SK182020A3 - Integrated passive cylinder of a four-stroke internal combustion engine - Google Patents

Integrated passive cylinder of a four-stroke internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
SK182020A3
SK182020A3 SK182020A SK182020A SK182020A3 SK 182020 A3 SK182020 A3 SK 182020A3 SK 182020 A SK182020 A SK 182020A SK 182020 A SK182020 A SK 182020A SK 182020 A3 SK182020 A3 SK 182020A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
cylinder
passive
working
integrated
cylinders
Prior art date
Application number
SK182020A
Other languages
Slovak (sk)
Inventor
Ing. Arch. Mika Stanislav
Original Assignee
Ing. Arch. Mika Stanislav
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 Ing. Arch. Mika Stanislav filed Critical Ing. Arch. Mika Stanislav
Priority to SK182020A priority Critical patent/SK182020A3/en
Publication of SK182020A3 publication Critical patent/SK182020A3/en

Links

Landscapes

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

Abstract

V integrovanom motore, v ktorom valce majú navzájom posun o 90° a piest (7) rozdeľuje valec (8) na pracovnú časť (1) valca a pasívnu časť (2) valca, sa v závere pracovného taktu z pracovnej časti (1) valca prevedie prechodom (5) ešte stále vysoký tlak plynov do pasívnej časti (2) druhého valca. V závere tohto pracovného taktu sa tlak plynov prevedie prechodom (13) ku konečnému zhodnoteniu v pasívnej časti iného valca.In the integrated engine, in which the cylinders have a 90 ° displacement with each other and the piston (7) divides the cylinder (8) into a working part (1) of the cylinder and a passive part (2) of the cylinder, the working part (1) transfers the still high gas pressure to the passive part (2) of the second cylinder by the passage (5). At the end of this working cycle, the gas pressure is transferred by passing (13) to the final recovery in the passive part of another cylinder.

Description

SK 18-2020 A3SK 18-2020 A3

Oblasť technikyTechnical field

Vynález sa týka zvýšenia účinnosti štvortaktného spaľovacieho motora využitím tlakov plynov na konci pracovného taktu.The invention relates to increasing the efficiency of a four-stroke internal combustion engine by using gas pressures at the end of the operating cycle.

Doterajší stav technikyPrior art

V súčasnosti štvortaktné spaľovacie motory pracujú tak, že ich valce majú štyri takty. Takt sania, takt stlačenia, pracovný takt - expanzia a takt výfukový. Z týchto štyroch taktov je len jeden pracovný a v ostatných troch taktoch je motor činnosťou valca prakticky brzdený.At present, four-stroke internal combustion engines operate in such a way that their cylinders have four strokes. Intake stroke, compression stroke, working stroke - expansion and exhaust stroke. Of these four strokes, only one is working and in the other three such, the engine is practically braked by the action of the cylinder.

Pre takty sania a stlačenia sa využíva energia z predchádzajúceho pracovného taktu, či už samotného valca, alebo iného valca v rámci motora. To znižuje celkovú účinnosť motora. Len v pracovnom takte sa využíva energia získaná z tlaku plynov po jeho spálení.The energy from the previous working cycle, either the cylinder itself or another cylinder within the engine, is used for the intake and compression strokes. This reduces the overall efficiency of the engine. Only in the working cycle is the energy obtained from the pressure of the gases after its combustion used.

V poslednej fáze pracovného taktu, keď sa piest nachádza tesne pred dolnou úvraťou, krútiaci moment pôsobiacej sily piestu na kľukovú hriadeľ sa natoľko zmenší, že sila plynov spáleného paliva sa už účinne neprenáša na kľukovú hriadeľ. To znamená, že sa nezvyšuje výkon motora odpovedajúcemu tlaku spalín.In the last phase of the working cycle, when the piston is located just before the bottom dead center, the torque of the applied force of the piston on the crankshaft is reduced to such an extent that the force of the combustion gas gases is no longer efficiently transmitted to the crankshaft. This means that the engine power corresponding to the flue gas pressure does not increase.

V ďalšej fáze výfuku je motor brzdený, nakoľko sila výfukových spalín prostredníctvom piesta valca pôsobí na kľukovú hriadeľ krútiacim momentom v opačnom smere ako sa krúti kľuková hriadeľ motora. Spaliny odchádzajú cez otvorený výfukový ventil do výfuku.In the next phase of the exhaust, the engine is braked, since the force of the exhaust gases acts on the crankshaft with a torque in the opposite direction to that of the crankshaft of the engine. Exhaust gases pass through the open exhaust valve to the exhaust.

V súčasnosti sa tlak výfukových plynov využíva len čiastočne formou zapojenia turbomiešadla, ktorého účinnosť využitia tlaku spalín je obmedzená.At present, the exhaust gas pressure is only partially used in the form of a turbomixer, the efficiency of which is limited by the use of the flue gas pressure.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Uvedené nedostatky do značnej miery odstraňuje integrovaný pasívny valec štvortaktného spaľovacieho motora - schéma činnosti je znázornená na obr. LThese shortcomings are largely eliminated by the integrated passive cylinder of a four-stroke internal combustion engine - the scheme of operation is shown in fig. L

Podstata vynálezu štvortaktného spaľovacieho motora obr. 2 spočíva v tom, že valec 8 je piestom 7 rozdelený na dve časti. Pracovnú časť 1 valca nad piestom a pasívnu časť 2 valca pod piestom. Pracovná časť 1 valca pracuje s malými odchýlkami obdobne ako klasický štvortaktný spaľovací valec. Pasívna časť 2 valca pre svoju prácu využíva tlak plynov na konci pracovného taktu iného valca spaľovacieho motora, bez potreby ďalšieho paliva, preto sa aj volá pasívna časť valca.SUMMARY OF THE INVENTION The four-stroke internal combustion engine of FIG. 2 consists in that the cylinder 8 is divided into two parts by a piston 7. The working part 1 of the cylinder above the piston and the passive part 2 of the cylinder below the piston. The working part 1 of the cylinder works with small deviations similarly to a classic four-stroke combustion cylinder. The passive part 2 of the cylinder uses for its work the gas pressure at the end of the working cycle of another cylinder of the internal combustion engine, without the need for additional fuel, therefore the passive part of the cylinder is also called.

Celý ďalší opis je znázornený na obr. 2 - hlavné časti integrovaného pasívneho valca nasledovne:The entire further description is shown in FIG. 2 - the main parts of the integrated passive cylinder as follows:

Pracovná časť 1 valca predstavuje upravený klasický valec spaľovacieho motora tak, že klasická výbava 3 pracovného valca, ako je sací ventil, výfukový ventil, zapaľovanie, prípadne žhavenie, vstrekovanie atď., je doplnená o ventil 4 prechodu z pracovnej časti valca do pasívnej časti iného valca a prechod 5 z pracovnej časti valca do pasívnej časti iného valca. Riešenie umožňuje aj alternatívu 6 prechodu 5 a ventilu 4. Aby piest 7 mohol plniť svoju úlohu pre vytvorenie pasívnej časti 2 valca, má vo svojej spodnej časti zúžený profil 10 piestu, ktoiý sa pohybuje v zúženom profile 9 valca vybavenom tesniacimi krúžkami 16. Na pasívnu časť 2 valca sú napojené prívod 11 prechodu z pracovnej časti iného valca a prívod 12 prechodu z pasívnej časti iného valca. Z pasívnej časti 2 valca je vyústenie prechodu 13 do pasívnej časti iného valca a výfuku 14 z pasívnej časti valca. Na zúžený profil 10 piestu je napojená ojnica 17, ktorá poháňa kľukovú hriadeľ 15.The working part 1 of the cylinder represents a modified classic cylinder of an internal combustion engine so that the classic equipment 3 of the working cylinder, such as intake valve, exhaust valve, ignition or glow, injection, etc., is supplemented by a valve 4 passing from the working part of the cylinder to the passive part of another. cylinder and the transition 5 from the working part of the cylinder to the passive part of another cylinder. The solution also allows an alternative 6 of the passage 5 and the valve 4. In order for the piston 7 to fulfill its role of forming the passive part 2 of the cylinder, it has in its lower part a tapered profile 10 of the piston which moves in a tapered profile 9 of the cylinder equipped with sealing rings part 2 of the cylinder are connected the inlet 11 of the transition from the working part of another cylinder and the inlet 12 of the transition from the passive part of the other cylinder. From the passive part 2 of the cylinder there is an outlet of the transition 13 to the passive part of another cylinder and the exhaust 14 from the passive part of the cylinder. A connecting rod 17 is connected to the constricted profile 10 of the piston, which drives the crankshaft 15.

Integrovaný pasívny valec pracuje ako štvortaktný. Počas týchto štyroch taktov, čiže počas jedného pracovného cyklu, kľuková hriadeľ opíše dve otáčky, čiže dvakrát 360°, sa rovná 720°. Počas tohto cyklu sa piest 7 dvakrát pohybuje z hornej úvrate do spodnej úvrate. Počas jedného takéhoto pohybuje to fáza sania a počas druhého je to pracovná fáza pracovnej časti 1 valca. Počas toho istého cyklu sa piest 7 pohybuje dvakrát z dolnej úvrate do hornej. Tieto dva takty v pracovnej časti 1 valca predstavujú takt stlačenia a takt výfuku, ale v pasívnej časti 2 valca sú využité oba takty pre prácu pasívnej časti 2 valca.The integrated passive cylinder works as a four-stroke. During these four strokes, ie during one working cycle, the crankshaft describes two turns, i.e. twice 360 °, is equal to 720 °. During this cycle, the piston 7 moves twice from the top dead center to the bottom dead center. During one such it is the suction phase and during the other it is the working phase of the working part 1 of the cylinder. During the same cycle, the piston 7 moves twice from the bottom dead center to the top. These two strokes in the working part 1 of the cylinder represent the compression stroke and the exhaust stroke, but in the passive part 2 of the cylinder, both strokes are used for the operation of the passive part 2 of the cylinder.

Pasívna časť 2 valca pre svoju prácu využíva tlak výfukových plynov z iného valca z konca jeho pracovného taktu v jeho pracovnej časti valca, čo predstavuje prvý pracovný takt pasívnej časti valca. Dmhý pracovný takt pasívnej časti 2 valca využíva ešte raz tlak spalín odchádzajúcich z pasívnej časti iného valca.The passive part 2 of the cylinder uses for its work the pressure of exhaust gases from another cylinder from the end of its working cycle in its working part of the cylinder, which represents the first working stroke of the passive part of the cylinder. The long working cycle of the passive part 2 of the cylinder once again uses the pressure of the flue gases leaving the passive part of another cylinder.

Základné nastavenie celého integrovaného motora predstavuje 90° posunu každého valca medzi sebou. To vyžaduje osem valcov, aby pri požadovanom posune o 90° bol pokrytý jeden pracovný cyklus štvortaktného motora, čiže uhol 720°. Následne uvádzané hodnoty uhlov v stupňoch predstavujú uhol na kľukovej hriadeli prislúchajúcej k valcu.The basic setting of the entire integrated engine is a 90 ° displacement of each cylinder between them. This requires eight cylinders to cover one operating cycle of the four-stroke engine, ie an angle of 720 °, at the required 90 ° displacement. The following angle values in degrees represent the angle on the crankshaft belonging to the cylinder.

Zlomové body pri práci integrovaného valca sú 45°, 135°, 225°, 315°atď, čiže vždy v požadovanom deväťdesiatstupňovom základnom posune medzi jednotlivými valcami, preto obr. 3 uvádza tabuľku s týmito hodnotami.The breaking points in the operation of the integrated cylinder are 45 °, 135 °, 225 °, 315 °, etc., ie always in the required ninety-degree basic displacement between the individual cylinders, therefore fig. 3 shows a table with these values.

Zhrnuté náväznosť jednotlivých krokov činnosti integrovaného valca znázornená na obr. 1 je nasledovná:The summarized sequence of individual steps of the operation of the integrated cylinder shown in FIG. 1 is as follows:

SK 18-2020 A3SK 18-2020 A3

Takt sania a stlačenia v pracovnej časti 1 valca sú obdobné ako u klasického valca. Rozdiel je na konci pracovného taktu, keď piest valca dosiahne hodnotu 135°, je krútiaci moment sily plynov spáleného paliva pôsobiacich na kľukovú hriadeľ, malý a postupne bude klesať k 0. Preto pri 135° sa otvorí prechod 3 z pracovnej do pasívnej časti 2 iného valca. Tlak plynov sa dostáva do pasívnej časti 2 iného valca práve vtedy, keď jeho piest sa dostáva do optimálnej polohy 225° až po hodnotu 315° a účinne zvyšuje výkon motora prostredníctvom stále vysokých hodnôt tlaku plynu, ktoré sa nedali už účinne využiť v pôvodnej pracovnej časti 1 valca. Pri dosiahnutí hodnoty 315° v pasívnej časti 2 valca sa otvorí prechod 4 z pasívnej časti valca do pasívnej časti iného valca. Piest v pasívnej časti 2 valca od 315° do 360° dokonči svoju prácu, ale súčasne tlaky plynov, ktoré sa dostali prechodom 4 z pasívnej časti do pasívnej časti iného valca, sú opäť v pozícii najefektívnejšieho využitia na opätovné zvýšenie výkonu motora, pretože príslušný piest od polohy 585° má optimálne hodnoty krútiaceho momentu. Táto pasívna časť valca pracuje od 585° do dosiahnutia hodnoty 720°. V popísanom priebehu činnosti integrovaných valcov prebieha presun tlaku, keď sú piesty v dolnej alebo hornej úvrati, kedy sa zdvihový objem valcov tohto segmentu mení len minimálne, čo má priaznivý účinok na to, že pri odovzdávam tlaku plynov sú zníženia tlaku minimalizované. Dôležitý je aj úsek 20 otvorenia prechodu tlaku plynov z pracovnej časti 1 valca do pasívnej časti iného valca, ktoiý je v rozmedzí uhla 135° až 225° príslušnej časti kľukovej hriadele. Obdobne je dôležitý aj úsek 21 otvoreného ventila prechodu 4 z pasívnej do pasívnej časti iného valca, ktoiý je v rozmedzí uhla 315° až 405° príslušnej časti kľukovej hriadele.The suction and compression stroke in the working part 1 of the cylinder is similar to that of a conventional cylinder. The difference is at the end of the working cycle, when the cylinder piston reaches the value of 135 °, the torque of the combustion gases acting on the crankshaft is small and will gradually decrease to 0. Therefore at 135 ° the transition 3 from the working to the passive part 2 of another cylinder. The gas pressure reaches the passive part 2 of another cylinder just when its piston reaches the optimal position 225 ° up to 315 ° and effectively increases the engine power through still high gas pressure values, which could no longer be used effectively in the original working part 1 cylinder. When the value of 315 ° is reached in the passive part 2 of the cylinder, the transition 4 from the passive part of the cylinder to the passive part of another cylinder is opened. The piston in the passive part 2 of the cylinder from 315 ° to 360 ° completes its work, but at the same time the gas pressures obtained by passing 4 from the passive part to the passive part of another cylinder are again in the position of most effective use to re-increase engine power. from position 585 ° it has optimal torque values. This passive part of the cylinder operates from 585 ° until 720 ° is reached. In the described course of operation of the integrated cylinders, the pressure transfer takes place when the pistons are in the lower or upper dead center, when the displacement of the cylinders of this segment changes only minimally, which has a favorable effect that pressure reductions are minimized during gas pressure transmission. Also important is the section 20 of opening the passage of the gas pressure from the working part 1 of the cylinder to the passive part of another cylinder, which is in the range of an angle of 135 ° to 225 ° of the respective part of the crankshaft. Similarly important is the section 21 of the open valve of the passage 4 from the passive to the passive part of another cylinder, which is in the range of an angle of 315 ° to 405 ° of the respective part of the crankshaft.

Dôležité sú aj úseky otvorenia výfukov. Úsek 22 otvoreného výfuku z pracovnej časti 1 valca je v rozpätí uhla 225° až 360° na príslušnej kľukovej hriadeli. Úsek 23 otvoreného výfuku z pasívnej časti 2 valca po prechode tlaku plynov z pasívnej časti valca do inej pasívnej časti valca je v rozmedzí uhla 405° až 495° na kľukovej hriadeli príslušného valca. Úsek 24 otvoreného výfuku z pasívnej časti iného valca je v rozmedzí uhla 0° až 135° na kľukovej hriadeli príslušného valca.Exhaust opening sections are also important. The open exhaust section 22 from the working part 1 of the cylinder is in the range of an angle of 225 ° to 360 ° on the respective crankshaft. The open exhaust section 23 from the passive part 2 of the cylinder after the passage of the gas pressure from the passive part of the cylinder to another passive part of the cylinder is in the range of 405 ° to 495 ° on the crankshaft of the respective cylinder. The open exhaust section 24 from the passive part of another cylinder is in the range of an angle of 0 ° to 135 ° on the crankshaft of the respective cylinder.

Výfukové ventily z pasívnych častí valcov sa uzatvárajú, ako vyplýva z predchádzajúceho textu, ešte pred spodnou úvraťou príslušného piestu, t. j. pri hodnotách 495° alebo 135°. Je to z dôvodu, aby sa v pasívnej časti zachoval určitý pretlak, ktoiý svojím pôsobením počas prechodu piesta v dolnej úvrati neovplyvní výkon motora, ale v nasledujúcom pracovnom takte pasívnej časti valca sa prichádzajúci tlak plynov zbytočne nezníži, čiže pracovná fáza príslušnej časti valca prebieha pri tlakových hodnotách o niečo vyšších, čo pozitívne ovplyvní výkon motora.Exhaust valves from the passive parts of the cylinders are closed, as indicated above, before the bottom dead center of the respective piston, i. j. at 495 ° or 135 °. This is in order to maintain a certain overpressure in the passive part, which does not affect the engine power during the passage of the piston at the bottom dead center, but in the next working cycle of the passive part of the cylinder the incoming gas pressure is not unnecessarily reduced. pressure values slightly higher, which will positively affect engine performance.

Určité korekcie v nastavení ventilov sa môžu uskutočniť na základe meraní dynamiky tlakov a experimentálnom skúšam, pričom základná filozofia činnosti motora musí byť zachovaná.Certain corrections in the valve settings can be made on the basis of pressure dynamics measurements and experimental tests, while the basic philosophy of engine operation must be maintained.

Záverom možno konštatovať porovnanie, že pokiaľ u tradičného osem valcového spaľovacieho motora v priebehu štyroch taktov jeho valcov dôjde k ôsmim pracovným taktom, tak v obdobnom osem valcovom integrovanom motore sa v tom istom cykle štyroch taktov, zvýši počet ôsmich pracovných taktov v pracovných častiach príslušných valcov o ďalších šestnásť pracovných taktov v pasívnych častiach valcov.In conclusion, it can be stated that if a traditional eight-cylinder internal combustion engine has eight operating cycles in four cycles of its cylinders, the number of eight working cycles in the working parts of the respective cylinders will increase in the same eight-cylinder integrated engine in the same cycle of four cycles. by another sixteen working cycles in the passive parts of the cylinders.

Dá sa to prirovnať k profesionálnemu cyklistovi, ktoiý okrem tlaku zhora na pedále v ďalšej fáze ťahá pedál hore, ale v našom prípade okrem tlaku na piest zhora už na prácu piestu z dola nie je potrebné ďalšie palivo.This can be compared to a professional cyclist who, in addition to the pressure from above on the pedals, pulls the pedal up in the next phase, but in our case, in addition to the pressure on the piston from above, no more fuel is needed to work the piston from below.

Výkon jedného integrovaného valca v pracovnom takte pracovnej časti 1 valca sa zvýši o výkony ďalších dvoch pracovných taktov pasívnych častí 2 valcov, ktoiých súčet výkonov 25 je graficky znázornený na obr. 1 pod číslom 25.The power of one integrated cylinder in the working cycle of the working part 1 of the cylinder is increased by the powers of the other two working cycles of the passive parts 2 of the cylinders, the sum of the powers 25 of which is graphically shown in FIG. 1 under number 25.

Ak sledujeme činnosť klasického pracovného valca, len jeden takt je pracovný a ďalšie tri takty svojou činnosťou akoby brzdili.If we follow the activity of a classic working cylinder, only one measure is working and the other three measures seem to be hindered by their activity.

Pri integrovanom valci počas štyroch taktov sú tri pracovné, jeden v pracovnej časti valca a dva takty v pasívnych častiach valca. Počas týchto troch taktov piesty valca prostredníctvom ojnice krútia kľukovú hriadeľ. Len jeden takt sanie v pracovnej časti valca nie je pracovný.With an integrated cylinder, there are three working cycles during four strokes, one in the working part of the cylinder and two strokes in the passive parts of the cylinder. During these three strokes, the cylinder pistons twist the crankshaft through the connecting rod. Only one stroke of the suction in the working part of the cylinder is not working.

Vynález umožňuje aj následné využitie tlaku výfukových plynov, ktoré opúšťajú motor z pracovných a pasívnych častí valca. Tak, ako je to pri klasickom spaľovacom motore, môže byť využitý tento tlak v turbomiešadle, účinnosť bude ale nižšia a bude odpovedať nižším hodnotám tlaku výfukových plynov integrovaného spaľovacieho motora.The invention also allows the subsequent use of the pressure of the exhaust gases leaving the engine from the working and passive parts of the cylinder. As with a conventional internal combustion engine, this pressure in the turbo-agitator can be used, but the efficiency will be lower and will correspond to lower values of the exhaust gas pressure of the integrated internal combustion engine.

Prehľad obrázkov na výkresochOverview of figures in the drawings

Obr. 1 Schéma činnosti integrovaného pasívneho valcaFIG. 1 Diagram of operation of the integrated passive cylinder

Obr. 2 Hlavné časti integrovaného pasívneho valcaFIG. 2 Main parts of the integrated passive cylinder

Obr. 3 Tabuľka pracovnej činnosti 8 valcového integrovaného motora počas štyroch taktov.FIG. 3 Work table of 8-cylinder integrated engine during four strokes.

Obr. 4 Schéma 8 valcovaného integrovaného V motora s prevodom tlaku plynov z pracovnej časti valca č. L do pasívnej časti valca č. 2. a do pasívnej časti valca č. 5.FIG. 4 Diagram 8 of a rolled integrated V engine with gas pressure transfer from the working part of the cylinder no. L to the passive part of the cylinder no. 2. and into the passive part of the cylinder no. 5.

SK 18-2020 A3SK 18-2020 A3

Obr. 5 Schéma výkonu valcov 1., 2. a 5. valcov na kľukovej hriadeli motora, následne po pracovnom takte valca 1.FIG. 5 Performance diagram of cylinders 1, 2 and 5 of cylinders on the engine crankshaft, following the working stroke of cylinder 1.

Obr. 6 Presun tlaku plynov medzi jednotlivými valcami 8 valcového integrovaného motora.FIG. 6 Gas pressure transfer between the individual cylinders 8 of the cylindrical integrated engine.

Obr. 7 Schéma 8 valcového krížového integrovaného motora.FIG. 7 Diagram 8 of a cylindrical cross integrated engine.

Obr. 8 Schéma činnosti integrovaného nekomplexného pasívneho valca.FIG. 8 Diagram of operation of the integrated non-complex passive cylinder.

Príklady uskutočnenia vynálezuExamples of embodiments of the invention

Príklad č. 1Example no. 1

Osemvalcový integrovaný V motor obr. 4 bude zostavený z ôsmich integrovaných pasívnych valcov 1. až 8. Štyri valce 1. až 4. v jednom rade a štyri valce 5. až 8. budú zoradené do písmena V, pričom v priesečníku osi valcov sa bude nachádzať spoločná kľuková hriadeľ. Základné nastavenie valcov v poradí 1. až 8. bude také, že od valca číslo 1. každý bude mať posun o 90°, to znamená, že valec 1. bude mať 45°, valec 2. - 135°, valec 3. - 225 atď. tak, ako je to v tabuľke obr. 3 v druhom stĺpci. V prvom stĺpci tabuľky sú čísla valcov 1. až 8. Veľkosť uhla predstavuje od 0° až 360° prvú otáčku a od 360° do 720° druhú otáčku na kľukovej hriadeli.The eight-cylinder integrated V engine fig. 4 will be composed of eight integrated passive cylinders 1 to 8. Four cylinders 1 to 4 in one row and four cylinders 5 to 8 will be arranged in a letter V, with a common crankshaft at the intersection of the axis of the cylinders. The basic setting of the cylinders in the order 1. to 8. will be such that from cylinder number 1. each will have a shift of 90 °, that is, cylinder 1. will have 45 °, cylinder 2. - 135 °, cylinder 3. - 225 etc. as shown in the table in FIG. 3 in the second column. In the first column of the table, the cylinder numbers are 1. to 8. The size of the angle represents from 0 ° to 360 ° the first turn and from 360 ° to 720 ° the second turn on the crankshaft.

Zlomové body pri práci integrovaného valca sú 45°, 135°, 225°, 315°atď, čiže vždy v požadovanom deväťdesiatstupňovom základnom posune medzi jednotlivými valcami, preto obr. 3 uvádza tabuľku s týmito hodnotami.The breaking points in the operation of the integrated cylinder are 45 °, 135 °, 225 °, 315 °, etc., ie always in the required ninety-degree basic displacement between the individual cylinders, therefore fig. 3 shows a table with these values.

Tabuľka obr. 3 zobrazuje činnosť jednotlivých integrovaných valcov v priebehu štyroch taktov, s dôrazom na znázornenie prechodu tlakov plynov.The table of FIG. 3 shows the operation of the individual integrated cylinders during the four cycles, with an emphasis on showing the passage of gas pressures.

Obr. 4 a obr. 5 znázorňuje prechod tlaku plynov z pracovnej časti valca 1. z konca jeho pracovného taktu. Pri hodnote 135° tlak plynov prejde do valca 2. jeho pasívnej časti. Počas taktu pasívnej časti 2. od 225° po dosiahnutí hodnoty 315° bude prevedený tlak plynov do 5. valca, kde od uhla 585° do uhla 720° dôjde k tretiemu zhodnoteniu tlaku plynov pôvodne z pracovnej časti 1. valca.FIG. 4 and FIG. 5 shows the passage of the gas pressure from the working part of the cylinder 1 from the end of its working cycle. At 135 °, the gas pressure passes into the cylinder 2. of its passive part. During the stroke of the passive part 2 from 225 ° after reaching the value 315 °, the gas pressure will be transferred to the 5th cylinder, where from the angle 585 ° to the angle 720 ° the third evaluation of the gas pressure will take place originally from the working part of the 1st cylinder.

Obdobne ako je zachytené na obr. 4 a obr. 5 pre znázornenie výkonu motora v dôsledku pracovného taktu v 1. valci zhodnotenom v 2. a 5. valci, to prebieha aj v prípade ostatných valcov 2. až 8., čo komplexne zachytáva tabuľka obr. 3.Similar to that shown in FIG. 4 and FIG. 5 to show the power of the engine as a result of the working cycle in the 1st cylinder evaluated in the 2nd and 5th cylinders, this also takes place in the case of the other cylinders 2 to 8, which is comprehensively captured in the table of FIG. 3.

Presun tlaku plynov medzi jednotlivými valcami osemvalcového integrovaného motora sa nachádza na obr. 6. V prvom riadku sú zoradené valce 1. až 8. tak, ako nasledujú v ich pracovných častiach valcov pracovné takty. To znamená, takty v dôsledku prísunu paliva. V druhom riadku sú uvedené čísla valcov, do ktolých pasívnych častí je prevedený tlak plynov z pracovných taktov iných valcov. Tretí riadok obsahuje čísla valcov, v ktoiých pasívnych častiach valcov dôjde k tretiemu poslednému hodnoteniu tlaku plynov.The gas pressure transfer between the individual cylinders of the eight-cylinder integrated engine is shown in FIG. 6. In the first row, the cylinders 1 to 8 are arranged as follows in their working parts of the cylinders working cycles. That is, the cycles due to the fuel supply. The second line shows the cylinder numbers, into which passive parts the gas pressure from the working cycles of other cylinders is transferred. The third line contains the cylinder numbers in which passive parts of the cylinders the third last gas pressure evaluation takes place.

Veľmi dôležité na obr. 6 sú stĺpce, kde vidno presun tlaku plynov medzi jednotlivými valcami, čo je aj prehľad o potrebe prechodov 5 z pracovných častí valcov do pasívnych častí valcov, tie sú medzi prvým a druhým riadkom. Prechod 13 tlaku z pasívnych častí do pasívnych častí iných valcov sa dá vyčítať medzi druhým a tretím riadkom tabuľky.Very important in FIG. 6 are columns where the transfer of gas pressure between the individual cylinders can be seen, which is also an overview of the need for transitions 5 from the working parts of the cylinders to the passive parts of the cylinders, these are between the first and second rows. The transfer 13 of pressure from the passive parts to the passive parts of the other cylinders can be read between the second and third rows of the table.

Pretože prechody tlakov plynov musia byť vzhľadom na výkon celého motora čo najkratšie, aj zoradenie jednotlivých valcov musí byť také, aby príslušné valce sa nachádzali čo najbližšie k sebe. V grafike obr. 6 v stĺpcoch je premietnutý prechod tlaku plynov medzi valcami. Zo stĺpcov tabuľky vyplýva, že tlak plynov z valca 1. prejde do 2. a následne do valca 5. Ďalej z valca 2. do valca 3. a následne do valca 6. atď.Because the gas pressure transitions must be as short as possible with respect to the power of the entire engine, the arrangement of the individual cylinders must also be such that the respective cylinders are as close to each other as possible. In the graphic of FIG. 6 in the columns the passage of the gas pressure between the cylinders is projected. The columns of the table show that the gas pressure from cylinder 1 passes to cylinder 2 and then to cylinder 5. Further from cylinder 2 to cylinder 3 and then to cylinder 6, and so on.

Zoradenie valcov nášho osemvalcového integrovaného V motora tak, ako je na obr. 4, je aj z požiadavky malých vzdialeností príslušných spolupôsobiacich valcov - stĺpce na obr. 6 vcelku výhodné.Alignment of the cylinders of our eight-cylinder integrated V engine as shown in FIG. 4 is also due to the requirement of small distances of the respective cooperating rollers - columns in FIG. 6 quite advantageous.

Príklad č. 2Example no. 2

Osemvalcový krížový integrovaný motor obr. 7 bude vytvorený z dvojice krížovo usporiadaných integrovaných valcov 1. až 4. a 5. až 8. Tieto dvojice sú zoradené vedľa seba na spoločnú kľukovú hriadeľ ako je to na obr. 7. Toto zoradenie vyhovuje aj v predchádzajúcom príklade č. 1 deklarovanej požiadavke, aby valce 1. a 2. a 5., ale aj valce 2. a 3.a 6. a valce 3., 4., a 7. atď., ako je to v stĺpcoch tabuľky obr. 6 boli príslušné valce k sebe čo najbližšie. To umožní splnenie dôležitej požiadavky, aby v integrovanom spaľovacom motore boli prechody z pracovných častí do pasívnych častí príslušných valcov, ale aj prechody z pasívnych častí do pasívnych častí iných príslušných valcov čo najkratšie.The eight-cylinder cross integrated engine fig. 7 will be formed of a pair of cross-arranged integrated cylinders 1 to 4 and 5 to 8. These pairs are arranged side by side on a common crankshaft as in FIG. 7. This arrangement is also satisfactory in the previous example no. 1 of the declared requirement that cylinders 1 and 2 and 5, but also cylinders 2 and 3 and 6 and cylinders 3, 4, and 7, etc., as in the columns of the table of FIG. 6, the respective cylinders were as close to each other as possible. This will make it possible to meet the important requirement that in an integrated internal combustion engine the transitions from the working parts to the passive parts of the respective cylinders, but also the transitions from the passive parts to the passive parts of the other respective cylinders, be as short as possible.

Aj krížové usporiadame integrovaných valcov osemvalcového motora, ako je to na obr. 7, je výhodné.We also cross-arrange the integrated cylinders of the eight-cylinder engine, as shown in FIG. 7 is preferred.

Príklad č. 3Example no. 3

Štvorvalcový integrovaný nekomplexný spaľovací motor, len s jedným opätovným využitím tlaku spálených plynov.Four-cylinder integrated non-complex combustion engine, with only one reuse of flue gas pressure.

Komplexné využitie integrovaného valca sa dá realizovať u osemvalcových integrovaných motorov.The complex use of the integrated cylinder can be realized with eight-cylinder integrated engines.

SK 18-2020 A3SK 18-2020 A3

Počas štyroch taktov vykoná pohyb kľukovej hriadele dve otáčky, čiže 720°. Cyklus presunu tlakov v integrovanom valci si tiež vyžaduje 720°. V pracovnej časti valca 1. v prvom kroku dôjde k pracovnému taktu. Z valca 1. prejde v druhom kroku tlak plynov do pasívnej časti valca 2., a v treťom kroku by mal prejsť tlak plynov do pasívnej časti valca 5., tak ako to vidno na obr. 4 a obr. 5. Piaty valec štvorvalcový motor nemá, v tom čase pre presun tlaku polohou vyhovuje len pasívna časť valca 1., do ktorého sa v prípade štvorvalcového motora v tom istom čase ale presúva tlak plynov z pracovnej časti valca 4. v druhom jeho kroku.During four strokes, the movement of the crankshaft performs two turns, ie 720 °. The pressure transfer cycle in the integrated cylinder also requires 720 °. In the working part of the cylinder 1, in the first step, a working cycle takes place. In the second step, the gas pressure passes from the cylinder 1 to the passive part of the cylinder 2, and in the third step, the gas pressure should pass to the passive part of the cylinder 5, as can be seen in FIG. 4 and FIG. 5. The fifth cylinder does not have a four-cylinder engine, at that time only the passive part of the cylinder 1 is suitable for pressure transfer by position, into which, in the case of a four-cylinder engine, the gas pressure is transferred from the working part of the cylinder 4 in its second step.

Z uvedeného jednoznačne vyplýva, že pre štvorvalcové integrované motory sa dá využiť integrovaný valec len pre prechod tlaku plynov z pracovnej časti do pasívnej časti druhého valca, to znamená, že bez tretieho kroku prechodu tlaku plynov z pasívnej časti do pasívnej časti iného valca. Čiže nedajú sa komplexne využiť všetky výhody integrovaného valca, ako je to v prípadoch 8 valcových integrovaných motorov. Teda pre štvorvalcový motor sa dá využiť len nekomplexný integrovaný pasívny valec, viď. Obr. 8.It clearly follows that for four-cylinder integrated engines, the integrated cylinder can only be used to transfer the gas pressure from the working part to the passive part of the second cylinder, i.e. without the third step of passing the gas pressure from the passive part to the passive part of another cylinder. Thus, not all the advantages of an integrated cylinder can be used comprehensively, as is the case with 8-cylinder integrated engines. Thus, only a non-complex integrated passive cylinder can be used for a four-cylinder engine, cf. FIG. 8.

Napriek uvedenému aj štvorvalcový integrovaný nekomplexný pasívny motor vykáže vyššiu účinnosť motora využitím možnosti prechodu tlaku plynov z pracovnej časti 1 do pasívnej časti 2 valca, ako je to na obr. 8, oproti obdobnému klasickému štvorvalcovému motoru.Nevertheless, the four-cylinder integrated non-complex passive engine also shows higher engine efficiency by using the possibility of passing the gas pressure from the working part 1 to the passive part 2 of the cylinder, as shown in FIG. 8, compared to a similar classic four-cylinder engine.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial applicability

Integrovaný pasívny valec štvortaktného spaľovacieho motora nájde uplatnenie vo všetkých sférach, kde sa doposiaľ používajú štvortaktné spaľovacie motory. Zvýšená účinnosť motora môže spôsobiť aj nahrádzanie doposiaľ používaných dvojtaktných motorov.The integrated passive cylinder of a four-stroke internal combustion engine will find application in all areas where four-stroke internal combustion engines are still used. Increased engine efficiency can also lead to the replacement of previously used two-stroke engines.

Určité obmedzenie predstavuje skutočnosť potreby viacvalcového motora, pre možnosť využitia integrovaného pasívneho valca.A certain limitation is the fact of the need for a multi-cylinder engine, for the possibility of using an integrated passive cylinder.

V prípade štvorvalcových motorov sa jedná o uplatnenie integrovaného nekomplexného pasívneho valca, čo znamená iba jedenkrát v pasívnej časti valca využitie tlaku plynov z pracovnej časti iného valca.In the case of four-cylinder engines, it is the application of an integrated non-complex passive cylinder, which means only once in the passive part of the cylinder the use of gas pressure from the working part of another cylinder.

Osemvalcové motory môžu komplexne využiť osem integrovaných pasívnych valcov.Eight-cylinder engines can comprehensively use eight integrated passive cylinders.

Pre vyšší počet valcov v motoroch sa dajú komplexne využiť integrované valce v počte osem násobku, čiže šestnásť valcové, dvadsaťštyri valcové atď., prípadne kombináciou s integrovanými nekomplexnými valcami napr. dvanásť valcový motor s ôsmimi valcami integrovaných pasívnych valcov a štyrmi valcami integrovaných nekomplexných valcov.For a higher number of cylinders in the engines, it is possible to comprehensively use integrated cylinders in the number of eight times, ie sixteen cylinders, twenty-four cylinders, etc., or in combination with integrated non-complex cylinders e.g. twelve - cylinder engine with eight cylinders of integrated passive cylinders and four cylinders of integrated non - complex cylinders.

V praxi sa bude využívať najmä osemvalcový integrovaný pasívny motor, ktorého požadovaný väčší alebo menší výkon bude realizovaný veľkosťou zdvihového objemu integrovaných pasívnych valcov.In practice, an eight-cylinder integrated passive engine will be used, the required greater or lesser power will be realized by the size of the displacement of the integrated passive cylinders.

SK 18-2020 A3SK 18-2020 A3

Zoznam vzťahových značiek pracovná časť valca pasívna časť valca klasická výbava pracovnej časti valca, sací ventil, výfukový ventil, zapaľovanie, žhavenie, vstrekovanie atď.List of reference marks working part of the cylinder passive part of the cylinder classic equipment of the working part of the cylinder, intake valve, exhaust valve, ignition, glow plugs, injection, etc.

ventil prechodu z pracovnej časti valca do pasívnej časti iného valca prechod z pracovnej časti valca do pasívnej časti iného valca alternatíva prechodu 5 a ventila prechodu 4 piest valec zúžený profil valca zúžený profil piestu prívod prechodu z pracovnej časti iného valca prívod prechodu z pasívnej časti iného valcatransition valve from the working part of the cylinder to the passive part of another cylinder transition from the working part of the cylinder to the passive part of another cylinder alternative of transition 5 and transition valve 4 piston cylinder

13prechod z pasívnej časti valca do pasívnej časti iného valca výfuk z pasívnej časti valca kľuková hriadeľ tesniace krúžky ojnica prevod z pracovnej časti valca do pasívnej časti iného valca prevod z pasívnej časti valca do pasívnej časti iného valca úsek otvoreného ventila prechodu z pracovnej časti valca do pasívnej časti iného valca úsek otvoreného ventila prechodu z pasívnej časti valca do pasívnej časti iného valca úsek otvoreného výfuku z pracovnej časti valca úsek otvoreného výfuku z pasívnej časti valca úsek otvoreného výfuku z pasívnej časti iného valca súčet výkonov integrovaného valca v nadväznosti na pracovný takt v pracovnej časti valca.13transition from the passive part of the cylinder to the passive part of another cylinder exhaust from the passive part of the cylinder crankshaft sealing rings connecting rod transmission from the working part of the cylinder to the passive part of another cylinder transfer from the passive part of the cylinder to the passive part of another cylinder part of another cylinder section of open valve transition from passive part of cylinder to passive part of other cylinder section of open exhaust from working part of cylinder section of open exhaust from passive part of cylinder section of open exhaust from passive part of other cylinder sum of integrated cylinder performance cylinder.

Claims (6)

SK 18-2020 A3SK 18-2020 A3 PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Integrovaný pasívny valec štvortaktného spaľovacieho motora, vyznačujúci sa tým, že piest (7) rozdeľuje valec (8) na dve časti, pracovnú časť (1) valca nad piestom a pasívnu časť (2) valca pod piestom, pričom pracovná časť (1) valca má klasickú výbavu (3) pracovného valca doplnenú o ventil (4) prechodu z pracovnej časti valca do pasívnej časti iného valca, prechod (5) z pracovnej časti do pasívnej časti iného valca, na spojenie viaceíých valcov do jedného efektívne fungujúceho viacvalcového motora.An integrated passive cylinder of a four-stroke internal combustion engine, characterized in that the piston (7) divides the cylinder (8) into two parts, a working part (1) of the cylinder above the piston and a passive part (2) of the cylinder below the piston, the working part (1) ) of the cylinder has the classic equipment (3) of the working cylinder supplemented by a valve (4) of transition from the working part of the cylinder to the passive part of another cylinder, transition (5) from the working part to the passive part of another cylinder, for connecting multiple cylinders . 2. Integrovaný pasívny valec podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že piest (7) má zúžený profil (10) piestu a valec (8) má zúžený profil (9) valca vybavený tesniacimi krúžkami (16).Integrated passive cylinder according to claim 1, characterized in that the piston (7) has a tapered piston profile (10) and the cylinder (8) has a tapered cylinder profile (9) provided with sealing rings (16). 3. Integrovaný pasívny valec podľa nároku la 2, vyznačujúci sa tým, že základné nastavenie jednotlivých valcov predstavuje vzájomný posun 90° medzi valcami v rade.Integrated passive roller according to claim 1 and 2, characterized in that the basic setting of the individual rollers represents a mutual displacement of 90 ° between the rollers in a row. 4. Integrovaný pasívny valec podľa nároku 1, 2a 3, vyznačujúci sa tým, že úsek (20) otvoreného ventila (4) prechodu (5) z pracovnej časti (1) valca do pasívnej časti (2) iného valca je v rozpätí uhla 135° až 225° na príslušnej časti kľukovej hriadele.Integrated passive cylinder according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the section (20) of the open valve (4) of the transition (5) from the working part (1) of the cylinder to the passive part (2) of another cylinder is in the range of angle 135 ° to 225 ° on the relevant part of the crankshaft. 5. Integrovaný pasívny valec podľa nároku 1, 2, 3a 4, vyznačujúci sa tým, že úsek (21) otvoreného ventila prechodu (13) z pasívnej časti (2) valca do pasívnej časti iného valca je v rozpätí uhla 315°až 405° na príslušnej časti kľukovej hriadele.Integrated passive cylinder according to claims 1, 2, 3 and 4, characterized in that the section (21) of the open valve of the passage (13) from the passive part (2) of the cylinder to the passive part of another cylinder is in the range of 315 ° to 405 ° on the relevant part of the crankshaft. 6. Integrovaný pasívny valec podľa nároku 1, 2, 3, 4a 5, vyznačujúci sa tým, že úsek (22) otvoreného výfuku z pracovnej časti (1) valca je v rozpätí uhla 225°až 360°, úsek (23) otvoreného výfuku z pasívnej časti (2) valca je v rozpätí uhla 405°až 495° a úsek (24) otvoreného výfuku z pasívnej časti iného valca po prevode (19) z pasívnej časti valca do pasívnej časti iného valca je v rozpätí uhla 0°až 135° na kľukovej hriadeli príslušného valca.Integrated passive cylinder according to claim 1, 2, 3, 4 and 5, characterized in that the open exhaust section (22) of the working part (1) of the cylinder is in the range of an angle of 225 ° to 360 °, the open exhaust section (23) from the passive part (2) of the cylinder is in the range of an angle of 405 ° to 495 ° and the section (24) of open exhaust from the passive part of another cylinder after transfer (19) from the passive part of the cylinder to the passive part of another cylinder is in the range of 0 ° to 135 ° on the crankshaft of the respective cylinder. 5 výkresov5 drawings
SK182020A 2020-03-03 2020-03-03 Integrated passive cylinder of a four-stroke internal combustion engine SK182020A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK182020A SK182020A3 (en) 2020-03-03 2020-03-03 Integrated passive cylinder of a four-stroke internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK182020A SK182020A3 (en) 2020-03-03 2020-03-03 Integrated passive cylinder of a four-stroke internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK182020A3 true SK182020A3 (en) 2021-09-16

Family

ID=77669792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK182020A SK182020A3 (en) 2020-03-03 2020-03-03 Integrated passive cylinder of a four-stroke internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
SK (1) SK182020A3 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4701318B2 (en) Split cycle engine with early opening crossover compression valve
JP5488476B2 (en) Combustion engine with interconnected pistons
EP1243759B1 (en) Waste heat recovery device of multi-cylinder internal combustion engine
CA2641756A1 (en) Split-cycle four-stroke engine
WO2017007357A1 (en) Multi-purpose internal combustion engine
SK182020A3 (en) Integrated passive cylinder of a four-stroke internal combustion engine
JP2023529251A (en) Homogeneous Premixed Compression Ignition (HCCI-TYPE) Combustion Systems for Engines and Powertrains Using Wet Alcohol as Fuel and Include High Temperature Assisted Ignition
SK252020U1 (en) Integrated passive cylinder of a four-stroke internal combustion engine
RU2005120485A (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH AUXILIARY CYLINDER
SK192020A3 (en) Passive cylinder of a four-stroke internal combustion engine
SK9111Y1 (en) Passive cylinder of a four-stroke internal combustion engine
RU2521704C1 (en) Combined piston engine
JPH0364604A (en) Valve system on two-stroke engine
SK12021A3 (en) Doubled passive cylinder of four-stroke internal combustion engine
SK22021U1 (en) Doubled passive cylinder of four-stroke internal combustion engine
RU80507U1 (en) FOUR-STROKE ICE WITH CONTINUED EXTENSION OF COMBUSTION PRODUCTS
RU2123124C1 (en) Internal combustion engine
US2545946A (en) Internal-combustion engine
SU1617169A1 (en) Method of operation of six-stroke i.c.engine
JPS6131624A (en) Thermal engine equipped with expander mechanism built-in
SK8711Y1 (en) Internal combustion engine with an expansion cylinder
WO2018138629A1 (en) Split cycle spark ignition engine with an improved combustion chamber volume modifier
CZ236596A3 (en) Three-cylinder internal combustion engine unit with differential expansion
JPS58152127A (en) Internal-combustion engine with secondary expansion cylinder
GB189909977A (en) Improvements in Internal Combustion Motors.

Legal Events

Date Code Title Description
FB9A Suspension of patent application procedure