RU2734696C1 - Two-stroke internal combustion engine - Google Patents
Two-stroke internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2734696C1 RU2734696C1 RU2020116287A RU2020116287A RU2734696C1 RU 2734696 C1 RU2734696 C1 RU 2734696C1 RU 2020116287 A RU2020116287 A RU 2020116287A RU 2020116287 A RU2020116287 A RU 2020116287A RU 2734696 C1 RU2734696 C1 RU 2734696C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- annular piston
- piston
- cylinder
- possibility
- bearing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B7/00—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
- F01B7/20—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with two or more pistons reciprocating one within another, e.g. one piston forming cylinder of the other
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L5/00—Slide valve-gear or valve-arrangements
- F01L5/04—Slide valve-gear or valve-arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves
- F01L5/06—Slide valve-gear or valve-arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves surrounding working cylinder or piston
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L5/00—Slide valve-gear or valve-arrangements
- F01L5/20—Slide valve-gear or valve-arrangements specially for two-stroke engines
-
- 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
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/28—Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
- F02B75/30—Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with one working piston sliding inside another
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно, к двухтактным двигателям с коаксиально расположенными поршнями.The invention relates to the field of engine building, namely, to two-stroke engines with coaxially located pistons.
Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, в котором размещен кольцевой поршень, связанный кинематически с коленчатым валом с возможностью возвратно-поступательного перемещения в цилиндре, при этом в кольцевом поршне выполнено сквозное отверстие, продольная геометрическая ось которого параллельна геометрической продольной оси цилиндра, а внутри сквозного отверстия кольцевого поршня размещен поршень с днищем, также связанный с коленчатым валом с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри кольцевого поршня, а шейка коленчатого вала, связанная с одним поршнем, смещена по углу поворота относительно шейки вала, связанной с другим поршнем (RU2623334 С1, опубл., 23.06.2017).Known is an internal combustion engine containing a cylinder in which an annular piston is located, connected kinematically to the crankshaft with the possibility of reciprocating movement in the cylinder, while a through hole is made in the annular piston, the longitudinal geometric axis of which is parallel to the geometric longitudinal axis of the cylinder, and inside the through the hole of the annular piston contains a piston with a bottom, also connected to the crankshaft with the possibility of reciprocating movement inside the annular piston, and the crankshaft journal associated with one piston is displaced in the angle of rotation relative to the shaft journal associated with another piston (RU2623334 C1, publ. ., 23.06.2017).
В известном двигателе смещение шеек вала обеспечивает увеличение времени, в течение которого скорость изменения объема камеры сгорания минимальна в районе верхней мертвой точки (ВМТ), что позволяет увеличить долю заряда, сгорающего при постоянном объеме и повысить за счет этого эффективность работы двигателя. Однако закон перемещения поршней в районе ВМТ в известном двигателе неблагоприятен из-за использования шатунов в кинематической их связи с коленчатым валом. Скорость движения поршней от ВМТ при такой связи значительно возрастает по сравнению со средней скоростью поршней.In the known engine, the displacement of the shaft journals provides an increase in the time during which the rate of change in the volume of the combustion chamber is minimal in the area of the top dead center (TDC), which makes it possible to increase the proportion of the charge that burns out at a constant volume and thereby increase the efficiency of the engine. However, the law of movement of pistons in the TDC region in the known engine is unfavorable due to the use of connecting rods in their kinematic connection with the crankshaft. The speed of movement of the pistons from TDC with such a connection increases significantly in comparison with the average speed of the pistons.
Техническим результатом заявленного двигателя является повышение эффективности работы двигателя за счет снижения скорости движения одного из поршней при его перемещении в районе ВМТ.The technical result of the claimed engine is to increase the efficiency of the engine by reducing the speed of one of the pistons when it moves in the TDC region.
Поставленная задача достигается тем, что в двухтактном двигателе внутреннего сгорания, содержащем, по меньшей мере, один цилиндр, в котором размещен кольцевой поршень, связанный кинематически с первой кривошипной шейкой коленчатого вала с возможностью возвратно-поступательного перемещения в цилиндре, при этом в кольцевом поршне выполнено сквозное отверстие, продольная геометрическая ось которого параллельна геометрической продольной оси цилиндра или совпадает с ней, а внутри сквозного отверстия кольцевого поршня размещен поршень с днищем, связанный со второй кривошипной шейкой коленчатого вала с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри кольцевого поршня, а шейка коленчатого вала, связанная с одним поршнем, смещена по углу поворота относительно шейки вала, связанной с другим поршнем, согласно изобретению, кинематическая связь кольцевого поршня с кривошипной шейкой выполнена при помощи установленного на первой кривошипной шейке кинематического звена, а также закрепленного в кольцевом поршне подшипника качения, при этом в кольцевом поршне закреплена одна обойма подшипника, а звено соединено с другой обоймой подшипника, причем геометрическая ось вращения подшипника, закрепленного в кольцевом поршне, расположена вдоль продольной геометрической оси цилиндра и смещена относительно нее, в цилиндре выполнены выпускные окна, расположенные с возможностью изменения их сечения кромкой кольцевого поршня, а внутри кольцевого поршня выполнены продувочные каналы с окнами, расположенными с возможностью изменения их сечения кромкой поршня, расположенного внутри кольцевого поршня.The task is achieved by the fact that in a two-stroke internal combustion engine containing at least one cylinder in which an annular piston is located, connected kinematically with the first crank journal of the crankshaft with the possibility of reciprocating movement in the cylinder, while the annular piston is made a through hole, the longitudinal geometric axis of which is parallel to the geometric longitudinal axis of the cylinder or coincides with it, and inside the through hole of the annular piston there is a piston with a bottom connected to the second crank journal of the crankshaft with the possibility of reciprocating movement inside the annular piston, and the journal of the crankshaft, connected with one piston, displaced in angle of rotation relative to the shaft journal associated with another piston, according to the invention, the kinematic connection of the annular piston with the crank journal is made using a kinematic link installed on the first crank journal, as well as a fixed o in the annular piston of the rolling bearing, while one bearing cage is fixed in the annular piston, and the link is connected to the other bearing cage, and the geometric axis of rotation of the bearing fixed in the annular piston is located along the longitudinal geometric axis of the cylinder and is offset relative to it, the cylinder is made outlet ports arranged with the possibility of changing their cross-section by the edge of the annular piston, and inside the annular piston there are purging channels with ports located so that their cross-section can be changed by the edge of the piston located inside the annular piston.
Изобретение поясняется при помощи чертежа, на котором показан продольный разрез описываемого двигателя.The invention is illustrated using the drawing, which shows a longitudinal section of the described engine.
Двигатель содержит цилиндр 1, в котором размещен кольцевой поршень 2, связанный с первой кривошипной шейкой 3 коленчатого вала при помощи кинематического звена 4, установленного на шейке 3, а также подшипника качения 5. Звено 4 соединено с одной обоймой 6 (например, внутренней) подшипника 5, другая обойма 7 которого (наружная) закреплена в кольцевом поршне 2. Причем геометрическая ось 8 вращения подшипника 5 расположена вдоль продольной геометрической оси 9 цилиндра 1 (например, параллельно ей) и смещена относительно нее. В кольцевом поршне 2 выполнено сквозное отверстие, продольная геометрическая ось 10 которого параллельна геометрической продольной оси 9 цилиндра 1 или совпадает с ней. Внутри сквозного отверстия кольцевого поршня 2 размещен поршень 11 с днищем 12, связанный со второй кривошипной шейкой 13 коленчатого вала, например, при помощи шатуна 14 с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри кольцевого поршня 2. Шейка 3 коленчатого вала смещена по углу поворота относительно шейки 13 на величину, меньшую 40 градусов. В цилиндре 1 выполнены выпускные окна 15, расположенные с возможностью изменения их сечения кромкой кольцевого поршня 2, а внутри кольцевого поршня 2 выполнены продувочные каналы 16 с окнами 17, расположенными с возможностью изменения их сечения кромкой поршня 11, расположенного внутри кольцевого поршня 2.The engine contains a
Двигатель работает следующим образом.The engine works as follows.
В конце такта сжатия, когда поршни 2 и 11 приближаются к ВМТ, поршень 2 опережает поршень 11 из-за углового смещения шеек 3 и 13. В районе ВМТ поршней происходит воспламенение или самовоспламенение сжатого заряда. В то время как поршень 2 начинает отходить от ВМТ, поршень 11 еще только подходит к ВМТ. За счет этого увеличивается время, в течение которого объем камеры сгорания примерно постоянен или увеличивается с незначительной скоростью, что позволяет сжечь заряд до начала его расширения с большей полнотой. Так как звено 4 привода кольцевого поршня 2 не поворачивается вокруг шейки 3, то есть перемещается плоскопараллельно, то закон перемещения поршня 2 близок к синусоидальному. Значит, скорость перемещения поршня 2 от ВМТ значительно меньше по сравнению с поршнем, приводимым шатуном. Таким образом, минимальную скорость изменения объема камеры сгорания в ВМТ можно обеспечить при большей величине углового поворота вала, что повысить полноту сгорания заряда. Либо можно уменьшить угловое относительное смещение шеек 3 и 13, что также приведет к повышению эффективности работы двигателя за счет снижения потерь работы, совершаемой поршнем 11, приближающимся к ВМТ после начала процесса горения.At the end of the compression stroke, when
В конце расширения движущийся к нижней мертвой точке (НМТ) поршень 2 открывает своей кромкой выпускные окна 15, и начинается процесс свободного выпуска продуктов сгорания из цилиндра 1. Движущийся с большей скоростью (за счет большего хода) поршень 11 после окончания свободного выпуска открывает продувочные окна 17, и начинается продувка цилиндра 1 свежим зарядом, которая по форме является близкой к фонтанной. В то же время, из-за разнесенности продувочного и выпускного поясов по высоте цилиндра 1, она близка к форме прямоточной продувки. На показанном на примере выполнения двигателя продувка осуществляется из кривошипной камеры, расположенной под поршнями 2 и 11, по продувочным каналам 16, выполненным в кольцевом поршне 2.At the end of the expansion, the
В начале движения поршня 2 от НМТ, он своей кромкой перекрывает выпускные окна 15 при открытых еще продувочных окнах 17, обеспечивая таким образом несимметричность фаз газораспределения в двухтактном двигателе. После закрытия поршнем 11 продувочных окон 17 начинается процесс сжатия в цилиндре 1 при перемещении обоих поршней к ВМТ с последующим сгоранием заряда в районе ВМТ.At the beginning of the movement of the
Таким образом, заявленное изобретение позволяет повысить эффективность работы двигателя за счет увеличения полноты сгорания заряда перед началом его расширения в цилиндре. При этом уменьшается температура продуктов сгорания перед началом выпуска, что повышает ресурс двигателя, а также снижает шум выпуска.Thus, the claimed invention improves the efficiency of the engine by increasing the completeness of combustion of the charge before the start of its expansion in the cylinder. At the same time, the temperature of the combustion products before the start of exhaust decreases, which increases the engine resource and also reduces exhaust noise.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020116287A RU2734696C1 (en) | 2020-04-28 | 2020-04-28 | Two-stroke internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020116287A RU2734696C1 (en) | 2020-04-28 | 2020-04-28 | Two-stroke internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2734696C1 true RU2734696C1 (en) | 2020-10-22 |
Family
ID=72949062
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020116287A RU2734696C1 (en) | 2020-04-28 | 2020-04-28 | Two-stroke internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2734696C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2776228C1 (en) * | 2021-10-14 | 2022-07-14 | Евгений Николаевич Захаров | Internal combustion engine |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0115257A1 (en) * | 1982-12-31 | 1984-08-08 | Mario Bertocci | Caburating displacement engine with pistons arranged one within another and slide-valves |
RU2029109C1 (en) * | 1991-11-22 | 1995-02-20 | Геня Те | Internal combustion engine with crank-chamber blowing |
WO2007104572A1 (en) * | 2006-03-16 | 2007-09-20 | Teshnehkam Haroot | Internal combustion engine and piston for internal combustion engine |
RU2567159C2 (en) * | 2014-02-19 | 2015-11-10 | Андрей Павлович Лисицын | Two-stage expansion with new crank gear configuration in opposed ice with opposed cranks |
RU2623334C2 (en) * | 2015-07-16 | 2017-06-23 | Александр Андреевич Грабовский | Method of heat cycle formation and device for its implementation |
RU2700117C1 (en) * | 2018-03-27 | 2019-09-12 | Евгений Николаевич Захаров | Spool sleeve distribution |
-
2020
- 2020-04-28 RU RU2020116287A patent/RU2734696C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0115257A1 (en) * | 1982-12-31 | 1984-08-08 | Mario Bertocci | Caburating displacement engine with pistons arranged one within another and slide-valves |
RU2029109C1 (en) * | 1991-11-22 | 1995-02-20 | Геня Те | Internal combustion engine with crank-chamber blowing |
WO2007104572A1 (en) * | 2006-03-16 | 2007-09-20 | Teshnehkam Haroot | Internal combustion engine and piston for internal combustion engine |
RU2567159C2 (en) * | 2014-02-19 | 2015-11-10 | Андрей Павлович Лисицын | Two-stage expansion with new crank gear configuration in opposed ice with opposed cranks |
RU2623334C2 (en) * | 2015-07-16 | 2017-06-23 | Александр Андреевич Грабовский | Method of heat cycle formation and device for its implementation |
RU2700117C1 (en) * | 2018-03-27 | 2019-09-12 | Евгений Николаевич Захаров | Spool sleeve distribution |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2776228C1 (en) * | 2021-10-14 | 2022-07-14 | Евгений Николаевич Захаров | Internal combustion engine |
RU2793028C1 (en) * | 2021-11-19 | 2023-03-28 | Александр Тихонович Зыбин | Double action internal combustion engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5218933A (en) | Internal combustion engines | |
US5146884A (en) | Engine with an offset crankshaft | |
US8215268B2 (en) | Three-stroke internal combustion engine, cycle and components | |
RU2580191C1 (en) | Internal combustion engine | |
US7866295B2 (en) | Piston skirt oil retention for an internal combustion engine | |
CN105209718A (en) | Improved opposed piston engine | |
RU2734696C1 (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
WO1993021434A1 (en) | Rotary internal combustion engine | |
US4974553A (en) | Rotary internal combustion engine | |
US5161378A (en) | Rotary internal combustion engine | |
RU2379531C1 (en) | Opposed-piston two-shaft ice and method of its operation | |
RU2755372C1 (en) | Four-stroke engine with adjustable filling of the power cylinder and compression ratio of the fuel mixture | |
RU2734566C1 (en) | Two-stroke engine with sleeve gas distribution | |
AU633032B2 (en) | Rotary internal combustion engine | |
US3176671A (en) | Internal combustion engine | |
RU2705704C1 (en) | Four-stroke internal combustion engine with swinging cylinder | |
US5603291A (en) | Internal combustion engine with valve built into piston head | |
RU2730195C1 (en) | Internal combustion engine (yundin cycle) | |
US5090372A (en) | Rotary internal combustion engine | |
RU2818438C1 (en) | Two-stroke internal combustion engine with an additional piston | |
RU2788801C2 (en) | Piston two-shaft two-stroke internal combustion engine with variable compression ratio and pendulum mechanism for controlling intake stroke | |
RU2122638C1 (en) | Axial piston engine | |
RU2704510C1 (en) | Internal combustion engine | |
RU2017102157A (en) | The operation method of the piston internal combustion engine with a divided cycle | |
RU2793028C1 (en) | Double action internal combustion engine |