume is used to pump (as an additive) into the cylinder 11, while for the left parts of the cavity of the specified cylinder, these figures are respectively equal to ~ 0.6 and 0.4. It should be borne in mind that due to the presence of the rod 7, the volume of the left side of the cylinder cavity is less than the right, therefore, it requires less volume for purging. When the shaft 3 is rotated by 390 °, the described cycle will be repeated.

Для смазки поршня 9 и цилиндра 11 в нем может быть сделана проточка 20 для смазывающего материала (не сообщающаяся с окном 16) (фиг. 7). При движении поршня 9 смазка будет перемещаться маслосъемными кольцами (не показаны) по боковой поверхности цилиндра 11, обеспечивая низкий коэффициент трения между поршнем и цилиндром. Поскольку работа поршня 8 в цилиндре 10 происходит в менее тяжелых условиях (нет высокой температуры, возникающей при горении, и большого давления) по сравнению с поршнем 9 и цилиндром 11, то детали этой цилиндропоршневой группы могут быть изготовлены из более легких материалов, а боковая поверхность цилиндра покрыта антифрикционным материалом, что снизит массогабаритные характеристики.To lubricate the piston 9 and cylinder 11, a groove 20 for lubricating material (not communicating with window 16) can be made in it (FIG. 7). When the piston 9 moves, the lubricant will be moved by oil scraper rings (not shown) along the lateral surface of the cylinder 11, providing a low coefficient of friction between the piston and the cylinder. Since the operation of the piston 8 in the cylinder 10 occurs in less severe conditions (there is no high temperature that occurs during combustion and high pressure) compared with the piston 9 and the cylinder 11, the details of this cylinder-piston group can be made of lighter materials, and the side surface the cylinder is coated with antifriction material, which will reduce the overall dimensions.

В случае работы двигателя в режиме неполного отбора мощности в цилиндр 11 посредством поршня 8 можно нагнетать меньше воздуха (или не нагнетать вовсе), направив при этом последний через обратные клапаны 21, 22, соединенные соответственно воздуховодами 23, 24, в ресивер 25 (фиг. 8). Для этого предварительно необходимо перекрывать каналы 12, 13. Находящийся в ресивере воздух можно использовать по различному направлению. Во-первых, если соединить ресивер 25 с впускными клапанами 17,18, то при засасывании поршнем 8 воздуха в полость цилиндра 10 попадет больше воздуха по сравнению с засасыванием непосредственно из атмосферы. Следовательно, потом больше воздуха будет использовано для продувки цилиндра 11 и при сжатии (приготовлении смеси). В результате качественная продувка может быть обеспечена при меньшем объеме цилиндра 10, а двигатель сможет работать в форсированном режиме. Во-вторых, сжатый воздух из ресивера может применяться для работы других устройств, например рулевого управления.In the case of the engine operating in the mode of incomplete power take-off, it is possible to pump less air (or not to pump it at all) into the cylinder 11 by means of a piston 8, while directing the latter through check valves 21, 22 connected respectively by air ducts 23, 24 to the receiver 25 (Fig. 8). To do this, you must first block the channels 12, 13. The air in the receiver can be used in different directions. Firstly, if you connect the receiver 25 to the inlet valves 17,18, then when the piston 8 draws in air, more air will enter the cavity of the cylinder 10 compared to the intake directly from the atmosphere. Therefore, then more air will be used to purge the cylinder 11 and during compression (preparation of the mixture). As a result, high-quality purge can be achieved with a smaller volume of cylinder 10, and the engine can operate in forced mode. Secondly, compressed air from the receiver can be used to operate other devices, such as steering.

Кроме того, сжатым воздухом можно обеспечить самопуск двигателя. Предположим, поршень 9 находится около среднего положения (фиг. 4). Подают сжатый воздух из ресивера 25 через обратный клапан 21 в цилиндр 10, в результате чего поршень 9 начинает двигаться и сжимать воздух, находящийся в левой части его полости. При приближении к мертвой точке через форсунку 19 впрыскивают топливо (в данном случае можно через калильное тело), производя горение смеси и запуск двигателя.In addition, self-starting of the engine can be provided with compressed air. Suppose the piston 9 is near the middle position (FIG. 4). Compressed air is supplied from the receiver 25 through the check valve 21 to the cylinder 10, as a result of which the piston 9 begins to move and compress the air located on the left side of its cavity. When approaching a dead point, fuel is injected through the nozzle 19 (in this case, it is possible through a glowing body), burning the mixture and starting the engine.

Сжатый воздух можно нагнетать в ресивер 25 и принудительно, не перекрывая предварительно каналы 12, 13. Для этого присоединение (конструктивное) каналов 12, 13 к цилиндру 10 осуществляют на расстоянии 0,1 хода поршня (фиг. 9). Тогда при движении поршня 8 воздух сначала будет нагнетаться в полость цилиндра 11, а затем, когда поршень 8 достигнет отметки 0,1, он перекроет своей боковой поверхностью вход в канал и оставшийся воздух будет закачан в ресивер 25. В результате после каждого хода поршня 8 в ресивер будет попадать примерно 0,1 объема цилиндра 10 сжатого воздуха.Compressed air can be forced into the receiver 25 and forcibly, without previously blocking the channels 12, 13. To do this, the (constructive) channels 12, 13 are connected to the cylinder 10 at a distance of 0.1 piston strokes (Fig. 9). Then, when the piston 8 moves, air will first be pumped into the cavity of the cylinder 11, and then, when the piston 8 reaches 0.1, it will block the entrance to the channel with its lateral surface and the remaining air will be pumped into the receiver 25. As a result, after each stroke of the piston 8 approximately 0.1 volume of the compressed air cylinder 10 will enter the receiver.

Расположение продольных осей цилиндров перпендикулярно друг другу позволяет закрепить их шатуны на одном кривошипе, упростив конструкцию, изменить компоновку двигателя необходимым для рационального и компактного размещения других узлов транспортного средства, на котором этот двигатель устанавливается, а главное - обеспечить хорошее (со всех сторон) охлаждение цилиндра 11 (фиг. 10). Работа может осуществляться и в режиме бензинового двигателя. Для этого в крышках цилиндра 11 устанавливаются свечи зажигания, при этом впрыск топлива из форсунки осуществляется в момент закрывания поршнем 9 окна 16, что приводит к последующему сжатию горючей смеси и последующему ее воспламенению свечой зажигания.The arrangement of the longitudinal axes of the cylinders perpendicular to each other allows their cranks to be mounted on the same crank, simplifying the design, changing the engine layout necessary for the rational and compact placement of other components of the vehicle on which this engine is installed, and most importantly, to ensure good (from all sides) cylinder cooling 11 (Fig. 10). Work can be carried out in the mode of a gasoline engine. For this, spark plugs are installed in the caps of the cylinder 11, while the fuel is injected from the nozzle when the piston 9 closes the window 16, which leads to the subsequent compression of the combustible mixture and its subsequent ignition by the spark plug.

Еще более простой по конструкции получается двигатель, если в качестве горючей смеси использовать сжатую (сжиженную) газовую смесь, посредством которой можно производить самопуск двигателя и продувку, при этом отпадает надобность в системе питания двигателя. По существу он состоит из двух цилиндропоршневых групп с кривошипно-ползунными механизмами и кривошипа с валом отбора мощности.An engine that is even simpler in design is obtained if a compressed (liquefied) gas mixture is used as a combustible mixture, by means of which it is possible to self-start the engine and purge, while eliminating the need for an engine power system. In essence, it consists of two cylinder-piston groups with crank-slide mechanisms and a crank with a power take-off shaft.

Для запуска двигателя этого варианта предварительно устанавливают поршень 9 в крайнее положение, при котором окно 16 оказывается открытым, и подают через впускные клапаны 17, 18 сжатую газовую горючую смесь (фиг. 5). Правые и левые части цилиндров 10, 11 начинают заполняться указанной смесью, однако поскольку окно 16 открыто, то давление в правой части цилиндра 11 и левой цилиндра 10 окажется низким, поэтому поршень 8 начнет двигаться влево, перемещая через вал 3 влево и поршень 9. После того как поршень 8 дойдет до мертвой точки, поршень 9, миновав мертвую точку и двигаясь вправо, окажется около отметки ~0,4 хода, имея при этом за собой достаточно много смеси, которую воспламеняют свечой зажигания. Поршень 9 продолжает движение вправо уже под действием продуктов горения. Далее двигатель функционирует аналогично работе бензинового мотора.To start the engine of this embodiment, the piston 9 is pre-installed in the extreme position at which the window 16 is open, and compressed gas fuel mixture is supplied through the intake valves 17, 18 (Fig. 5). The right and left parts of the cylinders 10, 11 begin to fill with the indicated mixture, however, since the window 16 is open, the pressure in the right side of the cylinder 11 and the left cylinder 10 will be low, so the piston 8 will start to move left, moving the piston 9 to the left through the shaft 3. After as the piston 8 reaches the dead center, the piston 9, passing the dead point and moving to the right, will be near the ~ 0.4 stroke mark, while having a lot of the mixture that is ignited by the spark plug. The piston 9 continues to move to the right already under the influence of combustion products. Further, the engine functions similarly to the operation of a gasoline engine.

Заметим, что поскольку двигатель не имеет классического газораспределительного механизма, то он может вращаться в ту и другую стороны. Для включения реверса необходимо сначала выключить (остановить) его, а затем запустить в другом направлении путем вращения вала 3 от стартера или соответствующей подачей сжатого воздуха (газа) из ресивера или баллона. Наличие реверса значительно упрощает коробку передач, если таковая имеется на транспортном средстве. Отметим также, что к цилиндру 10 может быть подключен еще один, аналогичный цилиндру 11, поршень которого должен двигаться синхронно с последним, что при незначительном увеличении габаритов приведет к существенному увеличению мощности двигателя.Note that since the engine does not have a classic gas distribution mechanism, it can rotate in both directions. To turn on the reverse, first turn it off (stop) and then start it in the other direction by rotating shaft 3 from the starter or by supplying compressed air (gas) from the receiver or cylinder. Having a reverse greatly simplifies the gearbox, if available on the vehicle. We also note that another cylinder similar to cylinder 11 can be connected to cylinder 10, the piston of which must move synchronously with the latter, which, with a slight increase in dimensions, will lead to a significant increase in engine power.

Внедрение изобретения позволит создать дешевый, простой по конструкции двигатель, обладающий большой удельной мощностью, реверсом, самопуском, который может изготавливаться в различных вариантах компоновки.The implementation of the invention will allow you to create a cheap, simple in design engine with high power density, reverse, self-starting, which can be made in various configurations.

Claims (3)

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий нагнетательный цилиндр с поршнем и цилиндр сгорания с поршнем, при этом поршни расположены в цилиндрах с образованием противоположных полостей и кинематически связаны с кривошипами вала отбора мощности посредством кривошипно-ползунных механизмов, причем ползуны выполнены в виде штоков поршней, а кривошипы закреплены на валу со смещением 90° относительно друг друга, полости нагнетательного цилиндра соединены с противоположными полостями цилиндра сгорания посредством каналов с клапанами, при этом цилиндр сгорания снабжен окном выпуска, расположенным в его центре, а каналы присоединены к цилиндру сгорания на расстоянии от мертвой точки его поршня.1. An internal combustion engine comprising an injection cylinder with a piston and a combustion cylinder with a piston, wherein the pistons are located in the cylinders with the formation of opposite cavities and are kinematically connected with the cranks of the power take-off shaft by means of crank-slide mechanisms, the sliders being made in the form of piston rods, and the cranks are mounted on the shaft with an offset of 90 ° relative to each other, the cavities of the injection cylinder are connected to the opposite cavities of the combustion cylinder by means of channels with valves, This combustion cylinder and provided with a release window disposed in the center thereof, and the channels are connected to the combustion cylinder at a distance from its dead point of the piston. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что каналы присоединены к цилиндру сгорания на расстоянии не более 0,1 хода поршня.2. The engine according to claim 1, characterized in that the channels are connected to the combustion cylinder at a distance of not more than 0.1 piston strokes. 3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что часть крышки цилиндра сгорания выполнена в виде накопителя воздуха.3. The engine according to claim 1, characterized in that the part of the cover of the combustion cylinder is made in the form of an air storage.
RU2016113632A 2016-04-08 2016-04-08 Internal combustion engine RU2617519C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016113632A RU2617519C1 (en) 2016-04-08 2016-04-08 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016113632A RU2617519C1 (en) 2016-04-08 2016-04-08 Internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2617519C1 true RU2617519C1 (en) 2017-04-25

Family

ID=58643219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016113632A RU2617519C1 (en) 2016-04-08 2016-04-08 Internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2617519C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR328105A (en) * 1902-10-16 1903-12-30 Olivier De Sanderval Georges Heated compressed gas or steam engine
SU5409A1 (en) * 1926-03-23 1928-05-31 Крупп Германиаверфь Фрид. Vertical two-stroke internal combustion engine
WO1999006682A2 (en) * 1997-07-31 1999-02-11 Otto Israel Krauss Supercharged internal combustion compound engine
EP1228297A1 (en) * 1999-11-08 2002-08-07 Jeffrey F. Klein Forced coaxially ventilated two stroke power plant
WO2003058043A1 (en) * 2002-01-08 2003-07-17 Huaqing Rong A kind of structures of a reciprocating internal combustion engine
US20040025816A1 (en) * 2000-09-22 2004-02-12 Drazen Paut Two-stroke cycle for internal combustion engines
WO2009117775A1 (en) * 2008-03-26 2009-10-01 Basil Van Rooyen High secondary compression ratio anp pressube lubricated two- stroke engine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR328105A (en) * 1902-10-16 1903-12-30 Olivier De Sanderval Georges Heated compressed gas or steam engine
SU5409A1 (en) * 1926-03-23 1928-05-31 Крупп Германиаверфь Фрид. Vertical two-stroke internal combustion engine
WO1999006682A2 (en) * 1997-07-31 1999-02-11 Otto Israel Krauss Supercharged internal combustion compound engine
EP1228297A1 (en) * 1999-11-08 2002-08-07 Jeffrey F. Klein Forced coaxially ventilated two stroke power plant
US20040025816A1 (en) * 2000-09-22 2004-02-12 Drazen Paut Two-stroke cycle for internal combustion engines
WO2003058043A1 (en) * 2002-01-08 2003-07-17 Huaqing Rong A kind of structures of a reciprocating internal combustion engine
WO2009117775A1 (en) * 2008-03-26 2009-10-01 Basil Van Rooyen High secondary compression ratio anp pressube lubricated two- stroke engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7556014B2 (en) Reciprocating machines
CA2564329A1 (en) Balanced rotary engine
CN105209718A (en) Improved opposed piston engine
KR20160089385A (en) Internal combustion engine
US4515113A (en) Swash plate engine
RU2617519C1 (en) Internal combustion engine
US2937630A (en) Compound internal combustion engine
RU2316658C1 (en) Diesel engine
US4016839A (en) Method for fueling combustion engines
US4557232A (en) Swash plate engine
US3938481A (en) Two-stroke internal combustion engine
US1638288A (en) Internal-combustion engine
US2083730A (en) Internal combustion engine
US1510620A (en) Internal-combustion engine
EP2088283A1 (en) Reciprocating rotary internal combustion engine
WO2019150336A1 (en) Rotary engine
DE102018005817B4 (en) Combustion engine in composite design with almost parallel secondary expansion
RU2374464C2 (en) Rotor direct-action ice
RU2647011C1 (en) Piston-type hybrid energy machine of volumetric action with balanced drive
US1817510A (en) Two cycle gas engine
US1861743A (en) Internal combustion engine
CN106285926B (en) Axial variable rotor engine
GB2185073A (en) Compression ignition Wankel engine
US1429078A (en) Two-cycle internal-combustion engine
US1686794A (en) Internal-combustion engine