RU2621423C2 - Two-stroke internal combustion engine with slave cylinder (versions) - Google Patents

Two-stroke internal combustion engine with slave cylinder (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2621423C2
RU2621423C2 RU2015110014A RU2015110014A RU2621423C2 RU 2621423 C2 RU2621423 C2 RU 2621423C2 RU 2015110014 A RU2015110014 A RU 2015110014A RU 2015110014 A RU2015110014 A RU 2015110014A RU 2621423 C2 RU2621423 C2 RU 2621423C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinder
piston
working
rod
engine
Prior art date
Application number
RU2015110014A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015110014A (en
Inventor
Михаил Алексеевич Паюсов
Original Assignee
Михаил Алексеевич Паюсов
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 Михаил Алексеевич Паюсов filed Critical Михаил Алексеевич Паюсов
Priority to RU2015110014A priority Critical patent/RU2621423C2/en
Publication of RU2015110014A publication Critical patent/RU2015110014A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2621423C2 publication Critical patent/RU2621423C2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/02—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps
    • F02B33/06—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps
    • F02B33/10—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps with the pumping cylinder situated between working cylinder and crankcase, or with the pumping cylinder surrounding working cylinder
    • F02B33/12—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps with the pumping cylinder situated between working cylinder and crankcase, or with the pumping cylinder surrounding working cylinder the rear face of working piston acting as pumping member and co-operating with a pumping chamber isolated from crankcase, the connecting-rod passing through the chamber and co-operating with movable isolating member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/02—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps
    • F02B33/06—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps
    • F02B33/22—Engines 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

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: according to the first version the slave cylinder is installed coaxially with the working cylinder on the common rod. The slave cylinder rod forms a suction chamber on one side and a precompression chamber on the other. The free end of the piston rod is equipped with a slide stop and connected to a crank-and-rod mechanism. The cylinder chambers are interconnected via air tubes, wherein check valves are installed in the direction of gases. The suction chamber is also connected to the atmosphere via an air tube wherein a check valve and a nozzle supplying oil to the air flow are installed in the direction of the gases. An orifice with a movable member is installed in the exhaust line. According to the second version of the engine the working and slave cylinders are parallel to each other and their cylinder rods interact through a rocker arm, the pivot axis of which is fixed in the body of the internal combustion engine to move between the longitudinal axes of the cylinders. As a result, at the fixed stroke of the working cylinder piston, the stroke of the slave cylinder piston can be changed, thus, changing the compression ratio in the precompression chamber.
EFFECT: lower oil consumption, better cylinder filling.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к конструкциям двухтактных ДВС.The invention relates to engine, and in particular to the designs of two-stroke internal combustion engines.

Известен и широко применяется двухтактный ДВС с кривошипно-камерной продувкой, достоинства и недостатки которого также широко известны. (А.М. Гуревич. Тракторы и автомобили. М.: Колос, 1983, с. 25…26).Known and widely used two-stroke ICE with a crank chamber purge, the advantages and disadvantages of which are also widely known. (A.M. Gurevich. Tractors and cars. M.: Kolos, 1983, p. 25 ... 26).

Известен двигатель Ольшевского, содержащий кривошипно-шатунный механизм, цилиндропоршневую группу, системы питания, смазки охлаждения, газораспределения, корпус, свободную подвижную перегородку, приводимую в действие энергией сжатого газа, впускные и выпускные окна в нижней части цилиндра, а также впускные и выпускные клапаны в верхней части цилиндра. Система газораспределения снабжена золотником с толкателями, открывающим впускные и выпускные окна в нижней части цилиндра, при этом толкатели управляют впускными и выпускными клапанами посредством распределительного вала с кулачками (патент RU 2120555).The Olszewski engine is known, containing a crank mechanism, a cylinder-piston group, power systems, cooling lubricants, gas distribution, a housing, a free movable partition driven by compressed gas energy, inlet and outlet windows in the lower part of the cylinder, as well as inlet and outlet valves in top of the cylinder. The gas distribution system is equipped with a slide valve with pushers that open the inlet and outlet windows in the lower part of the cylinder, while the pushers control the inlet and outlet valves through a camshaft with cams (patent RU 2120555).

Данное техническое решение достаточно сложно в изготовлении и эксплуатации, не обеспечивает возможности изменения степени сжатия на ходу двигателя.This technical solution is quite difficult to manufacture and operate, does not provide the ability to change the degree of compression on the fly.

Известен кривошипно-шатунный механизм (варианты), содержащий коленчатый вал, шатун и поршень с элементом, изменяющим величину хода поршня. (патент RU 2222703).Known crank mechanism (options) containing a crankshaft, connecting rod and piston with an element that changes the magnitude of the piston stroke. (patent RU 2222703).

Недостатками данного технического решения являются усложнение конструкции и увеличение массы возвратно-поступательно движущихся частей, что дополнительно требует увеличение прочности, что также ведет к увеличению массы, а это увеличивает нагрузки на детали и неравномерность работы двигателя. Кроме того, все усложнение направлено лишь на улучшение очистки камеры сгорания от отработавших газов и также не обеспечивает возможности изменения степени сжатия на ходу двигателя.The disadvantages of this technical solution are the complexity of the design and the increase in mass of the reciprocating moving parts, which additionally requires an increase in strength, which also leads to an increase in mass, and this increases the load on the parts and the uneven operation of the engine. In addition, all the complication is aimed only at improving the cleaning of the combustion chamber from exhaust gases and also does not provide the possibility of changing the degree of compression on the fly.

Целью изобретения является разделение системы смазки на отдельную систему смазывания цилиндропоршневой группы и остальных механизмов двигателя, что повысит их ресурс при снижении расхода смазочного масла, а также обеспечение возможности плавного на ходу двигателя изменения его степени сжатия, что позволить запускать двигатель и работать на легких топливах с переходом на ходу в режим дизельного двигателя, а также оптимизировать режим продувки цилиндра в зависимости от частоты его вращения и степени сжатия.The aim of the invention is the separation of the lubrication system into a separate lubrication system for the cylinder-piston group and other engine mechanisms, which will increase their service life while reducing the consumption of lubricating oil, as well as providing the possibility of a smooth change of the compression ratio while the engine is running, which allows the engine to be started and run on light fuels with switching on-the-fly to the diesel engine mode, as well as optimizing the cylinder purge mode depending on its rotation frequency and compression ratio.

Поставленная цель осуществлена тем, что двухтактный ДВС со вспомогательным цилиндром содержит корпус, в котором установлены цилиндропоршневая группа, кривошипно-шатунный механизм, системы питания, зажигания, смазки, охлаждения и газораспределения с впускными и выпускными клапанами и окнами на рабочем цилиндре. По первому варианту соосно рабочему цилиндру установлен вспомогательный цилиндр, диаметр которого больше диаметра рабочего цилиндра, и на общем штоке для обоих цилиндров жестко закреплены поршни. Со стороны днища поршня торец рабочего цилиндра закрыт герметично головкой и образовавшийся над днищем поршня объем при максимальном приближении поршня к головке является камерой сгорания. На обоих торцах вспомогательного цилиндра также герметично установлены головки с уплотненными отверстиями по центру для движении штока, в результате чего объем между поршнем и головкой со стороны рабочего цилиндра образует камеру всасывания а с противоположной стороны - камеру предварительного сжатия. Свободный конец штока поршней шарнирно соединен с шатуном кривошипно-шатунного механизма и в зоне этого шарнира на нем закреплен подвижный (скользящий) упор, взаимодействующий с корпусом. Камера сгорания соединена с камерой предварительного сжатия воздуховодом, где по ходу газов установлен обратный клапан, а камера предварительного сжатия, в свою очередь, соединена воздуховодом с камерой всасывания, где также по ходу газов установлен обратный клапан, причем камера всасывания соединена также и с атмосферой через обратный клапан по ходу газов, что образует систему впуска, в которой установлена форсунка подачи смазочного масла от системы смазки двигателя с расходом, равным расходу масла на угар нового двигателя.The goal is achieved in that the two-stroke ICE with an auxiliary cylinder contains a housing in which a piston group, a crank mechanism, power, ignition, lubrication, cooling and gas distribution systems with inlet and outlet valves and windows on the working cylinder are installed. In the first embodiment, an auxiliary cylinder is installed coaxially with the working cylinder, the diameter of which is larger than the diameter of the working cylinder, and pistons are rigidly fixed on the common rod for both cylinders. From the piston bottom side, the end face of the working cylinder is sealed by the head and the volume formed above the piston bottom with a maximum approximation of the piston to the head is a combustion chamber. At both ends of the auxiliary cylinder, there are also hermetically mounted heads with sealed holes in the center for rod movement, as a result of which the volume between the piston and the head from the side of the working cylinder forms a suction chamber and, on the opposite side, a pre-compression chamber. The free end of the piston rod is pivotally connected to the connecting rod of the crank mechanism and, in the area of this hinge, a movable (sliding) stop interacting with the housing is fixed on it. The combustion chamber is connected to the pre-compression chamber by an air duct, where a non-return valve is installed along the gases, and the pre-compression chamber, in turn, is connected by an air duct to the suction chamber, where a non-return valve is also installed along the gases, the suction chamber being connected also to the atmosphere through non-return valve in the direction of gas, which forms an intake system in which a nozzle for supplying lubricating oil from the engine lubrication system is installed with a flow rate equal to the oil consumption for the waste of a new engine.

В нижней части рабочего цилиндра выполнено выпускное окно через которое внутренний объем этого цилиндра сообщается с атмосферой при положении поршня, близком к нижней мертвой точке, образуя систему выпуска газов, в которой установлено дросселирующее устройство в виде подвижного элемента, перемещение которого осуществлено от сигналов тахометра числа оборотов двигателя и датчика давления в камере предварительного сжатия вспомогательного цилиндра.An exhaust window is made in the lower part of the working cylinder through which the internal volume of this cylinder communicates with the atmosphere when the piston position is close to bottom dead center, forming a gas exhaust system in which a throttling device in the form of a movable element is installed, the movement of which is carried out from the speed tachometer signals engine and pressure sensor in the pre-compression chamber of the auxiliary cylinder.

В двухтактном ДВС со вспомогательным цилиндром по второму варианту рабочий и вспомогательный цилиндры установлены в корпусе параллельно друг другу, а в кинематической цепи соединения штоков поршней рабочего и вспомогательного цилиндров дополнительно установлено коромысло, ось качания которого установлена на корпусе с возможностью перемещения между продольными осями этих цилиндров, причем направление в величину перемещения задает тахометр числа оборотов двигателя.In a two-stroke ICE with an auxiliary cylinder according to the second embodiment, the working and auxiliary cylinders are mounted parallel to each other in the housing, and in the kinematic chain connecting the piston rods of the working and auxiliary cylinders, an additional rocker is installed, the swing axis of which is mounted on the housing with the possibility of movement between the longitudinal axes of these cylinders, moreover, the direction in the amount of movement sets the tachometer of the engine speed.

Изобретение пояснено схемами. На фиг. 1 изображена схема ДВС со вспомогательным цилиндром, где в корпусе ДВС 1 закреплен рабочий цилиндр 2 с поршнем 3 и штоком 4, вспомогательный цилиндр 5 с поршнем 6, головка 7 с уплотненным отверстием для перемещения штока 4 со стороны рабочего цилиндра 2 и головка 8 с уплотненным отверстием для перемещения общего по данному варианту штока поршней 3 и 6, на свободном конце которого закреплен шарнир для соединения с кривошипно-шатунным механизмом двигателя и скользящий по корпусу 1 упор 9.The invention is illustrated by diagrams. In FIG. 1 shows a diagram of an internal combustion engine with an auxiliary cylinder, where a working cylinder 2 with a piston 3 and a rod 4, an auxiliary cylinder 5 with a piston 6, a head 7 with a sealed hole for moving the rod 4 from the side of the working cylinder 2 and a head 8 with a sealed an opening for moving the piston rod 3 and 6, common in this embodiment, at the free end of which a hinge is fixed for connection with the crank mechanism of the engine and a stop 9 sliding on the housing 1.

Воздуховод 10 на пути потока газов, в котором в камеру сгорания 11, образованную безштоковым объемом рабочего цилиндра 2, из камеры предварительного сжатия 12, образованной объемом вспомогательного цилиндра, между головкой 8 и поршнем 6 установлен обратный клапан 13. Камера предварительного сжатия 12, в свою очередь, соединена воздуховодом 14 с установленным в нем на пути потока газов обратным клапаном 15 с объемом камеры всасывания 16, образованным во вспомогательном цилиндре 5 между поршнем 6 и головкой 7. Камера всасывания 16 соединена также в свою очередь с атмосферой воздуховодом 17, в котором установлен по ходу газов обратный клапан 18 и форсунка 19 системы смазки цилиндропоршневых групп рабочего 2 и вспомогательного 5 цилиндров.The air duct 10 in the path of the gas flow, in which a check valve 13 is installed between the head 8 and the piston 6 into the combustion chamber 11, formed by the rodless volume of the working cylinder 2, from the pre-compression chamber 12, formed by the volume of the auxiliary cylinder 12, in turn, it is connected by an air duct 14 with a non-return valve 15 installed in it on the gas flow path with the volume of the suction chamber 16 formed in the auxiliary cylinder 5 between the piston 6 and the head 7. The suction chamber 16 is also connected to its a queue with the atmosphere of the duct 17, in which the check valve 18 and the nozzle 19 of the lubrication system of the cylinder-piston groups of the working 2 and auxiliary 5 cylinders are installed along the gases.

Выпускное окно рабочего цилиндра 2 соединено воздуховодом 20 с атмосферой, где на пути потока отработанных газов установлен подвижный элемент 21 изменения сопротивления выпуску, перемещение которого осуществлено от сигналов тахометра числа оборотов двигателя и датчика давления в камере предварительного сжатия 12. На фиг. 2 изображена схема двигателя по второму варианту с параллельным расположением продольных осей рабочего 2 и вспомогательного 5 цилиндров, штоки поршней которых содержат поводок 22 штока рабочего цилиндра 2 и поводок 23 штока вспомогательного 5 цилиндра, которые взаимодействуют с коромыслом 24, ось 25 качания которого закреплена на корпусе 1 с возможностью перемещения между продольными осями рабочего 2 и вспомогательного 5 цилиндров.The outlet window of the working cylinder 2 is connected by an air duct 20 to the atmosphere, where a movable element 21 for changing the resistance to the outlet is mounted on the path of the exhaust gas flow, the movement of which is carried out from the tachometer signals of the engine speed and the pressure sensor in the preliminary compression chamber 12. FIG. 2 shows a diagram of the engine according to the second embodiment with a parallel arrangement of the longitudinal axes of the working 2 and auxiliary 5 cylinders, the piston rods of which contain a lead 22 of the rod of the working cylinder 2 and a lead 23 of the rod of the auxiliary cylinder 5, which interact with the beam 24, the swing axis 25 of which is fixed to the housing 1 with the possibility of movement between the longitudinal axes of the working 2 and auxiliary 5 cylinders.

Работает описываемый ДВС следующим образом. При движении поршней 3 и 6 в сторону нижней мертвой точки кривошипно-шатунного механизма (от головки камеры сгорания 11) в камере всасывания 16 создается разрежение, под действием атмосферного давления открывается обратный клапан 18 и воздух (либо топливовоздушная смесь при работе на легких видах топлива) заполняет объем камеры всасывания. Одновременно через форсунку 19 впрыскивается порция смазочного масла из расчета расхода масла на угар нового двигателя по отношению к часовому числу оборотов двигателя для смазывания цилиндропоршневых групп рабочего 2 и вспомогательного 5 цилиндров. При обратном ходе поршней в камере всасывания 16 давление начнет повышаться и при превышении величины атмосферного давления обратный клапан 18 закроется, а при превышении его выше величины давления в камере предварительного сжатия 12 откроется обратный клапан 15 и газы начнут перетекать по воздуховоду 14 из камеры всасывания 16 в камеру предварительного сжатия 12.The described internal combustion engine works as follows. When the pistons 3 and 6 move towards the bottom dead center of the crank mechanism (from the head of the combustion chamber 11), a vacuum is created in the suction chamber 16, under the influence of atmospheric pressure, the check valve 18 and air (or the air-fuel mixture when working on light fuels) open fills the volume of the suction chamber. At the same time, a portion of lubricating oil is injected through the nozzle 19 on the basis of calculating the oil consumption for burning a new engine in relation to the hourly engine speed for lubricating the piston-cylinder groups of working 2 and auxiliary 5 cylinders. When the pistons return in the suction chamber 16, the pressure starts to increase and when the atmospheric pressure is exceeded, the check valve 18 closes, and when it exceeds the pressure in the pre-compression chamber 12, the check valve 15 opens and gases begin to flow through the duct 14 from the suction chamber 16 into pre-compression chamber 12.

При последующем ходе поршней в сторону нижней мертвой точки кривошипно-шатунного механизма давление в камере предварительного сжатия начнет повышаться, под действием чего вначале закроется обратный клапан 15, а затем при превышении давления в камере предварительного сжатия 12 давления в камере сгорания 11 (где в это время заканчивается рабочий ход и начинается выпуск отработанных газов через выпускное окно по воздуховоду 20) откроется и обратный клапан 16 и газы начнут перетекать по воздуховоду 10 из камеры предварительного сжатия 12 в камеру сгорания 11.With the subsequent piston stroke toward the bottom dead center of the crank mechanism, the pressure in the pre-compression chamber starts to increase, under which the check valve 15 first closes, and then when the pressure in the pre-compression chamber 12 is exceeded, the pressure in the combustion chamber 11 (where at this time the working stroke ends and the exhaust gas begins to discharge through the exhaust window through the duct 20) opens and the check valve 16 and the gases begin to flow through the duct 10 from the pre-compression chamber 12 into the chamber combustion 11.

Часть свежих газов, вытесняя отработанные, также начнет вместе с последними поступать в воздуховод 20. Количество потерянного свежего заряда будет тем больше, чем большее время будет открыто выпускное окно, то есть чем ниже число оборотов двигателя. Увеличивается величина «время-сечение». Для того чтобы снизить эту величину, подвижный элемент 21 по команде тахометра, перемещаясь в воздуховоде 20, уменьшает сечение, поддерживая произведение «время-сечение» на постоянной величине.Part of the fresh gases, displacing the exhaust, will also begin to enter the duct 20 together with the latter. The amount of fresh charge lost will be the greater, the longer the exhaust window will be opened, that is, the lower the engine speed. Increases the value of "time-section." In order to reduce this value, the movable element 21 at the command of the tachometer, moving in the duct 20, reduces the cross-section, maintaining the product "time-cross-section" at a constant value.

При работе двигателя по второму варианту давление в камере 12 предварительного сжатия при работе в режиме дизеля будет выше, чем при работе на легком топливе, в результате чего открытие обратного клапана 16 произойдет ранее, чем полностью закончиться рабочий ход в рабочем цилиндре 2 и большая, чем при работе на легком топливе, часть свежего заряда газов потеряется при выпуске отработанных газов. Чтобы сократить эти потери, подвижный элемент 21 также дросселирует отработанные газы в воздуховоде 20 по команде датчика давления камеры 12 предварительного сжатия.When the engine is operating according to the second embodiment, the pressure in the pre-compression chamber 12 during operation in diesel mode will be higher than when operating on light fuel, as a result of which the check valve 16 opens earlier than the working stroke in the working cylinder 2 is completed and greater than when operating on light fuel, some of the fresh gas charge will be lost when exhaust gases are released. To reduce these losses, the movable element 21 also throttles the exhaust gases in the duct 20 at the command of the pressure sensor of the pre-compression chamber 12.

Подвижный (скользящий) упор 9 воспринимает боковую нагрузку кривошипно-шатунного механизма на стенку цилиндра, разгружая в данной схеме уплотненные отверстия в головках 7 и 8, а также и сам шток 4. В двигателе по второму варианту, где оси рабочего 2 и вспомогательного 5 цилиндров расположены параллельно друг другу, штоки этих цилиндров кинематически соединены между собой посредством поводков 22 и 23 и коромысла 24, ось качания 25 которого установлена с возможностью перемещения между продольными осями цилиндров 2 и 5. При перемещении оси 25 в сторону рабочего 2 цилиндра плечо коромысла 24 со стороны этого цилиндра уменьшается, а со стороны вспомогательного цилиндра 5 увеличивается, в результате чего увеличивается и величина перемещения поршня 6 во вспомогательном цилиндре при постоянной величине перемещения поршня 3 рабочего цилиндра 2, обусловленной двумя радиусами кривошипа кривошипно-шатунного механизма. А при увеличении величины перемещения (хода) поршня 6 в цилиндре 5 изменится и отношение рабочего объема цилиндра, равного произведению площади поршня (величина постоянная) на ход поршня к объему камеры предварительного сжатия 12, да и сам полный объем цилиндра увеличиться, что приведет к увеличению степени сжатия в этом цилиндре.The movable (sliding) stop 9 perceives the lateral load of the crank mechanism on the cylinder wall, unloading in this circuit the sealed holes in the heads 7 and 8, as well as the rod 4. In the engine according to the second embodiment, where the axis of the working 2 and auxiliary 5 cylinders are parallel to each other, the rods of these cylinders are kinematically connected to each other by means of leashes 22 and 23 and the rocker arm 24, the swing axis 25 of which is mounted to move between the longitudinal axes of the cylinders 2 and 5. When moving the axis 25 to the sides of the working cylinder 2, the arm of the rocker arm 24 from the side of this cylinder decreases, and from the side of the auxiliary cylinder 5 increases, resulting in an increase in the displacement of the piston 6 in the auxiliary cylinder at a constant value of the displacement of the piston 3 of the working cylinder 2, due to the two radii of the crank of the crank mechanism . And with an increase in the displacement (stroke) of the piston 6 in the cylinder 5, the ratio of the cylinder working volume equal to the product of the piston area (constant value) by the piston stroke and the volume of the pre-compression chamber 12 will also change, and the total cylinder volume will increase, which will increase compression ratio in this cylinder.

При постоянной степени сжатия рабочего цилиндра 2, например равной 4, и степени сжатия в цилиндре 5, равной 1, общая степень сжатия в камере сгорания 11 составит 4, что позволит двигателю работать на керосине, при степени сжатия во вспомогательном цилиндре 5, равной 4, суммарная степень сжатия в камере сгорания 11 рабочего цилиндра 2 составит уже 16 и позволит работать двигателю в режиме дизеля. Возможность перемещения оси качания 25 коромысла 24 между продольными осями цилиндров 2 и 5 позволяет настроить двигатель на работу на любом топливе, а также существенно облегчить запуск двигателя, работающего по дизельному циклу, снизив степень сжатия, запустить его как карбюраторный с последующим выводом по степени сжатия в режим дизеля. Диаметр вспомогательного цилиндра целесообразнее выбирать больше диаметра рабочего цилиндра, что по обоим вариантам скомпенсирует утечки газа через клапан и уплотнения поршней, а по второму варианту еще и позволит снизить скорость поршня 6 вспомогательного цилиндра 5, что, в свою очередь, позволит снизить инерционные нагрузки на двигатель. Наличие вспомогательного цилиндра ненамного увеличит габариты описываемого двигателя по сравнению с двухцилиндровым четырехтактным двигателем такого же рабочего объема, поскольку в описываемом двигателе в рабочем цилиндре рабочий ход происходит за каждый оборот коленвала, а в четырехтактном за два оборота.With a constant compression ratio of the working cylinder 2, for example equal to 4, and a compression ratio in cylinder 5 equal to 1, the total compression ratio in the combustion chamber 11 will be 4, which will allow the engine to work on kerosene, with a compression ratio in the auxiliary cylinder 5, equal to 4, the total compression ratio in the combustion chamber 11 of the working cylinder 2 will be 16 already and will allow the engine to work in diesel mode. The ability to move the swing axis 25 of the rocker arm 24 between the longitudinal axes of the cylinders 2 and 5 allows you to configure the engine to work on any fuel, as well as significantly facilitate the start of the engine running on the diesel cycle, reducing the compression ratio, start it as a carburetor, followed by the conclusion on the compression ratio in diesel mode. The diameter of the auxiliary cylinder is more appropriate to choose larger than the diameter of the working cylinder, which in both options will compensate for gas leakage through the valve and piston seals, and in the second option it will also reduce the speed of the piston 6 of the auxiliary cylinder 5, which, in turn, will reduce the inertial loads on the engine . The presence of an auxiliary cylinder will slightly increase the dimensions of the described engine compared to a two-cylinder four-stroke engine of the same working volume, since in the described engine in the working cylinder, the working stroke occurs for each crankshaft revolution, and in the four-stroke engine for two revolutions.

Изобретение позволяет также из-за большего рабочего объема вспомогательного цилиндра увеличить величину наполнения рабочего объема рабочего цилиндра свежим зарядом, то есть снять с той же величины рабочего объема рабочего цилиндра повышенную мощность как у турбированного двигателя. Поршни в рабочем и вспомогательном цилиндрах движутся разнонаправлено - это также снижает неуравновешенность возвратно-поступательно движущихся масс, а при малой степени сжатия во вспомогательном цилиндре при работе в режиме карбюраторного двигателя на легких топливах соответственно на повышенных (против работы двигателя в режиме дизеля) оборотах ход поршня вспомогательного двигателя, а следовательно, и скорость поршня снижаются, что также снижает неуравновешенность двигателя. При увеличении степени сжатия до режимов дизеля хотя ход поршня вспомогательного цилиндра и увеличивается, увеличивая скорость поршня, но одновременно с этим снижаются обороты, уменьшая эту скорость. Так же следует учитывать, что нагрузки на шток и поршень вспомогательного цилиндра ниже, чем у рабочего, следовательно, ниже и требуемая прочность и, как следствие, масса деталей, что также снижает инерционные нагрузки. Кроме того, наличие отдельной системы смазки цилиндропоршневых групп рабочего и вспомогательного цилиндров посредством установки во впускном тракте форсунки подачи масла от основной системы смазки двигателя с расходом, равным расходу нового двигателя, не увеличивает расход смазочного масла на угар при износе цилиндропоршневых групп, а сама система смазки всех деталей двигателя (за исключением цилиндропоршневых групп) выполнена по классической комбинированной схеме.The invention also makes it possible, due to the larger working volume of the auxiliary cylinder, to increase the amount of filling the working volume of the working cylinder with a fresh charge, that is, to remove the increased power from the same value of the working volume of the working cylinder as a turbocharged engine. Pistons in the working and auxiliary cylinders move in different directions - this also reduces the imbalance of the reciprocating moving masses, and with a small degree of compression in the auxiliary cylinder when operating in the carburetor engine mode for light fuels, respectively, at increased (against engine operation in diesel mode) piston stroke auxiliary engine, and therefore, the piston speed is reduced, which also reduces the imbalance of the engine. With an increase in the compression ratio to diesel modes, although the piston stroke of the auxiliary cylinder increases, increasing the piston speed, but at the same time the speed decreases, decreasing this speed. It should also be borne in mind that the loads on the rod and piston of the auxiliary cylinder are lower than those of the worker, therefore, the required strength and, as a consequence, the mass of parts are also lower, which also reduces inertial loads. In addition, the presence of a separate lubrication system for cylinder-piston groups of the working and auxiliary cylinders by installing an oil supply nozzle from the main engine lubrication system in the intake tract at a rate equal to the flow rate of a new engine does not increase the consumption of lubricating oil for waste during wear of cylinder-piston groups, and the lubrication system itself all engine parts (with the exception of cylinder-piston groups) are made according to the classical combined scheme.

Claims (4)

1. Двухтактный ДВС со вспомогательным цилиндром, содержащий корпус, внутри которого расположены цилиндропоршневая группа, включающая в себя рабочий цилиндр, внутри которого подвижно в осевом направлении установлен поршень со штоком, кривошипно-шатунный механизм, тахометр числа оборотов двигателя, системы питания, зажигания, смазки, охлаждения и газораспределения с впускными и выпускными клапанами и окнами, отличающийся тем, что в корпусе дополнительно установлен вспомогательный цилиндр с поршнем, торцы которого герметично закрыты головками с уплотненными отверстиями для перемещения штока этого цилиндра и образуют с одной стороны поршня камеру всасывания, а с другой – камеру предварительного сжатия, причем штоки рабочего и вспомогательного цилиндров кинематически соединены меду собой, а бесштоковый объем рабочего цилиндра образует камеру сгорания, которая соединена воздуховодом с установленным по ходу газов обратным клапаном с камерой предварительного сжатия вспомогательного цилиндра, которая в свою очередь соединена воздуховодом с установленным по ходу газов обратным клапаном, с камерой всасывания этого цилиндра, которая через обратный клапан по ходу газов соединена с атмосферой, с которой также соединена и камера сгорания рабочего цилиндра посредством выпускного окна, которое расположено в нижней части этого цилиндра.1. Two-stroke internal combustion engine with an auxiliary cylinder, comprising a housing inside which a piston and cylinder group is located, including a working cylinder, inside of which a piston with a rod is mounted movably in the axial direction, a crank mechanism, a tachometer of the engine speed, power system, ignition, lubrication , cooling and gas distribution with inlet and outlet valves and windows, characterized in that the housing is additionally equipped with an auxiliary cylinder with a piston, the ends of which are hermetically sealed holes with sealed holes to move the rod of this cylinder and form a suction chamber on one side of the piston and a precompression chamber on the other side, and the rods of the working and auxiliary cylinders are kinematically connected by honey, and the rodless volume of the working cylinder forms a combustion chamber that is connected to a non-return valve installed along the gases with a preliminary compression chamber of the auxiliary cylinder, which in turn is connected by an air duct to the brother valve, with the suction chamber of this cylinder, which through the check valve along the gas is connected to the atmosphere, which is also connected to the combustion chamber of the working cylinder through the exhaust window, which is located in the lower part of this cylinder. 2. Двухтактный ДВС по п. 1, отличающийся тем, что на противоположном от поршня конце штока установлен подвижный упор, взаимодействующий с корпусом.2. A two-stroke ICE according to claim 1, characterized in that a movable stop is installed at the end of the rod opposite from the piston, interacting with the housing. 3. Двухтактный ДВС по п. 1, отличающийся тем, что на впускном тракте в камеру всасывания вспомогательного цилиндра установлена форсунка с подачей масла от системы смазки двигателя, равной расходу масла на угар нового двигателя.3. A two-stroke ICE according to claim 1, characterized in that an injector is installed on the inlet tract to the suction chamber of the auxiliary cylinder with an oil supply from the engine lubrication system equal to the oil consumption for the exhaust of a new engine. 4. Двухтактный ДВС со вспомогательным цилиндром, содержащий корпус, внутри которого расположены цилиндропоршневая группа, включающая в себя рабочий цилиндр, внутри которого подвижно в осевом направлении установлен поршень со штоком, кривошипно-шатунный механизм, тахометр числа оборотов двигателя, системы питания, зажигания, смазки, охлаждения и газораспределения с впускными и выпускными клапанами и окнами, отличающийся тем, что в корпусе дополнительно установлен вспомогательный цилиндр с поршнем и штоком, торцы которого герметично закрыты головками, одна из которых содержит уплотненное отверстие для перемещения штока этого цилиндра, и образуют с одной стороны поршня камеру всасывания, а с другой – камеру предварительного сжатия, причем штоки рабочего и вспомогательного цилиндров кинематически соединены между собой посредством дополнительно установленного на корпусе коромысла, ось качания которого закреплена на корпусе с возможностью перемещения, причем бесштоковый объем рабочего цилиндра образует камеру сгорания, которая соединена воздуховодом с установленным по ходу газов обратным клапаном, с камерой предварительного сжатия вспомогательного цилиндра, которая в свою очередь соединена воздуховодом с установленным по ходу газов обратным клапаном с камерой всасывания этого цилиндра, которая через обратный клапан по ходу газов соединена с атмосферой, с которой также соединена и камера сгорания рабочего цилиндра посредством выпускного окна, которое расположено в нижней части этого цилиндра.4. Two-stroke ICE with an auxiliary cylinder, comprising a housing inside which a piston and cylinder group is located, including a working cylinder, inside of which a piston with a rod is mounted movably in the axial direction, a crank mechanism, a tachometer of the engine speed, power system, ignition, lubrication , cooling and gas distribution with inlet and outlet valves and windows, characterized in that the housing is additionally equipped with an auxiliary cylinder with a piston and rod, the ends of which are hermetically sealed they are dug with heads, one of which contains a sealed hole for moving the rod of this cylinder, and form a suction chamber on one side of the piston and a pre-compression chamber on the other, and the rods of the working and auxiliary cylinders are kinematically connected to each other by means of an additional rocker mounted on the housing, the axis the swing of which is mounted on the housing with the possibility of movement, and the rodless volume of the working cylinder forms a combustion chamber, which is connected by an air duct to an installed along the gas by a check valve, with a preliminary compression chamber of the auxiliary cylinder, which in turn is connected by an air duct with a check valve installed along the gas, to the suction chamber of this cylinder, which is connected through the check valve along the gas to the atmosphere, to which the combustion chamber is also connected a working cylinder by means of an outlet window, which is located at the bottom of this cylinder.
RU2015110014A 2015-03-20 2015-03-20 Two-stroke internal combustion engine with slave cylinder (versions) RU2621423C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015110014A RU2621423C2 (en) 2015-03-20 2015-03-20 Two-stroke internal combustion engine with slave cylinder (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015110014A RU2621423C2 (en) 2015-03-20 2015-03-20 Two-stroke internal combustion engine with slave cylinder (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015110014A RU2015110014A (en) 2016-10-10
RU2621423C2 true RU2621423C2 (en) 2017-06-06

Family

ID=57122187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015110014A RU2621423C2 (en) 2015-03-20 2015-03-20 Two-stroke internal combustion engine with slave cylinder (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2621423C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3724432A (en) * 1971-06-03 1973-04-03 T Tonnessen Nonpolluting engine
US4185597A (en) * 1978-03-06 1980-01-29 Cinquegrani Vincent J Self-supercharging dual piston engine apparatus
RU2066379C1 (en) * 1994-07-13 1996-09-10 Юрий Николаевич Скрипов Two-stroke internal combustion engine
RU2162949C2 (en) * 1999-04-15 2001-02-10 Колесников Семен Тимофеевич Two-stroke internal combustion engine
RU2220301C2 (en) * 2002-03-11 2003-12-27 Ахметов Сафа Ахметович Design of universal ecologically clean internal combustion piston engine
US20120031383A1 (en) * 2009-04-09 2012-02-09 Willi Fechner Gmbh Internal combustion engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3724432A (en) * 1971-06-03 1973-04-03 T Tonnessen Nonpolluting engine
US4185597A (en) * 1978-03-06 1980-01-29 Cinquegrani Vincent J Self-supercharging dual piston engine apparatus
RU2066379C1 (en) * 1994-07-13 1996-09-10 Юрий Николаевич Скрипов Two-stroke internal combustion engine
RU2162949C2 (en) * 1999-04-15 2001-02-10 Колесников Семен Тимофеевич Two-stroke internal combustion engine
RU2220301C2 (en) * 2002-03-11 2003-12-27 Ахметов Сафа Ахметович Design of universal ecologically clean internal combustion piston engine
US20120031383A1 (en) * 2009-04-09 2012-02-09 Willi Fechner Gmbh Internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015110014A (en) 2016-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8191517B2 (en) Internal combustion engine with dual-chamber cylinder
US8490584B2 (en) Air hybrid engine with dual chamber cylinder
US5884590A (en) Two-stroke engine
JP2013501194A (en) Split-cycle air hybrid engine with minimal crossover port volume
EP1240416A2 (en) Reciprocating internal combustion engine with balancing and supercharging
US9234490B2 (en) Multi-cylinder internal combustion engine and method for operating such a multi-cylinder internal combustion engine
KR20130099979A (en) Crossover passage sizing for split-cycle engine
US11519305B2 (en) Internal combustion engine system
US7428886B1 (en) Two-cycle engine and compressor
US20040035377A1 (en) Two-stroke cycle, free piston, shaft power engine
RU2621423C2 (en) Two-stroke internal combustion engine with slave cylinder (versions)
JPH05502707A (en) Reciprocating engine with pump cylinder and power cylinder
RU2755372C1 (en) Four-stroke engine with adjustable filling of the power cylinder and compression ratio of the fuel mixture
CA2494749A1 (en) Improvements in or relating to reciprocating piston engines
RU2520276C1 (en) Two-stroke piston engine
JPH0216324A (en) Two cycle engine
RU62989U1 (en) FREE PISTON ENGINE COMPRESSOR
US1510620A (en) Internal-combustion engine
JPS587813B2 (en) 2 cycle kikan
EP0475947A1 (en) Internal combustion engine
US10830128B2 (en) Two-stroke engine having fuel/air transfer piston
JPH01155024A (en) Internal combustion engine
RU2818438C1 (en) Two-stroke internal combustion engine with an additional piston
US10253680B2 (en) Internal combustion engine having fuel/air induction system
RU2310080C2 (en) Four-stroke internal combustion engine with forced scavenging

Legal Events

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

Effective date: 20180321