WO2015057112A1 - Двухтактный поршневой двигатель - Google Patents

Двухтактный поршневой двигатель Download PDF

Info

Publication number
WO2015057112A1
WO2015057112A1 PCT/RU2014/000813 RU2014000813W WO2015057112A1 WO 2015057112 A1 WO2015057112 A1 WO 2015057112A1 RU 2014000813 W RU2014000813 W RU 2014000813W WO 2015057112 A1 WO2015057112 A1 WO 2015057112A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
air
valves
bypass
crankshaft
piston
Prior art date
Application number
PCT/RU2014/000813
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Игорь Васильевич БОЕВ
Original Assignee
Игорь Васильевич БОЕВ
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 Игорь Васильевич БОЕВ filed Critical Игорь Васильевич БОЕВ
Publication of WO2015057112A1 publication Critical patent/WO2015057112A1/ru

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
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • 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
    • F02B25/00—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
    • F02B25/14—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using reverse-flow scavenging, e.g. with both outlet and inlet ports arranged near bottom of piston stroke
    • F02B25/145—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using reverse-flow scavenging, e.g. with both outlet and inlet ports arranged near bottom of piston stroke with intake and exhaust valves exclusively in the cylinder head
    • 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
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/02—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps
    • F02B33/06—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps
    • F02B33/22—Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps with pumping cylinder situated at side of working cylinder, e.g. the cylinders being parallel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to engine building, and more particularly to reciprocating internal combustion engines.
  • Known axial piston engine comprising: a cylinder block of the working section with a pair diametrically opposite
  • the cylinder block of the compressor section with pairwise diametrically opposed cylinders with pistons, rods and joints with connecting rods in each;
  • camshaft extending main shaft with cams
  • air injection connected by pipelines with check valves on air inlet into the combustion chamber; intake manifolds; compressor;
  • the disadvantage of this engine is that the air used to purge the combustion chamber is precompressed in pressure pipelines, which leads to a loss of compression power of this air.
  • Known two-stroke engine comprising: working cylinders with pistons, connecting rods; air compression cylinder (compressor) with piston and connecting rod; pressure air manifolds with fuel injectors; crankshaft with compressor drive gear; compressor crankshaft with driven gear; block of intermediate gears; combustion chambers with inlet, exhaust and purge valves, spark plugs; compressor inlet and outlet air valves; turbine pressurization (turbocharger) (see the description of the invention to the patent of the Russian Federation ⁇ "2493386, IPC F 02 B 33/22, F 02 B 29/06, publication 20.09.13).
  • the task of the invention is to simplify the design of a two-stroke engine.
  • a two-stroke piston internal combustion engine contains: a turbocharger (not shown shown); cylinder block with working cylinders, pistons, connecting rods, with an air compression cavity, piston, connecting rods; crankshaft with pinion gear; crankshaft with driven gear; cylinder head with inlet valves, bypass channels, bypass valves, exhaust valves, fuel nozzles, combustion chambers; camshafts.
  • 1/4 shows a piston engine, a general view in longitudinal section; on 2/4 the same, transverse section aa;
  • a piston two-stroke internal combustion engine contains:
  • a piston two-stroke engine operates as follows.
  • Pistons 3, 6 perform reciprocating motion in the cylinders 2 of the cylinder block 1. With the piston 6 in V.M.T. the bypass valve 15 closes. When the piston 6 moves in the air compression cavity 5 from V.M.T. to NMT after balancing the air pressure in the bypass channel 14 and at the entrance to the air compression cavity 5, the inlet valve 13 opens. The filling of the air compression cavity 5 with air by the turbocompressor begins. Upon reaching the piston 6 N.M.T. inlet valve 13 closes.
  • the reciprocating movement of the pistons 3 through the connecting rods 4 is converted into rotational motion of the crankshaft 8.
  • the driving gear 9, the driven gear 11 are used to increase the speed of the crankshaft 10, providing through the connecting rods 7 the frequency of air compression by the piston 6 equal to the frequency of the working strokes in the working cylinders 2
  • the rotational speed of the crankshaft 10 is directly proportional to the rotational speed of the crankshaft 8 and the number of working cylinders 2.
  • the claimed invention will simplify the design of a two-stroke engine.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

Двухтактный поршневой двигатель содержит: турбокомпрессор; блок цилиндров с рабочими цилиндрами, с полостью сжатия воздуха, поршнями, шатунами; коленчатый вал с ведущей шестерней; коленчатый вал с ведомой шестерней; головку цилиндров с впускными клапанами, перепускными каналами, перепускными клапанами, выпускными клапанами, форсунками подачи топлива, камерами сгорания; распределительные валы. Отличием является то, что перепускные каналы оснащены перепускными клапанами только на выходе. При этом затраты мощности на сжатие воздуха в перепускных каналах компенсируются при расширении воздуха во время движения поршня в полости сжатия воздуха от В.М.Т. до момента открытия впускного клапана, соответствующего уравниванию давления в полости сжатия воздуха и давления на входе воздуха, развиваемого туробокомпрессором. Заявленное изобретение позволит упростить конструкцию двухтактного двигателя.

Description

ДВУХТАКТНЫЙ ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ
Изобретение относится к двигателестроению, конкретнее к поршневым двигателям внутреннего сгорания.
Известен аксиально-поршневой двигатель, содержащий: блок цилиндров рабочей секции с попарно диаметрально противоположно
расположенными цилиндрами с поршнями, шатунами и шарнирами с шатунными шейками в каждом; блок цилиндров компрессорной секции с попарно диаметрально противоположно расположенными цилиндрами с поршнями, шатунами и шарнирами с шатунными шейками в каждом;
коренной вал с жёстко закреплёнными на нём наклонными дисками;
распределительный вал, продолжающий коренной вал, с кулачками;
пространственно-качающиеся шайбы по одной на каждую пару цилиндров с цапфами, установленные через подшипники на наружной поверхности наклонных дисков; опоры с рычагами; головку цилиндров рабочей секции с камерами сгорания изменяющегося объёма, с обратными клапанами,
удерживаемыми в закрытом положении давлением воздуха из канала, с выпускными и впускными клапанами с разгрузочными полостями,
соединёнными с выпускными коллекторами каналами, с форсунками,
толкателями, штангами, коромыслами; головку цилиндров компрессорной секции с обратными клапанами на входе и обратными клапанами на
нагнетании воздуха, соединёнными трубопроводами с обратными клапанами на входе воздуха в камеры сгорания; впускные коллектора; компрессор;
топливный насос (см. описание изобретения к патенту РФ Ν» 2410555, МПК F 02 В 75/26, F 02 В 75/04, F 02 D 15/04 , публикация 27.01.09).
Недостатком этого двигателя является то, что используемый для продувки камеры сгорания воздух предварительно сжимается в напорных трубопроводах, что ведёт к потере мощности на сжатие этого воздуха.
Известен двухтактный двигатель, содержащий: рабочие цилиндры с поршнями, шатунами; цилиндр сжатия воздуха (компрессор) с поршнем и шатуном; напорные воздушные коллекторы с форсунками подачи топлива; коленчатый вал с ведущей шестерней привода компрессора; коленчатый вал компрессора с ведомой шестерней; блок промежуточных шестерен; камеры сгорания с впускными, выпускными и продувочными клапанами, свечами зажигания; впускной и выпускные воздушные клапаны компрессора; турбину наддува воздуха (турбокомпрессор) (см. описание изобретения к патенту РФ Ν» 2493386, МПК F 02 В 33/22, F 02 В 29/06, публикация 20.09.13).
Недостатком этого двигателя, принятого за прототип, является сложность в управлении клапанами при выпуске воздуха из напорного воздушного коллектора в рабочие цилиндры в процессе такта рабочего хода.
Задачей заявляемого изобретения является упрощение конструкции двухтактного двигателя.
Сущность изобретения заключается в том, что двухтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания содержит: турбокомпрессор (на чертеже не показан); блок цилиндров с рабочими цилиндрами, поршнями, шатунами, с полостью сжатия воздуха, поршнем, шатунами; коленчатый вал с ведущей шестерней; коленчатый вал с ведомой шестерней; головку цилиндров с впускными клапанами, перепускными каналами, перепускными клапанами, выпускными клапанами, форсунками подачи топлива, камерами сгорания; распределительные валы.
Описание поясняется чертежами, где:
на 1/4 показан поршневой двигатель, общий вид в продольном разрезе; на 2/4-то же, поперечный разрез а-а;
на 3/4-то же, поперечный разрез в-в;
на 4/4-то же, вид сверху.
Поршневой двухтактный двигатель внутреннего сгорания содержит:
- турбокомпрессор (на чертеже не показан);
- блок цилиндров 1 с рабочими цилиндрами 2, поршнями 3, шатунами 4, с полостью сжатия воздуха 5, поршнем 6, шатунами 7;
-коленчатый вал 8 с ведущей шестерней 9;
-коленчатый вал 10 с ведомой шестерней 11 ;
-головку цилиндров 12 с впускными клапанами 13, перепускными каналами 14, перепускными клапанами 15, выпускными клапанами 16, форсунками подачи топлива 17, камерами сгорания 18;
-распределительные валы 19. Поршневой двухтактный двигатель работает следующим образом.
Поршни 3, 6 совершают возвратно - поступательное движение в цилиндрах 2 блока цилиндров 1. При положении поршня 6 в В.М.Т. закрывается перепускной клапан 15. При движении поршня 6 в полости сжатия воздуха 5 от В.М.Т. к Н.М.Т после выравнивания давлений воздуха в перепускном канале 14 и на входе в полость сжатия воздуха 5 открывается впускной клапан 13. Начинается наполнение турбокомпрессором полости сжатия воздуха 5 воздухом. При достижении поршнем 6 Н.М.Т. закрывается впускной клапан 13. При
выравнивании давлений воздуха в полости сжатия воздуха 5 и отработанных газов в цилиндре 2 открывается соответствующий перепускной клапан 15. По окончании продувки закрывается выпускной клапан 16. Начинается впуск и сжатие воздуха в полости сжатия воздуха 5, перепускных каналах 14, камере сгорания 18, рабочем цилиндре 2. Начало циклов впуска и сжатия. При достижении поршнем 6 В.М.Т. закрывается перепускной клапан 15. Окончание цикла впуска. Продолжается сжатие воздуха в камере сгорания 18, рабочем цилиндре 2. При достижении коленчатым валом 8 положения,
соответствующего углу опережения впрыска топлива, через форсунку 17 впрыскивается топливо в камеру сгорания 18. При достижении рабочим поршнем 3 В.М.Т. заканчивается цикл сжатия и начинается цикл рабочего хода. При подходе рабочего поршня 3 к Н.М.Т. открывается выпускной клапан 16. Начало цикла выпуска. При движении поршня 3 в цилиндре 2 к Н.М.Т. и дальнейшем движении от Н.М.Т. к В.М.Т. отработанные газы вытесняются из рабочего цилиндра 2 через открытый выпускной клапан 16. При открытии соответствующего перепускного клапана 15 начинается вытеснение
отработанных газов из рабочего цилиндра 2 воздухом. По окончании продувки закрывается выпускной клапан 16. Окончание цикла выпуска.
Возвратно-поступательное движение поршней 3 через шатуны 4 преобразуется во вращательное движение коленчатого вала 8. Ведущая шестерня 9, ведомая шестерня 11 служат для увеличения частоты вращения коленчатого вала 10, обеспечивающего через шатуны 7 частоту сжатия воздуха поршнем 6 равную частоте рабочих ходов в рабочих цилиндрах 2. Частота вращения коленчатого вала 10 прямо пропорциональна частоте вращения коленчатого вала 8 и числу рабочих цилиндров 2. Управление
расположенными в головке цилиндров 12 впускными 13, перепускными 15, выпускными 16 клапанами осуществляется распределительными валами 19.
Заявленное изобретение позволит упростить конструкцию двухтактного двигателя.

Claims

Формула изобретения
Двухтактный поршневой двигатель, содержащий: турбокомпрессор; блок цилиндров с рабочими цилиндрами, поршнями, шатунами, с полостью сжатия воздуха, поршнем, шатунами; коленчатый вал с ведущей шестерней;
коленчатый вал с ведомой шестерней; головку цилиндров с впускными клапанами, перепускными каналами, перепускными клапанами, выпускными клапанами, форсунками подачи топлива, камерами сгорания;
распределительные валы, отличающийся тем, что: перепускные каналы оснащены перепускными клапанами только на выходе, а затраты мощности на сжатие воздуха в перепускных каналах компенсируются при расширении воздуха во время движения поршня в полости сжатия воздуха от В.М.Т. до момента открытия впускного клапана, соответствующего уравниванию давления в полости сжатия воздуха и давления на входе воздуха, развиваемого туробокомпрессором.
PCT/RU2014/000813 2013-10-16 2014-10-28 Двухтактный поршневой двигатель WO2015057112A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013146307/06A RU2013146307A (ru) 2013-10-16 2013-10-16 Двухтактный поршневой двигатель
RU2013146307 2013-10-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015057112A1 true WO2015057112A1 (ru) 2015-04-23

Family

ID=52828437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2014/000813 WO2015057112A1 (ru) 2013-10-16 2014-10-28 Двухтактный поршневой двигатель

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2013146307A (ru)
WO (1) WO2015057112A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115176075A (zh) * 2019-12-09 2022-10-11 Fpt工业股份公司 设置有分开循环式内燃发动机的发动机系统
CN115176075B (zh) * 2019-12-09 2024-05-31 Fpt工业股份公司 设置有分开循环式内燃发动机的发动机系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5265564A (en) * 1989-06-16 1993-11-30 Dullaway Glen A Reciprocating piston engine with pumping and power cylinders
US20110265760A1 (en) * 2006-07-20 2011-11-03 Gile Jun Yang Park Dual crankshaft engines
US20120073551A1 (en) * 2010-09-24 2012-03-29 Scuderi Group, Llc Turbocharged downsized compression cylinder for a split-cycle engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5265564A (en) * 1989-06-16 1993-11-30 Dullaway Glen A Reciprocating piston engine with pumping and power cylinders
US20110265760A1 (en) * 2006-07-20 2011-11-03 Gile Jun Yang Park Dual crankshaft engines
US20120073551A1 (en) * 2010-09-24 2012-03-29 Scuderi Group, Llc Turbocharged downsized compression cylinder for a split-cycle engine

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115176075A (zh) * 2019-12-09 2022-10-11 Fpt工业股份公司 设置有分开循环式内燃发动机的发动机系统
CN115176076A (zh) * 2019-12-09 2022-10-11 Fpt工业股份公司 分置循环内燃发动机
US20230003165A1 (en) * 2019-12-09 2023-01-05 Fpt Industrial S.P.A. Split-cycle internal combustion engine
US11739682B2 (en) * 2019-12-09 2023-08-29 Fpt Industrial S.P.A. Split-cycle internal combustion engine
CN115176075B (zh) * 2019-12-09 2024-05-31 Fpt工业股份公司 设置有分开循环式内燃发动机的发动机系统

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013146307A (ru) 2015-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2006004612A3 (en) Epitrochoidal crankshaft mechanism and method
SE0600198L (sv) Tvåtakts förbränningsmotor med vätskeinsprutning
RU2543908C1 (ru) Способ оптимизации процесса расширения продуктов сгорания в цилиндре однотактного двигателя с внешней камерой сгорания
RU2520276C1 (ru) Двухтактный поршневой двигатель
US9074527B2 (en) Counterpoise engine
WO2015057112A1 (ru) Двухтактный поршневой двигатель
RU2316661C1 (ru) Аксиально-поршневой двигатель
RU2305195C1 (ru) Аксиально-поршневой двигатель
RU173896U1 (ru) Свободнопоршневой двухтактный двигатель-гидронасос
RU2538231C1 (ru) Способ рециркуляции выхлопных газов в цилиндр однотактного двигателя с внешней камерой сгорания
RU2493386C1 (ru) Двухтактный поршневой двигатель
RU2538429C1 (ru) Способ реверсирования вращения коленчатого вала однотактного двигателя с внешней камерой сгорания
RU2016102549A (ru) Однотактный двигатель внутреннего сгорания
RU2449138C2 (ru) Двигатель внутреннего сгорания
RU2410555C1 (ru) Аксиально-поршневой двигатель
RU2633473C2 (ru) Многоцилиндровый свободнопоршневой мотокомпрессор
RU2454544C1 (ru) Аксиально-поршневой двигатель
RU2631842C1 (ru) Способ управления коэффициентом избытка воздуха перепускными клапанами между компрессорными и рабочими полостями поршней однотактного двигателя с внешней камерой сгорания
RU2416728C1 (ru) Двухтактный дизельный двигатель
RU2631179C1 (ru) Способ обеспечения действия тандемного двухтактного двигателя энергией продуктов сгорания из общей внешней камеры сгорания
RU2374464C2 (ru) Роторный двигатель внутреннего сгорания прямого действия
RU2310080C2 (ru) Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с принудительной продувкой
RU2637594C1 (ru) Способ пуска и реверсирования тандемного двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания
RU2621423C2 (ru) Двухтактный двс со вспомогательным цилиндром (варианты)
RU2647011C1 (ru) Поршневая гибридная энергетическая машина объемного действия с уравновешенным приводом

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14853531

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14853531

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1