RU87468U1 - COMBINED ENGINE - Google Patents

COMBINED ENGINE Download PDF

Info

Publication number
RU87468U1
RU87468U1 RU2009115914/22U RU2009115914U RU87468U1 RU 87468 U1 RU87468 U1 RU 87468U1 RU 2009115914/22 U RU2009115914/22 U RU 2009115914/22U RU 2009115914 U RU2009115914 U RU 2009115914U RU 87468 U1 RU87468 U1 RU 87468U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
engine
cooler
cavity
cycle
Prior art date
Application number
RU2009115914/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Валентинович Руднев
Марина Леонидовна Хасанова
Дмитрий Викторович Зайцев
Александр Сергеевич Куров
Александр Анатольевич Кузьменко
Игорь Александрович Чирков
Константин Александрович Панькин
Вадим Ринатович Чанышев
Иван Александрович Савиных
Максим Владимирович Нужденков
Евгений Владимирович Потапенко
Максим Сергеевич Мельников
Дмитрий Александрович Шабалдеев
Антон Вячеславович Ротарь
Антон Рамильевич Шишкин
Станислав Вячеславович Алетдинов
Максим Иванович Мурзин
Original Assignee
Валерий Валентинович Руднев
Марина Леонидовна Хасанова
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 Валерий Валентинович Руднев, Марина Леонидовна Хасанова filed Critical Валерий Валентинович Руднев
Priority to RU2009115914/22U priority Critical patent/RU87468U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU87468U1 publication Critical patent/RU87468U1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

Комбинированный двигатель, содержащий картер, кривошипно-шатунный механизм, выполненный крейцкопфным, цилиндр с перемещающимся в нем поршнем, снабженный впускными и выпускными клапанами, форсункой, оборудованной электромагнитным клапаном, имеющий полость над поршнем, соединенную коллектором с полостью под поршнем, отличающийся тем, что полость над поршнем соединена с полостью под поршнем через охладитель и тепловой аккумулятор впускными и выпускными клапанами охладителя и теплового аккумулятора, а нижняя полость с ресивером через электромагнитный клапан.A combined engine containing a crankcase, a crosshead crank mechanism, a cylinder with a piston moving in it, equipped with inlet and outlet valves, a nozzle equipped with a solenoid valve, having a cavity above the piston connected by a manifold to a cavity under the piston, characterized in that the cavity above the piston it is connected to the cavity under the piston through a cooler and a heat accumulator by inlet and outlet valves of the cooler and a heat accumulator, and the lower cavity is connected to the receiver through a solenoid valve.

Description

Предложение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано для более полного преобразования энергии сжигаемого топлива в механическую работу.The proposal relates to mechanical engineering, namely to engine building and can be used to more fully convert the energy of combusted fuel into mechanical work.

Известны комбинированные двигатели, включающие поршневой ДВС и утилизационный двигатель.Combined engines are known, including a piston internal combustion engine and a recovery engine.

Теловой двигатель с разделенными процессами газообразования (Руднев В.В., Кукис B.C., Хасанова М.Л. Тепловой двигатель с разделенными процессами газообразования: Патент на полезную модель. RU 51111 U1 F01К 7/00. 27.01.2006. Бюл. №03), который содержит: двухтактный поршневой двигатель, имеющий картер с цилиндром, поршень со штоком, крейцкопфный кривошипно-шатунный механизм и камеру сгорания, выполненную отдельно от цилиндра, соединенную коллекторами с полостями цилиндра.A solid engine with separated gas generation processes (Rudnev VV, Kukis BC, Khasanova ML. A thermal engine with separated gas generation processes: Utility Model Patent. RU 51111 U1 F01K 7/00. 01/27/2006. Bull. No. 03) which contains: a two-stroke piston engine having a crankcase with a cylinder, a piston with a rod, a crosshead crank mechanism and a combustion chamber made separately from the cylinder, connected by manifolds to the cylinder cavities.

Недостатком этого двигателя являются значительное удаление камеры сгорания от насосной полости, затрудняющее возможность увеличения степени сжатия и повышения индикаторного КПД.The disadvantage of this engine is the significant removal of the combustion chamber from the pump cavity, making it difficult to increase the degree of compression and increase the indicator efficiency.

Известен также двухтактный двигатель внутреннего сгорания с разделенными процессами сжатия и расширения (Перельштейн Б.Х Способ работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания: Патент RU 2136920, 6 F02В 41/04. Опубл. 10.09.99. Бюл. №25), содержащий два цилиндра, оборудованные клапанами, с поршнями, которые приводятся в действие от общего коленчатого вала, и ресивер. Тыльная сторона поршня при его движении вниз в одном из цилиндров обеспечивает сжатие воздуха и нагнетание его в ресивер. Из ресивера сжатый воздух поступает в два цилиндра, где осуществляется сгорание подаваемого в них топлива, и расширение продуктов сгорания практически до атмосферного давления за счет объема расширения в два раза большего объема сжатия.Also known is a two-stroke internal combustion engine with separate compression and expansion processes (B. Perelshtein. Method of operation of a two-stroke internal combustion engine: Patent RU 2136920, 6 F02B 41/04. Publ. 10.09.99. Bull. No. 25), containing two cylinders, equipped with valves, with pistons that are driven by a common crankshaft, and a receiver. The back of the piston when it moves down in one of the cylinders provides compression of the air and forcing it into the receiver. Compressed air flows from the receiver into two cylinders, where the fuel supplied to them is combusted, and the products of combustion expand almost to atmospheric pressure due to the expansion volume twice the compression volume.

Недостатками этого двигателя является расходование части энергии, произведенной при расширении, на сжатие воздуха.The disadvantages of this engine is the expenditure of a part of the energy produced during expansion on air compression.

Известен также комбинированный парогазовый двигатель (Кукис B.C., Хасанова М.Л., Руднев В.В., Быстров О.И.. Комбинированный парогазовый двигатель. Патент на полезную модель. RU 70938 U1 F02G 5/02. 20.02.2008. Бюл. №5), состоящий из картера, крейцкопфного кривошипно-шатунного механизма, цилиндра с перемещающимся в нем поршнем, форсункой топливной и форсункой для впрыска воды, топливного и водяного баков. Цилиндр разделен поршнем на два объема, верхний объем работает по циклу Дизеля, а в нижний объем через коллектор подаются горячие отработавшие газы, и их теплота используется для перегрева и превращения в пар воды на такте расширения по принципу паровой машины.Also known is a combined-cycle engine (Kukis BC, Khasanova M.L., Rudnev V.V., Bystrov O.I. Combined combined-cycle engine. Utility model patent. RU 70938 U1 F02G 5/02. 02.20.2008. Bull. No. 5), consisting of a crankcase, a crosshead crank mechanism, a cylinder with a piston moving in it, a fuel nozzle and a nozzle for injecting water, fuel and water tanks. The cylinder is divided by the piston into two volumes, the upper volume works according to the Diesel cycle, and hot exhaust gases are supplied to the lower volume through the collector, and their heat is used for overheating and turning water into steam at the expansion stroke according to the principle of a steam engine.

Недостатком этой конструкции являются использование водяного пара, что усложняет эксплуатацию двигателя в различных диапазонах температур, так же отсутствие возможности регулирования степени сжатия в объеме, работающем по циклу дизеля, и отсутствие возможности рекуперации энергии двигателя при торможении им.The disadvantage of this design is the use of water vapor, which complicates the operation of the engine in different temperature ranges, as well as the inability to control the degree of compression in the volume working on the diesel cycle, and the inability to recover engine energy when braking it.

Данная конструкция двигателя является наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и принята за прототип.This engine design is the closest to the proposed technical essence and is taken as a prototype.

Задачей предложения является увеличение среднего эффективного давления путем добавления высоко сжатого воздуха на такте расширения в дизельном цикле, использование двигателя для рекуперации энергии на режиме торможения и холостого хода с последующим использованием этой энергии для форсирования двигателя на пиковых нагрузках.The objective of the proposal is to increase the average effective pressure by adding highly compressed air at the expansion stroke in the diesel cycle, using the engine to recover energy during braking and idling, and then using this energy to boost the engine at peak loads.

Решение поставленной задачи достигается тем, что на режимах торможения двигателем и на холостом ходу происходит рекуперация энергии, т.е. часть сжимаемого воздуха накапливается в ресивере, а на режимах пуска холодного двигателя степень сжатия увеличивается и для форсирования двигателя при пиковых нагрузках происходит увеличение среднего эффективного давления за счет сжатого воздуха.The solution to this problem is achieved by the fact that during engine braking and idling, energy recovery occurs, i.e. part of the compressed air is accumulated in the receiver, and during cold engine start-up modes, the compression ratio increases and for boosting the engine at peak loads, the average effective pressure increases due to compressed air.

Анализ предлагаемого решения и известных, позволяет сделать вывод о его соответствии условиям патентоспособности полезной модели.An analysis of the proposed solution and the known ones allows us to conclude that it meets the conditions of patentability of a utility model.

Предложение поясняется рисунком (фиг.1), где изображено принципиальное устройство комбинированного двигателя.The proposal is illustrated in the figure (figure 1), which shows the basic structure of the combined engine.

Предлагаемый комбинированный двигатель содержит: картер 1 с крейцкопфным кривошипно-шатунным механизмом 2, цилиндр 3 с перемещающимся в нем поршнем 4, форсунку 5 с электромагнитным клапаном 6, топливный бак 7 с насосом 8. Цилиндр 3 комбинированного двигателя оборудован впускным клапаном 9 с впускным коллектором 10, выпускным клапаном 11, с выпускным коллектором 12, впускным 13 и выпускным 14 клапанами охладителя 15, впускным 16 и выпускным 17 клапанами теплового аккумулятора 18, электромагнитным клапаном 19 ресивера 20.The proposed combined engine comprises: a crankcase 1 with a crosshead crank mechanism 2, a cylinder 3 with a piston 4 moving in it, a nozzle 5 with an electromagnetic valve 6, a fuel tank 7 with a pump 8. The cylinder 3 of the combined engine is equipped with an intake valve 9 with an intake manifold 10 , exhaust valve 11, with exhaust manifold 12, intake 13 and exhaust 14 valves of the cooler 15, intake 16 and exhaust 17 valves of the heat accumulator 18, the electromagnetic valve 19 of the receiver 20.

На установившихся режимах работа комбинированного двигателя осуществляется по четырехтактному циклу дизеля.In steady-state modes, the combined engine operates on a four-cycle diesel cycle.

На режимах холостого хода комбинированный двигатель работает следующим образом.At idle, the combined engine operates as follows.

В первый такт очередного рабочего цикла поршень 4 двигается от верхней мертвой точки к нижней, впускной клапан 9 открывается и за счет разряжения, создаваемого в надпоршневом пространстве, происходит впуск свежего заряда воздуха из атмосферы по впускному коллектору 10 в цилиндр 3 двигателя, а в подпоршневом пространстве происходит сжатие воздуха с последующей подачей его через электромагнитный клапан 19 в ресивер 20.In the first cycle of the next working cycle, the piston 4 moves from the top dead center to the bottom, the inlet valve 9 opens and due to the vacuum created in the above-piston space, a fresh charge of air from the atmosphere is introduced through the intake manifold 10 into the cylinder 3 of the engine, and in the under-piston space there is a compression of air with its subsequent supply through the electromagnetic valve 19 to the receiver 20.

На втором такте поршень 4 начинает движение из нижней мертвой точки к верхней, с началом движения открывается впускной клапан охладителя 13, происходит сжатие воздуха в надпоршневом пространстве и подача его через охладитель 15 и выпускной клапан охладителя 14 в подпоршневое пространство. В процессе движения поршня 4 к верхней мертвой точке, происходит закрытие клапана охладителя 13 и продолжается сжатие воздуха, находящегося в надпоршневом пространстве. В конце второго такта в нагретый за счет сжатия воздух через форсунку 5, управляемую электромагнитным клапаном 6, впрыскивается топливо, подаваемое насосом 8 под высоким давлением из бака 7, и происходит воспламенение и сгорание топлива с интенсивным тепловыделением.At the second stroke, the piston 4 begins to move from the bottom dead center to the top, with the start of movement, the inlet valve of the cooler 13 opens, air is compressed in the supra-piston space and supplied through the cooler 15 and the exhaust valve of the cooler 14 into the sub-piston space. In the process of movement of the piston 4 to the top dead center, the cooler valve 13 closes and the compression of the air in the over-piston space continues. At the end of the second cycle, the air heated by compression through the nozzle 5, controlled by the electromagnetic valve 6, injects the fuel supplied by the pump 8 under high pressure from the tank 7, and the fuel ignites and burns with intense heat.

На третьем такте горячие газы, расширяясь, давят на поршень 4 сверху и перемещают его вниз, совершая работу. Через крейцкопфный кривошипно-шатунный механизм 2 эта работа может быть полезно использована. На этом же такте в подпоршневом пространстве открывается электромагнитный клапан 19, происходит сжатие и подача воздуха в ресивер 20.At the third step, the hot gases, expanding, press on the piston 4 from above and move it down, doing the job. Through the crosshead crank mechanism 2, this work can be useful. At the same stroke in the under-piston space, the electromagnetic valve 19 opens, compression and air supply to the receiver 20 takes place.

В последний четвертый такт рабочего цикла, когда поршень 4 перемещается к верхней мертвой точке, отработавшие газы из надпоршневой полости цилиндра 3 через выпускной клапан 11 по коллектору 12 поступают в тепловой аккумулятор 18, отдавая ему свою теплоту, затем направляются в атмосферу.In the last fourth cycle of the working cycle, when the piston 4 moves to the top dead center, the exhaust gases from the over-piston cavity of the cylinder 3 through the exhaust valve 11 through the collector 12 enter the heat accumulator 18, giving up its heat to it, and then are sent to the atmosphere.

На режиме торможения двигателем рабочий цикл осуществляется также как и на режиме холостого хода, за исключением полного прекращения подачи топлива через форсунку 5 в цилиндр 3, на втором такте перекачивания всего количества воздуха из надпоршневого пространства через впускной клапан охладителя 13, охладитель 15 и выпускной клапан охладителя 14 в подпоршневое пространство с последующим сжатием и подачей этого воздуха через электромагнитный клапан 19 для накопления его в ресивере 20.In the engine braking mode, the duty cycle is carried out as in the idle mode, with the exception of the complete cessation of fuel supply through the nozzle 5 to the cylinder 3, at the second cycle of pumping the entire amount of air from the over-piston space through the cooler inlet valve 13, cooler 15 and cooler exhaust valve 14 into the sub-piston space, followed by compression and supply of this air through the electromagnetic valve 19 to accumulate it in the receiver 20.

На режиме форсирования двигателя на пиковых нагрузках в отличие от режима холостого хода на втором такте рабочего цикла открывается электромагнитный клапан 19, и сжатый воздух из ресивера 20 поступая в подпоршневое пространство, расширяясь создает давление на поршень 4, совершая полезную работу. В начале третьего такта открываются впускной 16 и выпускной 17 клапаны теплового аккумулятора 18, и воздух выталкиваемый поршнем 4 из подпоршневого пространства через впускной 16 и выпускной 17 клапаны, тепловой аккумулятор 18 поступает в надпоршневое пространство. В этот момент времени происходит увеличение давления на такте расширения путем добавления в горячие газы и смешивания с ними высоко сжатого и прогретого в тепловом аккумуляторе 18 воздуха.In the engine boost mode at peak loads, in contrast to the idle mode, at the second cycle of the operating cycle, the electromagnetic valve 19 opens, and the compressed air from the receiver 20 enters the sub-piston space, expanding, creates pressure on the piston 4, doing useful work. At the beginning of the third cycle, the inlet 16 and outlet 17 valves of the heat accumulator 18 are opened, and the air pushed by the piston 4 from the sub-piston space through the inlet 16 and outlet 17 valves, the heat accumulator 18 enters the supra-piston space. At this point in time, there is an increase in pressure on the expansion stroke by adding to the hot gases and mixing with them highly compressed and heated air in the heat accumulator 18.

На режиме пуска холодного двигателя степень сжатия увеличивается за счет закрытия впускного клапана 13 охладителя 15 на втором такте рабочего цикла и прекращения подачи сжимаемого воздуха из надпоршневого пространства цилиндра 3 в подпоршневое.In the starting mode of a cold engine, the compression ratio is increased by closing the intake valve 13 of the cooler 15 at the second cycle of the duty cycle and stopping the supply of compressible air from the above-piston space of the cylinder 3 to the under-piston.

По сравнению с прототипом в предлагаемом комбинированном двигателе снижена токсичность выбрасываемых в атмосферу отработавших газов, осуществлено форсирование двигателя на пиковых нагрузках увеличением среднего эффективного давления на такте расширения путем использования энергии высоко сжатого воздуха, накопленного за счет рекуперации энергии на режиме торможения и холостого хода.Compared to the prototype, the proposed combined engine reduced the toxicity of exhaust gases emitted into the atmosphere, boosted the engine at peak loads by increasing the average effective pressure at the expansion stroke by using the energy of highly compressed air accumulated due to energy recovery during braking and idling.

Claims (1)

Комбинированный двигатель, содержащий картер, кривошипно-шатунный механизм, выполненный крейцкопфным, цилиндр с перемещающимся в нем поршнем, снабженный впускными и выпускными клапанами, форсункой, оборудованной электромагнитным клапаном, имеющий полость над поршнем, соединенную коллектором с полостью под поршнем, отличающийся тем, что полость над поршнем соединена с полостью под поршнем через охладитель и тепловой аккумулятор впускными и выпускными клапанами охладителя и теплового аккумулятора, а нижняя полость с ресивером через электромагнитный клапан.
Figure 00000001
A combined engine containing a crankcase, a crank mechanism made of a crosshead, a cylinder with a piston moving in it, equipped with inlet and outlet valves, an nozzle equipped with an electromagnetic valve, having a cavity above the piston, connected by a manifold to the cavity under the piston, characterized in that the cavity above the piston is connected to the cavity under the piston through the cooler and the heat accumulator by the intake and exhaust valves of the cooler and the heat accumulator, and the lower cavity with the receiver through solenoid valve.
Figure 00000001
RU2009115914/22U 2009-04-27 2009-04-27 COMBINED ENGINE RU87468U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009115914/22U RU87468U1 (en) 2009-04-27 2009-04-27 COMBINED ENGINE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009115914/22U RU87468U1 (en) 2009-04-27 2009-04-27 COMBINED ENGINE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU87468U1 true RU87468U1 (en) 2009-10-10

Family

ID=41261254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009115914/22U RU87468U1 (en) 2009-04-27 2009-04-27 COMBINED ENGINE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU87468U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2338914C2 (en) Internal combustion engine
CA2568167A1 (en) Ultra-expansion four-stroke internal combustion engine
RU2316658C1 (en) Diesel engine
RU87468U1 (en) COMBINED ENGINE
RU58622U1 (en) DUAL ACTION POWER PLANT WITH SEPARATE COMPRESSION AND EXPANSION PROCESSES
RU2449138C2 (en) Internal combustion engine
RU103855U1 (en) COMBINED ENGINE
RU85561U1 (en) COMBINED STEAM-GAS ENGINE
RU2362893C2 (en) Single-chamber multicylinder internal combustion engine with movement of pistons in opposite direction to each other
RU87469U1 (en) COMBINED STEAM-GAS ENGINE
RU45464U1 (en) ENGINE WITH EXTERNAL HEAT SUPPLY
RU94637U1 (en) COMBINED STEAM-GAS ENGINE
CN218760125U (en) Two-stroke IC engine
RU29101U1 (en) Combined V-piston engine
RU136095U1 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU45463U1 (en) ENGINE WITH EXTERNAL HEAT SUPPLY
RU15914U1 (en) ENGINE WITH EXTERNAL HEAT SUPPLY
RU2735973C1 (en) Four-stroke piston internal combustion engine with isobar heat supply and removal
RU89177U1 (en) PNEUMATIC FUEL SPRAY DIESEL
RU52938U1 (en) POWER UNIT WITH SEPARATE COMPRESSION AND EXPANSION PROCESSES
RU70938U1 (en) COMBINED STEAM-GAS ENGINE
RU64706U1 (en) COMBINED POWER PLANT
RU51111U1 (en) HEAT ENGINE WITH SEPARATE GAS VAPOR PROCESSES
RU49114U1 (en) HEAT ENGINE WITH SEPARATE GAS VAPOR PROCESSES
RU71382U1 (en) POWER UNIT WITH SEPARATED COMPRESSION-EXPANSION PROCESSES

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20100428