UA69648A - Method of operation of an internal combustion engine - Google Patents

Method of operation of an internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
UA69648A
UA69648A UA20031110093A UA20031110093A UA69648A UA 69648 A UA69648 A UA 69648A UA 20031110093 A UA20031110093 A UA 20031110093A UA 20031110093 A UA20031110093 A UA 20031110093A UA 69648 A UA69648 A UA 69648A
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
superpiston
cavity
stroke
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Application number
UA20031110093A
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Vasyl Grygorovych Diachenko
Volodymyr Oleksiiovyc Astakhov
Original Assignee
Nat Tech Univ Kharkiv Polytech
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 Nat Tech Univ Kharkiv Polytech filed Critical Nat Tech Univ Kharkiv Polytech
Priority to UA20031110093A priority Critical patent/UA69648A/en
Publication of UA69648A publication Critical patent/UA69648A/en
Priority to RU2004136527/06A priority patent/RU2004136527A/en

Links

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

A method of operation of an internal combustion engine by which the processes of gas exchange are performed by opening the inlet and the outlet valves at coming at the stroke of burning-expansion to the volume of the over-piston cavity 90-100 percent of its maximal value, and closing those is performed at the stroke of compression at the volume of the over-piston cavity 40-60 percent of its maximal value.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до області двигунобудування, переважно до двотактних поршневих двигунів 2 внутрішнього згоряння (ДВЗ) з розшаруванням паливо-повітряної суміші, іскровим запалюванням, клапанним газорозподілом, і стосується способу поліпшення перетворення теплової енергії в механічну в одному циліндрі.The invention relates to the field of engine construction, mainly to two-stroke piston engines 2 of internal combustion (ICE) with stratification of the fuel-air mixture, spark ignition, valve gas distribution, and relates to a method of improving the conversion of thermal energy into mechanical energy in one cylinder.

Відомі способи роботи двотактних поршневих двигунів із клапанним газорозподілом і попереднім стиском робочого тіла І1-7). Загальним недоліком відомих способів роботи двотактних поршневих двигунів з іскровим запалюванням є недостатня ефективність перетворення теплоти згоряння палива в механічну роботу газів 70 внаслідок занижених ступенів розширення продуктів згоряння палива (відношення об'єму надпоршневої порожнини в момент відкриття органів газорозподілу до мінімального об'єму надпоршневої порожнини), а відповідно і занижених значень термічного коефіцієнта корисної дії (ККД) термодинамічного циклу ДВЗ.Known methods of operation of two-stroke piston engines with valve gas distribution and preliminary compression of the working fluid I1-7). A general shortcoming of the known methods of operation of two-stroke piston engines with spark ignition is the insufficient efficiency of converting the heat of fuel combustion into the mechanical work of gases 70 due to understated degrees of expansion of fuel combustion products (the ratio of the volume of the above-piston cavity at the time of opening of the gas distribution organs to the minimum volume of the above-piston cavity) , and, accordingly, understated values of the thermal efficiency coefficient (efficiency) of the thermodynamic cycle of the internal combustion engine.

За прототип прийнято спосіб роботи двотактного поршневого двигуна внутрішнього згоряння з іскровим запалюванням, безпосереднім вприскуванням палива, розшаруванням паливо-повітряної суміші і клапанним 12 газорозподілом по патенту РФ Мо2070974 |1), у надпоршневій порожнині якого послідовно здійснюють протягом одного обороту колінчастого вала (двох тактів) процеси згоряння і розширення продуктів згоряння палива, газообміну, стиску повітря, вприскування палива і його запалення наприкінці такту стиску від іскри між електродами свічі запалювання. При цьому відкриття клапанів здійснюють на такті розширення продуктів згоряння при досягненні об'єму надпоршневої порожнини 70-80 відсотків від її максимального значення, а їхнє закриття здійснюють на такті стиску при об'ємі надпоршневої порожнини 75-85 відсотків від її максимального значення, причому відкриття і закриття випускних клапанів здійснюють з деяким випередженням (10-15 градусів повороту колінчастого вала) відносно моментів відкриття і закриття впускних клапанів, що визначає занижений ступінь розширення продуктів згоряння в надпоршневій порожнині, а відповідно, і занижене значення термічногоThe method of operation of a two-stroke piston internal combustion engine with spark ignition, direct fuel injection, stratification of the fuel-air mixture and 12-valve gas distribution according to the patent of the Russian Federation Mo2070974 |1) is adopted as the prototype), in the upper piston cavity of which is sequentially carried out during one revolution of the crankshaft (two strokes) processes of combustion and expansion of fuel combustion products, gas exchange, air compression, fuel injection and its ignition at the end of the compression stroke from the spark between the electrodes of the spark plug. In this case, the opening of the valves is carried out on the expansion stroke of the combustion products when the volume of the superpiston cavity reaches 70-80 percent of its maximum value, and their closing is carried out on the compression stroke when the volume of the superpiston cavity is 75-85 percent of its maximum value, and the opening and the closing of the exhaust valves is carried out with some advance (10-15 degrees of rotation of the crankshaft) relative to the moments of opening and closing of the intake valves, which determines the understated degree of expansion of combustion products in the superpiston cavity, and accordingly, the understated value of the thermal

ККД циклу двигуна.Engine cycle efficiency.

Задачею винаходу, що заявляється, є підвищення термічного коефіцієнта корисної дії циклу двигуна « внутрішнього згоряння шляхом підвищення ефективності перетворення теплової енергії в механічну в одному циліндрі.The object of the claimed invention is to increase the thermal efficiency of the internal combustion engine cycle by increasing the efficiency of converting thermal energy into mechanical energy in one cylinder.

Поставлена задача вирішується в такий спосіб. У запропонованому способі роботи двигуна внутрішнього згоряння, що містить головку циліндра з впускними і випускними клапанами, надпоршневу порожнину, утворену со поршнем, циліндром і головкою циліндра, в надпоршневій порожнині здійснюють процеси газообміну, стиску, «ф розширення причому відповідно до винаходу процеси газообміну здійснюють шляхом відкриття впускних і випускних клапанів при досягненні на такті розширення об'єму надпоршневої порожнини 90-100 відсотків від її ее, максимального значення, а їхнє закриття здійснюють на такті стиску при об'ємі надпоршневої порожнини 40-60 Ге») відсотків від її максимального значення, при цьому впускні і випускні клапани відкривають і закривають одночасно. оThe task is solved in the following way. In the proposed method of operation of an internal combustion engine, which contains a cylinder head with intake and exhaust valves, a superpiston cavity formed by a piston, a cylinder and a cylinder head, gas exchange, compression, and expansion processes are carried out in the superpiston cavity, and according to the invention, gas exchange processes are carried out by opening of the intake and exhaust valves when the volume of the superpiston cavity reaches 90-100 percent of its maximum value on the expansion stroke, and their closing is carried out on the compression stroke when the volume of the superpiston cavity is 40-60 percent of its maximum value , while the intake and exhaust valves open and close simultaneously. at

Функціональне призначення сукупності ознак, що заявляються, полягає в збільшенні термічного коефіцієнта корисної дії циклу двигуна внутрішнього згоряння шляхом збільшення ступеня розширення продуктів згоряння в надпоршневій порожнині, а відповідно і підвищення ефективності перетворення теплоти згоряння в механічну « роботу газів при збереженні ефективності газообміну в надпоршневій порожнині, внаслідок одночасного З 50 відкриття і закриття впускних і випускних клапанів, збереження необхідної тривалості їхнього відкриття при с підвищених перепадах тиску на впуску і випуску.The functional purpose of the set of claimed features is to increase the thermal efficiency of the cycle of the internal combustion engine by increasing the degree of expansion of combustion products in the superpiston cavity, and, accordingly, increasing the efficiency of the conversion of combustion heat into mechanical "work of gases while maintaining the efficiency of gas exchange in the superpiston cavity, due to the simultaneous opening and closing of the inlet and outlet valves, maintaining the necessary duration of their opening with increased pressure drops at the inlet and outlet.

Із» На фіг1 показано загальний вид двотактного поршневого двигуна внутрішнього згоряння з іскровим запалюванням, безпосереднім вприскуванням, розшаруванням паливо-повітряної суміші і клапанним механізмом газорозподілу, у якому здійснюють пропонований спосіб.From" Fig. 1 shows a general view of a two-stroke piston internal combustion engine with spark ignition, direct injection, stratification of the fuel-air mixture and a gas distribution valve mechanism, in which the proposed method is implemented.

На фіг.2 показана індикаторна діаграма тиску газів у надпошневій порожнини цього двигуна. б Двигун у якому здійснюють пропонований спосіб роботи, містить циліндр 1, поршень 2, головку З циліндра 1 (се) з витискувачем 4 і розміщеними в ній впускними 5, 6 і випускними 7, 8 клапанами з приводом, наприклад, від кулачкового вала, що утворять надпоршневу порожнину 9, камеру згоряння 10 в головці З циліндра 1, у верхній б частині якої встановлена свіча запалювання 11, форсунку 12, встановлену, наприклад у стінці циліндра 1, «їз» 20 нагнітач повітря (на фіг.1 не показано).Figure 2 shows an indicator diagram of gas pressure in the upper cavity of this engine. b The engine in which the proposed method of operation is carried out contains cylinder 1, piston 2, cylinder head Z of cylinder 1 (se) with an ejector 4 and intake 5, 6 and exhaust 7, 8 valves located in it with a drive, for example, from a camshaft, which will form a superpiston cavity 9, a combustion chamber 10 in the head C of the cylinder 1, in the upper part of which a spark plug 11 is installed, a nozzle 12 installed, for example, in the wall of the cylinder 1, an air compressor "drive" 20 (not shown in Fig. 1).

Спосіб роботи двотактного поршневого двигуна, що заявляється, здійснюють у такий спосіб. На такті стиску со в напрямку камери згоряння за допомогою форсунки 12 і паливного насоса (на фіг.1 не показано) здійснюють вприскування палива (точка п на лінії стиску, що відповідає початкові вприскування палива - фіг.2) на поверхню стінок витискувача 4 і стінок камери згоряння 10 (фіг.1). Пари палива, що утворяться над поверхнями 29 стінок витискувача 4 і камери згоряння 10, наприкінці такту стиску потоком повітря з-під витискувача 4 в. переміщають до верхньої частини камери згоряння 10, забезпечуючи розшарування паливо-повітряної суміші, і запалюють свічею запалювання 11 (точка з - фіг.2). Продукти згоряння палива розширюють у надпоршневій порожнині У до моменту початку одночасного відкриття випускних і впускних клапанів (точка є на лінії розширення, коли об'єм надпоршневої порожнини складає 90-100 відсотків від максимального її значення, - 60 фіг.2). Тиск продуктів згоряння в надпоршневій порожнині 9 до цього моменту стає менше, ніж тиск повітря р к перед впускними клапанами 5, 6 і повітря через впускні клапани 5 і б надходить у надпоршневу порожнину 9, відтискуючи продукти згоряння до випускних клапанів 7 і 8, тиск газів р т за якими близький до атмосферного.The method of operation of the claimed two-stroke piston engine is carried out in the following way. On the compression stroke c in the direction of the combustion chamber, with the help of the nozzle 12 and the fuel pump (not shown in Fig. 1), fuel is injected (point p on the compression line, which corresponds to the initial fuel injection - Fig. 2) on the surface of the walls of the extruder 4 and the walls combustion chamber 10 (Fig. 1). The fuel vapors formed over the surfaces 29 of the walls of the squeezer 4 and the combustion chamber 10 will be compressed by the air flow from under the squeezer 4 at the end of the stroke. moved to the upper part of the combustion chamber 10, ensuring stratification of the fuel-air mixture, and ignited with a spark plug 11 (point c - Fig. 2). Fuel combustion products expand in the superpiston cavity U until the simultaneous opening of the exhaust and intake valves begins (the point is on the expansion line, when the volume of the superpiston cavity is 90-100 percent of its maximum value, - 60 fig.2). The pressure of combustion products in the superpiston cavity 9 until this moment becomes less than the air pressure r k in front of the intake valves 5, 6 and the air through the intake valves 5 and b enters the superpiston cavity 9, pushing the combustion products to the exhaust valves 7 and 8, the gas pressure r t for which is close to atmospheric.

Закривають клапани на такті стиску при об'ємі надпоршневої порожнини 40 - 60 відсотків від її максимального значення (точка м на фіг.2). Тому що впускні клапани 5 і 6 відкривають і закривають одночасно з випускними 7 бо | 8, збільшується за рахунок цього тривалість продувки, коли впускні і випускні клапани відкриті при підвищених перепадах тиску на впуску р, і на випуску ру, що забезпечує ефективне очищення надпоршневої порожнини від продуктів згоряння і її заповнення повітрям при збільшенні ступеня розширення продуктів згоряння в 1,5-2,5 рази по відношенню до ступеня стиску повітря.Close the valves on the compression stroke when the volume of the superpiston cavity is 40 - 60 percent of its maximum value (point m in Fig. 2). Because intake valves 5 and 6 open and close simultaneously with exhaust valves 7 because | 8, due to this, the duration of purging increases when the intake and exhaust valves are open with increased pressure drops at the inlet p and at the outlet r, which ensures effective cleaning of the superpiston cavity from combustion products and its filling with air when the degree of expansion of combustion products is increased by 1, 5-2.5 times in relation to the degree of air compression.

Використання запропонованого способу роботи двотактного двигуна з клапанним газорозподілом і іскровим запалюванням дозволяє підвищити ефективність перетворення теплової енергії в механічну, збільшити термічний ККД циклу ДВЗ на 20-30 відсотків.The use of the proposed method of operation of a two-stroke engine with valve gas distribution and spark ignition allows to increase the efficiency of the conversion of thermal energy into mechanical energy, to increase the thermal efficiency of the internal combustion engine cycle by 20-30 percent.

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇSOURCES

1. Патент РФ "Двигатель внутреннего сгорания" Мо2070974, Е02823/10, 17/00, 1996г. 70 2. Патент США "Способ смесеобразования в двухтактном двигателе" Моб382176, Р02823/10, 2002 г. 3. Патент США "Двухтактньій ДВС" Мо5140958, Г02823/10, 1991г. 4. Патент США "Двухтактньйй двигатель" Мо5271262, ГО283/04, 1990Гг. 5. Патент США "Двухтактньій ДВС с улучшенной продувкой" Мо4616605, Р02875/02, ГО02039/04, 1984г. 6. Патент США "Двухтактньїй двигатель внутреннего сгорания" Мо4732118, Р02875/02, 1987г. 7. Заявка ФРГ "Двухтактньйй двигатель внутреннего сгорания" Мо3143402, ГО2825/00, ЕО11 35/20, 1981г. 78 п 10 туда ла ЧИ сх я уют У1. Patent of the Russian Federation "Internal combustion engine" Mo2070974, E02823/10, 17/00, 1996. 70 2. USA patent "Method of mixing in a two-stroke engine" Mob382176, P02823/10, 2002. 3. USA patent "Two-stroke internal combustion engine" Mo5140958, G02823/10, 1991. 4. USA patent "Two-stroke engine" Mo5271262, GO283/04, 1990. 5. US patent "Two-stroke internal combustion engine with improved purging" Mo4616605, P02875/02, GO02039/04, 1984. 6. USA patent "Two-stroke internal combustion engine" Mo4732118, P02875/02, 1987. 7. FRG application "Two-stroke internal combustion engine" Mo3143402, GO2825/00, EO11 35/20, 1981. 78 p 10 tuda la Чы шх я уют U

СЕУ, НІ а М идSEU, NI a M id

Ки д 20. дю Ж,Ky d 20. du Z,

Ах МУКУOh, the TORMENT

А ха М ' у 2 12A ha M ' in 2 12

АПен-й 9 сок що х ЕЕ ЩО «APen-th 9 juice what x EE WHAT «

Х дивлкннинит КX divlknninit K

Мк (05) КК «ще ЩІ 5-1 АВ соMk (05) CC "still SHCI 5-1 AB so

І «And "

Фіг. 1 р а (Се) (22) й (Се) ій и « в лиш Ноя З не с му . є» Фіг. 2Fig. 1 r a (Se) (22) and (Se) iy i " v lish Noah Z ne s mu . is" Fig. 2

Claims (2)

(22) Формула винаходу се)(22) The formula of the invention se) 1. Спосіб роботи двигуна внутрішнього згоряння, що містить головку циліндрів з впускними і випускними Ф клапанами, надпоршневу порожнину, утворену поршнем, циліндром і головкою циліндра, який включає процеси с» 50 газообміну, стиску і згоряння-розширення, що здійснюють в надпоршневій порожнині, який відрізняється тим, со що процеси газообміну здійснюють шляхом відкриття впускних і випускних клапанів при досягненні на такті згоряння-розширення об'єму надпоршневої порожнини 90-100 відсотків від її максимального значення, а їх закриття здійснюють на такті стиску при об'ємі надпоршневої порожнини 40-60 відсотків від її максимального значення.1. The method of operation of an internal combustion engine, which contains a cylinder head with intake and exhaust Ф valves, a superpiston cavity formed by a piston, a cylinder and a cylinder head, which includes the processes of gas exchange, compression and combustion-expansion carried out in the superpiston cavity, which differs in that the gas exchange processes are carried out by opening the intake and exhaust valves when the volume of the superpiston cavity reaches 90-100 percent of its maximum value on the combustion-expansion stroke, and their closing is carried out on the compression stroke when the volume of the superpiston cavity is 40 -60 percent of its maximum value. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що впускні і випускні клапани відкривають і закривають одночасно. Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2004, М 9, 15.09.2004. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. 60 б52. The method according to claim 1, which differs in that the inlet and outlet valves open and close simultaneously. Official bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2004, M 9, 15.09.2004. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. 60 b5
UA20031110093A 2003-11-10 2003-11-10 Method of operation of an internal combustion engine UA69648A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA20031110093A UA69648A (en) 2003-11-10 2003-11-10 Method of operation of an internal combustion engine
RU2004136527/06A RU2004136527A (en) 2003-11-10 2004-12-14 WAY OF WORK OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA20031110093A UA69648A (en) 2003-11-10 2003-11-10 Method of operation of an internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA69648A true UA69648A (en) 2004-09-15

Family

ID=34511954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA20031110093A UA69648A (en) 2003-11-10 2003-11-10 Method of operation of an internal combustion engine

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2004136527A (en)
UA (1) UA69648A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004136527A (en) 2006-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1798393A3 (en) Internal combustion engine
JP5608175B2 (en) Internal combustion engine with independent gas supply system without compression stroke
RU2387849C1 (en) Method of operation of two-stroke forced cylinder filling engine
JP2001227368A (en) Piston type internal combustion engine
UA69648A (en) Method of operation of an internal combustion engine
US7673596B2 (en) Six-cycle internal combustion engine
RU2465469C2 (en) Internal combustion engine
CN218760125U (en) Two-stroke IC engine
RU62989U1 (en) FREE PISTON ENGINE COMPRESSOR
US20180149079A1 (en) Spark-ignition engine with subsequent cylinders
RU65974U1 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE
CN220890327U (en) Two-stroke one-cylinder two-piston engine
RU2818438C1 (en) Two-stroke internal combustion engine with an additional piston
RU182290U1 (en) ROTARY INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU2820915C1 (en) Window gas distribution mechanism
RU2251008C2 (en) Radial two-stroke internal combustion opposed-piston engines with working chambers of rectangular shape and at least two working chambers in cylinder block
RU180758U1 (en) 2-STROKE DIESEL ENGINE
SU1760140A1 (en) Method of power plant operation
CN113090383A (en) Novel two-stroke internal combustion engine
RU49125U1 (en) TWO-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE CYLINDER
RU49114U1 (en) HEAT ENGINE WITH SEPARATE GAS VAPOR PROCESSES
RU2268376C2 (en) Internal combustion engine
CN111577450A (en) Novel reciprocating piston engine
RU2015368C1 (en) Internal combustion engine and method of operation of internal combustion engine
RU51111U1 (en) HEAT ENGINE WITH SEPARATE GAS VAPOR PROCESSES