RU2740663C1 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2740663C1
RU2740663C1 RU2020116021A RU2020116021A RU2740663C1 RU 2740663 C1 RU2740663 C1 RU 2740663C1 RU 2020116021 A RU2020116021 A RU 2020116021A RU 2020116021 A RU2020116021 A RU 2020116021A RU 2740663 C1 RU2740663 C1 RU 2740663C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channels
annular
working cylinder
channel
cylinder
Prior art date
Application number
RU2020116021A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Николаевич Сергеев
Original Assignee
Александр Николаевич Сергеев
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 Александр Николаевич Сергеев filed Critical Александр Николаевич Сергеев
Priority to RU2020116021A priority Critical patent/RU2740663C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2740663C1 publication Critical patent/RU2740663C1/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
    • F02B13/00Engines characterised by the introduction of liquid fuel into cylinders by use of auxiliary fluid
    • F02B13/06Engines having secondary air mixed with fuel in pump, compressed therein without ignition, and fuel-air mixture being injected into air in cylinder
    • 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
    • F02B33/10Engines 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
    • F02B33/16Engines 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 working and pumping pistons having differing movements
    • 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: engine building.
SUBSTANCE: invention relates to propulsion engineering and can be used in engines. Internal combustion engine comprises working cylinder (1) with working piston (2), kinematically connected compressor piston (25) with compressor cylinder (24), combustion chamber (6) with ignition plug (7), two annular channels (8, 9) around combustion chamber. First annular channel (8) is connected to the combustion chamber by small channels (10). Second annular channel (9) is connected to the working cylinder by two or more channels (11) arranged evenly along the circumference of this annular channel, axes of these channels are inclined towards the axis of the working cylinder. Both annular channels (8, 9) are connected to compressor cylinder by channels (15, 16) equipped with check valves (13, 14). Both annular channels are connected to the fuel-air mixture supply channel from the compressor cylinder through switch (17). Switch makes it possible to open one of channels (15 or 16) with simultaneous closing of the second channel.
EFFECT: technical result consists in improvement of stability of engine operation in all modes.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению и может быть применено при производстве и эксплуатации двигателей для транспортных средств.The invention relates to engine building and can be used in the production and operation of engines for vehicles.

Известен двигатель внутреннего сгорания, защищенный патентом РФ №2348919, МКИ F02B 19/10. Известный двигатель содержит рабочий цилиндр с рабочим поршнем, форкамеру со свечой зажигания, камеру сгорания, имеющую цилиндрическую форму и каналы подачи топливовоздушной смеси в камеру сгорания, нагнетатель топливовоздушной смеси (ТВС), выполненный в виде компрессорного цилиндра с поршнем и снабженный одним или несколькими устройствами для подачи топлива. Между каналом подачи топлива и компрессорным цилиндром установлен обратный клапан. Форкамера выполнена в форме полусферы или усеченного конуса. Вокруг камеры сгорания расположен кольцевой канал, соединенный с одной или несколькими парами каналов подачи ТВС в камеру сгорания. Оси этих каналов направлены попарно навстречу друг другу. Угол между осями этих каналов и осью камеры сгорания выбран в интервале между точкой пересечения осей этих каналов на центральном электроде свечи зажигания и точкой пересечения оси камеры сгорания с днищем рабочего цилиндра при его положении в верхней мертвой точке.Known internal combustion engine, protected by RF patent No. 2348919, MKI F02B 19/10. The known engine contains a working cylinder with a working piston, a prechamber with a spark plug, a combustion chamber having a cylindrical shape and channels for supplying an air-fuel mixture to the combustion chamber, a fuel-air mixture blower (FA), made in the form of a compressor cylinder with a piston and equipped with one or more devices for fuel supply. A non-return valve is installed between the fuel supply channel and the compressor cylinder. The prechamber is made in the form of a hemisphere or a truncated cone. Around the combustion chamber there is an annular channel connected to one or more pairs of fuel assembly feed channels into the combustion chamber. The axes of these channels are directed in pairs towards each other. The angle between the axes of these channels and the axis of the combustion chamber is selected in the interval between the point of intersection of the axes of these channels on the central electrode of the spark plug and the point of intersection of the axis of the combustion chamber with the bottom of the working cylinder at its position at top dead center.

Конструкция известного двигателя обеспечивает более равномерное распределение ТВС в объеме форкамеры и камеры сгорания. Повышается качество подготовки ТВС, уменьшается токсичность отработанных газов и увеличивается мощность двигателя.The design of the known engine provides a more uniform distribution of fuel assemblies in the volume of the prechamber and combustion chamber. The quality of preparation of fuel assemblies improves, the toxicity of exhaust gases decreases and engine power increases.

Однако оказалось, что при работе известного двигателя на мощностном режиме увеличение подачи топлива приводит к переобогащению ТВС в районе электрода свечи зажигания. Это ухудшает стабильность работы двигателя на мощностном режиме. Если же при этом подавать дополнительное топливо непосредственно в полость рабочего цилиндра, то вследствие того, что при этом будут открыты выпускные окна, часть заряда топлива будет выбрасываться в атмосферу, что снизит КПД двигателя, приводя к увеличению расхода топлива, и также понизит стабильность его работы.However, it turned out that when the known engine is operating at the power mode, an increase in the fuel supply leads to an over-enrichment of the fuel assembly in the area of the spark plug electrode. This deteriorates the stability of the engine at power mode. If, at the same time, additional fuel is supplied directly into the cavity of the working cylinder, then due to the fact that the exhaust ports will be opened, part of the fuel charge will be emitted into the atmosphere, which will reduce the efficiency of the engine, leading to an increase in fuel consumption, and also reduce the stability of its operation ...

Известен также двигатель внутреннего сгорания и способ управления им, по патенту РФ №2718463, (опубликован 8 апреля 2020 г., бюллетень №10) принятый за прототип. Двигатель по прототипу содержит рабочий цилиндр с рабочим поршнем, кинематически связанный с ним компрессорный поршень с компрессорным цилиндром и камеру сгорания со свечой зажигания. Вокруг камеры сгорания выполнен кольцевой канал, связанный с ней малыми каналами. Кольцевой канал соединен с каналом подачи топливовоздушной смеси из компрессорного цилиндра. Вокруг камеры сгорания выполнен второй кольцевой канал, соединенный с рабочим цилиндром двумя или более каналами, которые расположены равномерно по окружности кольцевого канала. Оси этих каналов наклонены в сторону оси рабочего цилиндра. Второй кольцевой канал соединен с компрессорным цилиндром дополнительным каналом, который снабжен клапаном с управляемым приводом и лепестковым обратным клапаном.Also known is an internal combustion engine and a method for controlling it, according to RF patent No. 2718463, (published on April 8, 2020, bulletin No. 10) adopted as a prototype. The prototype engine contains a working cylinder with a working piston, a compressor piston kinematically connected to it with a compressor cylinder and a combustion chamber with a spark plug. Around the combustion chamber there is an annular channel connected with it by small channels. The annular channel is connected to the channel for supplying the air-fuel mixture from the compressor cylinder. A second annular channel is made around the combustion chamber, connected to the working cylinder by two or more channels, which are evenly spaced around the circumference of the annular channel. The axes of these channels are inclined towards the axis of the working cylinder. The second annular channel is connected to the compressor cylinder by an additional channel, which is equipped with a valve with a controlled drive and a petal check valve.

При мощностном режиме работы одновременно с подачей топливовоздушной смеси в камеру сгорания через дополнительный канал, второй кольцевой канал и каналы, соединяющие его с рабочим цилиндром, подают ТВС в рабочий цилиндр из компрессорного цилиндра. Продолжительность подачи ТВС в рабочий цилиндр в течение цикла работы двигателя регулируют, а в режиме холостого хода и малых нагрузок подачу ТВС в рабочий цилиндр прекращают.In the power mode of operation, simultaneously with the supply of the air-fuel mixture to the combustion chamber through an additional channel, the second annular channel and channels connecting it with the working cylinder feed the fuel assembly into the working cylinder from the compressor cylinder. The duration of the fuel assembly supply to the working cylinder during the engine operation cycle is regulated, and in the idle and low load mode, the fuel assembly supply to the working cylinder is stopped.

Двигатель по прототипу и способ управления им обеспечивают подачу дополнительной ТВС при мощностном режиме непосредственно в рабочий цилиндр. В объеме рабочего цилиндра это - бедная смесь. Ситуация в районе свечи зажигания при этом не меняется. Поэтому стабильность работы двигателя при увеличении его мощности не ухудшается.The prototype engine and its control method provide for the supply of additional fuel assemblies at power mode directly to the working cylinder. In the volume of the working cylinder, this is a lean mixture. The situation around the spark plug does not change. Therefore, the stability of the engine does not deteriorate with increasing power.

Однако, при переходе на режим максимальной мощности, в камере сгорания двигателя по прототипу может образоваться чрезмерно богатая смесь, которая трудно поджигается. Это приведет к пропуску зажигания или даже к остановке работы двигателя.However, when switching to the maximum power mode, an excessively rich mixture can form in the combustion chamber of the prototype engine, which is difficult to ignite. This will misfire or even stop the engine.

Поэтому технический результат предлагаемого двигателя - повышение стабильности его работы.Therefore, the technical result of the proposed engine is to increase the stability of its operation.

Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания, содержит рабочий цилиндр с рабочим поршнем, кинематически связанный с ним компрессорный поршень с компрессорным цилиндром и камеру сгорания со свечой зажигания. Вокруг камеры сгорания расположены два кольцевых канала. Первый кольцевой канал связан с камерой сгорания малыми каналами. Второй кольцевой канал соединен с рабочим цилиндром двумя или более каналами, расположенными равномерно по окружности этого кольцевого канала. Оси этих каналов наклонены в сторону оси рабочего цилиндра. Оба кольцевых канала соединены с компрессорным цилиндром каналами, снабженными обратными клапанами. В отличие от прототипа оба кольцевых канала соединены с каналом подачи топливовоздушной смеси (ТВС) из компрессорного цилиндра через переключатель, обеспечивающий возможность постепенного открытия одного из каналов при одновременном постепенном закрытии второго канала до полного их открытия или закрытия.The proposed internal combustion engine contains a working cylinder with a working piston, a compressor piston kinematically connected to it with a compressor cylinder and a combustion chamber with a spark plug. There are two annular channels around the combustion chamber. The first annular channel is connected to the combustion chamber by small channels. The second annular channel is connected to the working cylinder by two or more channels located evenly around the circumference of this annular channel. The axes of these channels are inclined towards the axis of the working cylinder. Both annular channels are connected to the compressor cylinder by channels equipped with check valves. In contrast to the prototype, both annular channels are connected to the fuel-air mixture (FA) supply channel from the compressor cylinder through a switch, which makes it possible to gradually open one of the channels while gradually closing the second channel until they are completely opened or closed.

Эта возможность обеспечивается тем, что переключатель снабжен запорным штоком, установленным в корпусе переключателя с возможностью возвратно - поступательного перемещения. В запорном штоке выполнены два параллельных проходных отверстия. Расстояние "а" между центрами этих отверстий определено по формуле: а=b+d, где b - расстояние между центрами входных отверстий каналов подачи топливовоздушной смеси в кольцевые каналы, a d - диаметр этих входных отверстий, равный диаметру проходных отверстий в штоке. Входные отверстия каналов расположены соосно с проходными отверстиями в штоке. Оси каналов, соединяющих второй кольцевой канал с рабочим цилиндром, расположены под разными углами наклона, при чем величины углов их наклона выбраны в пределах α=1÷180° относительно плоскости сечения рабочего цилиндра, расположенной под углом 90° к оси рабочего цилиндра.This possibility is provided by the fact that the switch is equipped with a locking rod installed in the switch housing with the possibility of reciprocating movement. The shut-off rod has two parallel bores. The distance "a" between the centers of these holes is determined by the formula: a = b + d, where b is the distance between the centers of the inlet holes of the channels for supplying the air-fuel mixture to the annular channels, and d is the diameter of these inlet holes, equal to the diameter of the through holes in the rod. The inlet holes of the channels are located coaxially with the through holes in the stem. The axes of the channels connecting the second annular channel with the working cylinder are located at different angles of inclination, and the values of the angles of their inclination are chosen in the range α = 1 ÷ 180 ° with respect to the section plane of the working cylinder, located at an angle of 90 ° to the axis of the working cylinder.

Предлагаемая конструкция обеспечивает возможность плавного, постепенного переключения режима работы двигателя. При закрытии одного из каналов подачи ТВС пропорционально открывается второй канал. При этом в камере сгорания, в районе электрода свечи зажигания, практически всегда состав ТВС будет оптимальным для ее зажигания, что обеспечит достижение технического результата - повышения стабильности работы двигателя.The proposed design provides the possibility of smooth, gradual switching of the engine operating mode. When one of the fuel assembly supply channels is closed, the second channel opens proportionally. In this case, in the combustion chamber, in the area of the spark plug electrode, the composition of the fuel assembly will almost always be optimal for its ignition, which will ensure the achievement of the technical result - an increase in the stability of the engine operation.

Сущность предлагаемого двигателя иллюстрируется чертежом (Фиг. 1), где показан продольный разрез двигателя.The essence of the proposed engine is illustrated in the drawing (Fig. 1), which shows a longitudinal section of the engine.

Предлагаемый двигатель содержит рабочий цилиндр 1 с рабочим поршнем 2, закрепленным на штоке 3, который проходит через диафрагму. Со штоком 3 кинематически связан компрессорный поршень 25 с компрессорным цилиндром 24. В головке 4 рабочего цилиндра 1 расположена камера сгорания 6 с форкамерой 5 и со свечой зажигания 7. Рабочий 1 и компрессорный 24 цилиндры смонтированы на общем основании 31. Вокруг камеры сгорания расположены два кольцевых канала 8 и 9. Первый кольцевой канал 8 связан с камерой сгорания 6 малыми каналами 10. Второй кольцевой канал 9 соединен с рабочим цилиндром двумя или более каналами 11, расположенными равномерно по окружности этого кольцевого канала. Оси каналов 11 наклонены в сторону оси рабочего цилиндра 1 под разными углами, при чем величины этих углов выбраны в пределах α=1÷180°. Это обеспечивает получение более однородной по составу ТВС в объеме рабочего цилиндра 1, что обеспечивает ее стабильное и полное сгорание на всех режимах работы двигателя, что повышает стабильность его работы. Выбор диапазона углов наклона осей соединительных каналов 11 обусловлен тем, что при α≤1 ТВС будет концентрироваться в районе камеры сгорания, а при α≥180° ТВС будет концентрироваться в районе стенок рабочего цилиндра. В обоих этих случаях однородность ТВС по составу, в объеме рабочего цилиндра, ухудшается, что снижает стабильность работы двигателя. Оба кольцевых канала 8 и 9 соединены с компрессорным цилиндром 24 каналами 15 и 16, снабженными обратными клапанами 13 и 14, расположенными в корпусе 12, закрепленном на головке 4 рабочего цилиндра 1. В отличие от прототипа оба кольцевых канала 8 и 9 соединены с каналом 22 подачи топливовоздушной смеси (ТВС) из компрессорного цилиндра 24 через переключатель 17, обеспечивающий возможность постепенного открытия одного из каналов 15 или 16 при одновременном постепенном закрытии второго из них.The proposed engine contains a working cylinder 1 with a working piston 2, fixed on a rod 3, which passes through a diaphragm. A compressor piston 25 with a compressor cylinder 24 is kinematically connected to the rod 3. In the head 4 of the working cylinder 1 there is a combustion chamber 6 with a prechamber 5 and a spark plug 7. The working 1 and compressor 24 cylinders are mounted on a common base 31. Around the combustion chamber there are two annular channels 8 and 9. The first annular channel 8 is connected to the combustion chamber 6 by small channels 10. The second annular channel 9 is connected to the working cylinder by two or more channels 11, located evenly around the circumference of this annular channel. The axes of the channels 11 are inclined towards the axis of the working cylinder 1 at different angles, and the values of these angles are selected in the range α = 1 ÷ 180 °. This ensures that a more uniform composition of fuel assemblies is obtained in the volume of the working cylinder 1, which ensures its stable and complete combustion at all operating modes of the engine, which increases the stability of its operation. The choice of the range of angles of inclination of the axes of the connecting channels 11 is due to the fact that at α≤1 the fuel assembly will concentrate in the area of the combustion chamber, and at α≥180 ° the fuel assembly will concentrate in the area of the working cylinder walls. In both these cases, the compositional homogeneity of the fuel assemblies, in the volume of the working cylinder, deteriorates, which reduces the stability of the engine. Both annular channels 8 and 9 are connected to the compressor cylinder 24 by channels 15 and 16, equipped with check valves 13 and 14, located in the housing 12, fixed on the head 4 of the working cylinder 1. Unlike the prototype, both annular channels 8 and 9 are connected to channel 22 supplying the air-fuel mixture (FA) from the compressor cylinder 24 through the switch 17, which makes it possible to gradually open one of the channels 15 or 16 while simultaneously gradually closing the second one.

Эта возможность обеспечивается тем, что переключатель 17 снабжен запорным штоком 18 установленным в корпусе переключателя 17 с возможностью возвратно - поступательного перемещения с помощью привода 19. В запорном штоке 18 выполнены два параллельных проходных отверстия 20 и 21. Центры этих отверстий расположены на продольной оси штока 18. Расстояние "а" между центрами отверстий 20 и 21 определено по формуле: а=b+d, где b - расстояние между центрами входных отверстий каналов 15 и 16 в корпусе переключателя 17, a d - диаметр этих входных отверстий, равный диаметру проходных отверстий 20 и 21 в штоке 18. Входные отверстия каналов 15 и 16 расположены соосно с проходными отверстиями 20 и 21 в штоке 18 переключателя 17.This possibility is ensured by the fact that the switch 17 is provided with a locking rod 18 installed in the switch body 17 with the possibility of reciprocating movement by means of the actuator 19. The locking rod 18 has two parallel through holes 20 and 21. The centers of these holes are located on the longitudinal axis of the rod 18 The distance "a" between the centers of the holes 20 and 21 is determined by the formula: a = b + d, where b is the distance between the centers of the inlets of channels 15 and 16 in the switch body 17, ad is the diameter of these inlets, equal to the diameter of the bores 20 and 21 in the rod 18. The inlets of the channels 15 and 16 are located coaxially with the bores 20 and 21 in the rod 18 of the switch 17.

Предлагаемый двигатель работает следующим образом. Так же, как и в прототипе, шток 3 рабочего поршня 2 кинематически связан со штоком 26 компрессорного поршня 25. Компрессорный поршень 25 опережает движение рабочего поршня 2 на 90°. Впрыск ТВС в камеру сгорания 6 осуществляется при положении рабочего поршня 2 в рабочем цилиндре 1 выше впускного окна 36 и выпускного окна 37. Топливо может поступать в полость компрессорного цилиндра 24 от устройства 34 для подачи топлива через клапан 30, а воздух - через каналы подачи воздуха 27 и 28 и через клапан 29. При движении поршня 25 компрессорного цилиндра 24 вверх, в полости компрессорного цилиндра 24 растет давление и увеличивается температура смеси топлива с воздухом - происходит гомогенизация ТВС. При достижении давления, заданного пружиной 33, расположенной между клапаном отсечки 32 и крышкой 23 головки 38 компрессорного цилиндра 24, клапан отсечки 32 откроется. Через канал 22 и переключатель 17, через отверстие 20 в штоке 18 переключателя 17, и клапан 13 ТВС попадает в кольцевой канал 8, расположенный вокруг камеры сгорания 6 и форкамеры 5 в головке 4 рабочего цилиндра 1. Через радиальные каналы 10 ТВС поступает в камеру сгорания 6 и форкамеру 5. При возбуждении искры на электроде свечи зажигания 7 ТВС воспламеняется - происходит рабочий ход рабочего поршня 2.The proposed engine works as follows. As in the prototype, the rod 3 of the working piston 2 is kinematically connected to the rod 26 of the compressor piston 25. The compressor piston 25 advances the movement of the working piston 2 by 90 °. Fuel assemblies are injected into the combustion chamber 6 when the working piston 2 is positioned in the working cylinder 1 above the inlet port 36 and the outlet port 37. Fuel can enter the cavity of the compressor cylinder 24 from the device 34 for supplying fuel through valve 30, and air through the air supply channels 27 and 28 and through the valve 29. When the piston 25 of the compressor cylinder 24 moves upward, the pressure in the cavity of the compressor cylinder 24 increases and the temperature of the fuel-air mixture increases - the fuel assembly is homogenized. Upon reaching the pressure set by the spring 33 located between the cut-off valve 32 and the cover 23 of the head 38 of the compressor cylinder 24, the cut-off valve 32 will open. Through channel 22 and switch 17, through hole 20 in the rod 18 of switch 17, and the fuel assembly valve 13 enters the annular channel 8 located around the combustion chamber 6 and the prechamber 5 in the head 4 of the working cylinder 1. Through the radial channels 10, the fuel assembly enters the combustion chamber 6 and prechamber 5. When a spark is excited on the electrode of the spark plug 7, the fuel assembly ignites - the working stroke of the working piston 2 occurs.

На режиме максимальной мощности работы двигателя требуется богатая, однородная по составу, топливовоздушная смесь во всем объеме рабочего цилиндра. Чтобы устранить возможность расслоения заряда ТВС, чрезмерного ее обогащения в камере сгорания 6 и ухудшения стабильности работы двигателя, основную порцию ТВС подают в рабочий цилиндр 1 при положении рабочего поршня 2, при котором рабочий поршень 2 перекрывает выпускное окно 37, при этом основная порция ТВС, вводимая в рабочий цилиндр 1 равномерно распределится в рабочем цилиндре 1, образуя богатую, однородную по составу ТВС. Для этого вокруг камеры сгорания 6 выполнен второй кольцевой канал 9, который соединен с рабочим цилиндром 1, двумя или более каналами 11, расположенными равномерно по окружности кольцевого канала 9. Оси каналов 11 наклонены в сторону оси рабочего цилиндра 1 под разными углами, при чем величины этих углов выбраны в пределах α=1÷180°. Это обеспечивает получение более однородной по составу ТВС в объеме рабочего цилиндра 1, что обеспечивает ее стабильное и полное сгорание на всех режимах работы двигателя, что повышает стабильность его работы. Выбор диапазона углов наклона осей соединительных каналов 11 обусловлен тем, что при α≤1 ТВС будет концентрироваться в районе камеры сгорания, а при α≥180° ТВС будет концентрироваться в районе стенок рабочего цилиндра. В обоих этих случаях однородность ТВС по составу, в объеме рабочего цилиндра, ухудшается, что снижает стабильность работы двигателя. Кольцевой канал 9 соединен через обратный клапан 14, через канал 16 и через отверстие 21 в штоке 18 переключателя 17 и через канал 22 с полостью компрессорного цилиндра 24. Переключатель 17 снабжен приводом 19, соединенным со штоком 18. Перемещая шток 18 с помощью привода 19, можно изменять соотношение ТВС подаваемой в камеру сгорания 6 и в рабочий цилиндр 1. Общее количество подаваемой ТВС при этом остается неизменным. При переходе на режим холостого хода или малых нагрузок подачу ТВС в рабочий цилиндр 1 уменьшают, вдвигая шток 18 внутрь переключателя 17, перекрывая при этом входное отверстие канала 16 и полностью открывая входное отверстие канала 15. На режиме максимальной мощности, наоборот, шток 18 вытягивают с помощью привода 19 из переключателя 17 до тех пор, пока не будет полностью перекрыто входное отверстие канала 15. Входное отверстие канала 16 при этом полностью откроется, и вся порция ТВС будет поступать в рабочий цилиндр 1. К электроду свечи 7 зажигания будет поступать богатая, однородная по составу, ТВС из рабочего цилиндра 1. Таким образом, перемещая шток 18 и фиксируя его положение в любой точке, с помощью переключателя 17 можно регулировать соотношение ТВС непосредственно в камере сгорания 6 и в рабочем цилиндре 1. Это обеспечивает стабильность работы двигателя на всех режимах.At the maximum engine power mode, a rich, uniform in composition, fuel-air mixture is required throughout the entire volume of the working cylinder. To eliminate the possibility of the fuel assembly charge stratification, its excessive enrichment in the combustion chamber 6 and deterioration of the engine stability, the main portion of the fuel assembly is fed into the working cylinder 1 at the position of the working piston 2, in which the working piston 2 closes the outlet port 37, while the main portion of the fuel assemblies, introduced into the working cylinder 1 is evenly distributed in the working cylinder 1, forming a rich, homogeneous fuel assembly. For this purpose, a second annular channel 9 is made around the combustion chamber 6, which is connected to the working cylinder 1, by two or more channels 11, located evenly around the circumference of the annular channel 9. The axes of the channels 11 are inclined towards the axis of the working cylinder 1 at different angles, and the values these angles are selected within the limits α = 1 ÷ 180 °. This ensures that a more uniform composition of fuel assemblies is obtained in the volume of the working cylinder 1, which ensures its stable and complete combustion at all operating modes of the engine, which increases the stability of its operation. The choice of the range of angles of inclination of the axes of the connecting channels 11 is due to the fact that at α≤1 the fuel assembly will concentrate in the area of the combustion chamber, and at α≥180 ° the fuel assembly will concentrate in the area of the working cylinder walls. In both these cases, the compositional homogeneity of the fuel assemblies, in the volume of the working cylinder, deteriorates, which reduces the stability of the engine. The annular channel 9 is connected through the check valve 14, through the channel 16 and through the hole 21 in the rod 18 of the switch 17 and through the channel 22 with the cavity of the compressor cylinder 24. The switch 17 is equipped with an actuator 19 connected to the rod 18. Moving the rod 18 by means of the actuator 19, you can change the ratio of fuel assemblies supplied to the combustion chamber 6 and to the working cylinder 1. The total amount of the supplied fuel assemblies remains unchanged. When switching to idle or low loads, the supply of fuel assemblies to the working cylinder 1 is reduced by pushing the rod 18 inside the switch 17, while blocking the inlet of channel 16 and completely opening the inlet of channel 15. On the maximum power mode, on the contrary, the rod 18 is pulled out from using the actuator 19 from the switch 17 until the inlet of channel 15 is completely closed. The inlet of channel 16 will open completely, and the entire portion of fuel assemblies will enter the working cylinder 1. A rich, homogeneous by composition, fuel assemblies from the working cylinder 1. Thus, by moving the rod 18 and fixing its position at any point, using the switch 17, you can adjust the ratio of the fuel assemblies directly in the combustion chamber 6 and in the working cylinder 1. This ensures the stability of the engine in all modes ...

Предлагаемый двигатель может быть изготовлен из известных и широко применяемых конструкционных материалов и с помощью известных технологий их обработки. В качестве привода 19 может быть применен электромагнитный или электромеханический привод любой известной конструкции.The proposed engine can be made from well-known and widely used construction materials and using known processing technologies. As the drive 19, an electromagnetic or electromechanical drive of any known design can be used.

Таким образом, предлагаемый вариант конструкции двигателя обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении стабильности работы двигателя. Предлагаемый двигатель может быть изготовлен с помощью известных в технике и применяемых в двигателестроении оборудования, технологий и материалов. Следовательно, предлагаемый двигатель обладает промышленной применимостью.Thus, the proposed version of the engine design provides the achievement of the technical result, which consists in increasing the stability of the engine. The proposed engine can be manufactured using equipment, technologies and materials known in the art and used in engine building. Therefore, the proposed engine has industrial applicability.

Claims (3)

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий рабочий цилиндр с рабочим поршнем, кинематически связанный с ним компрессорный поршень с компрессорным цилиндром, камеру сгорания со свечой зажигания, с двумя кольцевыми каналами вокруг камеры сгорания, причем первый кольцевой канал связан с ней малыми каналами, а второй кольцевой канал соединен с рабочим цилиндром двумя или более каналами, расположенными равномерно по окружности этого кольцевого канала, оси этих каналов наклонены в сторону оси рабочего цилиндра, оба кольцевых канала соединены с компрессорным цилиндром каналами, снабженными обратными клапанами, отличающийся тем, что оба кольцевых канала соединены с каналом подачи топливовоздушной смеси из компрессорного цилиндра через переключатель, обеспечивающий возможность открытия одного из каналов при одновременном закрытии второго канала.1. An internal combustion engine containing a working cylinder with a working piston, a compressor piston with a compressor cylinder kinematically connected to it, a combustion chamber with a spark plug, with two annular channels around the combustion chamber, the first annular channel being connected to it by small channels, and the second annular the channel is connected to the working cylinder by two or more channels located evenly around the circumference of this annular channel, the axes of these channels are inclined towards the axis of the working cylinder, both annular channels are connected to the compressor cylinder by channels equipped with check valves, characterized in that both annular channels are connected to a channel for supplying the air-fuel mixture from the compressor cylinder through a switch, which makes it possible to open one of the channels while simultaneously closing the second channel. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что переключатель снабжен запорным штоком, установленным в корпусе переключателя с возможностью возвратно-поступательного перемещения, в запорном штоке выполнены два параллельных проходных отверстия, расстояние между центрами которых "а" определено по формуле: а=b+d, где b - расстояние между центрами входных отверстий каналов подачи топливовоздушной смеси в кольцевые каналы, a d - диаметр этих входных отверстий, равный диаметру проходных отверстий в штоке, причем входные отверстия каналов расположены соосно с проходными отверстиями в штоке.2. The engine according to claim 1, characterized in that the switch is equipped with a locking rod installed in the switch housing with the possibility of reciprocating movement, the locking rod has two parallel through holes, the distance between the centers of which "a" is determined by the formula: a = b + d, where b is the distance between the centers of the inlets of the channels for supplying the fuel-air mixture to the annular channels, ad is the diameter of these inlets, equal to the diameter of the through holes in the rod, and the inlets of the channels are located coaxially with the through holes in the rod. 3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что оси каналов, соединяющих второй кольцевой канал с рабочим цилиндром, расположены под разными углами наклона, причем величины углов их наклона выбраны в пределах α=1÷180° относительно плоскости сечения рабочего цилиндра, расположенной под углом 90° к оси рабочего цилиндра.3. The engine according to claim 1, characterized in that the axes of the channels connecting the second annular channel with the working cylinder are located at different angles of inclination, and the values of the angles of their inclination are selected in the range α = 1 ÷ 180 ° with respect to the section plane of the working cylinder located at an angle of 90 ° to the axis of the working cylinder.
RU2020116021A 2020-04-20 2020-04-20 Internal combustion engine RU2740663C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020116021A RU2740663C1 (en) 2020-04-20 2020-04-20 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020116021A RU2740663C1 (en) 2020-04-20 2020-04-20 Internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2740663C1 true RU2740663C1 (en) 2021-01-19

Family

ID=74184142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020116021A RU2740663C1 (en) 2020-04-20 2020-04-20 Internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2740663C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2792487C2 (en) * 2021-06-28 2023-03-22 Александр Николаевич Сергеев A.n. sergeev's cycle of control of internal combustion engine and the engine for its implementation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1275113A1 (en) * 1983-04-14 1986-12-07 Burdejnyj Ivan G Internal combustion engine
EP0593064A1 (en) * 1992-10-16 1994-04-20 Franz Rupp Internal combustion engine
US20020134325A1 (en) * 2001-03-23 2002-09-26 Tapia P. Hector L. Two stroke engine having reduced height pistons
US20110271933A1 (en) * 2010-04-02 2011-11-10 Scott Snow Forced induction system for an internal combustion engine
RU2665763C1 (en) * 2017-03-16 2018-09-04 Александр Николаевич Сергеев Internal combustion engine and method of control thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1275113A1 (en) * 1983-04-14 1986-12-07 Burdejnyj Ivan G Internal combustion engine
EP0593064A1 (en) * 1992-10-16 1994-04-20 Franz Rupp Internal combustion engine
US20020134325A1 (en) * 2001-03-23 2002-09-26 Tapia P. Hector L. Two stroke engine having reduced height pistons
US20110271933A1 (en) * 2010-04-02 2011-11-10 Scott Snow Forced induction system for an internal combustion engine
RU2665763C1 (en) * 2017-03-16 2018-09-04 Александр Николаевич Сергеев Internal combustion engine and method of control thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2792487C2 (en) * 2021-06-28 2023-03-22 Александр Николаевич Сергеев A.n. sergeev's cycle of control of internal combustion engine and the engine for its implementation
RU2808706C1 (en) * 2023-06-06 2023-12-01 Александр Николаевич Сергеев Internal combustion engine design

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11891945B2 (en) High-performance internal combustion engine with improved handling of emission and method of controlling such engine
JP6080224B2 (en) 2-stroke internal combustion engine, 2-stroke internal combustion engine operating method, and 2-stroke engine conversion method
US3774581A (en) Combination poppet and reed valve
US8800530B2 (en) Stratified charge port injection engine and method
US9631591B2 (en) Positive displacement radical injection system
US6708655B2 (en) Variable compression ratio device for internal combustion engine
US2991767A (en) Air injection system for an internal combustion engine
RU2740663C1 (en) Internal combustion engine
RU2665763C1 (en) Internal combustion engine and method of control thereof
EP0503973B1 (en) Heat-insulating engine with swirl chambers
JP6675887B2 (en) Crosshead internal combustion engine
RU2808706C1 (en) Internal combustion engine design
US3967611A (en) Stratified-combustion type internal combustion engine with pre-combustion-chamber
RU2718463C1 (en) Internal combustion engine and control method thereof
EP4182549A1 (en) Internal combustion engine
US10578009B2 (en) Two-stroke internal combustion engine
RU2770967C1 (en) Multifuel internal combustion engine with oppositely moving pistons
RU2817580C1 (en) Sergeev's method for internal combustion engine control
US20210025350A1 (en) Engine
US11970965B2 (en) Internal combustion engine
RU2816179C1 (en) Internal combustion engine
KR20220046491A (en) Combustion engine with pre-chamber
RU2278985C2 (en) Internal combustion engine
CA3229627A1 (en) Internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine
EA042358B1 (en) MULTI-FUEL INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH OPPOSITE-MOVING PISTONS