SU1668713A1 - Four-stroke internal combustion engine - Google Patents
Four-stroke internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- SU1668713A1 SU1668713A1 SU894727757A SU4727757A SU1668713A1 SU 1668713 A1 SU1668713 A1 SU 1668713A1 SU 894727757 A SU894727757 A SU 894727757A SU 4727757 A SU4727757 A SU 4727757A SU 1668713 A1 SU1668713 A1 SU 1668713A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- valve
- stroke
- exhaust
- opening
- intake
- Prior art date
Links
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
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
Abstract
Изобретение позвол ет повысить энергетические, экономические и экологические показатели четырехтактного двигател внутреннего сгорани . Двигатель содержит цилиндр 1 с поршнем 2, головку 3, камеру сгорани 6, впускной 4 и выпускной 5 каналы и газораспределительную камеру 7, выполненную в головке 3 и сообщенную клапаном 8 с камерой сгорани 6, клапаном 9 с впускным каналом 4 и клапаном 10 с выпускным каналом 5. Причем клапаны 8, 9, 10 имеют привод от расположенных на распределительном валу (РВ) отдельных дл каждого клапана кулачков, профиль которых имеет фазы открыти клапанов, включающие величины углов опережени открыти и запаздывани закрыти , а также основной угловой диапазон, составл ющий: дл первого клапана 360° по углу поворота коленвала (УПК), включа такты выпуска и впускаThe invention improves the energy, economic and environmental performance of a four-stroke internal combustion engine. The engine contains a cylinder 1 with a piston 2, a head 3, a combustion chamber 6, an inlet 4 and an exhaust 5 channels and a gas distribution chamber 7, made in the head 3 and communicated by valve 8 to the combustion chamber 6, valve 9 with the inlet channel 4 and valve 10 with the exhaust channel 5. Moreover, valves 8, 9, 10 are driven by separate cams located on the camshaft (PB) for each valve, the profile of which has valve opening phases, including the values of the leading and opening latency angles, as well as the main angular range A developing: a first valve for 360 ° of crankshaft rotational angle (CPC), including the exhaust and intake strokes
дл второго клапана 180 - 360° по УПК, включа такт впуска и частично или полностью такт сжати for the second valve 180 - 360 ° according to the CPC, including the intake stroke and partially or fully compression stroke
дл третьего клапана 180 - 360° по УПК, включа такт выпуска и частично или полностью такт расширени . В вариантах основной угловой диапазон зоны открыти клапанов 9, 10 составл ет 360° дл обеспечени унификации профил кулачков РВ и 270° дл улучшени очистки свежего зар да от отработанных газов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.for the third valve 180 - 360 ° according to the CPC, including the exhaust stroke and partially or fully expansion stroke. In embodiments, the main angular range of the valve opening zone 9, 10 is 360 ° to ensure uniformity of the cam profile PB and 270 ° to improve the cleaning of the fresh charge of the exhaust gases. 2 hp f-ly, 3 ill.
Description
Фиг. IFIG. I
Изобретение относитс к машиностроению , в частности к двигателестроению, а именно к четырехтактным двигател м внутреннего сгорани преимущественно с принудительным зажиганием.The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine building, namely to four-stroke internal combustion engines, preferably with positive ignition.
Целью изобретени вл етс повышение энергетических, экономических и экологических показателей.The aim of the invention is to increase energy, economic and environmental performance.
На фиг.1 представлен предлагаемый двигатель; на фиг.2 - варианты фаз открыти клапанов.Figure 1 presents the proposed engine; Fig. 2 shows the valve opening phases.
Двигатель содержит цилиндр 1с размещенным в нем поршнем 2, головку 3 цилиндра 1 с впускными 4 и выпускными 5 каналами, камеру 6 сгорани , образованную головкой 3 и поршнем 2 и имеющую источник воспламенени , например свечу зажигани (не показана), и газораспределительную камеру 7, выполненную в головке 3, расположенную между камерой 6 сгорани и каналами 4 и 5 и сообщенную с камерой 6 сгорани через управл емый первым кулачком (не показан) перепускной клапан 8 и с каналами 4 и 5 соответственно через управл емые вторым и третьим кулачками (не показаны) впускной 9 и выпускной 10 клапаны. Кулачки расположены на распределительном валу (не показан). При указанном расположении клапанов по вл етс возможность увеличени их размеров.The engine includes a cylinder 1c with a piston 2 disposed therein, a cylinder 3 of cylinder 1 with inlet 4 and exhaust 5 channels, a combustion chamber 6 formed by the head 3 and a piston 2 and having an ignition source, such as a spark plug (not shown), and a gas distribution chamber 7, made in the head 3, located between the combustion chamber 6 and the channels 4 and 5 and communicated with the combustion chamber 6 through the first valve (not shown) controlled bypass valve 8 and with the channels 4 and 5, respectively, controlled by the second and third cams (not shown s) 9 intake and exhaust 10 valves. The cams are located on the camshaft (not shown). With this arrangement of valves, it is possible to increase their size.
Профили кулачков обеспечивают фазы открыти клапанов, показанные на фиг.2 на графике зависимости хода клапана h от угла поворота коленчатого вала (УПКВ). Клапан 8 имеет фазу открыти , характеризуемую кривой 11 и состо щую из основного углового диапазона 360°, включающего такты выпуска 12 и впуска 13, а также двух Дополнительных диапазонов - опережени открыти 14 и запаздывани закрыти 15 клапана 8. Клапан 9 имеет форму открыти , характеризуемую кривой 16 и состо щую из основного углового диапазона 360°, включающего такты впуска и сжати 17. а также двух дополнительных диапазонов - опережени открыти 18 и запаздывани 19 закрыти клапана 9. Клапан 10 имеет фазу открыти , характеризуемую кривой 20 и состо щую из основного углового диапазона 360°, включающего такты расширени 21 и выпуска 12. а также двух дополнительных диапазонов - опережени открыти 22 и запаздывани закрыти 23 клапана 10.The cam profiles provide the valve opening phases shown in Fig. 2 in the graph of valve stroke h versus crankshaft angle (UPKV). The valve 8 has an opening phase, characterized by curve 11 and consisting of a main angular range of 360 °, including discharge steps 12 and inlet 13, as well as two additional ranges — opening 14 ahead of time and delay 15 of valve 8. The valve 9 has the shape of an open curve 16 and consisting of a main angular range of 360 ° including intake and compression cycles 17. as well as two additional ranges — opening ahead of 18 and delay 19 of closing valve 9. Valve 10 has an opening phase characterized by curve 20 and From the main angular range of 360 °, including expansion strokes 21 and outlet 12. As well as two additional ranges — opening ahead of time 22 and delaying closing valve 23 of valve 10.
У клапана 8 диапазон 14 опережени открыти такой же, как у впускных клапанов известных серийных 4-тактных искровых ДВС, например, с одним впускным клапаном на цилиндр, а диапазон 15 запаздывани закрыти такой же, как у выпускных клапанов известных указанных ДВС. У клапанов 9 и 10 диапазоны опережени 18 и 22 открыти и запаздывани 19 и 23 закрыти такие же. как у клапана 8.For valve 8, the frontal opening range 14 is the same as the inlet valves of the known serial 4-stroke spark engines, for example, with one inlet valve per cylinder, and the 15 delayed closing range is the same as the exhaust valves of the known internal combustion engines. For valves 9 and 10, the leading ranges 18 and 22 of opening and closing 19 and 23 are the same. like valve 8.
На фиг.2 показан вариант унификацииFigure 2 shows a variant of unification.
кулачков всех трех клапанов 8-10. В вариантном исполнении (фиг.З) профили кулачков клапанов У и 1Q могут обеспечить более раннее закрытие клапана 9 и более позднее открытие клапана 10 с целью исключени Cams of all three valves 8-10. In the variant version (FIG. 3), the cam profiles of the valves Y and 1Q can provide earlier closing of valve 9 and later opening of valve 10 in order to exclude
0 перекрыти (одновременного открыти ) клапанов 9 и 10 в зоне 540° угла поворота коленвала и уменьшени за счет этого загр знени свежего зар да отработавшими газами. При этом, чтобы предотвратить рост0 closing (simultaneous opening) of valves 9 and 10 in the zone of 540 ° of the angle of rotation of the crankshaft and reduction due to this contamination of the fresh charge with the exhaust gases. At the same time, to prevent growth
5 аэродинамического сопротивлени клапанов 8 и 9 впуску, клапан 9 во второй половине такта впуска должен быть больше, чем клапан 8, в частности он может быть открыт полностью, что достигаетс при его основ0 ном угловом диапазоне фазы открыти в 270° (180° такта впуска и 90° такта сжати ). По тем же причинам предусматриваетс основной угловой диапазон фазы открыти клапана 10, равный 270° (180° такта выпуска5 the aerodynamic resistance of the valves 8 and 9 to the inlet, the valve 9 in the second half of the intake stroke must be larger than the valve 8, in particular, it can be fully opened, which is achieved with its basic angular range of the opening phase of 270 ° (180 ° of the intake stroke and 90 ° compression stroke). For the same reasons, a basic angular range of the opening phase of the valve 10 is provided, equal to 270 ° (180 ° discharge stroke
5 и 90° такта расширени ).5 and 90 ° expansion stroke).
Двигатель работает следующим образом .The engine works as follows.
На такте расширени клапан 8 закрыт, клапан 9 в основном также закрыт, а клапанIn the expansion stroke, valve 8 is closed, valve 9 is basically also closed, and valve
0 10 к середине (фиг.2) или к концу (фиг.З) такта расширени полностью открываетс . На последующем такте выпуска открываетс клапан 8. причем в начале такта выпуска клапан 10 полностью открыт, оказыва ми5 нимальное сопротивление, а основное дросселирующее сопротивление оказывает посто нно открывающийс клапан 8. В середине такта выпуска оба клапана 8 и 10 открыты полностью. В конце такта выпуска0 10 to the middle (Fig. 2) or to the end (Fig. 3) of the expansion stroke fully opens. At the subsequent exhaust stroke, valve 8 opens, with valve 10 fully open at the beginning of the exhaust stroke, the resistance is exerted, and valve 8 and 10 are constantly opening the main throttling resistance. In the middle of the exhaust stroke, both valves 8 and 10 are fully open. At the end of the release stroke
0 клапан 8 полностью открыт, а основное дросселирующее сопротивление оказывает закрывающий клапан 10. Таким образом, зона 24 выпуска, заштрихованна на фиг.2 и 3, несмотр на два работающих на выпу5 ске клапана 8 и 10. всегда формируетс сопротивлением одного клапана - клапана 8 в начале выпуска и клапана 10 в конце выпуска . Если учесть, что проходное сечение этих клапанов, в особенности клапана 8.0, the valve 8 is fully open, and the main throttling resistance is exerted by the closing valve 10. Thus, the release zone 24 shaded in Figures 2 and 3, despite the two exhaust valves 8 and 10. always formed by the resistance of one valve - valve 8 at the beginning of the release and valve 10 at the end of the release. If we consider that the flow area of these valves, especially valve 8.
0 существенно завышено по сравнению с известными двигател ми, суммарное врем - сечение выше, сопротивление ниже и, как следствие, очистка камеры 6 сгорани от отработавших газов (ОГ) улучшена.0 is significantly overestimated in comparison with the known engines, the total time - the cross section is higher, the resistance is lower and, as a result, the cleaning of the combustion chamber 6 from exhaust gases (EG) is improved.
5 При последующем такте впуска клапан 8 с самого начала полностью открыт, а клапан 9 с некоторыми опережени ми начинает открыватьс , создава основное дросселирующее сопротивление в начальной части такта впуска. В средней части оба5 During the subsequent intake stroke, valve 8 is completely open from the very beginning, and valve 9 begins to open with some advances, creating the main throttling resistance in the initial part of the intake stroke. In the middle part both
клапана 8 и 9 полностью открыты, а в заключительной части такта впуска при полностью открытом клапане 9 постепенно закрываетс клапан 8. создава основное дрорселирующее сопротивление. Таким образом , зона 25 впуска, заштрихованна на фиг. 2 и 3. ограничиваетс в начале такта открытием клапана 9, а в конце такта закрытием клапана 8. т,е. в начале и в конце основное дросселирующее сопротивление оказывает только один клапан. Поскольку именно в процессе открывани и закрывани клапана создаетс решающее аэродинамическое сопротивление впуску , в предлагаемом двигателе оно практически равноценно сопротивлению одного клапана , хот на впуске работают два последовательно расположенных клапана 8 и 9. Так как каждый из этих клапанов позвол етс выполнить со значительно большим проходным сечением, чем в известных двигател х, врем -сечение открыти впускных клапанов 8 и 9, наполнение двигател и его энергетические показатели возрастают. Клапан 8, используемый поочередно то как впускной, то как выпускной,может быть выполнен со значительно большими проходным сечением и временем-сечением, чем впускные и выпускные клапаны в известных двигател х , даже многоклапанных, так как в них лишь часть камеры сгорани можно отнести под клапаны впуска, а другую часть - под клапаны выпуска.valves 8 and 9 are fully open, and in the final part of the intake stroke, with valve 9 fully open, valve 8 is gradually closed, creating the main drilling resistance. Thus, the inlet zone 25, shaded in FIG. 2 and 3. is limited at the beginning of the stroke by opening the valve 9, and at the end of the stroke by closing the valve 8. t, e. at the beginning and at the end only one valve exerts the main throttling resistance. Since it is in the process of opening and closing the valve that a decisive aerodynamic resistance to the inlet is created, in the proposed engine it is almost equivalent to the resistance of one valve, although two consecutive valves 8 and 9 operate at the inlet. Because each of these valves allows a significantly larger cross-section than in known engines, time is a section through the opening of the intake valves 8 and 9, the filling of the engine and its energy performance increase. Valve 8, alternately used as intake or exhaust, can be made with a much larger flow area and time-section than the intake and exhaust valves in known engines, even multi-valves, since only part of the combustion chamber can be attributed to the intake valves and the other part under the exhaust valves.
Проходные сечени клапанов 9 и 10 также могут быть значительно большими, чем у впускных и выпускных клапанов известных двигателей, так как они не св заны ограниченными размерами камеры сгорани и существует известна свобода их компоновки вокруг.камеры сгорани .The flow sections of valves 9 and 10 can also be significantly larger than those of the intake and exhaust valves of known engines, since they are not related to the limited dimensions of the combustion chamber and there is a known freedom to arrange them around the combustion chamber.
На последующем такте сжати клапаны 8 и 10 закрыты, что позвол ет иметь на этом такте клапан 9 еще не закрытым и использовать этот такт дл процесса закрывани клапана 9, обеспечива тем самым его полное открытие в конце предыдущего такта впуска. При этом закрывание клапана 9 может завершатьс к концу такта сжати (вариант унифицированных кулачков, фиг.2) или в цел х предотвращени перекрыти клапанов в зоне 540° УПКВ и загр знени смеси ОГ несколько раньше, например к середине такта сжати (фиг.З). что позвол ет предотвратить перекрытие клапанов и сохранить клапан 9 полностью открытым на предыдущем такте, но приводит к разуни- фикации клапанов.During the subsequent compression stroke, valves 8 and 10 are closed, which allows valve 9 to be still closed during this stroke and use this stroke for closing valve 9, thereby ensuring its full opening at the end of the previous intake stroke. At the same time, closing of valve 9 can be completed by the end of the compression stroke (variant of unified cams, Fig. 2) or in order to prevent valves from closing in the 540 ° zone of the OPCW and contaminant exhaust mixture somewhat earlier, for example, by the middle of the compression stroke (Fig. 3) . which prevents the valves from closing and keeps valve 9 fully open at the previous cycle, but leads to the disconnection of the valves.
На последующем такте расширени клапаны 8 и 9 закрыты, что позвол ет использовать этот такт дл подготовки к последующему такту выпуска, осуществл процесс полного открыти клапана 10 к началу такта выпуска. При этом открывание клапана 10 может начинатьс в начале такта 5 расширени (вариант унифицированных кулачков . фиг.2) или несколько позже, например с середины такта расширени (фиг.З). что предотвращает перекрытие клапанов в зоне 540° УПК, но сохран ет полное откры0 тие клапана 10 в начале такта выпуска.In the subsequent expansion stroke, valves 8 and 9 are closed, which allows this tact to be used to prepare for the subsequent discharge stroke, carried out the process of fully opening valve 10 to the beginning of the discharge stroke. In this case, the opening of the valve 10 may begin at the beginning of the expansion stroke 5 (a variant of the unified cams. Fig. 2) or somewhat later, for example, from the middle of the expansion stroke (Fig. 3). which prevents valves from overlapping in the 540 ° zone of the CPC, but retains the full opening of valve 10 at the beginning of the exhaust stroke.
Рабочий процесс горени смеси осуществл етс в камере 6 сгорани , котора благодар размещению в ней всего одного клапана 8 может быть очень компактной,The working process of burning the mixture is carried out in the combustion chamber 6, which, due to the placement of just one valve 8 in it, can be very compact,
5 например круглого сечени . Этим обусловливаетс относительно мала поверхность теплоотдачи в стенки, а также относительно высока степень сжати в св зи с отсутствием удаленных от свечи периферийных зон.5 e.g. round section. This causes a relatively small surface heat transfer to the walls, as well as a relatively high degree of compression due to the absence of peripheral zones remote from the candle.
0 вл ющихс источниками детонации и характерных дл многоклапанных камер сгорани . Снижение теплоотдачи и повышение степени сжати ведут к росту индикаторного КПД и снижению расхода топлива.0 are sources of detonation and are characteristic of multi-valve combustion chambers. A decrease in heat transfer and an increase in the degree of compression lead to an increase in the indicator efficiency and a decrease in fuel consumption.
5 Особенность рабочего процесса предлагаемого двигател св зана также с вли нием остаточных отработавших газов в газораспределительной камере 7 на горение смеси. Положительна сторона этого5 The peculiarity of the working process of the proposed engine is also associated with the influence of residual exhaust gases in the gas distribution chamber 7 on the combustion of the mixture. Positive side of it
0 вли ни в том. что дополнительные остаточные ОГ из камеры 7 играют, ту же роль, которую выполн ют во многих современных ДВС специально организуема рециркул ци ОГ из выпускной трубы в камеру сгора5 ни с целью снижени содержани окислов азота С этой целью обьем камеры 7 при доводке двигател может специально под- бир;тс дл получени требуемого эффекта по снижению окислов азота. Кроме того,0 influence in that. that additional residual exhaust gases from chamber 7 play the same role that many modern internal combustion engines play specially organized exhaust gas recirculation from the exhaust pipe to the combustion chamber5 in order to reduce the content of nitrogen oxides. To this end, the volume of chamber 7 can be specially - bir; ts to obtain the desired effect on the reduction of nitrogen oxides. Besides,
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894727757A SU1668713A1 (en) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | Four-stroke internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894727757A SU1668713A1 (en) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | Four-stroke internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1668713A1 true SU1668713A1 (en) | 1991-08-07 |
Family
ID=21465169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894727757A SU1668713A1 (en) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | Four-stroke internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1668713A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8215292B2 (en) | 1996-07-17 | 2012-07-10 | Bryant Clyde C | Internal combustion engine and working cycle |
-
1989
- 1989-08-04 SU SU894727757A patent/SU1668713A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
За вка FR № 2455175, кл. F 02 В 23/00, опублик. 1980. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8215292B2 (en) | 1996-07-17 | 2012-07-10 | Bryant Clyde C | Internal combustion engine and working cycle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6082342A (en) | Process for controlling self-ignition in a 4-stroke engine | |
US9206749B2 (en) | Variable compression ratio systems for opposed-piston and other internal combustion engines, and related methods of manufacture and use | |
US5224460A (en) | Method of operating an automotive type internal combustion engine | |
US4424790A (en) | Method of improving the efficiency of a supercharged diesel engine | |
US7318427B2 (en) | Method for operating an internal combustion engine | |
Lenz et al. | Variable valve timing—A possibility to control engine load without throttle | |
AU2004203345B2 (en) | Method and intake cam for retaining exhaust residuals for emissions reduction in a diesel engine | |
US7347179B2 (en) | Method for operating an internal combustion engine | |
WO1985000410A1 (en) | Internal combustion engine | |
SU1668713A1 (en) | Four-stroke internal combustion engine | |
Grohn et al. | Variable valve timing in the New Mercedes-Benz four-valve engines | |
US20140326202A1 (en) | Six Stroke Internal Combustion Engine and a Method of Operation | |
EP1291507B1 (en) | Two-cycle self-ignition gasoline engine | |
WO2005068809A3 (en) | Engine valve actuation for combustion enhancement | |
US2796054A (en) | Two cycle engine charge recirculator | |
CN103375211A (en) | Camshaft | |
Ham et al. | The effects of intake valve events on engine breathing capability | |
EP0262769A3 (en) | Internal combustion engine having two intake valves per cylinder | |
JPH027203Y2 (en) | ||
US20160290217A1 (en) | Three and two half stroke freeboost internal combustion engine | |
JPH0642410A (en) | Internal combustion engine provided with exhaust gas reflux device | |
AU561484B2 (en) | Internal combustion engine | |
EP1472445B1 (en) | Dual mode engine with controlled auto-ignition | |
US9404428B1 (en) | Variable-expansion-ratio engine | |
JP4139772B2 (en) | Internal combustion engine that can be operated in controlled auto-ignition mode |