RU2784765C1 - Two-stroke internal combustion engine with additional steam power stroke - Google Patents

Two-stroke internal combustion engine with additional steam power stroke Download PDF

Info

Publication number
RU2784765C1
RU2784765C1 RU2022111526A RU2022111526A RU2784765C1 RU 2784765 C1 RU2784765 C1 RU 2784765C1 RU 2022111526 A RU2022111526 A RU 2022111526A RU 2022111526 A RU2022111526 A RU 2022111526A RU 2784765 C1 RU2784765 C1 RU 2784765C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
stroke
internal combustion
water
cylinder
Prior art date
Application number
RU2022111526A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Кириллов
Виталий Геннадьевич Краснов
Валентина Феликсовна Краснова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2784765C1 publication Critical patent/RU2784765C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: internal combustion engines.
SUBSTANCE: invention can be used in internal combustion engines. A two-stroke diesel internal combustion engine with an additional steam stroke consists of a piston group, a crank mechanism, a fuel system, a gas distribution system with purge windows (12) and an exhaust valve (9). The engine has a water nozzle (7) located at the top of the cylinder (11) and an exhaust valve (9) in the cylinder head (1). An additional steam power stroke is carried out due to the injection of water converted into steam, and the performance of useful work in the form of pressure on the piston, and the return of the piston to its starting point due to the kinetic energy of the flywheel. The start of water injection into the cylinder through the water nozzle (7) and the end of water injection is carried out when the piston has not reached top dead center before the opening of the exhaust valve (9).
EFFECT: diesel fuel savings.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способам работы двухтактных двигателей внутреннего сгорания.The invention relates to engine building, in particular to methods of operation of two-stroke internal combustion engines.

Известен двигатель внутреннего сгорания с устройством дозированной подачи водяного пара [Патент 2189469. Двигатель внутреннего сгорания с устройством дозированной подачи водяного пара. Медведев Ю.С., Кокорев Г.Д., Одинец С.Б. Заявка 2000121940/06 от 17.08.2000. Опубликовано 20.09.2021. Бюл. №26]. Двигатель внутреннего сгорания содержит два цилиндра с впускными и выпускными клапанами и окнами, в которых размещены обратные клапаны, магистраль рециркуляции отработавших газов, подключенную к последним, и камеру приема отработавших газов. Дополнительно введено устройство для дозированной подачи водяного пара, состоящее из корпуса, в котором со стороны подачи отработавших газов размещен впускной клапан с пружиной. Дозирующее устройство выполнено в виде цилиндра с поршнем, в цилиндре выполнены отверстия, в которых установлены запорные клапаны. Впускной клапан выполнен с возможностью перемещения вместе с поршнем.Known internal combustion engine with a device for metered supply of water vapor [Patent 2189469. An internal combustion engine with a device for metered supply of water vapor. Medvedev Yu.S., Kokorev G.D., Odinets S.B. Application 2000121940/06 dated 08/17/2000. Published on 20.09.2021. Bull. No. 26]. The internal combustion engine contains two cylinders with inlet and outlet valves and windows in which non-return valves are located, an exhaust gas recirculation line connected to the latter, and an exhaust gas receiving chamber. Additionally, a device for metered supply of water vapor was introduced, consisting of a housing in which an inlet valve with a spring is placed on the exhaust gas supply side. The dosing device is made in the form of a cylinder with a piston, holes are made in the cylinder, in which shut-off valves are installed. The inlet valve is movable with the piston.

Недостатком является сложность конструкции, который заключается в введении парогенератора, наличия двух клапанов на цилиндр, что отнимает полезную мощность двигателя.The disadvantage is the complexity of the design, which consists in the introduction of a steam generator, the presence of two valves per cylinder, which takes away the useful power of the engine.

Технический результат заключается в том, что предлагаемый двигатель обеспечит экономию дизельного топлива и повышение удельной мощности двигателя.The technical result is that the proposed engine will save diesel fuel and increase the power density of the engine.

Технический результат достигается тем, что двухтактный дизельный двигатель внутреннего сгорания с дополнительным паровым рабочим ходом состоящий из поршневой группы, кривошипно-шатунного механизма, топливной системы, газораспределительной системы с продувочными окнами и выпускным клапаном, причем двигатель имеет водяную форсунку, расположенную в верхней части цилиндра и выпускной клапан в головке цилиндра, согласно изобретению, дополнительный паровой рабочий ход осуществляется вследствие впрыска воды, превращаемой в пар, и совершения полезной работы в виде давления на поршень и возвращения поршня в исходную точку благодаря кинетической энергии маховика, причем начало впрыска воды в цилиндр через водяную форсунку и окончание впрыска воды, осуществляется когда поршень не дошел до верхней мертвой точки до открытия выпускного клапана.The technical result is achieved by the fact that a two-stroke diesel internal combustion engine with an additional steam power stroke consisting of a piston group, a crank mechanism, a fuel system, a gas distribution system with purge windows and an exhaust valve, the engine having a water nozzle located in the upper part of the cylinder and exhaust valve in the cylinder head, according to the invention, an additional steam stroke is carried out due to the injection of water converted into steam, and performing useful work in the form of pressure on the piston and returning the piston to its original point due to the kinetic energy of the flywheel, and the start of injection of water into the cylinder through the water nozzle and the end of water injection, is carried out when the piston has not reached top dead center before the opening of the exhaust valve.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показана схема системы охлаждения и системы продувки, на фиг. 2 этапы работы режима парового хода.In FIG. 1 shows a diagram of the cooling system and the purge system, in Fig. 2 stages of steam operation.

Двигатель состоит из следующих деталей (фиг. 2): 1 - головка цилиндра, 2 - рубашка воздушного охлаждения, 3 - поршень, 4 - впускное окно, 5 -шатун, 6 - картер, 7 - водяная форсунка, 8 - топливная форсунка, 9 - выпускной клапан, 10 - выпускное окно, 11 - цилиндр, 12 - продувочные окна, 13 - коленчатый вал.The engine consists of the following parts (Fig. 2): 1 - cylinder head, 2 - air cooling jacket, 3 - piston, 4 - intake port, 5 - connecting rod, 6 - crankcase, 7 - water nozzle, 8 - fuel nozzle, 9 - exhaust valve, 10 - exhaust port, 11 - cylinder, 12 - purge windows, 13 - crankshaft.

Принцип работы проектируемого двигателя (фиг. 2): 1 этап - начало впрыска воды в цилиндр (11) через водяную форсунку (7), когда поршень (3) не дошел до верхней мертвой точки; 2 этап - окончание впрыска воды, когда поршень не дошел до верхней мертвой точки; 3 этап - открытие клапана (9); 4 этап - начало открытия продувочных окон (12); 5 этап - закрытие продувочных окон (12); 6 этап - закрытие клапана (9) (фиг. 2); 7 этап - начало впрыска дизельного топлива через форсунку (8); 8 этап - окончание впрыска дизельного топлива; 9 этап - открытие клапана (9); 10 этап - начало открытия продувочных окон (12); 11 этап - закрытие продувочных окон (12); 12 этап -закрытие клапана (9).The principle of operation of the designed engine (Fig. 2): stage 1 - the beginning of water injection into the cylinder (11) through the water nozzle (7), when the piston (3) has not reached the top dead center; stage 2 - the end of the water injection, when the piston has not reached the top dead center; stage 3 - valve opening (9); stage 4 - the beginning of the opening of the purge windows (12); stage 5 - closing the purge windows (12); stage 6 - closing the valve (9) (Fig. 2); stage 7 - start of injection of diesel fuel through the nozzle (8); stage 8 - end of diesel fuel injection; stage 9 - valve opening (9); stage 10 - the beginning of the opening of the purge windows (12); stage 11 - closing the purge windows (12); Stage 12 - closing the valve (9).

После завершения работы двигателя внутреннего сгорания осуществляется впрыск воды, который превращается в пар и совершает полезную работу в виде давления на поршень и возвращения в исходную точку благодаря кинетической энергии маховика, что позволит увеличить удельную мощность двигателя при экономии дизельного топлива.After the end of the internal combustion engine, water is injected, which turns into steam and performs useful work in the form of pressure on the piston and returns to the starting point due to the kinetic energy of the flywheel, which will increase the specific power of the engine while saving diesel fuel.

В проектируемом дизельном двигателе запланировано использование тяжелого топлива два такта, от чего увеличится удельная мощность. Наличие в проектируемом двигателе одного клапана на цилиндр снижает потери мощности на привод газораспределительного механизма.In the designed diesel engine, it is planned to use heavy fuel for two cycles, which will increase the specific power. The presence in the designed engine of one valve per cylinder reduces the power loss to drive the gas distribution mechanism.

Claims (1)

Двухтактный дизельный двигатель внутреннего сгорания с дополнительным паровым рабочим ходом, состоящий из поршневой группы, кривошипно-шатунного механизма, топливной системы, газораспределительной системы с продувочными окнами и выпускным клапаном, причем двигатель имеет водяную форсунку, расположенную в верхней части цилиндра, и выпускной клапан в головке цилиндра, отличающийся тем, что дополнительный паровой рабочий ход осуществляется вследствие впрыска воды, превращаемой в пар, и совершения полезной работы в виде давления на поршень, и возвращения поршня в исходную точку благодаря кинетической энергии маховика, причем начало впрыска воды в цилиндр через водяную форсунку и окончание впрыска воды осуществляется, когда поршень не дошел до верхней мертвой точки до открытия выпускного клапана.Two-stroke diesel internal combustion engine with an additional steam power stroke, consisting of a piston group, a crank mechanism, a fuel system, a gas distribution system with purge ports and an exhaust valve, the engine having a water nozzle located in the upper part of the cylinder and an exhaust valve in the head cylinder, characterized in that an additional steam stroke is carried out due to the injection of water converted into steam, and performing useful work in the form of pressure on the piston, and returning the piston to its original point due to the kinetic energy of the flywheel, and the start of water injection into the cylinder through a water nozzle and the end of water injection is carried out when the piston has not reached top dead center before the opening of the exhaust valve.
RU2022111526A 2022-04-27 Two-stroke internal combustion engine with additional steam power stroke RU2784765C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2784765C1 true RU2784765C1 (en) 2022-11-29

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4936262A (en) * 1985-12-05 1990-06-26 Paul Marius A Regenerative thermal engine
EP0967371A1 (en) * 1998-06-26 1999-12-29 Wärtsilä NSD Schweiz AG Two-stroke diesel engine
RU2226611C2 (en) * 2002-05-28 2004-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ульяновский механический завод" Two-stroke internal combustion diesel engine
RU2341666C2 (en) * 2007-02-06 2008-12-20 Александр Аркадьевич Зайцев Method of operation and design of combined piston engine with vapor-gas cycle
WO2010105620A1 (en) * 2009-03-18 2010-09-23 Man Diesel & Turbo, Filial Af Man Diesel & Turbo Se, Tyskland A LARGE TURBOCHARGED TWO-STROKE DIESEL ENGINE WITH EXHAUST- OR COMBUSTION GAS RECIRCULATION AND METHOD FOR REDUCING NOx AND SOOT EMISSIONS

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4936262A (en) * 1985-12-05 1990-06-26 Paul Marius A Regenerative thermal engine
EP0967371A1 (en) * 1998-06-26 1999-12-29 Wärtsilä NSD Schweiz AG Two-stroke diesel engine
RU2226611C2 (en) * 2002-05-28 2004-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ульяновский механический завод" Two-stroke internal combustion diesel engine
RU2341666C2 (en) * 2007-02-06 2008-12-20 Александр Аркадьевич Зайцев Method of operation and design of combined piston engine with vapor-gas cycle
WO2010105620A1 (en) * 2009-03-18 2010-09-23 Man Diesel & Turbo, Filial Af Man Diesel & Turbo Se, Tyskland A LARGE TURBOCHARGED TWO-STROKE DIESEL ENGINE WITH EXHAUST- OR COMBUSTION GAS RECIRCULATION AND METHOD FOR REDUCING NOx AND SOOT EMISSIONS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6080224B2 (en) 2-stroke internal combustion engine, 2-stroke internal combustion engine operating method, and 2-stroke engine conversion method
US20070044778A1 (en) Engine which operates repeatedly with a multi-stage combustion process
RU2008129123A (en) TWO-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH SPRAY LIQUID
RU2338914C2 (en) Internal combustion engine
KR20080100437A (en) A two-stroke combustion engine
JP5608175B2 (en) Internal combustion engine with independent gas supply system without compression stroke
RU2784765C1 (en) Two-stroke internal combustion engine with additional steam power stroke
CN108868943A (en) Using two or the four stroke switching method of engine of the full changeable air valve of electromagnetism
RU2737461C1 (en) Dual-action internal combustion engine
CN210239871U (en) Pressurizing device for improving EGR rate
US20150361931A1 (en) Locomotive engine emissions control suite
RU2299339C1 (en) Method of and device to increase efficiency of internal combustion engine
RU2817075C1 (en) Method of controlling intake and exhaust for four-stroke engine
RU2786859C1 (en) Method and experimental system with independent supply air source for two-stroke ice
GB2196384A (en) Diesel and steam engine
US8875672B2 (en) Engine system having dedicated cylinder-to-cylinder connection
RU2166652C1 (en) Method of operation and design of internal combustion engine
RU2189469C2 (en) Internal combustion engine with metered out steam supply device
RU29101U1 (en) Combined V-piston engine
RU2338076C2 (en) Four-stroke combined engine
RU176215U1 (en) SECONDARY VEHICLE CIRCUIT OF ICE VEHICLE
RU2280188C1 (en) Internal combustion engine
RU2254485C2 (en) Internal combustion engine
RU21070U1 (en) STEAM ENGINE FOR DISPOSAL OF HEAT OF EXHAUST GAS ICE
RU15914U1 (en) ENGINE WITH EXTERNAL HEAT SUPPLY