UA72019C2 - Augmented all-latitude two-stroke internal combustion engine - Google Patents
Augmented all-latitude two-stroke internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- UA72019C2 UA72019C2 UA2002075722A UA2002075722A UA72019C2 UA 72019 C2 UA72019 C2 UA 72019C2 UA 2002075722 A UA2002075722 A UA 2002075722A UA 2002075722 A UA2002075722 A UA 2002075722A UA 72019 C2 UA72019 C2 UA 72019C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- engine
- piston
- oil
- heat
- cavity
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 25
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 title abstract 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims description 4
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims 1
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 4
- 230000028016 temperature homeostasis Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 6
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 108091074834 12 family Proteins 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до області двигунобудування і стосується двигунів, що забезпечують потреби колісних і 2 гусеничних машин легкої і середньої категорії, які експлуатуються у будь-яких кліматичних зонах з температурою до плюс 557"С з високими питомими показниками і збереженням високої надійності двигуна в межах заданого ресурсу.The invention relates to the field of engine construction and relates to engines that meet the needs of wheeled and 2 tracked machines of the light and medium category, which are operated in any climatic zones with a temperature of up to plus 557"C with high specific indicators and maintaining high engine reliability within the limits of the given resource .
Відомо, що форсування двигуна визначається надійністю кривошипно-шатунного механізму і, зокрема, його основним елементом - поршнем. 70 Відомі технічні рішення, що забезпечують надійність функціонування високофорсованого двигуна за рахунок оптимізації температури основного вузла - поршня, шляхом масляного охолодження його найбільш нагрітих елементів.It is known that the forcing of the engine is determined by the reliability of the crank mechanism and, in particular, its main element - the piston. 70 Known technical solutions that ensure the reliability of the operation of a high-pressure engine due to the optimization of the temperature of the main node - the piston, by means of oil cooling of its most heated elements.
В охоронних документах ФРН Мо2718811 |1| і Мо3708376 |2), а також патенті США Мо5595145 |З) передбачається подача охолодного масла в порожнину, утворену між днищем поршня і корпусом поршня, а 72 також безпосередньо на днище поршня. Зазначений напрямок підвищення надійності поршня за рахунок збільшення тепловідводу в масло забезпечує достатню надійність двигуна при його форсуванні, але обмежує кліматичні зони, де його експлуатація не вимагає додаткових доробок транспортного засобу. Експлуатація зазначеного двигуна в умовах холодного і помірного клімату, де значні градієнти між температурою холодоагенту і температурою навколишнього середовища, не вимагає збільшення фронту радіаторів і не веде до значних енергетичних витратна охолодження масла. Експлуатація в тропічних широтах при температурах навколишнього середовища близьких до плюс 55"С, вимагає збільшення фронту масляних радіаторів і додаткових енерговитрат на підтримку заданої температури масла. Це вимагає збільшення габаритів транспортного засобу і робить транспортні засоби не взаємозамінними для різних кліматичних зон.In the security documents of the Federal Republic of Germany Mo2718811 |1| and Мо3708376 |2), as well as the US patent Мо5595145 |З) provides for the supply of cooling oil in the cavity formed between the bottom of the piston and the piston body, and 72 also directly on the bottom of the piston. The specified direction of increasing the reliability of the piston due to the increase of heat dissipation in the oil ensures sufficient reliability of the engine during its forcing, but limits the climatic zones where its operation does not require additional modifications of the vehicle. Operation of the specified engine in cold and temperate climates, where there are significant gradients between the temperature of the refrigerant and the temperature of the environment, does not require an increase in the front of the radiators and does not lead to significant energy costs for oil cooling. Operation in tropical latitudes at ambient temperatures close to plus 55"С requires an increase in the front of the oil radiators and additional energy consumption to maintain the specified oil temperature. This requires an increase in the dimensions of the vehicle and makes the vehicles not interchangeable for different climatic zones.
Відомо інший напрямок підвищення надійності двигуна за рахунок конструктивного удосконалення поршня. сThere is another way to increase the reliability of the engine due to the constructive improvement of the piston. with
Технічні рішення цього напрямку передбачають різні конструктивні виконання теплового бар'єру. Ці Ге) конструктивні рішення спрямовані на зниження температури корпуса поршня і зниження жорсткості роботи двигуна за рахунок стабільно високої температури частин поршня, що утворять камеру згоряння.Technical solutions of this direction provide for various constructive implementations of the thermal barrier. These design solutions are aimed at reducing the temperature of the piston body and reducing the stiffness of the engine due to the consistently high temperature of the piston parts that form the combustion chamber.
У патенті НДР Мо200753 |4| тепловий потік від нагрітих частин поршня, що утворять камеру згоряння, переданий у корпус поршня і потім до поверхні тертя, обмежується введенням поділяючої порожнини заповненої о матеріалом з малою теплопровідністю. «-In the patent of the GDR Mo200753 |4| the heat flow from the heated parts of the piston that will form the combustion chamber, transferred to the piston body and then to the friction surface, is limited by the introduction of a dividing cavity filled with a material with low thermal conductivity. "-
В А.С. СРСР Мо992776 |5) жароміцна накладка відділена від корпусу поршня вакуумною порожниною.In A.S. USSR Mo992776 |5) the heat-resistant lining is separated from the piston body by a vacuum cavity.
У заявці Великобританії Мо2196094 |6)Ї, для зменшення теплового потоку від накладки, що складається зі - сталі та кераміки, до корпуса поршня, передбачена поділяюча їх повітряна порожнина, та на торцевій поверхні Га корпусу виконані кільцеві канавки. 3о У заявці Японії Моб287927 |7| обмеження теплового потоку вирішується шляхом установки теплоїізолюючих - прокладок і використання теплоізолюючих покрить між голівкою і корпусом поршня.In the British application Mo2196094 |6)Y, to reduce the heat flow from the pad consisting of steel and ceramics to the piston body, an air cavity separating them is provided, and annular grooves are made on the end surface Ha of the body. 3o In the application of Japan Mob287927 |7| limitation of heat flow is solved by installing heat-insulating gaskets and using heat-insulating coatings between the head and the piston body.
У складеному поршні по А.С. СРСР Мо1129396 |8)| передбачається зменшення теплового потоку від усіх нагрітих елементів головки поршня. «In a folded piston according to A.S. USSR Mo1129396 |8)| a reduction in heat flow from all heated elements of the piston head is assumed. "
При цьому, головка і корпус поршня розділені пакетом пластин, а болти мають теплоіїзолюючі втулки з З 70 кільцевими і подовжніми канавками. с Технічні рішення |4, 5, 6, 7, 8) є однотипними тому, що мають однакове функціональне призначення.At the same time, the piston head and body are separated by a plate package, and the bolts have heat-insulating bushings with Z 70 annular and longitudinal grooves. Technical solutions |4, 5, 6, 7, 8) are of the same type because they have the same functional purpose.
Із» Дані технічні рішення обмежують тепловий потік від нагрітої камери згоряння до корпусу поршня, поліпшують випаровуваність палива і сприяють додатковому калильному запаленню від нагрітих частин камери згоряння, але не позбавлені ряду недоліків, що можуть виявити себе при високому форсуванні двигуна та з ростом температури навколишнього середовища. 7 Необмежене, тобто нерегульоване нагрівання елементів камери згоряння, може викликати перегрів і ка коробления жарових накладок, що може призвести до місцевого прориву газу до корпуса поршня і його місцевий перегрів та коробленя. Крім того, коробления накладок може передаватися корпусу поршня. Будь-які о коробления корпуса поршня приводять до підвищення місцевих контактних тисків і далі до задиру. - 70 Нерегульований ріст температури елементів камери згоряння в двигунах з жаровими кільцями різко знижує працездатність цих кілець. с Форсування двигуна і вплив високих температур навколишнього середовища при відсутності оптимального відводу тепла від камери згоряння відбивається на працездатності основного вузла двигуна - поршня.From" These technical solutions limit the heat flow from the heated combustion chamber to the piston body, improve fuel evaporation and contribute to additional spark ignition from the heated parts of the combustion chamber, but are not without a number of disadvantages that can manifest themselves at high engine boost and with an increase in ambient temperature . 7 Unrestricted, that is, unregulated heating of combustion chamber elements, can cause overheating and warping of the heating pads, which can lead to local gas breakthrough to the piston body and its local overheating and warping. In addition, the warping of the pads can be transmitted to the piston body. Any distortion of the piston housing leads to an increase in local contact pressures and further to burr. - 70 An unregulated increase in the temperature of combustion chamber elements in engines with glow rings sharply reduces the efficiency of these rings. c Engine forcing and the effect of high ambient temperatures in the absence of optimal heat removal from the combustion chamber affects the performance of the main unit of the engine - the piston.
Деформації корпуса поршня викликають збільшення місцевих контактних тисків на дзеркало циліндру, що в 25 умовах граничного тертя веде до руйнування масляної плівки.Deformations of the piston body cause an increase in local contact pressures on the cylinder mirror, which in 25 conditions of extreme friction leads to the destruction of the oil film.
ГФ) При оптимізації відводу тепла через елементи пари тертя поршень-циліндр у систему охолодження на високофорсованих двигунах, що працюють у різних кліматичних зонах, коли температура масляної плівки на о дзеркалі близька до температури коксування, висока надійність роботи двигуна може бути забезпечена гарантованою регенерацією цієї масляної плівки. 60 У сучасному двигунобудуванні відомо і реалізується багато способів підвищення надійності роботи пари тертя поршень-циліндр. Одним з таких напрямків є поліпшення регенерації масляної плівки за рахунок примусової подачі масла в зону тертя.GF) When optimizing the removal of heat through elements of the piston-cylinder friction pair into the cooling system on high-pressure engines operating in different climatic zones, when the temperature of the oil film on the mirror is close to the coking temperature, high reliability of engine operation can be ensured by guaranteed regeneration of this oil film films 60 In modern engine construction, many methods are known and implemented to increase the reliability of the operation of the piston-cylinder friction pair. One of these areas is the improvement of the regeneration of the oil film due to the forced supply of oil to the friction zone.
У патенті США Мо5878708 |9), передбачається упорскування масла через форсунки з пневматичним розпилюванням палива. Повітря подається компресором через регулятор тиску, а надлишок масла, подаваного бо для змащення компресора, надходить до форсунок, ежектується разом з паливом і використовується для змащення циліндрів. Такий спосіб подачі масла охоплює незначну по висоті поверхню тертя, тому що упорскування масла з паливом забезпечується на підході поршня до ВМТ.In the US patent Mo5878708 |9), the injection of oil through nozzles with pneumatic atomization of fuel is provided. Air is supplied by the compressor through the pressure regulator, and the excess oil supplied to lubricate the compressor enters the nozzles, is ejected together with the fuel, and is used to lubricate the cylinders. This method of oil supply covers a friction surface that is insignificant in height, because the injection of oil with fuel is ensured when the piston approaches TDC.
Відомо інший напрямок по підвищенню надійності пари тертя. У заявці ФРН Мо4323262 |10), патенті РосіїThere is another way to increase the reliability of the friction pair. In the application of the Federal Republic of Germany Mo4323262 |10), Russian patent
Мо2035003 (11), патенті США Мо5370089 (121 і патенті Японії Мо58-4165 |13) (а також з ним зв'язаними МоМо58-4163 і 58-4164) передбачена подача масла в зону тертя по каналах у циліндрах. Таке технічне рішення не забезпечує рівномірного розподілу масла в зоні тертя і навіть додавання палива до масла не може забезпечити розподіл масла по всій поверхні дзеркала циліндра.Mo2035003 (11), US patent Mo5370089 (121 and Japanese patent Mo58-4165 |13) (as well as related MoMo58-4163 and 58-4164) provide for the supply of oil to the friction zone through channels in the cylinders. This technical solution does not ensure uniform distribution of oil in the friction zone, and even adding fuel to the oil cannot ensure the distribution of oil over the entire surface of the cylinder mirror.
Відомо технічне рішення, коли забезпечення надійного функціонування пари тертя вирішується за рахунок /о малої зміни від температурного впливу контактної поверхні поршня. У заявці ФРН Моз603281 (14) поршень, який терморегулюється, обладнано терморегулювальною вставкою, яка розташована у верхній частині корпусу поршня, між канавкою нижнього поршневого кільця та отворами у бобишках поршня. Володіючи більшою піддатливістю в площині перпендикулярної осі поршневого кільця, вставка, при температурному впливі за рахунок спрямованої піддатливості, дозволяє корпусу поршня мати достатню поверхню тертя.A technical solution is known, when ensuring the reliable functioning of the friction pair is solved due to a small change due to the temperature effect of the contact surface of the piston. In the German application Moz603281 (14), the piston, which is thermoregulated, is equipped with a thermoregulation insert, which is located in the upper part of the piston body, between the groove of the lower piston ring and the holes in the piston bosses. Having greater flexibility in the plane perpendicular to the axis of the piston ring, the insert, under temperature influence due to directional flexibility, allows the piston body to have a sufficient friction surface.
Дане технічне рішення в той же час не вирішує ряду інших питань функціонування двигуна на перемінних режимах, при форсуванні і підвищенні температури навколишнього середовища, коли збільшений теплопідвід збільшує тепловий потік з камери згоряння в систему охолодження через корпус поршня.At the same time, this technical solution does not solve a number of other issues of the engine functioning in variable modes, during forcing and increasing the ambient temperature, when the increased heat supply increases the heat flow from the combustion chamber to the cooling system through the piston housing.
Як прототип прийнятий дизель по патенту Австрії Мо402329 |15). Камера згоряння в дизелі-прототипі виконана у вигляді металевої вставки в днище поршня. Зазор між вставкою і днищем поршня герметизовано і цілком заповнено хлористим цинком, нітратом натрію чи нітратом калію. Температура плавлення цих з'єднань лежить у межах 300...4007С, теплопровідність при плавленні зростає в 100 і більш раз. При температурах нижче точки плавлення заповнювач зазору чинить теплоїзолюючу дію подібну до повітряного зазору, унаслідок чого синки камери згоряння швидко прогріваються, поліпшуючи випар палива і підвищуючи ефект калильного запалення, що знижує твердість роботи і рівень шуму. сAs a prototype, a diesel engine was adopted according to the Austrian patent Mo402329 |15). The combustion chamber in the prototype diesel engine is made in the form of a metal insert in the bottom of the piston. The gap between the insert and the bottom of the piston is sealed and completely filled with zinc chloride, sodium nitrate or potassium nitrate. The melting point of these compounds lies within 300...4007C, thermal conductivity during melting increases by 100 or more times. At temperatures below the melting point, the gap filler exerts a heat-insulating effect similar to the air gap, as a result of which the combustion chamber tubes quickly warm up, improving fuel vapor and increasing the effect of glow ignition, which reduces the hardness of work and the noise level. with
Після розплавлювання заповнювача теплопровідність його різко зростає, і поршень працює так само, як о поршень нормальної конструкції.After melting the aggregate, its thermal conductivity increases sharply, and the piston works in the same way as a piston of normal design.
У даному прототипі вирішено питання терморегулювання камери згоряння, відсутнє масляне охолодження поршня, що дає збільшення тепловіддачі в масло і негативно впливає на габаритні характеристики транспортного засобу. б зо При сталому режимі роботи двигуна поршень має нормальну геометрію, коли температурний потік від камери згоряння стабілізується, що дозволяє забезпечити задану площу несучої поверхні і нормальні умови роботи пари -- тертя, якщо температура корпусу поршня .не виходить за припустимі межі. оIn this prototype, the issue of thermal regulation of the combustion chamber is solved, there is no oil cooling of the piston, which increases the heat transfer to the oil and negatively affects the overall characteristics of the vehicle. б зо During steady engine operation, the piston has a normal geometry, when the temperature flow from the combustion chamber stabilizes, which makes it possible to ensure the given area of the bearing surface and normal operating conditions of steam - friction, if the temperature of the piston body does not exceed the permissible limits. at
При високому форсуванні двигуна і високих температур навколишнього середовища, без дроселювання теплового потоку від накладки до корпусу поршня, може мати місце перегрів корпусу поршня, його коробления і с зв розрив масляної плівки, а тому що не передбачені засоби регенерації масляної плівки, то задир і вихід з ладу ї- двигуна мають велику імовірність. Усе це робить прототип неприйнятним для роботи двигуна на форсованих режимах у всіх кліматичних зонах.With high engine forcing and high ambient temperatures, without throttling the heat flow from the lining to the piston body, overheating of the piston body, its warping and, consequently, rupture of the oil film may occur, and because there are no means of oil film regeneration, burr and exit there is a high probability of engine failure. All this makes the prototype unacceptable for engine operation at forced modes in all climatic zones.
Задача винаходу - створення форсованого усеширотного двотактного двигуна внутрішнього згоряння.The task of the invention is to create a forced wide-width two-stroke internal combustion engine.
Задача винаходу полягає в забезпеченні працездатності двигуна на форсованих режимах у будь-яких « Кліматичних зонах з температурою навколишнього середовища до плюс 5572 за рахунок надійного пт) с функціонування визначальної системи кривошипно-шатунного механізму циліндро-поршневої групи і, зокрема, основного вузла двигуна- поршня без застосування засобів охолодження елементів поршня і без збільшення з поверхні теплообміну системи охолодження з навколишнім середовищем, тобто забезпечення високої надійності функціонування двигуна з підвищенням термічного ККД адекватно підвищенню рівня форсування.The task of the invention is to ensure the operation of the engine in forced modes in any climatic zones with an ambient temperature of up to plus 5572 due to the reliable pt)s functioning of the determining system of the crank-connecting mechanism of the cylinder-piston group and, in particular, the main unit of the engine-piston without the use of means for cooling the piston elements and without increasing the heat exchange of the cooling system with the environment from the surface, i.e. ensuring high reliability of the engine operation with an increase in thermal efficiency corresponding to an increase in the level of forcing.
Поставлена задача досягається наступними новими ознаками: - складений неохолоджений поршень -І забезпечує зниження тепловіддачі в систему охолодження транспортного засобу за рахунок проставки-терморегулятора, матеріал якої дозволяє регулювати тепловий потік, маючи теплопровідність у ю 1,25...1,05 разів меншу, ніж у жарової накладки й у 8,5...6,5 разів меншу, ніж у корпуса поршня, забезпечуючи о функції регулювання теплопідводу до алюмінієвого корпуса поршня і додаткового жарового запалення суміші від 5о нагрітих поверхонь накладок у всьому робочому діапазоні при цьому надійність функціонування - неохолоджуваного поршня на форсованих режимах і робота двигуна без регульованого зниження потужності приThe set task is achieved with the following new features: - a folded uncooled piston -I provides a reduction in heat transfer to the vehicle cooling system due to a thermostat spacer, the material of which allows you to regulate the heat flow, having a thermal conductivity 1.25...1.05 times lower, than that of the heat pad and 8.5...6.5 times smaller than that of the piston body, ensuring the function of regulating the heat supply to the aluminum piston body and additional heat ignition of the mixture from 5o heated surfaces of the pads in the entire working range, while ensuring reliable functioning - uncooled piston in forced modes and engine operation without adjustable power reduction at
Ге) температурах до плюс 55"С забезпечується дозованою подачею розпиленого масла з додаткової ступіні компресору високого тиску, що забезпечує регенерацію масляної плівки на всій робочій поверхні дзеркала за рахунок сполучення функцій маслоподачі з підведенням продувного повітря, напрямок руху якого регламентується тангенціальним закрученням впускних вікон циліндру; - усмоктувальна порожнина додаткової ступіні компресору високого тиску зв'язана з картерною порожниною двигуна в зоні найбільшого барботажу (Ф, масла, а випускна порожнина додаткової ступіні компресору високого тиску зв'язана з верхнім впускним ка ресивером в зоні підведення повітря після нагнітача.Ge) at temperatures up to plus 55"С is provided by a metered supply of sprayed oil from an additional stage of the high-pressure compressor, which ensures the regeneration of the oil film on the entire working surface of the mirror due to the combination of oil supply functions with the supply of blowing air, the direction of movement of which is regulated by the tangential twisting of the cylinder inlet windows; - the suction cavity of the additional stage of the high-pressure compressor is connected to the crankcase cavity of the engine in the zone of the greatest bubbling (F, oil, and the outlet cavity of the additional stage of the high-pressure compressor is connected to the upper intake receiver in the area of the air supply after the supercharger.
Запропоновані конструктивні удосконалення забезпечують надійне функціонування форсованого двигуна на бр Всіх експлуатаційних режимах у будь-якій кліматичній зоні.The proposed design improvements ensure reliable functioning of the forced engine in all operating modes in any climatic zone.
При пуску двигуна в умовах низького ступеня підвищення тиску нагнітачем, поршневий компресор високого тиску забирає з картера звичайне повітря, коли картерні гази з часточками масла ще відсутні, і подає в повітряний ресивер зазначене повітря з підвищеним тиском, що збільшує щільність заряду і забезпечує пуск двигуна без засобів підготовки і полегшення пуску, а при їхній наявності прискорює процес пуску. 65 У процесі розігріву двигуна, коли "холодна" проставка-терморегулятор має саму низьку теплопровідність, відбувається швидкий розігрів жарової накладки, у якій виконана камера згоряння, за рахунок зменшення теплового потоку від накладки до корпусу поршня, що дозволяє підвищити приймальність двигуна і поліпшити екологічні показники (зменшення димності на пуску). У процесі розігріву додаткова ступінь компресора починає подавати в циліндр двигуна газоповітряну суміш з часточками масла, що забезпечує нормальну роботу париWhen starting the engine in conditions of a low degree of pressure increase by the supercharger, the high-pressure piston compressor takes ordinary air from the crankcase, when crankcase gases with oil particles are still absent, and supplies the indicated air with increased pressure to the air receiver, which increases the charge density and ensures engine start without means of preparation and facilitation of start-up, and in their presence accelerates the start-up process. 65 In the process of warming up the engine, when the "cold" spacer-thermoregulator has the lowest thermal conductivity, rapid heating of the heat pad, in which the combustion chamber is made, occurs due to a decrease in the heat flow from the pad to the piston body, which makes it possible to increase the acceptability of the engine and improve environmental performance (reduction of smoke at start-up). During the warm-up process, the additional stage of the compressor begins to supply a gas-air mixture with oil particles to the engine cylinder, which ensures normal operation of the steam
Тертя на перехідних режимах.Friction in transient modes.
На сталому робочому режимі, коли температура жарової накладки досягає заданих температурних значень, що забезпечують нормальне протікання робочого процесу, теплопровідність проставки-терморегулятора досягає своїх верхніх значень і тепловий потік від жарової накладки до корпусу поршня збільшується, зберігаючи жарові властивості та виключаючи перегрів, забезпечує її працездатність. Навіть на нижній межі своєї 7/0 теплопровідності проставка-терморегулятор обмежує тепловий!" потік від камери згоряння до корпусу поршня, що виключає надмірний його нагрів. Барботаж масла в картерній порожнині, який збільшився в цей момент, дозволяє додатковій ступіні компресору подавати в циліндр розраховану кількість масла з газоповітряною сумішшю, що забезпечує додатковий запас надійності циліндро-поршневої групи. З огляду на те, що подача масла забезпечується протягом усього часу відкриття продувних вікон, воно розподіляється рівномірно по всій 7/5 поверхні тертя дзеркала циліндру, сприяючи регенерації масляної плівки по всій довжині робочого ходу поршня.In a stable operating mode, when the temperature of the heat pad reaches the set temperature values that ensure the normal flow of the work process, the thermal conductivity of the spacer-thermoregulator reaches its upper values and the heat flow from the heat pad to the piston body increases, maintaining the heat properties and excluding overheating, ensuring its operability . Even at the lower limit of its 7/0 thermal conductivity, the spacer-thermoregulator limits the flow of heat from the combustion chamber to the piston body, which eliminates its excessive heating. The oil bubbling in the crankcase cavity, which has increased at this moment, allows the additional stage of the compressor to supply the cylinder with the calculated the amount of oil with a gas-air mixture, which provides an additional margin of reliability of the cylinder-piston group. Considering the fact that the oil supply is ensured during the entire time of opening of the blow windows, it is distributed evenly over the entire 7/5 friction surface of the cylinder mirror, contributing to the regeneration of the oil film by along the entire length of the working stroke of the piston.
Повному охопленню робочої поверхні часточками масла, що подається, сприяє сполучення функції маслоподачі з підведенням повітряного заряду, який одержує тангенціальне закручення від спеціально спрофільованих бічних стінок вікон циліндру і високу швидкість за рахунок значного перевищення Р, над Р..The complete coverage of the working surface by the supplied oil particles is facilitated by the combination of the oil supply function with the introduction of an air charge, which receives tangential twist from the specially profiled side walls of the cylinder windows and high speed due to a significant excess of P, over P..
Зазначені фактори забезпечують часточкам масла високу тангенціальну швидкість, що відкидає часточки олії 2о на поверхню дзеркала. Тому що рух повітряного заряду організовано за законом вихрового шнура, часточки масла розподіляються по всьому обсязі повітряного заряду і відкидаються рівномірно на всю поверхню тертя. Це дозволяє поліпшити структуру масляної плівки і підвищити швидкість регенерації в місцях її розриву перед кожним рухом поршня до ВМТ.These factors provide the oil particles with a high tangential speed, which throws the oil particles 2o onto the mirror surface. Because the movement of the air charge is organized according to the law of the vortex cord, the oil particles are distributed over the entire volume of the air charge and are thrown evenly over the entire friction surface. This makes it possible to improve the structure of the oil film and increase the rate of regeneration in the places of its rupture before each movement of the piston to TDC.
Межі зміни теплопровідності матеріалу проставки-терморегулятора 1,25...1,05 і 8,5...6,5 з боку великих сч об цифрових значень визначаються фактичними можливостями матеріалу і необхідністю підвищення швидкості о розігріву камери згоряння.The limits of the change in the thermal conductivity of the spacer-thermoregulator material 1.25...1.05 and 8.5...6.5 from the side of large digital values are determined by the actual capabilities of the material and the need to increase the speed of heating the combustion chamber.
Збільшення теплопровідності при переході до сталих робочих температур, яке відповідає меншим цифровим значенням, обмежується можливостями алюмінієвого корпусу сприймати і передавати тепловий потік у систему охолодження. б зо Зазначені обмеження (1,05 і 6,5) забезпечують стабільний температурний рівень корпусу поршня при температурах навколишнього середовища до плюс 557"С та не вимагають збільшення площі радіаторів тих -- транспортних засобів, у яких традиційно використовуються двигуни сімейства з розмірністю ДН 12/2х12. оThe increase in thermal conductivity when moving to constant operating temperatures, which corresponds to smaller numerical values, is limited by the ability of the aluminum case to perceive and transfer heat flow to the cooling system. б зо The indicated limits (1.05 and 6.5) ensure a stable temperature level of the piston body at ambient temperatures up to plus 557"C and do not require an increase in the area of the radiators of those vehicles that traditionally use engines of the DN 12 family /2x12. o
Регульоване обмеження теплового потоку від жарової накладки до корпусу поршня дозволяє мати термічний і ефективний ККД на рівні кращих сучасних форсованих двигунів їі працювати без обмеження потужності від с з5 температури навколишнього середовища на будь-яких широтах світу. На фігурі 1 показаний фрагмент двигуна. ї-Adjustable limitation of the heat flow from the heat pad to the piston body allows to have a thermal and effective efficiency at the level of the best modern forced engines and to work without power limitation from s to 5 ambient temperature at any latitude of the world. Figure 1 shows a fragment of the engine. uh-
У остов 1 встановлено циліндри З із впускними 6 і випускними 7 вікнами. В циліндрах зустрічно рухаються поршні, що керують процесом газообміну.C cylinders with inlet 6 and outlet 7 windows are installed in the frame 1. Pistons that control the gas exchange process move in opposite directions in the cylinders.
Поршень впускної сторони .4 керує подачею повітря в циліндр, а поршень випускної сторони 8 керує видаленням відпрацьованих газів. Поршні передають енергію, відповідно, впускному 5 і випускному 14 «The intake side piston .4 controls the supply of air to the cylinder, and the exhaust side piston 8 controls the removal of exhaust gases. Pistons transmit energy, respectively, to intake 5 and exhaust 14 "
Колінчастим валам, що знаходяться в порожнинах закритих картерами впускної сторони 2 і випускної сторони 13. з с У процесі роботи двигуна згоряння палива відбувається в камері згоряння, утвореної при положенні поршнів у ВМТ. ;» На фігурі 2 показаний фрагмент поршня. Тепловий потік від жарових накладок 9 (фіг.2), що утворюють камеру згоряння, передається корпусу поршня 12 через проставку-терморегулятор 11 (фіг.2).The crankshafts located in the cavities closed by the crankcases of the intake side 2 and the exhaust side 13. c During the operation of the engine, fuel combustion occurs in the combustion chamber formed when the pistons are at TDC. ;" Figure 2 shows a fragment of the piston. The heat flow from the heat pads 9 (Fig. 2), which form the combustion chamber, is transmitted to the piston body 12 through the thermostat spacer 11 (Fig. 2).
Забезпечуючи максимально припустиму температуру жарової накладки і жарового кільця 10, -І проставка-терморегулятор 11 обмежує тепловий потік до корпуса поршня, при цьому обмеження, що сприяє підвищенню ККД двигуна, визначається максимальною температурою корпуса поршня, що не знижує його несучу ю здатність. Надійна робота. циліндро-поршневої групи на форсованих режимах і в екстремальних температурних о умовах забезпечується постійною подачею масла на робочу поверхню дзеркала циліндра.Ensuring the maximum allowable temperature of the heat pad and heat ring 10, and the spacer-thermoregulator 11 limits the heat flow to the piston body, while the limitation, which contributes to increasing the efficiency of the engine, is determined by the maximum temperature of the piston body, which does not reduce its carrying capacity. Reliable work. of the cylinder-piston group in forced modes and in extreme temperature conditions is ensured by a constant supply of oil to the working surface of the cylinder mirror.
Для подачі масла компресор 17 обладнаний додатковою ступінню 16, яка зв'язана трубопроводом 15 з - картерною порожниною двигуна в зоні найбільшого барботажу масла. Добір газоповітряної суміші з часточкамиTo supply oil, the compressor 17 is equipped with an additional stage 16, which is connected by a pipeline 15 to the crankcase cavity of the engine in the area of greatest oil bubbling. Selection of gas-air mixture with particles
Ге) масла забезпечується додатковою ступінню на такті усмоктування, а на кінцевій стадії такту стиску масло з газоповітряною сумішшю по трубопроводу 18 подається у верхній повітряний ресивер 19 двигуна безпосередньо після нагнітача 20. Газоповітряна суміш з частками масла перемішується з повітрям стиснутим у нагнітачі і,Ge) of oil is provided by an additional stage on the suction stroke, and at the final stage of the compression stroke, oil with a gas-air mixture is fed through the pipeline 18 to the upper air receiver 19 of the engine directly after the supercharger 20. The gas-air mixture with oil particles is mixed with the air compressed in the supercharger and,
Після відкриття впускних вікон кожного циліндру, часточки масла з повітряним зарядом подаються в циліндр зі швидкістю 40...7Ом/сек і віддентровою силою відкидаються на дзеркало циліндра, розподіляючись по поверхні іФ) від впускних до випускних вікон. Це дозволяє відновити масляну плівку на всій довжині ходу поршнів впускної і ко випускний сторін.After the opening of the intake windows of each cylinder, oil particles with an air charge are fed into the cylinder at a speed of 40...7Ω/sec and are thrown onto the mirror of the cylinder by outward force, being distributed over the surface iF) from the intake to the exhaust windows. This allows you to restore the oil film along the entire length of the stroke of the pistons on the intake and exhaust sides.
Джерела інформації: во 1. Заявка ФРН Мо2718811, РО2ЕЗ3/00, Е162У1/16. Поршень з масляним охолодженням. 2. Заявка ФРН Мо3708376, РО2Е3/22. Складений поршень.Sources of information: in 1. Application of the Federal Republic of Germany Mo2718811, RO2EZ3/00, E162U1/16. Oil-cooled piston. 2. Application of the Federal Republic of Germany Mo3708376, RO2E3/22. Folded piston.
З. Патент США Мо5595145, БО1Р 1/04 (НКВ 123-41.35). Поршень з камерою згоряння, яка охолоджується. 4. Патент НДР Мо200753, ГО2ЕЗ3/02. Поршень. 5. А.С. СРСР Мо992776, РО2Е3/02. Складений поршень для двигуна внутрішнього згоряння. 65 6. Заявка Великобританії Мо2196094, РО2ЕЗ3/00. Поршень зі зменшеним тепловідводом від днища. 7. Заявка Японії опубл. Моб287927, РО2ЕЗ3/00. Теплоіїзольований поршень.Z. US patent Mo5595145, BO1R 1/04 (NKV 123-41.35). A piston with a combustion chamber that is cooled. 4. Patent of the GDR Mo200753, ГО2ЕЗ3/02. Piston. 5. A.S. USSR Mo992776, RO2E3/02. Composite piston for an internal combustion engine. 65 6. Application of Great Britain Mo2196094, RO2EZ3/00. Piston with reduced heat dissipation from the bottom. 7. Application of Japan publ. Mob 287927, RO2EZ3/00. Heat-insulated piston.
8. А.С. СРСР Мо1129396, РО2Е3/02. Складений поршень двигуна внутрішнього згоряння. 9. Патент США Мо5878708, ГО1М1/00. Спосіб змащення циліндрів у двигуні з розподіленим упорскуванням бензину. 10. Заявка ФРН Мо4323262, ГО2МО9/12. Система змащення. 11. Патент Росії Мо2035003, Е16М7/12. Пристрій для змащення циліндра дизеля. 12. Патент США Мо5370089, РЕО1М1/16. Система змащення двотактного двигуна. 13. Патент Японії Мо58-4165, РО1М1/02, ЕО1М1/14 (а також 58-4163, РО1М1/02, ЕО1МО/00; 58-4164, РО1М1/02,8. A.S. USSR Mo1129396, RO2E3/02. A compound piston of an internal combustion engine. 9. US patent Mo5878708, ГО1М1/00. The method of lubricating cylinders in an engine with distributed gasoline injection. 10. Application of the Federal Republic of Germany Mo4323262, ГО2МО9/12. Lubrication system. 11. Patent of Russia Mo2035003, E16M7/12. A device for lubricating a diesel cylinder. 12. US patent Mo5370089, РЕО1М1/16. Two-stroke engine lubrication system. 13. Japanese patent Мо58-4165, РО1М1/02, ЕО1М1/14 (as well as 58-4163, РО1М1/02, ЕО1МО/00; 58-4164, РО1М1/02,
ЕО1М1/14). Пристрій для змащення поршня ДВЗ. 70 14. Заявка ФРН Мо3603281, ГО2ЕЗ3/02, Е1621/01. Поршень, що терморегулюється. 15. Патент Австрії Мо402329, РГО2ЕЗ3/18. Спосіб регулювання температури поршня (Прототип). 1 : 5.EO1M1/14). A device for lubricating the internal combustion engine piston. 70 14. Application of the Federal Republic of Germany Mo3603281, GO2EZ3/02, E1621/01. Thermoregulating piston. 15. Patent of Austria Mo402329, RHO2EZ3/18. The method of adjusting the temperature of the piston (Prototype). 1 : 5.
УIN
МЕ і тME, etc
АК ше.AK she.
ХК М рHC M r
Т СЕБЕ. ; «ІЙ ЧІT SELF ; "YI CHI
І Щи.And Shchy.
С КР З Пе й г20/.19/ 18 й -- 7 см «а ак Ї шо. ци ДЛ» оS KR Z Pe y g20/.19/ 18 y -- 7 cm "a ak Y sho. tsi DL" o
ЩІ І в - Ж/ АМКУSCHI I in - Z/ AMKU
ІAND
(22) 8 17 6 15/ 44/ 13 «-(22) 8 17 6 15/ 44/ 13 "-
І 9 оAnd 9 o
ШАХ, я смCHESS, I see
КІCI
"Ме " -"Me" -
Фіг. 2 щіFig. 2 pcs
Б 12 « : КХ - с :з»B 12 ": KH - s:z"
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2002075722A UA72019C2 (en) | 2002-07-11 | 2002-07-11 | Augmented all-latitude two-stroke internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2002075722A UA72019C2 (en) | 2002-07-11 | 2002-07-11 | Augmented all-latitude two-stroke internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA72019C2 true UA72019C2 (en) | 2005-01-17 |
Family
ID=34618614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2002075722A UA72019C2 (en) | 2002-07-11 | 2002-07-11 | Augmented all-latitude two-stroke internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA72019C2 (en) |
-
2002
- 2002-07-11 UA UA2002075722A patent/UA72019C2/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8621865B2 (en) | Internal combustion engine with liquid-cooled turbine | |
| US10801437B2 (en) | Liquid-cooled internal combustion engine | |
| CN108730062A (en) | The cylinder block of internal combustion engine | |
| US6321699B1 (en) | Spheroidal rotary valve for combustion engines | |
| US20070017478A1 (en) | Tandem-piston engine | |
| KR100662972B1 (en) | Reciprocating machine with two sub-chambers | |
| CA2954079C (en) | Pressure wave supercharger and method for operating a pressure wave supercharger | |
| US4941436A (en) | Cooling system for I.C.E. valve seat inserts | |
| US4864985A (en) | Rotary valve | |
| US9739231B2 (en) | Engine block | |
| US20080135024A1 (en) | Internal combusting engine | |
| US6971341B1 (en) | Piston lubrication for a free piston engine | |
| US6526923B2 (en) | Internal combustion engine | |
| UA72019C2 (en) | Augmented all-latitude two-stroke internal combustion engine | |
| GB2099075A (en) | A cylinder block for an internal combustion engine | |
| CN102562298A (en) | Heat-insulation internal cooling engine | |
| EP0636773B1 (en) | A two-stroke cycle internal combustion engine | |
| RU2316660C2 (en) | Rotary engine | |
| WO2006120695A2 (en) | A bearing assembly | |
| US4403577A (en) | Free piston internal combustion engines | |
| GB2189005A (en) | Engines | |
| MAHLE GmbH | Piston function, requirements, and types | |
| WO2003046341A1 (en) | Spheroidal rotary valve for combustion engines | |
| US20120138008A1 (en) | Cylinder head with symmetric intake and exhaust passages | |
| JP2006144675A (en) | Temperature regulating device for internal combustion engine |