SE522254C2 - Working cycle and internal combustion engine compresses inlet air in two parts to different pressures and adds fuel to lower pressure air before mixing and expanding burning fuel and air in cylinder - Google Patents
Working cycle and internal combustion engine compresses inlet air in two parts to different pressures and adds fuel to lower pressure air before mixing and expanding burning fuel and air in cylinderInfo
- Publication number
- SE522254C2 SE522254C2 SE0002520A SE0002520A SE522254C2 SE 522254 C2 SE522254 C2 SE 522254C2 SE 0002520 A SE0002520 A SE 0002520A SE 0002520 A SE0002520 A SE 0002520A SE 522254 C2 SE522254 C2 SE 522254C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- gas
- internal combustion
- piston
- combustion engine
- compression
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title abstract 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title abstract 3
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B19/00—Engines characterised by precombustion chambers
- F02B19/02—Engines characterised by precombustion chambers the chamber being periodically isolated from its cylinder
- F02B19/04—Engines characterised by precombustion chambers the chamber being periodically isolated from its cylinder the isolation being effected by a protuberance on piston or cylinder head
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
25 30 I ø | o v: o 522 2fâ4 Det finns många skäl till detta, och bland dessa finns en önskan att minska motorns brånslekonsumtion, och därigenom minska anvåndningskostnaderna, och också en önskan att minska utsläppen av skadliga rester från förbränningen till naturen. 25 30 I ø | o v: o 522 2fâ4 There are many reasons for this, and among these is a desire to reduce engine fuel consumption, thereby reducing operating costs, and also a desire to reduce emissions of harmful residues from combustion to nature.
Ett sätt att öka den termiska verknings graden på en förbrånningsmotor år, som kan ses ovan, att öka kompressionsförhållandet i motorn. Det finns dock vissa begräns- ningar för detta, efiersom ett högt kompressionsförhållande ger ett högt tryck i för- bränningskammaren i motorns cylinder eller cylindrar vid slutet av kompressionen.One way to increase the thermal efficiency of an internal combustion engine is, as can be seen above, to increase the compression ratio in the engine. However, there are some limitations to this, as a high compression ratio gives a high pressure in the combustion chamber of the engine cylinder or cylinders at the end of the compression.
Under förbränningen blir påkånningarna på motorn, särskilt de rörliga delama, då väldigt höga. För att erhålla tillräcklig hållfasthet måste dimensionerna på delarna ökas, vilket innebär ökad vikt och ökad inre friktion och sänker den mekaniska verkningsgraden. Höga tryck leder också till problem avseende styrningen av an- tändningen av bränslet, och detta är särskilt fallet för motorer med gnisttåndning av bränslet, d.v.s. motorer som arbetar enligt Ottocykeln, men även motorer med kom- pressionständning, d.v.s. motorer som arbetar enligt Dieselcykeln, kommer att möta problem om trycket i förbrånningskarnrnaren är väldigt högt i slutet av kompressio- IIBII.During combustion, the stresses on the engine, especially the moving parts, then become very high. In order to obtain sufficient strength, the dimensions of the parts must be increased, which means increased weight and increased internal friction and lowers the mechanical efficiency. High pressures also lead to problems in controlling the ignition of the fuel, and this is especially the case for engines with spark ignition of the fuel, i.e. engines operating according to the Otto cycle, but also engines with compression ignition, i.e. Engines operating according to the Diesel cycle will face problems if the pressure in the combustion core is very high at the end of the compression- IIBII.
Sammanfattning av uppfinningen t Ett syfte med den föreliggande uppfinningen är att åstadkomma en arbetscykel för en vårmemotor, vilken arbetscykel möjliggör en ökning av motorns termiska verk- ningsgrad jämfört med tidigare kända vårmemotorer. Detta syfte uppnås genom en arbetscykel enligt patentkrav 1.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a duty cycle for a heat engine, which duty cycle enables an increase in the thermal efficiency of the engine compared with previously known heat engines. This object is achieved by a work cycle according to claim 1.
Ett annat syfte med den föreliggande uppfinningen år att åstadkomma en arbetscykel för en förbrämiingsmotor av kolvtyp, vilken arbetscykel möjliggör en ökning av motorns termiska verkningsgrad jämfört med en konventionell motor, vilken arbets- cykel är tillämplig både för gnisttändningsmotorer och kompressionständningsmoto- rer av både två- och fyrtaktstyp. 10 15 20 25 522 254 Detta uppnås genom en arbetscykel som definierat ovan, vilken arbetscykel är kän- netecknad av de i patentkrav 2 definierade särdragen.Another object of the present invention is to provide a duty cycle for a piston type internal combustion engine, which duty cycle enables an increase in the thermal efficiency of the engine as compared with a conventional engine, which duty cycle is applicable to both spark ignition engines and compression ignition engines of both and four-stroke type. This is achieved by a duty cycle as defined above, which duty cycle is characterized by the features defined in claim 2.
Ett armat syfte med den föreliggande uppfinningen är att åstadkomma en förbrän- ningsmotor med ökad termisk verkningsgrad jämfört med en konventionell motor, vilken motor i den föreliggande uppfinningen är antingen en gnisttändnings- eller kompressionständningsmotor av två- eller fyrtaktstyp.Another object of the present invention is to provide an internal combustion engine with increased thermal efficiency compared to a conventional engine, which engine in the present invention is either a spark ignition or compression ignition engine of the two- or four-stroke type.
Detta âstadkommes genom en förbränningsmotor av den initialt definierade typen, vilken motor kännetecknas av de i patentkrav 9 definierade särdragen.This is achieved by an internal combustion engine of the initially defined type, which engine is characterized by the features defined in claim 9.
Föredragna utföringsformer av arbetscykeln och motorn definieras i de osj älvständi- ga patentkraven.Preferred embodiments of the work cycle and the motor are defined in the independent claims.
Beskrivning av ritningarna Uppfinningen ska nu beskrivas mer i detalj nedan, med hänvisningar till de bifogade ritningama, av vilka Fig. 1 är ett temperatur/entropi-diagram för arbetscykeln enligt uppfiningen, Fig. 2 är ett tryck/volym-diagram för en arbetscykel enligt Fig. 1, Fig. 3a-e är högst schematiska längsgående tvärsnitt genom en motor som arbetar efter en arbetscykel enligt den föreliggande uppfinningen i olika steg av arbetscykeln, Fig. 4 är ett temperatur/entropi-diagram för en arbetscykel enligt en andra ut- föringsform av uppfinningen, Fig. 5 är ett tryck/volym-diagram för arbetscykeln enligt en andra utförings- form av uppfinningen, 10 15 20 25 30 Fig.Description of the drawings The invention will now be described in more detail below, with reference to the accompanying drawings, of which Fig. 1 is a temperature / entropy diagram for the work cycle according to the invention, Fig. 2 is a pressure / volume diagram for a work cycle according to Fig. 1, Figs. 3a-e are highly schematic longitudinal cross-sections through a motor operating according to a work cycle according to the present invention in different stages of the work cycle, Fig. 4 is a temperature / entropy diagram for a work cycle according to a second embodiment. Fig. 5 is a pressure / volume diagram of the working cycle according to a second embodiment of the invention, Figs.
Fig.FIG.
Fig.FIG.
Fig.FIG.
Fig.FIG.
Fig.FIG.
Fig.FIG.
Fig.FIG.
Fig.FIG.
Fig.FIG.
* Fig.* FIG.
Fig.FIG.
Fig.FIG.
Fig.FIG.
Fig. 6a-c 8a-e 9 522 254 fn in 4 visar diagram av tryck mot vevaxelvinkel för cykelprocesser A och B och den kombinerade arbetscykeln enligt den andra utföringsforinen av den föreliggande uppfinningen, är ett tryck/volym-diagram för kompressionsslaget i arbetscykeln enligt den andra utföriiigsformen av uppfinningen, är högst schematiska längsgående tvärsnitt genom en motor som arbetar efter arbetscykeln enligt den andra utföringsforrnen av uppfinningen i olika steg av arbetscykeln, är ett tryck/vevaxelvinkel-diagram för en motor enligt Fig. lO-l3a, 10-13 visar tvärsnitt genom en förbränningsmotor enligt uppfinningen i olika steg av arbetscykeln, lla, 12a, och 13a visar uppförstorade delar av Fig. ll, 12 respektive 13, 14 l4a 14b 15 16 16a visar ett tvärsnitt genom en modifierad utföriiigsforrn av en motor enligt den föreliggande uppfinningen, med kolven i dess övre dödpunktsläge. visar ett tvärsnitt längs linjen XIV-XIV i Fig. 14, visar ett uppförstorat tvärsnitt av en del av en motor enligt Fig. 14, med kolven ungefär 10 vevaxelgrader före övre dödpunktsläget, visar ett tvärsnitt genom en annan förbränningsmotor enligt uppfin- ningen , vilken motor är av tvåtaktstypen med gnisttändning, i början av kompressionsslaget, visar ett tvärsnitt motsvarande Fig. 15 men med motorn i ett läge under den sista delen av kompressionsslaget, är en uppförstorad vy av det markerade området i Fig. 16. 17, 17a visar tvärsnitt genom en fyrtaktsmotor enligt en ytterligare modifierad 19 uttöiingsform av den föreliggande uppfinningen i lägen i början re- spektive mot slutet av kompressionsslaget, visar ett tvärsnitt genom en modifierad fyrtaktsmotor enligt uppfinning- en, och ”i” visar ett tvärsnitt genom en ytterligare modifierad fyrtaktsmotor enligt uppfinningen. s» s.. 10 15 20 25 30 522 254 5 Detalierad beskrivning av föredragna utföringsformer Hänvisning kommer först att göras till Fig. 1-3, vilka avser en huvudsakligen teore- tisk sida av uppfinningen. Fig. l visar ett temperatur/entropi-diagram för en arbets- cykel enligt uppfinningen. Kurvoma märkta A respektive B avser delprocesser ut- förda i olika delar av en förbränningsmotor, vilket kommer att beskrivas mer i detalj nedan. Siffrorna i cirklar utmärker specifika punkter och används som index i be- skrivningen nedan.Figs. 6a-c 8a-e 9 522 254 fn in 4 show diagrams of pressure against crankshaft angle for cycle processes A and B and the combined working cycle according to the second embodiment of the present invention, is a pressure / volume diagram for the compression stroke in the working cycle according to the second embodiment of the invention, is a highly schematic longitudinal cross-section through a motor operating after the working cycle according to the second embodiment of the invention in different stages of the working cycle, is a pressure / crankshaft angle diagram for a motor according to Figs. 10-133, 10-13 shows a cross section through an internal combustion engine according to the invention in different stages of the working cycle, 11a, 12a, and 13a shows enlarged parts of Figs. 11, 12 and 13, 14 14a 14b 15 16 16a respectively with the piston in its upper dead center position. shows a cross-section along the line XIV-XIV in Fig. 14, shows an enlarged cross-section of a part of an engine according to Fig. 14, with the piston approximately 10 crankshaft degrees before the upper dead center position, shows a cross-section through another internal combustion engine according to the invention, which engine is of the two-stroke type with spark ignition, at the beginning of the compression stroke, shows a cross section corresponding to Fig. 15 but with the engine in a position below the last part of the compression stroke, is an enlarged view of the marked area in Fig. 16. 17, 17a show cross section through a four-stroke engine according to a further modified embodiment of the present invention in positions initially respectively towards the end of the compression stroke, shows a cross-section through a modified four-stroke engine according to the invention, and "i" shows a cross-section through a further modified four-stroke engine according to recovery. Detailed Description of Preferred Embodiments Reference will first be made to Figs. 1-3, which relate to a substantially theoretical side of the invention. Fig. 1 shows a temperature / entropy diagram for a work cycle according to the invention. The curves marked A and B respectively refer to sub-processes performed in different parts of an internal combustion engine, which will be described in more detail below. The numbers in circles mark specific points and are used as an index in the description below.
Såsom kan ses i Fig. l och 2 innefattar processen A en kompression från punkt l till punkt 3 innefattande tillförsel av kompressionsvärme QaddA, medan processen B in- nefattar en kompression från punkt l till punkt 2, vilket är betydligt mindre än kom- pressionen enligt process A. Därefter innefattar processen B en tryckökning genom tillförsel av värme Qaddß, så att processema A och B möts vid punkten 3. Från den punkten är det en gemensam expansion till punkt 4, där den kvarvarande värmen Qdiss avleds från punkt 4 till punkt 1, varpå processen startar om från början.As can be seen in Figs. 1 and 2, process A comprises a compression from point 1 to point 3 comprising supplying QaddA compression heat, while process B comprises a compression from point 1 to point 2, which is significantly less than the compression according to process A. Thereafter, process B comprises a pressure increase by supplying heat Qaddß, so that processes A and B meet at point 3. From that point it is a common expansion to point 4, where the remaining heat Qdiss is diverted from point 4 to point 1 , whereupon the process restarts from the beginning.
Den terrniska verkningsgraden för arbetscykeln beskriven ovan, liksom för alla vännemotorer, räknas ut som nu, = (Qadd - Qdiss) / Qadd, där Qadd = tillförd värme = m - cv (T3-T2) och Qdíss = avledd värme = m - cv (T4 - TI). Således är nu, = 1- (T4- TI )/ (T3 - T2 )= l - T] / Tz. Indexsiffroma motsvarar tillstånden i de specifika punkterna i Fig. 1 och 2 som nämnts ovan. Om TI / T; = sm, kommer man fram till att nu, = l- aw, där kompressionsförhâllandet är definierat som s = (VC + VS )/ VC, där VC är kompressionsvolymen och VS är motoms Slagvolym. Detta innebär att för arbetscy- keln beskriven ovan är a = (VCA + VCB + VSA + VSB) / (VGA + VCB), där index A och B avser process A respektive B, som beskrivet ovan.The ternary efficiency of the work cycle described above, as for all friend motors, is calculated as now, = (Qadd - Qdiss) / Qadd, where Qadd = supplied heat = m - cv (T3-T2) and Qdíss = dissipated heat = m - cv (T4 - TI). Thus now, = 1- (T4- TI) / (T3 - T2) = 1 - T] / Tz. The index figures correspond to the conditions in the specific points in Figs. 1 and 2 mentioned above. About TI / T; = sm, it is concluded that now, = l- aw, where the compression ratio is defined as s = (VC + VS) / VC, where VC is the compression volume and VS is the engine stroke volume. This means that for the work cycle described above, a = (VCA + VCB + VSA + VSB) / (VGA + VCB), where indices A and B refer to process A and B, respectively, as described above.
I Fig. 3a-e visas väldigt schematiskt ordningsföljden för arbetscykeln enligt den fö- religgande uppfinningen. Om man startar i Fi g. 3a visas där en värmemotor i fonnen av en väldigt schematisk förbränningsmotor 1 som har två cylindrar 2 och 3, i vilka 10 15 20 25 n o c u nu u 522 254 6 kolvar 4 respektive 5 är rörliga i en riktning uppåt och nedåt. Kolvarna 4, 5 är me- delst vevstakar 6 respektive 7 förbundna med en vevaxel 8 i den undre delen av motorn. Ett cylinderhuvud 9 visas som stänger av den övre delen av cylindrarna 2, 3.Fig. 3a-e shows very schematically the order of the work cycle according to the present invention. If one starts in Fig. 3a, a heat engine is shown in the form of a very schematic internal combustion engine 1 having two cylinders 2 and 3, in which pistons 4 and 5, respectively, are movable in an upward direction. and down. The pistons 4, 5 are by means of connecting rods 6 and 7, respectively, connected to a crankshaft 8 in the lower part of the engine. A cylinder head 9 is shown which shuts off the upper part of the cylinders 2, 3.
Det visas också en förbindningskanal 10 mellan cylindrarna 2, 3 och en klaff eller ventil ll, som kan öppna eller stänga förbindningskanalen 10.There is also shown a connecting channel 10 between the cylinders 2, 3 and a flap or valve 11, which can open or close the connecting channel 10.
I läget illustrerat i F ig. 3a visas kolvarna 4, 5 då de startar sin rörelse uppåt i cylind- rama 2 respektive 3. Så snart kolvama rör sig uppåt startar ett kompressionsslag.In the mode illustrated in Fig. 3a, the pistons 4, 5 are shown as they start their upward movement in the cylinders 2 and 3, respectively. As soon as the pistons move upwards, a compression stroke starts.
Klaffen ll är i sin stängda position, vilket visas i Fig. 3b, så att förbindningskanalen 10 stängs. Gasen som är innestängd i cylindern 2 ovanför kolven 4 kommer att komprimeras separat från gasen innestängd i cylindern 3 ovanför kolven 5. Såsom kan ses i Fig. 3b kommer de två mängderna gas i cylindrarna 2, 3 att komprimeras olika. Kompressionsförhållandet i cylinder 2 kommer att vara betydligt högre än kompressionsförhållandet för gasen i cylinder 3, vilket kan ses i Fig. 3c, d.v.s. kom- pressionsvolymen VCB i cylinder 2 är mindre än kompressionsvolymen VGA i cylin- der 3.The flap 11 is in its closed position, as shown in Fig. 3b, so that the connecting channel 10 is closed. The gas trapped in the cylinder 2 above the piston 4 will be compressed separately from the gas trapped in the cylinder 3 above the piston 5. As can be seen in Fig. 3b, the two amounts of gas in the cylinders 2, 3 will be compressed differently. The compression ratio in cylinder 2 will be significantly higher than the compression ratio of the gas in cylinder 3, which can be seen in Fig. 3c, i.e. the compression volume VCB in cylinder 2 is smaller than the compression volume VGA in cylinder 3.
I läget indikerat i Fig. 3c befinner sig kolvarna vid sina övre dödpunktslägen i cy- lindrama 2 respektive 3. Klaffen 11 öppnas och värme tillförs, vilket indikeras ge- nom pilen 12. Detta innebär att temperaturen och trycket i kompressionskamrnaren s 13 bildad av de två volymerna VGA och VCB ökar avsevärt. Kolvama 4, 5 kommer att påbörja sin nedåtgående rörelse under påverkan från entalpin hos gasen i kompres- sionskammaren 13. Detta indikeras av pilama 14 i F ig. 3d. Kolvarnas 4, 5 rörelse överförs genom vevstakarna 6, 7 till vevaxeln 8.In the position indicated in Fig. 3c, the pistons are located at their upper dead center positions in the cylinders 2 and 3, respectively. The flap 11 is opened and heat is supplied, which is indicated by the arrow 12. This means that the temperature and pressure in the compression chamber two volumes of VGA and VCB increase significantly. The pistons 4, 5 will begin their downward movement under the influence of enthalpy of the gas in the compression chamber 13. This is indicated by the arrows 14 in Figs. 3d. The movement of the pistons 4, 5 is transmitted through the connecting rods 6, 7 to the crankshaft 8.
När kolvarna 4, 5 når läget illustrerat i Fig. 3e avleds värme som indikerat av pilen 15, varefter situationen är densamma som i Fig. 3a. 1/ 10 15 20 25 30 o o v u aa u 7 Beskrivningen ovan med hänvisning till Fig. 3a-e är huvudsakligen teoretisk och har därför illustrerats med tvärsnitt genom en motor, vilken visas mycket schematiskt och bara med de för förståelsen av uppfinningen nödvändiga delarna.When the pistons 4, 5 reach the position illustrated in Fig. 3e, heat is dissipated as indicated by the arrow 15, after which the situation is the same as in Fig. 3a. 1/10 15 20 25 30 o o v u aa u 7 The above description with reference to Figs. 3a-e is mainly theoretical and has therefore been illustrated with a cross section through a motor, which is shown very schematically and only with the parts necessary for the understanding of the invention.
Hänvisning kommer så att göras till Fig. 4-8, vilka avser en andra utföringsforrn av arbetscykeln enligt uppfinningen. Denna utföringsforrn är också högst teoretisk och motorn visadi F ig. 8a-e är mycket schematiskt illustrerad. I Fig. 4-8 används samma hänvisningsbeteclcriingar som i Fig. 1-3, med hänvisningsbeteckningar tillagda för delar som inte har någon motsvarighet i Fig. 1-3.Reference will thus be made to Figs. 4-8, which relate to a second embodiment of the work cycle according to the invention. This embodiment is also highly theoretical and the engine is shown in Figs. 8a-e are very schematically illustrated. In Figs. 4-8, the same reference numerals are used as in Figs. 1-3, with reference numerals added for parts having no equivalent in Figs. 1-3.
Såsom kan ses i Fig. 4 och 5 innefattar processen A, liksom tidigare, en kompres- sion från punkt 1 till punkt ls och vidare till punkt 3, medan processen B innefattar en kompression från punkt 1 till punkt ls, och därifrån till punkt 2. Från punkt 1 till punkt 1s är de två processema A och B parallella, men från punkt 1s är de två pro- cessema separata, och, vilket kan ses, kompressionen enligt process B från punkt 1s till punkt 2 ger en betydligt lägre kompression än kompressionen enligt processen A. Detta innebär att efter punkt 2 innefattar processen B ett ökande tryck genom yt- terligare vänne, som beskrivet ovan i samband med Fig. l-3. Från punkt 3 utförs processema A och B tillsammans som en process på samma sätt som beskrivet ovan i samband med Fig. l-3.As can be seen in Figs. 4 and 5, process A, as before, comprises a compression from point 1 to point ls and on to point 3, while process B comprises a compression from point 1 to point ls, and thence to point 2. From point 1 to point 1s the two processes A and B are parallel, but from point 1s the two processes are separate, and, as can be seen, the compression according to process B from point 1s to point 2 gives a much lower compression than the compression according to the process A. This means that after point 2, the process B comprises an increasing pressure through an additional vein, as described above in connection with Figs. 1-3. From point 3, processes A and B are performed together as a process in the same manner as described above in connection with Figs. 1-3.
Fig. 6a-c visar tryck/kolvläge-diagram för processen A, processen B respektive kombinationen av de två processema.Figs. 6a-c show pressure / piston position diagrams for process A, process B and the combination of the two processes, respectively.
Fig. 7 visar ett tiyck/volym-diagram för arbetscykelns kompressionsslag. Punktema 1, 2 och 3 år samma som förut, men F ig. 7 visar ett exempel där kompressionsfór- hållandet från punkt 1 till punkt 2 är s = 10, medan kompressionsförhållandet från punkt 1 till punkt 3 är a = 36: Det visas också en imaginär kurva 16, som represente- rar den adiabatiska kompressionen till ett kompressionsförhållande på s = 20, vilket representerar motoms nominella kompressionsförhållande när kompressionsförhål- 10 15 20 25 30 522 254 8 landena i punkter 2 och 3 är s = 10 respektive s = 36. Dessa värden är tillämpliga för exemplet illustrerat i Fig. 7, men beroende på motorns fysiska konfiguration kan ett förutbestämt värde på det nominella kompressionsförhållandet erhållas med andra värden på kompressionsförhållandena för process A och process B. Även kur- vor 17 och 18 visas i Fig. 7, vilka representerar den adiabatiska kompressionen till kompressionsförhållandet s = 36 respektive a = 10.Fig. 7 shows a pressure / volume diagram for the compression stroke of the work cycle. Points 1, 2 and 3 are the same as before, but F ig. 7 shows an example where the compression ratio from point 1 to point 2 is s = 10, while the compression ratio from point 1 to point 3 is a = 36: An imaginary curve 16 is also shown, which represents the adiabatic compression to a compression ratio at s = 20, which represents the nominal compression ratio of the motor when the compression ratios in points 2 and 3 are s = 10 and s = 36, respectively. These values are applicable to the example illustrated in Fig. 7, but depending on the physical configuration of the engine, a predetermined value of the nominal compression ratio can be obtained with other values of the compression ratios for process A and process B. Curves 17 and 18 are also shown in Fig. 7, which represent the adiabatic compression to the compression ratio s = 36 and a, respectively. = 10.
I Fig. 8a-e visas väldigt schematiskt en förbränningsmotor i vilken arbetscykeln en- ligt Fig. 4-7 utförs. Hänvisningsbeteckningama använda i Fig. 8a-e är desamma som de som används i Fig. 3a-e, men extra siffror används för element som inte finns på Fig. 3a-e. Med start i Fig. 8a befinner sig kolvar 4, 5 i cylindrar 2, 3 i en position för att frilägga inlopp 19 och utlopp 20, så att gasbyte kan ske i motorn. Klaffen eller ventilen ll är öppen. Från den punkten kommer det att ske en gemensam kompres- sion av gasen i cylindrar 2, 3 under en del av kolvamas 4, 5 slag längs adiabaten motsvarande motorns nominella Kompressionsförhållande. När kolvama 4, 5 når po- sitionen visad i Fig. 8b, flyttas klaffen ll till dess stängda position, så att deras för- bindningskanal 10 stängs. Från den punkten och upp till punkten visad i Fig. 8c kommer gasdelarna i cylindrar 2, 3 att komprimeras separat till olika kompressions- förhållanden, som visat i Fig. 4-7.Figs. 8a-e show very schematically an internal combustion engine in which the working cycle according to Figs. 4-7 is performed. The reference numerals used in Figs. 8a-e are the same as those used in Figs. 3a-e, but additional numbers are used for elements not found in Figs. 3a-e. Starting in Fig. 8a, pistons 4, 5 in cylinders 2, 3 are in a position to expose inlet 19 and outlet 20, so that gas exchange can take place in the engine. The flap or valve ll is open. From that point on, there will be a common compression of the gas in cylinders 2, 3 during a part of the stroke of the pistons 4, 5 along the adiabate corresponding to the nominal compression ratio of the engine. When the pistons 4, 5 reach the position shown in Fig. 8b, the flap 11 is moved to its closed position, so that their connecting channel 10 is closed. From that point and up to the point shown in Fig. 8c, the gas parts in cylinders 2, 3 will be compressed separately to different compression conditions, as shown in Figs. 4-7.
Bränsle tillförs sedan gasen i cylinder 3 ovanför kolv 5 medelst en bränsleinsprutare 21, varpå bränsle/gas-blandningen antänds medelst ett tändstift 22.Fuel is then supplied to the gas in cylinder 3 above piston 5 by means of a fuel injector 21, whereupon the fuel / gas mixture is ignited by means of a spark plug 22.
Därefter öppnas ventilen 11, som visat i Fig. 8e, så att gasdelarna kommer att blan- das i kompressionsvolymen motsvarande motorns nominella kompressionsförhål- lande och kommer sedan att expandera tillsammans, som visat med pilarna.Then, the valve 11, as shown in Fig. 8e, is opened so that the gas parts will be mixed in the compression volume corresponding to the nominal compression ratio of the engine and will then expand together, as shown by the arrows.
När expansionen är fullföljd har kolvarna 4, 5 nått ett läge för att frilägga inloppen 19 och utloppen 20, så att gasbyte kan utföras igen. Därefter upprepas förloppet. 10 15 20 25 30 ø . v n nu 522 254 9 Med hänvisning till F ig. 9-13a kommer en arbetscykel i en förbränningsmotor att beskrivas, och motorn enligt dessa figurer representerar vad som är idealt möjligt att uppnå i drift.When the expansion is completed, the pistons 4, 5 have reached a position for exposing the inlets 19 and the outlets 20, so that gas exchange can be performed again. Then the process is repeated. 10 15 20 25 30 ø. v n nu 522 254 9 With reference to F ig. 9-13a, a working cycle of an internal combustion engine will be described, and the engine according to these figures represents what is ideally possible to achieve in operation.
I Fig. 9 visas ett tryck/vevaxelvinkel-diagram för arbetscykeln för motorn enligt Fig. 10-13a. Som kan ses är det först en gemensam kompression från nedre dödpunktslä- ge till punkten 1s. Därefter delas gasen in i två delar, varav en komprimeras till ett högt kompressionsförhållande, medan den andra gasdelen förses med bränsle som antänds i syfte att höja kompressionstrycket till huvudsakligen samma nivå som för den första gasdelen. Vid en punkt strax före övre dödpunktsläget, benämnd 23 i Fig. 9 och kallad tappunkten, tillåts lite gas från den högt komprimerade gasdelen strömma in i den andra gasdelen i syfte att förbättra blandningen av gas och bränsle, som kommer att beskrivas mer i detalj nedan. Även visat i Fig. 9 är en kurva 24, som avser adiabatisk kompression enligt motoms nominella kompressionsförhållan- de. Processen efter övre dödpunktsläge är huvudsakligen som beskrivet ovan, d.v.s. de två gasdelama expanderas tillsammans för att framställa arbete.Fig. 9 shows a pressure / crankshaft angle diagram of the working cycle of the motor according to Figs. 10-13a. As can be seen, it is first a common compression from the lower dead center position to point 1s. Thereafter, the gas is divided into two parts, one of which is compressed to a high compression ratio, while the second gas part is supplied with fuel which is ignited in order to raise the compression pressure to substantially the same level as for the first gas part. At a point just before the upper dead center position, designated 23 in Fig. 9 and called the tap point, some gas from the highly compressed gas portion is allowed to flow into the other gas portion in order to improve the mixture of gas and fuel, which will be described in more detail below. . Also shown in Fig. 9 is a curve 24, which relates to adiabatic compression according to the nominal compression ratio of the motor. The process after upper dead center position is essentially as described above, i.e. the two gas parts are expanded together to produce work.
Motom illustrerad i Fig. 10-13a har ett motorblock 25 och ett vevhus 25 a. I motor- blocket 25 är infört ett cylinderfoder 26, i vilket en kolv 27 är rörlig upp och ned.The engine illustrated in Figs. 10-13a has an engine block 25 and a crankcase 25a. A cylinder liner 26 is inserted into the engine block 25, in which a piston 27 is movable up and down.
Kolven 27 är medelst en vevstake 28 förbunden till en vevaxel 29, vilken löper i la- ger (ej visade) i motorblocket 25 och vevhuset 25a. Ett inlopp 30 och ett utlopp 31 är anordnade i motorblocket 25 och cylinderfodret 26, men för klarhets skull visas »inga inlopps- eller utloppssystem, eftersom de kan vara av konventionell typ och inte utgör någon del av uppfmningen. Utifrån inloppets 30 och utloppets 31 läge är det klart att motom arbetar enligt tvåtakts-arbetscykeln.The piston 27 is connected by means of a connecting rod 28 to a crankshaft 29, which runs in bearings (not shown) in the engine block 25 and the crankcase 25a. An inlet 30 and an outlet 31 are provided in the engine block 25 and the cylinder liner 26, but for the sake of clarity no inlet or outlet systems are shown, as they may be of conventional type and do not form part of the invention. From the position of the inlet 30 and the outlet 31, it is clear that the motor operates according to the two-stroke operating cycle.
I den övre änden av cylinderfodret 26 finns det ett cylinderhuvud 32 som stänger den övre änden av cylinderfodret 26. I cylinderhuvudet 32 är det indikerat en bräns- leinsprutare 33 för insprutning av bränsle i motoms förbränningskammare. Det kan också ses på ritningama att cylinderhuvudet 32 är ett inlägg, som sätts in i den övre 10 15 20 25 30 a ø o - n 522 254 10 delen av motorblocket 25. Kylpassager 34 och 35 är anordnade både i cylinderhuvu- det 32 och i motorblocket 25 runt den övre delen av cylinderfodret 26.At the upper end of the cylinder liner 26 there is a cylinder head 32 which closes the upper end of the cylinder liner 26. In the cylinder head 32 there is indicated a fuel injector 33 for injecting fuel into the engine combustion chamber. It can also be seen in the drawings that the cylinder head 32 is an insert which is inserted into the upper part of the engine block 25. Cooling passages 34 and 35 are arranged both in the cylinder head 32 and in the engine block 25 around the upper part of the cylinder liner 26.
Den övre ytan på kolven 27 och den undre ytan på cylinderhuvudet 32 avgränsar, tillsammans med cylinderfodrets 26 perifera vägg, förbränningskamrnaren När kolven 27 befinner sig i sitt nedre dödpunktsläge, som visat i Fig. 10, är förbrän- ningskammaren 36 förbunden med inloppet 30 och utloppet 31, så att gasbyte kan utföras i förbränningskarrnnaren 36.The upper surface of the piston 27 and the lower surface of the cylinder head 32 define, together with the peripheral wall of the cylinder liner 26, the combustion chamber. When the piston 27 is in its lower dead center position, as shown in Fig. 10, the combustion chamber 36 is connected to the inlet 30 and the outlet 31, so that gas exchange can be performed in the combustion chamber 36.
På sin övre yta, vilken avgränsar förbränningskanirnaren 36, är kolven 27 försedd med ett utsprång 37. Utsprånget 37 är koaxiellt med kolven 27 och huvudsakligen cylindriskt och försett med en lätt konkav övre yta 38. Ytan 38 kan dock ha andra former, t.ex. platt eller konvex. Utsprånget 37 är perifert avgränsat genom en hu- vudsakligen cylindrisk perifera yta 39 , och radiellt utanför den perifera ytan 39 fmns det en ringformad yta 40, som i den visade utföringsfonnen är utformad som stympad kon med en stor toppvinkel. Utsprånget 37 kan naturligtvis vara annorlunda utformat. Dess tvärsnittsforrn vara annat än cirkulär-cylindrisk, och den kan placeras armorlunda än centralt på kolven 27. Vidare kan den ringforrnade ytan vara platt el- ler utformad på ett armat sätt.On its upper surface, which delimits the combustion canary 36, the piston 27 is provided with a projection 37. The projection 37 is coaxial with the piston 27 and substantially cylindrical and provided with a slightly concave upper surface 38. However, the surface 38 may have other shapes, e.g. . flat or convex. The projection 37 is peripherally delimited by a substantially cylindrical peripheral surface 39, and radially outside the peripheral surface 39 there is an annular surface 40, which in the embodiment shown is designed as a truncated cone with a large apex angle. The projection 37 can of course be designed differently. Its cross-sectional shape may be other than circular-cylindrical, and it may be placed armor-like rather than centrally on the piston 27. Furthermore, the annular surface may be flat or shaped in a reinforced manner.
~ Insidan på cylinderhuvudet 32 är utformat med en cylindrisk yta 41 och en ringfor- mad yta 42 för samarbete med den perifera ytan 39 och den ringforrnade 40 ytan på kolven 27, vilket kommer att beskrivas mer i detalj nedan. Ovanför den ringforrnade ytan 42 är cylinderhuvudet utformat med ett urtag 43, som är avgränsat av den cy- lindriska ytan 41 och insidan på cylinderhuvudet 32 ovanför den cylindriska ytan 41.The inside of the cylinder head 32 is formed with a cylindrical surface 41 and an annular surface 42 for co-operation with the peripheral surface 39 and the annular surface of the piston 27, which will be described in more detail below. Above the annular surface 42, the cylinder head is formed with a recess 43 defined by the cylindrical surface 41 and the inside of the cylinder head 32 above the cylindrical surface 41.
Bränsleinsprutaren 33 sträcker "sig in i urtaget 43.The fuel injector 33 extends into the recess 43.
När vevaxeln 29 roterar från/positionen i Fig. 10, kommer kolven 27 att flyttas upp- åt i cylindern medelst vevstaken 28. När kolven, efter en kort rörelse, har stängt in- loppet 30 och utloppet 31, kommer luften som finns i förbränningskammaren 36 att 10 15 20 25 30 Q » n - .o 522 254 11 komprimeras under kompressionsslaget. När kolven 27 har nått läget i Fig. 11 kommer utsprånget 37 att börja gå in i urtaget 43 i cylinderhuvudet 32. Såsom kan ses i Fig. ll och mer i detalj i Fig. 1 la, passar den perifera ytan 39 på utsprånget 37 med en relativt liten spalt mot den cylindriska ytan 41 i urtaget 43. Detta innebär att förbränningskamrnaren 36 är uppdelad i två delar, där den ena del är urtaget 43 och den andra delen är en ringformad kammare 44 mellan de ringformade ytorna 40 och 42 (se Fig. lla). Det framgår också att insidan av cylinderhuvudet 32 längs med ytorna 41 och 42 är försedd med en skyddande ytbeläggning, t.ex. av ett värmebe- ständigt material, såsom ett keramiskt material. Anledningen till detta är att möjlig- göra användandet av högre temperaturer under drift av motom. Av samrna anled- ning är den ringformade ytan 40 och kolvens 27 perifera yta 39 försedda med en skyddande ytbeläggning 46. Såsom kan ses i t.ex. Fig. 1 la sträcker sig cylinderhu- vudets skyddsbeläggning 45 en kort sträcka ned i cylindern.When the crankshaft 29 rotates from / the position in Fig. 10, the piston 27 will be moved upwards in the cylinder by means of the connecting rod 28. When the piston, after a short movement, has closed the inlet 30 and the outlet 31, the air found in the combustion chamber 36 that 10 15 20 25 30 Q »n - .o 522 254 11 is compressed during the compression stroke. When the piston 27 has reached the position in Fig. 11, the projection 37 will start to enter the recess 43 in the cylinder head 32. As can be seen in Fig. 11 and in more detail in Fig. 11a, the peripheral surface 39 of the projection 37 fits with a relatively small gap against the cylindrical surface 41 in the recess 43. This means that the combustion chamber 36 is divided into two parts, where one part is the recess 43 and the other part is an annular chamber 44 between the annular surfaces 40 and 42 (see Fig. lla). It can also be seen that the inside of the cylinder head 32 along the surfaces 41 and 42 is provided with a protective surface coating, e.g. of a heat-resistant material, such as a ceramic material. The reason for this is to enable the use of higher temperatures during operation of the engine. For the same reason, the annular surface 40 and the peripheral surface 39 of the piston 27 are provided with a protective surface coating 46. As can be seen in e.g. Fig. 1a extends the protective coating 45 of the cylinder head a short distance down into the cylinder.
Under fortsatt rotation av vevaxeln 29 kommer en vidare kompression att äga rum.During continued rotation of the crankshaft 29, further compression will take place.
Under denna period är kompressionen av luften i urtaget 43 relativt låg jämfört med kompressionen av luften i den ringformade kammaren 44.During this period, the compression of the air in the recess 43 is relatively low compared to the compression of the air in the annular chamber 44.
När kolven når läget visat i Fig. 12 och 12a, och vevaxeln 29 fortsätter sin rotation, bildas en smal spalt mellan den perifera ytan 39 och den cylindriska ytan 41, bero- * ende på att den perifera ytan 39 har ett avsnitt 39a med reducerad diameter. Denna spalt ses tydligt i Fig. 13 och 13a, vilka visar kolven 27 i dess övre dödpunktsläge.When the piston reaches the position shown in Figs. 12 and 12a, and the crankshaft 29 continues its rotation, a narrow gap is formed between the peripheral surface 39 and the cylindrical surface 41, due to the fact that the peripheral surface 39 has a section 39a with reduced diameter. This gap is clearly seen in Figs. 13 and 13a, which show the piston 27 in its upper dead center position.
-Denna lilla spalt 47 kommer att tillåta lite av den högt komprimerade gasen i den ringformade kammaren 44 att flöda genom spalten 47 och in i urtaget 43. På detta sätt kan lite av gasen från kammaren 44, vilken är väldigt högt komprimerad och väldigt varm, flöda genom spalten 47 in i urtaget 43 för att förbättra förbränningen i urtaget 43. I läget visat i Fig. 13 och 13a har förbränningen redan börjat i urtaget 43 och kolven 27 kommer att påbörja sin nedåtgående rörelse under påverkan av för- bränningsgasernas tryck i urtaget 43. 10 15 20 25 30 522 254 12 Under kolvens 27 rörelse från läget visat i Fig. 13 och 13a kommer den att nå lägena visade i Fig. 12 ochl2a, och 11 och lla, varpå den kvarvarande förbränningen och expansionen kommer att äga rum i hela förbrärmingskamrnaren 36.This small gap 47 will allow some of the highly compressed gas in the annular chamber 44 to flow through the gap 47 and into the recess 43. In this way, some of the gas from the chamber 44, which is very highly compressed and very hot, can da blown through the gap 47 into the recess 43 to improve the combustion in the recess 43. In the position shown in Figs. 43. During the movement of the piston 27 from the position shown in Figs. 13 and 13a, it will reach the positions shown in Figs. 12 and 12a, and 11 and 11a, whereupon the remaining combustion and expansion will take place. throughout the combustion chamber 36.
Fig. 14, 14a och l4b visar en kolv 48 och ett cylinderhuvud 49, som är något modi- fierade i förhållande till motsvarande delar enligt Fig. 10-l3a. I kolven 48 är ut- språnget 50 format som ett inlägg som är svetsat i kolvens lq-ona. Detta möjliggör användandet av ett annat material för utsprånget 50 och för resten av kolven 48. Vi- dare är cylinderhuvudet 49 försett med en skära 51 som sträcker sig längs en del av cylinderytan 52 och som är avsedd att skapa ett styrt gasflöde genom spalten 47, be- skrivet i samband med Fig. 10-l3a. På detta sätt är det möjligt att vidare förbättra blandningen av gas och bränsle i urtaget 43 för att få en bättre förbränning. Genom att variera formren och storleken på skåran 51 är det möjligt att skapa olika flödes- mönster för att passa olika omständigheter.Figs. 14, 14a and 14b show a piston 48 and a cylinder head 49, which are slightly modified in relation to the corresponding parts according to Figs. 10-13a. In the piston 48, the projection 50 is formed as an insert which is welded in the lq-one of the piston. This allows the use of another material for the projection 50 and for the rest of the piston 48. Furthermore, the cylinder head 49 is provided with a cutter 51 which extends along a part of the cylinder surface 52 and which is intended to create a controlled gas flow through the gap 47, described in connection with Figs. 10-13a. In this way, it is possible to further improve the mixture of gas and fuel in the recess 43 in order to obtain a better combustion. By varying the shape and size of the groove 51, it is possible to create different fl fate patterns to suit different circumstances.
Fig. 15, 16 och l6a visar en annan utföringsform av en förbränningsmotor enligt uppfinningen. Motorn innefattar ett motorblock 5 3 ett vevhus 54 och ett cylinderhu- vud 55. I vevhuset 54 är en vevaxel 56 roterbart lagrad. Vevaxeln 56 bär upp en vevstake 57, på vilkens andra ände en kolv 58 är anordnad. Cylinderhuvudet 55 är försett med ett tändstift 59 och en bränsleinsprutare 60.Figs. 15, 16 and 16a show another embodiment of an internal combustion engine according to the invention. The engine comprises an engine block 53, a crankcase 54 and a cylinder head 55. In the crankcase 54, a crankshaft 56 is rotatably mounted. The crankshaft 56 carries a connecting rod 57, on the other end of which a piston 58 is arranged. The cylinder head 55 is provided with a spark plug 59 and a fuel injector 60.
Den övre ytan på kolven 58 och den undre ytan på cylinderhuvudet 55 avgränsat, »tillsammans med den perifera cylinderväggen, en förbränningskammare 61. När kolven befinner sig i sitt undre dödpunktsläge, som visat i Fig. 15, är förbrännings- kammaren 61 förbunden genom en inloppskanal 62 till en lufttillförselanordning 63 och genom en utloppskanal 64 till ett avgassystem 65.The upper surface of the piston 58 and the lower surface of the cylinder head 55 defined, together with the peripheral cylinder wall, a combustion chamber 61. When the piston is in its lower dead center position, as shown in Fig. 15, the combustion chamber 61 is connected by a inlet duct 62 to an air supply device 63 and through an outlet duct 64 to an exhaust system 65.
Kolvens 58 övre yta är försedd med ett utsprång 66, som är koaxiellt med kolven 58 och är försett med en huvudsakligen platt övre yta 67. Utsprånget 66 är avgränsat perifert genom en huvudsakligen cylindrisk perifer yta 68, och radiellt utanför denna 10 15 20 25 30 52 2 2 5 4 i Éš. 13 yta finns en ringformad yta 69, som i den visade utfóringsforrnen är utformad som en stympad kon med en stor toppvinkel.The upper surface of the piston 58 is provided with a projection 66 which is coaxial with the piston 58 and is provided with a substantially flat upper surface 67. The projection 66 is defined peripherally by a substantially cylindrical peripheral surface 68, and radially outside this. 52 2 2 5 4 i Es. 13 surface there is an annular surface 69, which in the embodiment shown is designed as a truncated cone with a large top angle.
Insidan på cylinderhuvudet 55 har en cylindrisk yta 70 och en ringformad yta 71 för samarbete med den perifera ytan 68 och kolvens 58 ringformade yta 69. Ovanför den cylindriska ytan 70 har cylinderhuvudet 55 ett urtag 72, vilket tändstiftet 59 och bränsleinsprutaren 60 sträcker sig in i.The inside of the cylinder head 55 has a cylindrical surface 70 and an annular surface 71 for cooperating with the peripheral surface 68 and the annular surface 69 of the piston 58. Above the cylindrical surface 70 the cylinder head 55 has a recess 72, into which the spark plug 59 and the fuel injector 60 extend. .
När vevaxeln 56 roterar från läget i Fig. 15, kommer kolven 58 att fórflyttas uppåt i cylindem medelst vevstaken 57. När inloppskanalen 62 och utloppskanalen 64 har stängts av kolven, kommer luften i fórbränningskammaren 61 att komprimeras. När kolven 58 har nått läget i Fig. 16, kommer utsprånget v66 att börja gå in i urtaget 72 i cylinderhuvudet 55. Såsom kan ses i F ig. 16 och mer detaljerat i Fig. l6a, passar den perifera ytan 68 på utsprånget 72 med en liten spalt mot den cylindriska ytan 70 i urtaget 72. Detta innebär att fórbränningskarnmaren 61 är uppdelad i två delar, där den ena delen är urtaget 72 och den andra delen är en ringformad kammare 73 mel- lan de ringforrnade ytorna 69 och 71.When the crankshaft 56 rotates from the position in Fig. 15, the piston 58 will be moved upwards in the cylinder by means of the connecting rod 57. When the inlet duct 62 and the outlet duct 64 have been closed by the piston, the air in the combustion chamber 61 will be compressed. When the piston 58 has reached the position in Fig. 16, the projection v66 will begin to enter the recess 72 in the cylinder head 55. As can be seen in Figs. 16 and in more detail in Fig. 16a, the peripheral surface 68 of the projection 72 fits with a small gap against the cylindrical surface 70 of the recess 72. This means that the pre-combustion core 61 is divided into two parts, one part being the recess 72 and the the second part is an annular chamber 73 between the annular surfaces 69 and 71.
Under fortsatt rotation av vevaxeln 56 kommer en vidare kompression att äga rum tills kolven når sitt övre dödpunktsläge. Under denna period är kompressionen av e luften i urtaget 72 relativt låg järnfórt med kompressionen av luften i den ringfor- made kammaren 73. Som ett exempel kan kompressionsfórhållandet för luften i ur- »taget 72, från läget enligt Fig. 6 och 6a till kolvens 58 övre dödpunktsläge, vara 1,3, medan kompressionsfórhållandet för luften i den ringfonnade karmnaren 73 under samma period kan vara 5.During continued rotation of the crankshaft 56, further compression will take place until the piston reaches its upper dead center position. During this period, the compression of the air in the recess 72 is relatively low in iron with the compression of the air in the annular chamber 73. As an example, the compression ratio of the air in the recess 72, from the position according to Figs. 6 and 6a to the piston 58 dead center position, be 1.3, while the compression ratio of the air in the ring-shaped frame 73 during the same period may be 5.
När kolven 58 har nått övre dödpunktsläget, eller strax före denna position, sprutas bränsle in i urtaget 72 medelšt bränsleinsprutaren 60, varpå bränsle/luft-blandningen antänds medelst tändstiftet 59. Efter detta kommer processen att vara huvudsakligen densamma som beskrivet ovan med hänvisning till Fig. l0-13a, med det undantaget 10 15 20 25 522 254 14 att eftersom den perifera ytan 68 inte har något avsnitt med reducerad diameter, kommer det att vara inget eller väldigt litet luftflöde från den ringfonnade kamma- ren 73 till urtaget 72.When the piston 58 has reached the upper dead center position, or just before this position, fuel is injected into the recess 72 by means of the fuel injector 60, whereupon the fuel / air mixture is ignited by means of the spark plug 59. After this the process will be substantially the same as described above with reference to Figs. 10-13a, with the exception that since the peripheral surface 68 has no section of reduced diameter, there will be no or very little air flow from the annular chamber 73 to the recess 72.
Hänvisning görs så till Fig. 17 och 17a, vilka visar delar av en förbräimingsmotor av fyrtaktstypen, vilket innebär att motorn innefattar en inloppsventil 74 och en ut- loppsventil 75. Det bör också noteras att i denna utföringsforrn har läget för urtaget och utsprånget bytts ut. I denna utföringsform är kolven 76 försedd med ett urtag 77, medan cylinderhuvudet 78 är försett ett utsprång 79. Detta visar att en motor av fyrtaktstypen är möjlig enligt uppfinningen, och Fig. 17 och 17a visar också att kol- ven kan ha urtaget medan cylinderhuvudet är försett med utsprånget. Funktionen och arbetscykeln för motorn enligt denna utföringsform är analog med vad som har beskrivits tidigare avseende Fig. 10-16.Reference is made to Figs. 17 and 17a, which show parts of an internal combustion engine of the four-stroke type, which means that the engine comprises an inlet valve 74 and an outlet valve 75. It should also be noted that in this embodiment the position of the recess and the protrusion have been replaced. . In this embodiment, the piston 76 is provided with a recess 77, while the cylinder head 78 is provided with a projection 79. This shows that a four-stroke engine is possible according to the invention, and Figs. 17 and 17a also show that the piston may have the recess while the cylinder head is provided with the protrusion. The function and duty cycle of the engine according to this embodiment is analogous to what has been described previously with respect to Figs. 10-16.
F ig. 18 visar en förbränningsmotor av fyrtakts dieseltyp. I detta fall är kolvens 80 övre yta platt och urtaget 81 har en konisk form. En bränsleinsprutare 82 sträcker sig in i urtaget 81, och i detta fall har kompressionsförhållandet valts relativt högt, så att tryck och temperatur efter kompression i urtaget 81 är tillräckligt höga för att orsaka självantändning i urtaget 81. e F ig. 19 visar en ytterligare modifierad förbränningsmotor enligt uppfinnjngen. Den- na motor är av fyrtakts Ottotyp, och i denna utföringsform har kolven 83 en övre yta som består av olika delar. Den övre ytan på utsprânget 84 består av två ytor 84a och 84b, som är platta ytor som lutar gentemot varandra. På ett liknande sätt består den ringformade ytan 85, som omger utsprånget 84, av två platta delar 85a, 85b, som lutar gentemot varandra. Annars motsvarar motorn i Fig. 19 i mycket motorerna be- skrivna ovan, och även arbetscykeln utförd i motorn enligt Fig. 19 motsvarar arbets- cykeln utförd i motorerna enligt de tidigare beskrivna utföringsforrnerna. o o | | nu 522 254 15 Uppfmningen är inte begränsad till vad som har beskñvits ovan, utan fackmannen kan modifiera uppfinníngen inom ramen for de bifogade patentkraven.F ig. 18 shows an internal combustion engine of the four-stroke diesel type. In this case, the upper surface of the piston 80 is flat and the recess 81 has a conical shape. A fuel injector 82 extends into the recess 81, and in this case the compression ratio has been selected relatively high, so that the pressure and temperature after compression in the recess 81 are high enough to cause self-ignition in the recess 81. e F ig. 19 shows a further modified internal combustion engine according to the invention. This engine is of the four-stroke Ottotype, and in this embodiment the piston 83 has an upper surface which consists of different parts. The upper surface of the protrusion 84 consists of two surfaces 84a and 84b, which are flat surfaces inclined towards each other. In a similar manner, the annular surface 85, which surrounds the projection 84, consists of two flat parts 85a, 85b, which are inclined towards each other. Otherwise, the motor in Fig. 19 largely corresponds to the motors described above, and also the work cycle performed in the motor according to Fig. 19 corresponds to the work cycle performed in the motors according to the previously described embodiments. o o | | The invention is not limited to what has been described above, but the person skilled in the art can modify the invention within the scope of the appended claims.
Claims (23)
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0002520A SE522254C2 (en) | 2000-07-04 | 2000-07-04 | Working cycle and internal combustion engine compresses inlet air in two parts to different pressures and adds fuel to lower pressure air before mixing and expanding burning fuel and air in cylinder |
| US09/614,685 US6478006B1 (en) | 2000-07-04 | 2000-07-12 | Working cycle for a heat engine, especially an internal combustion engine, and an internal combustion engine |
| PCT/SE2001/001507 WO2002002918A1 (en) | 2000-07-04 | 2001-06-29 | A working cycle for a heat engine, especially an internal combustion engine, and an internal combustion engine |
| EP01945872A EP1297248A1 (en) | 2000-07-04 | 2001-06-29 | A working cycle for a heat engine, especially an internal combustion engine, and an internal combustion engine |
| AU2001267981A AU2001267981A1 (en) | 2000-07-04 | 2001-06-29 | A working cycle for a heat engine, especially an internal combustion engine, andan internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0002520A SE522254C2 (en) | 2000-07-04 | 2000-07-04 | Working cycle and internal combustion engine compresses inlet air in two parts to different pressures and adds fuel to lower pressure air before mixing and expanding burning fuel and air in cylinder |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0002520D0 SE0002520D0 (en) | 2000-07-04 |
| SE0002520L SE0002520L (en) | 2002-01-05 |
| SE522254C2 true SE522254C2 (en) | 2004-01-27 |
Family
ID=20280363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0002520A SE522254C2 (en) | 2000-07-04 | 2000-07-04 | Working cycle and internal combustion engine compresses inlet air in two parts to different pressures and adds fuel to lower pressure air before mixing and expanding burning fuel and air in cylinder |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1297248A1 (en) |
| SE (1) | SE522254C2 (en) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1669675A (en) * | 1928-01-30 | 1928-05-15 | Samuel W Rushmore | Internal-combustion engine |
| GB467375A (en) * | 1936-02-22 | 1937-06-16 | Lang Franz | Improvements in internal combustion engines of the liquid fuel injection compression-ignition type |
| US2224973A (en) * | 1938-05-02 | 1940-12-17 | David G Lorraine | Internal combustion engine |
| GB529858A (en) * | 1938-06-16 | 1940-11-29 | Roger Adolphe Leonard Seligman | Improvements in internal combustion engines operating with liquid fuel injection |
| US2222441A (en) * | 1939-02-17 | 1940-11-19 | William L Nawman | Engine ignition means |
-
2000
- 2000-07-04 SE SE0002520A patent/SE522254C2/en not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-06-29 EP EP01945872A patent/EP1297248A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE0002520L (en) | 2002-01-05 |
| SE0002520D0 (en) | 2000-07-04 |
| EP1297248A1 (en) | 2003-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5775273A (en) | Free piston internal combustion engine | |
| US7806102B2 (en) | Variable coordination volume type eight-stroke engine | |
| US4284055A (en) | Reciprocating piston internal combustion engine | |
| SE451337B (en) | PROCEDURE FOR CONTROL OF WORK PROCEDURE IN A UNDERTAKING COMBUSTION Piston Engine | |
| WO2003056159A1 (en) | Dual fuel engine | |
| JPH0321733B2 (en) | ||
| EP0980969A2 (en) | Method for operating a two-stroke in-cylinder injection engine and such an engine | |
| JP2014522941A (en) | 2-stroke internal combustion engine, 2-stroke internal combustion engine operating method, and 2-stroke engine conversion method | |
| JPS5870023A (en) | Improving of operation condition of internal combustion engine | |
| SE518687C2 (en) | Ways to control the charge pressure of a turbocharged internal combustion engine and such engine | |
| US4212163A (en) | Heat engine | |
| SE422346B (en) | SET TO CONTROL THE PROCEDURE IN A COMBUSTION ENGINE AND COMBUSTION ENGINE FOR REALIZING THE SET | |
| US9239003B1 (en) | Variable volume combustion chamber system | |
| EP0253865A1 (en) | Operating cycles for turbocompounded two-stroke piston engines | |
| US8555834B2 (en) | Device and method configured to control valve operation in a piston engine | |
| US4815421A (en) | Internal combustion engine with adjustable flow exhaust system | |
| SE522624C2 (en) | A method for controlling the injection of a fluid into an internal combustion engine | |
| SE522254C2 (en) | Working cycle and internal combustion engine compresses inlet air in two parts to different pressures and adds fuel to lower pressure air before mixing and expanding burning fuel and air in cylinder | |
| CN105275527A (en) | Intake Valve Closure Control for Dual-Fuel Engines | |
| US3973393A (en) | Reciprocating internal combustion engine with continuous combustion | |
| JPS591331B2 (en) | internal combustion engine equipment | |
| US5775105A (en) | Combination nozzle and valve with variable geometry for increased power recovery from internal combustion engine exhaust gas | |
| SE513179C2 (en) | Piston-cylinder combustion engine and method of initiating the ignition in such a cylinder | |
| CN209742989U (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
| US328970A (en) | place |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |