RU2788062C1 - Method for improving the efficiency of a reciprocating internal combustion engine - Google Patents

Method for improving the efficiency of a reciprocating internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2788062C1
RU2788062C1 RU2022107629A RU2022107629A RU2788062C1 RU 2788062 C1 RU2788062 C1 RU 2788062C1 RU 2022107629 A RU2022107629 A RU 2022107629A RU 2022107629 A RU2022107629 A RU 2022107629A RU 2788062 C1 RU2788062 C1 RU 2788062C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rod
cylinder
piston
cams
springs
Prior art date
Application number
RU2022107629A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Илья Петрович Печкин
Original Assignee
Илья Петрович Печкин
Filing date
Publication date
Application filed by Илья Петрович Печкин filed Critical Илья Петрович Печкин
Application granted granted Critical
Publication of RU2788062C1 publication Critical patent/RU2788062C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: internal combustion engines.
SUBSTANCE: invention can be used in internal combustion engines. A method for improving the efficiency of a reciprocating internal combustion engine consists in converting the rotational movement of the profiled cams (5), (12) of the cam shafts (4), (11) into the reciprocating movement of the spring-loaded rod (3) of the piston (2), resulting in In the cylinder (1) of the engine, the processes of filling, compression, combustion, the working cycle and the release of gases of combustion products are performed. At the beginning of the working cycle, the rollers (6), (13) of the rod (3) of the piston (2) slide off the top of the profiled cam (5), (12) and the rod (3) with spring-loaded rocker arms (7), (14) moves down. The rocker arms (7), (14) during movement contact with the top of the profiled cams (5), (12) and as the rod (3) moves down, they compress the springs (10), (16) of the rocker arms (7), (14). Throughout the entire path of movement of the rod (3), the rocker arms (7), (14) act on the tops of the cams (5), (12) due to the springs (10), (12), ensuring the rotation of the cam shafts (4), (11) connected to the shaft (20) of the load. At the beginning of the working stroke, the rollers (6), (13) mounted on the ends of the T-shaped rod (3) of the piston (2) roll off the tops of the profiled cams (5), (12) and, together with the spring-loaded rocker arms (7), (14) move down. During the entire movement of the T-shaped rod (3), the rocker arms (7), (14) due to the springs (10), (16) act on the tops of the cams (5), (12), providing rotation in opposite directions of the cam shafts (4), (11) connected to the load shaft (20) by gears (17), (18), (19). In the case of combining single-cylinder engines into a multi-cylinder engine, the automatic control system ensures the operation of the electric drives (25) of the springs (10), (16) of the T-shaped piston rods (3) in such a way that the single-cylinder engines that are part of the multi-cylinder engine operate either alternately, either in groups or at the same time.
EFFECT: preventing lateral pressure of the piston on the rod and reducing heat loss.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к энергомашиностроению, в частности, усовершенствует способ преобразования внутренней энергии в механическую работу, предназначенный для энергетических установок, например, на электростанциях, кораблях, тепловозах, автомобилях, авиации.The invention relates to power engineering, in particular, improves the method of converting internal energy into mechanical work, intended for power plants, for example, in power plants, ships, diesel locomotives, cars, aviation.

В двигателестроении широко известен способ повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания с противоположно движущими поршнями (ПДП), (Ваншейдт В.А., Судовые двигатели внутреннего сгорания, Судпромгиз.-Л.: 1962, с. 525). Сущность способа заключается в том, что процессы в одноцилиндровом двигателе совершают два поршня. Это позволяет повысить КПД двигателя в два раза.In engine building, a method of improving the efficiency of a reciprocating internal combustion engine with oppositely moving pistons (PDP) is widely known (Vansheidt, V.A., Marine internal combustion engines, Sudpromgiz.-L.: 1962, p. 525). The essence of the method lies in the fact that the processes in a single-cylinder engine are carried out by two pistons. This allows you to double the efficiency of the engine.

Недостатком данного способа является то, что отбор мощности совершают два вала нагрузки, расположенные друг от друга на расстоянии.The disadvantage of this method is that the power take-off is performed by two load shafts located at a distance from each other.

Также известным в двигателестроении является способ повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания (патент РФ №2756153, опубл. 28.09.2021 г., бюл. №28). Сущность способа состоит в том, что зубчатые сектора, закрепленные на управляющем валу, поочередно поднимают подпружиненный зубчатый шток поршня до верхней мертвой точки (ВМТ), в результате чего в цилиндре двигателя происходит сгорание топливогазовой смеси. При этом давление газов продуктов сгорания возрастает до Pz=250 кГс/см2. Высокое давление газов давит на поршень жестко соединенный с зубчатым подпружиненным штоком. Прямолинейное движение зубчатого штока преобразуется во вращательное движение зубчатых ободов храповых колес, связанных с валом нагрузки.Also known in engine building is a method for improving the efficiency of a reciprocating internal combustion engine (RF patent No. 2756153, publ. 28.09.2021, bull. No. 28). The essence of the method lies in the fact that the gear sectors fixed on the control shaft alternately raise the spring-loaded gear piston rod to the top dead center (TDC), as a result of which the fuel-gas mixture is burned in the engine cylinder. In this case, the pressure of the gases of the combustion products increases to P z =250 kgf/cm 2 . The high gas pressure presses on the piston rigidly connected to the toothed spring-loaded rod. The rectilinear movement of the gear rod is converted into rotational movement of the gear rims of the ratchet wheels connected to the load shaft.

Недостатком использования зубчатых секторов для сжатия топливогазовой смеси является то, что в момент сгорания топлива зубья сектора испытывают большие нагрузки, поэтому могут сломаться.The disadvantage of using toothed sectors for compressing the fuel-gas mixture is that at the moment of fuel combustion, the teeth of the sector experience heavy loads, and therefore can break.

Наиболее близким к заявленному способу является описание изобретения (двигатель Печкина) (Патент РФ №2163681, опубл. 27.02.2001 г., бюл. №6). Сущность способа заключается в том, что при воспламенении сжатой топливогазовой смеси, вращающийся на оси поршня штока, ролик соскальзывает с вершины профилированного кулачка и поршень вместе с жестко закрепленным с ним штоком резко движется вниз. Подпружиненное коромысло, закрепленное на штоке, воздействует на вершину профилированного кулачка, обеспечивая вращение кулачкового вала.Closest to the claimed method is the description of the invention (Pechkin engine) (RF Patent No. 2163681, publ. 27.02.2001, bull. No. 6). The essence of the method lies in the fact that when the compressed fuel-gas mixture is ignited, the roller rotating on the piston axis of the rod slides off the top of the profiled cam and the piston, together with the rod rigidly fixed to it, moves sharply down. A spring-loaded rocker arm, mounted on a rod, acts on the top of the profiled cam, ensuring the rotation of the cam shaft.

Недостатком способа является то, что во время рабочего такта поршень совершает боковое давление на шток. Это приводит к разрушению деталей цилиндра поршневой группы, а также к снижению КПД двигателя.The disadvantage of this method is that during the working stroke the piston makes lateral pressure on the rod. This leads to the destruction of the parts of the cylinder of the piston group, as well as to a decrease in engine efficiency.

Исходя из вышеизложенного, была поставлена задача разработать такой способ повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания, в котором будут устранены описанные недостатки и сохранены существенные признаки известных способов.Based on the foregoing, the task was to develop such a method for improving the efficiency of a reciprocating internal combustion engine, in which the described disadvantages would be eliminated and the essential features of the known methods would be preserved.

Поставленная задача решается заявленным способом повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания, включающим преобразование вращательного движения профилированного кулачка кулачкового вала в возвратно-поступательное движение подпружиненного штока поршня, в результате чего в цилиндре двигателя совершаются процессы наполнения, сжатия, сгорания, рабочего такта и выпуска газов продуктов сгорания, причем в начале рабочего такта ролики, установленные на концах Т-образного штока поршня, соскальзывают с вершин профилированных кулачков и вместе с подпружиненными коромыслами движутся вниз до соприкосновения с цилиндрическими частями кулачков. На продолжении всего пути движения Т-образного штока коромысла за счет пружин воздействуют на вершины кулачков, обеспечивая вращение в противоположные стороны кулачковых валов, связанных с валом нагрузки путем шестерен.The problem is solved by the claimed method for improving the efficiency of a reciprocating internal combustion engine, which includes converting the rotational movement of the profiled cam of the camshaft into the reciprocating movement of the spring-loaded piston rod, as a result of which the processes of filling, compression, combustion, working cycle and release of product gases are performed in the engine cylinder combustion, and at the beginning of the working stroke, the rollers mounted on the ends of the T-shaped piston rod slide off the tops of the profiled cams and, together with the spring-loaded rocker arms, move down until they come into contact with the cylindrical parts of the cams. Throughout the entire path of movement of the T-shaped rod, the rocker arms act on the tops of the cams due to the springs, providing rotation in opposite directions of the cam shafts connected to the load shaft by means of gears.

В заявленном способе признаками изобретения, общими для него и для его наиболее близкого аналога, являются:In the claimed method, the features of the invention common to it and to its closest analogue are:

- преобразование вращательного движения профилированного кулачка кулачкового вала в возвратно-поступательное движение подпружиненного штока поршня, в результате чего в цилиндре двигателя совершаются процессы наполнения, сжатия, сгорания, рабочего такта и выпуск газов продуктов сгорания;- transformation of the rotational movement of the profiled cam of the camshaft into the reciprocating movement of the spring-loaded piston rod, as a result of which the processes of filling, compression, combustion, working cycle and the release of gases of combustion products take place in the engine cylinder;

- при воспламенении сжатой топливогазовой смеси ролик штока соскальзывает с вершины профилированного кулачка и поршень вместе с жестко закрепленным с ним штоком резко движется вниз;- when the compressed fuel-gas mixture is ignited, the rod roller slides off the top of the profiled cam and the piston, together with the rod rigidly attached to it, moves sharply down;

- коромысло в начальный момент движения штока вниз контактирует с вершиной кулачка и по мере продвижения штока вниз сжимает пружину, обеспечивая, плавно, без ударов движение штока до соприкосновения ролика с цилиндрической частью кулачка;- the rocker at the initial moment of the downward movement of the rod contacts the top of the cam and, as the rod moves down, compresses the spring, ensuring the movement of the rod smoothly, without shock, until the roller touches the cylindrical part of the cam;

- на продолжении всего пути движения штока с роликом и коромыслом вниз коромысло, за счет пружины, воздействует на вершину кулачка, обеспечивая вращение кулачкового вала.- on the continuation of the entire path of movement of the rod with the roller and the rocker down, the rocker, due to the spring, acts on the top of the cam, ensuring the rotation of the camshaft.

В заявленном способе признаками изобретения, отличающими его от его наиболее близкого аналога, являются:In the claimed method, the features of the invention that distinguish it from its closest analogue are:

- в начале рабочего такта ролики, установленные на концах Т-образного штока поршня, скатываются с вершин профилированных кулачков и вместе с подпружиненными коромыслами движутся вниз;- at the beginning of the working cycle, the rollers installed at the ends of the T-shaped piston rod roll down from the tops of the profiled cams and move down together with the spring-loaded rocker arms;

- на продолжении всего пути движения Т-образного штока коромысла за счет пружин воздействуют на вершины кулачков, обеспечивая вращение в противоположные стороны кулачковых валов, связанных с валом нагрузки путем шестерен;- on the continuation of the entire path of movement of the T-shaped rod of the rocker, due to the springs, they act on the tops of the cams, providing rotation in opposite directions of the cam shafts connected to the load shaft by means of gears;

- в случае объединении одноцилиндровых двигателей в многоцилиндровый двигатель автоматическая система управления обеспечивает работу электроприводов пружин Т-образных штоков поршней таким образом, что одноцилиндровые двигатели, входящие в состав многоцилиндрового двигателя, работают либо поочередно, либо группами, либо одновременно.- in the case of combining single-cylinder engines into a multi-cylinder engine, the automatic control system ensures the operation of the electric drives of the springs of the T-shaped piston rods in such a way that the single-cylinder engines that are part of the multi-cylinder engine operate either alternately, or in groups, or simultaneously.

Данная совокупность отличительных признаков изобретения вместе с общими признаками заявленного способа повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания и наиболее близкими его аналогами обеспечивают получение положительного эффекта изобретения во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.This set of distinguishing features of the invention, together with the general features of the claimed method for improving the efficiency of a reciprocating internal combustion engine and its closest analogues, provide a positive effect of the invention in all cases covered by the requested scope of legal protection.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема устройства для реализации способа повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 изображена кинематическая схема устройства для реализации способа во время преобразования прямолинейного движения Т-образного штока поршня во вращательные движения профилированных кулачков; на фиг. 3 изображена кинематическая схема устройства для реализации способа во время преобразования внутренних энергий пружин коромысел во вращательные движения профилированных кулачков.In FIG. 1 shows a kinematic diagram of a device for implementing a method for improving the efficiency of a piston internal combustion engine; in fig. 2 shows a kinematic diagram of a device for implementing the method during the conversion of the rectilinear movement of the T-shaped piston rod into rotational movements of profiled cams; in fig. 3 shows a kinematic diagram of a device for implementing the method during the conversion of the internal energies of the rocker springs into rotational movements of profiled cams.

Устройство для реализации способа повышения эффективности работы поршневой двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндр 1, поршень 2 жестко соединен с Т-образный штоком 3, на концах которого закреплены оси роликов 6, 13 и оси 8, 15 коромысел 7, 14 с возможностью качания коромысел относительно своих осей.A device for implementing a method for improving the efficiency of a piston internal combustion engine comprises a cylinder 1, a piston 2 is rigidly connected to a T-shaped rod 3, at the ends of which the roller axes 6, 13 and the axes 8, 15 of the rocker arms 7, 14 are fixed with the possibility of swinging the rocker arms relative to their axes.

Постоянный подвижный контакт роликов 6, 13 с профилированными поверхностями кулачков 5, 12 обеспечивает пружина 9. При воспламенении сжатой топливовоздушной смеси ролики 6, 13 скатываются с вершин противоположно вращающихся кулачков 5, 12 и поршень 2 вместе с жестко закрепленным с ним Т-образным штоком 3 резко движутся вниз (см. фиг. 2). Коромысла 7, 14 в начальный момент движения штока 3 вниз контактируют с вершинами кулачков 5, 12 и по мере продвижения штока 3 вниз сжимают пружины 10, 16, обеспечивая плавное, без ударов движение штока 3 до соприкосновения роликов 6,13 с цилиндрическими частями профилированных кулачков 5,12. На протяжении всего пути движения штока 3 вниз коромысла 7, 14, за счет пружин 10, 16, воздействуют на вершины кулачков 5, 12 (см. фиг. 3), обеспечивая вращение кулачковых валов 4, 11 в противоположные стороны, связанные с валом нагрузки 20 путем шестерен 17, 18, 19. С помощью шестерни 17, которая передвигается по шлицам вала 20 нагрузки можно менять вращения вала 20 нагрузки, путем соединения шестерни 17 с шестерней 18 либо с шестерней 19. Стартер 21 служит для запуска двигателя. На верхней крышке цилиндра 1 размещены: впускной клапан 22, выпускной клапан 23, а также топливная форсунка 24. Электропривод 25 с включающей катушкой 26, которая во время подачи на нее напряжения от аккумулятора с помощью штока 27 удерживает подпружиненный Т-образный шток 3 с поршнем 2 в ВМТ.The constant moving contact of the rollers 6, 13 with the profiled surfaces of the cams 5, 12 is provided by the spring 9. When the compressed air-fuel mixture is ignited, the rollers 6, 13 roll off the tops of the oppositely rotating cams 5, 12 and the piston 2 together with the T-shaped rod 3 rigidly fixed to it move sharply down (see Fig. 2). The rocker arms 7, 14 at the initial moment of movement of the stem 3 downward contact with the tops of the cams 5, 12 and as the stem 3 moves down, they compress the springs 10, 16, providing a smooth, shock-free movement of the stem 3 until the rollers 6.13 come into contact with the cylindrical parts of the profiled cams 5.12. Throughout the entire path of the rod 3 downwards, the rocker arms 7, 14, due to the springs 10, 16, act on the tops of the cams 5, 12 (see Fig. 3), ensuring the rotation of the cam shafts 4, 11 in opposite directions associated with the load shaft 20 by gears 17, 18, 19. Using gear 17, which moves along the splines of the load shaft 20, you can change the rotation of the load shaft 20 by connecting gear 17 to gear 18 or to gear 19. Starter 21 is used to start the engine. On the top cover of cylinder 1 there are: inlet valve 22, exhaust valve 23, and fuel injector 24. Electric actuator 25 with a switching coil 26, which, when voltage is applied to it from the battery, by means of a rod 27, holds a spring-loaded T-shaped rod 3 with a piston 2 at TDC.

Перед запуском двигателя (см. фиг. 1) водитель подает электропитание 12 вольт на катушки 26 электроприводов 25 штоков 27 одноцилиндровых двигателей, которые будут стоять во время запуска многоцилиндрового двигателя. Затем раскручивает кулачковые валы 4, 11 в противоположные стороны с помощью стартера 21. Это позволит зафиксировать все штоки 3 с поршнями 2 путем штоков 27 электроприводов 25 в ВМТ, которые будут бездействовать во время запуска двигателя. Во время начала процесса выпуска в цилиндре 1 откроется выпускной клапан 23. Это позволит газам из полости цилиндра 1 выйти через выпускной клапан 23. Во время движения поршня из нижней мертвой точки (НМТ) до ВМТ путем кулачков 5 и 12. В районе ВМТ хода поршня закроется выпускной клапан 23 и откроется впускной клапан 22. Это позволит атмосферному воздуху заполнить полость цилиндра 1 во время движения поршня 2 от верхней мертвой точки (ВМТ) до нижней мертвой точки (НМТ) путем пружины 9. В нижней мертвой точке (НМТ) закроется впускной клапан 22. Это позволит поршню 2 сжать воздух с помощью вращательных движений кулачков 5, 12. В момент наибольшего сжатия воздуха в полость цилиндра 1 с помощью форсунки 24 впрыскивается топливо. При воспламенении сжатой топливовоздушной смеси ролики 6, 13 штока 3 соскальзывают с вершин противоположно вращающихся кулачков 5, 12 и поршень 2 вместе с жестко закрепленным с ним штоком 3 резко движется вниз. Коромысла 7, 14 в начальный момент движения штока 3 вниз контактируют с вершинами кулачков 5, 12 и по мере продвижения штока 3 вниз сжимают пружины 10, 16, обеспечивая плавное, без ударов движение штока 3 до соприкосновения роликов 6, 13 с цилиндрическими частями кулачков 5, 12. На продолжении всего пути движения штока 3 с роликами 6, 13 и коромыслами 7, 14 вниз коромысла, за счет пружин 10, 16 воздействуют на вершины кулачков 5, 12, обеспечивая вращение кулачковых валов 4, 11 в противоположные стороны. В нижней мертвой точке откроется выпускной клапан 23. Это позволит газам продуктов сгорания из полости цилиндра 1 выйти в атмосферу во время движения поршня 2 из нижней мертвой точки до верхней мертвой точки путем кулачков 5 и 12. В районе ВМТ хода поршня закроется выпускной клапан 23 и откроется впускной клапан 22. Это позволит атмосферному воздуху заполнить полость цилиндра 1 во время движения поршня 2 от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки (НМТ) путем пружины 9 штока 3. В нижней мертвой точке закроется впускной клапан 22. Это позволит сжать воздух с помощью поршня 2 при движении Т-образного штока 3 под действием кулачков 5, 12. После запуска одноцилиндрового двигателя стартер 21 необходимо отключить. Если обстановка во время движения транспортного средства потребует увеличения нагрузки водитель отключает электропитание 12 вольт на катушке 26 электропривода 25 подпружиненного штока 3 второго одноцилиндрового двигателя в составе многоцилиндрового двигателя и тем самым освобождает подпружиненный шток 3 поршня 2 путем штока 27. Это позволит совершать возвратно-поступательные движения подпружиненным штокам 3 с поршнями 2 сразу в двух двигателях и тем самым увеличить выходную мощность двигателя в два раза.Before starting the engine (see Fig. 1), the driver supplies 12 volts to the coils 26 of electric drives 25 of rods 27 of single-cylinder engines that will stand during the start of a multi-cylinder engine. Then it spins the cam shafts 4, 11 in opposite directions using the starter 21. This will fix all the rods 3 with the pistons 2 by means of the rods 27 of the electric drives 25 at TDC, which will be inactive during engine start. During the start of the exhaust process in cylinder 1, exhaust valve 23 will open. This will allow gases from the cavity of cylinder 1 to exit through exhaust valve 23. During the movement of the piston from bottom dead center (BDC) to TDC by means of cams 5 and 12. In the TDC region of the piston stroke the exhaust valve 23 will close and the intake valve 22 will open. This will allow atmospheric air to fill the cavity of the cylinder 1 during the movement of the piston 2 from the top dead center (TDC) to the bottom dead center (BDC) by spring 9. At the bottom dead center (BDC), the intake will close valve 22. This will allow the piston 2 to compress the air using the rotational movements of the cams 5, 12. At the moment of the greatest air compression, fuel is injected into the cavity of the cylinder 1 using the nozzle 24. When the compressed air-fuel mixture is ignited, the rollers 6, 13 of the rod 3 slide off the tops of the oppositely rotating cams 5, 12, and the piston 2, together with the rod 3 rigidly attached to it, moves sharply down. The rocker arms 7, 14 at the initial moment of the downward movement of the rod 3 are in contact with the tops of the cams 5, 12 and, as the rod 3 moves down, they compress the springs 10, 16, ensuring smooth, shock-free movement of the rod 3 until the rollers 6, 13 come into contact with the cylindrical parts of the cams 5 , 12. Throughout the entire path of movement of the rod 3 with rollers 6, 13 and rocker arms 7, 14 down, the rocker arms, due to the springs 10, 16, act on the tops of the cams 5, 12, ensuring the rotation of the cam shafts 4, 11 in opposite directions. At the bottom dead center, the exhaust valve 23 will open. This will allow the gases of the combustion products from the cavity of the cylinder 1 to escape into the atmosphere while the piston 2 moves from the bottom dead center to the top dead center through cams 5 and 12. The exhaust valve 23 will close in the area of the TDC of the piston stroke and inlet valve 22 will open. This will allow atmospheric air to fill the cavity of cylinder 1 during the movement of piston 2 from top dead center to bottom dead center (BDC) by means of spring 9 of stem 3. Inlet valve 22 will close at bottom dead center. This will allow air to be compressed with piston 2 when the T-shaped rod 3 moves under the action of cams 5, 12. After starting a single-cylinder engine, starter 21 must be turned off. If the situation during the movement of the vehicle requires an increase in load, the driver turns off the 12 volt power supply to the coil 26 of the electric drive 25 of the spring-loaded rod 3 of the second single-cylinder engine as part of a multi-cylinder engine and thereby releases the spring-loaded rod 3 of the piston 2 through the rod 27. This will allow reciprocating movements spring-loaded rods 3 with pistons 2 in two engines at once and thereby double the output power of the engine.

Прежде чем перейти к изложению технико-экономических преимуществ, подкреплю убедительными примерами цель изобретения.Before proceeding to the presentation of technical and economic advantages, I will support the purpose of the invention with convincing examples.

Зарождение создания тепловых двигателей относится к концу XVII века (1680 г. ). Квантовая теория предложена в начале XX века. Это привело к тому, что большая часть внутренней энергии в тепловых двигателях не используется. Это связано с тем, что с повышением температуры максимум излучательной способности смещается в сторону коротких волн. Рабочее тело (продукты сгорания) ДВС, имея начальную температуру Tz=1700-2000K, излучает короткие волны, характерные для максимума излучательной способности. Согласно квантовой теории взаимное превращение на столь высоком уровне протекают с большой скоростью (сравнимой со скоростью света, т.е. 300000 км/с). Совершать работу с такой скоростью в настоящее время не представляется возможным.The origin of the creation of heat engines dates back to the end of the 17th century (1680). Quantum theory was proposed at the beginning of the 20th century. This has led to the fact that most of the internal energy in heat engines is not used. This is due to the fact that with increasing temperature, the maximum emissivity shifts towards short waves. The working fluid (combustion products) of the internal combustion engine, having an initial temperature Tz=1700-2000K, emits short waves characteristic of the maximum emissivity. According to quantum theory, mutual transformations at such a high level proceed at a high speed (comparable to the speed of light, i.e. 300,000 km/s). It is currently not possible to perform work at such a speed.

Использование устройств для реализации способа повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания будет обладать следующими преимуществами:The use of devices to implement a method for improving the efficiency of a reciprocating internal combustion engine will have the following advantages:

а). под действием высокого давления поршень 2 с большой скоростью движется вниз, увлекая за собой Т-образный шток 3 с коромыслами 7, 14. Последние двигаясь с большой скоростью, отталкивают вершины кулачков 5, 12 в разные стороны (совершая прямолинейное движение штока 3 во вращательное движение профилированных кулачков 5, 12) (см. фиг. 2). В точках А шток 3 «замирает». Это позволит коромыслам 7, 14, опираясь на кулачки 5, 12, отталкивать их в разные стороны с помощью пружин 10, 16 (совершая преобразование механической энергии пружин во вращательную энергию кулачков 5, 12) (см. фиг. 3). Таким образом, прямолинейное движение поршня преобразовалось (аккумулировалось) во внутреннюю энергию пружин 10, 16, которая преобразовалась во вращательную силу F путем коромысел 7, 14 (совершая затяжной рабочий процесс);a). under the action of high pressure, the piston 2 moves down at high speed, dragging the T-shaped rod 3 with the rocker arms 7, 14. profiled cams 5, 12) (see Fig. 2). At points A, the rod 3 "freezes". This will allow the rocker arms 7, 14, relying on the cams 5, 12, to push them in different directions with the help of the springs 10, 16 (converting the mechanical energy of the springs into the rotational energy of the cams 5, 12) (see Fig. 3). Thus, the rectilinear motion of the piston was converted (accumulated) into the internal energy of the springs 10, 16, which was converted into a rotational force F by means of the rocker arms 7, 14 (performing a protracted working process);

б). исчезнут «мертвые» зоны, в которых внутренняя энергия (U) продуктов сгорания топлива преобразовалась в тепловую энергию: в стенках цилиндров, поршне, системе охлаждения, а высокое давление до Pz=210 кГс/см2 разрушало детали цилиндра-поршневой группы;b). “dead” zones will disappear, in which the internal energy (U) of the fuel combustion products is converted into thermal energy: in the cylinder walls, piston, cooling system, and high pressure up to P z \u003d 210 kgf / cm 2 destroyed the parts of the cylinder-piston group;

в). вспомогательные процессы будут осуществляться более совершенно;in). support processes will be carried out more perfectly;

г). прямолинейное движение Т-образного штока поршня будет преобразовываться во вращательное движение кулачков, расположенных по разные стороны от оси движения штока;G). the rectilinear movement of the T-shaped piston rod will be converted into the rotational movement of the cams located on opposite sides of the axis of movement of the rod;

д). появилась возможность быстро аккумулировать внутреннюю энергию продуктов сгорания в другие виды энергии (в механическую энергию пружин, во вращательную энергию маховиков, генераторов и т.д.).e). it became possible to quickly accumulate the internal energy of combustion products into other types of energy (into the mechanical energy of springs, into the rotational energy of flywheels, generators, etc.).

Благодаря вышеизложенным преимуществам устройства для реализации способа повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания будут иметь большую агрегатную мощность при меньших размерах двигателя, которую при этом можно будет неограниченно увеличивать, удовлетворяя растущие потребности использования двигателей для решения многочисленных научных и технических проблем, а также в обороне страны.Due to the above advantages, devices for implementing a method for improving the efficiency of a reciprocating internal combustion engine will have a large aggregate power with smaller engine sizes, which can be increased indefinitely, satisfying the growing need for using engines to solve numerous scientific and technical problems, as well as in the defense of the country. .

Claims (1)

Способ повышения эффективности работы поршневого двигателя внутреннего сгорания, включающий преобразование вращательного движения профилированного кулачка кулачкового вала в возвратно-поступательное движение подпружиненного штока поршня, в результате чего в цилиндре двигателя совершаются процессы наполнения, сжатия, сгорания, рабочего такта и выпуска газов продуктов сгорания, характеризующийся такой особенностью, что в начале рабочего такта ролик штока поршня соскальзывает с вершины профилированного кулачка и шток с подпружиненным коромыслом движутся вниз, коромысло во время движения контактирует с вершиной профилированного кулачка и по мере продвижения штока вниз сжимает пружины коромысла, на продолжении всего пути движения штока коромысло за счет пружины воздействует на вершину кулачка, обеспечивая вращение кулачкового вала, связанного с валом нагрузки, отличающийся тем, что в начале рабочего такта ролики, установленные на концах Т-образного штока поршня, скатываются с вершин профилированных кулачков и вместе с подпружиненными коромыслами движутся вниз, на продолжении всего движения Т-образного штока коромысла за счет пружин воздействуют на вершины кулачков, обеспечивая вращение в противоположные стороны кулачковых валов, связанных с валом нагрузки путем шестерен, а в случае объединения одноцилиндровых двигателей в многоцилиндровый двигатель автоматическая система управления обеспечивает работу электроприводов пружин Т-образных штоков поршней таким образом, что одноцилиндровые двигатели, входящие в состав многоцилиндрового двигателя, работают либо поочередно, либо группами, либо одновременно.A method for increasing the efficiency of a reciprocating internal combustion engine, which includes converting the rotational motion of a profiled cam of the camshaft into a reciprocating motion of a spring-loaded piston rod, as a result of which the processes of filling, compression, combustion, working cycle and exhaust gases of combustion products are performed in the engine cylinder, characterized by such feature that at the beginning of the working cycle, the piston rod roller slides off the top of the profiled cam and the rod with the spring-loaded rocker arm moves down, the rocker during movement contacts the top of the profiled cam and, as the rod moves down, compresses the rocker springs, while continuing the entire path of the rod movement, the rocker arm the spring count acts on the top of the cam, providing rotation of the cam shaft connected to the load shaft, characterized in that at the beginning of the working cycle, the rollers installed at the ends of the T-shaped piston rod roll off the tops of the profiles cams and, together with spring-loaded rockers, move down, during the entire movement of the T-shaped rod, the rocker arms act on the tops of the cams due to the springs, ensuring rotation in opposite directions of the cam shafts connected to the load shaft by means of gears, and in the case of combining single-cylinder engines into a multi-cylinder engine automatic control system ensures the operation of the electric actuators of the springs of the T-shaped piston rods in such a way that single-cylinder engines that are part of a multi-cylinder engine operate either alternately, or in groups, or simultaneously.
RU2022107629A 2022-03-22 Method for improving the efficiency of a reciprocating internal combustion engine RU2788062C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2788062C1 true RU2788062C1 (en) 2023-01-16

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814992C1 (en) * 2023-01-31 2024-03-11 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Method for obtaining mechanical energy from action of gas pressure and piston expander for its implementation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3482554A (en) * 1968-06-21 1969-12-09 Goetaverken Ab Internal combustion engine v block cam transmission
DE1526463A1 (en) * 1966-02-07 1970-05-06 Georg Bloch Curve triangle drive shaft for gasoline and diesel reciprocating internal combustion engines
RU2005896C1 (en) * 1992-04-08 1994-01-15 Лев Хаимович Бородянский Internal combustion engine
RU2028478C1 (en) * 1990-09-10 1995-02-09 Ефименко Юрий Иванович Internal combustion engine
RU2163681C2 (en) * 1998-02-23 2001-02-27 Печкин Илья Петрович Internal combustion piston engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1526463A1 (en) * 1966-02-07 1970-05-06 Georg Bloch Curve triangle drive shaft for gasoline and diesel reciprocating internal combustion engines
US3482554A (en) * 1968-06-21 1969-12-09 Goetaverken Ab Internal combustion engine v block cam transmission
RU2028478C1 (en) * 1990-09-10 1995-02-09 Ефименко Юрий Иванович Internal combustion engine
RU2005896C1 (en) * 1992-04-08 1994-01-15 Лев Хаимович Бородянский Internal combustion engine
RU2163681C2 (en) * 1998-02-23 2001-02-27 Печкин Илья Петрович Internal combustion piston engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814992C1 (en) * 2023-01-31 2024-03-11 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Method for obtaining mechanical energy from action of gas pressure and piston expander for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3312206A (en) Reciprocating engines
EP3049651B1 (en) Reciprocating internal combustion engine
US4010611A (en) Compression-expansion power device
CN102661199A (en) Method and device for driving internal combustion engine by straight shaft
DE102011011335A1 (en) Free-piston engine, has connecting rod-mechanisms coupled with starter by shaft and with cam shafts by gear wheel belt drive, and pistons and gas exchange system component arranged in cylinders such that different cycles are proceeded
CN101666267A (en) Combustion engine
RU2788062C1 (en) Method for improving the efficiency of a reciprocating internal combustion engine
US20100058751A1 (en) Reciprocating pneumatic piston gravity engine
CN103711583B (en) Circular arc camber gear shaft type engine
CN203702337U (en) Circular-arc curved-surface gear-shaft type engine
US6347610B1 (en) Engine
RU2791382C1 (en) Method for improving efficiency of a reciprocating internal combustion engine
RU2688601C2 (en) Piston internal combustion engine operation efficiency increasing method
RU2623334C2 (en) Method of heat cycle formation and device for its implementation
RU160289U1 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU2783080C1 (en) Method for improving the efficiency of a reciprocating internal combustion engine
RU2795412C1 (en) Method for improving efficiency of a reciprocating internal combustion engine
CN101655034B (en) Fixed stopper point free piston engine
RU2756153C1 (en) Method for improving efficiency of reciprocating internal combustion engine
US20100095662A1 (en) Rechargeable reciprocating pneumatic piston engine
RU221777U1 (en) Gear actuator of an internal combustion engine
RU2184862C2 (en) Method of building torque in piston engines converting translational motion into rotary motion by means of crank
RU2800634C1 (en) Turbine piston internal combustion engine
RU2298679C1 (en) Device for increasing efficiency of internal combustion piston engine
RU2472953C2 (en) Method of increasing piston ice efficiency