UA69648A - Method of operation of an internal combustion engine - Google Patents
Method of operation of an internal combustion engine Download PDFInfo
- 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
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
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)
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) |
-
2003
- 2003-11-10 UA UA20031110093A patent/UA69648A/en unknown
-
2004
- 2004-12-14 RU RU2004136527/06A patent/RU2004136527A/en not_active Application Discontinuation
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 |