CZ14563U1 - Piston internal combustion engine - Google Patents

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká pístového spalovacího motoru, zejména motoru s přímým vstřikováním. Řešení spadá do oblasti pístových motorů s přerušovaným přívodem paliva a s vnitřním spalováním, které jsou charakterizované zvláštním přívodem vzduchu a paliva do válce.The invention relates to a reciprocating internal combustion engine, in particular a direct injection engine. The solution falls within the area of intermittent and internal combustion interrupted fuel piston engines, which are characterized by a separate supply of air and fuel to the cylinder.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Stávající čtyřtaktní motor pracuje na principu sání, komprese, pracovní takt a výfuk. Stávající dvoutaktní motor pracuje na principu pracovní takt a komprese.The existing four-stroke engine works on the principle of intake, compression, working cycle and exhaust. The existing two-stroke engine works on the principle of working cycle and compression.

Pístové spalovací motory klasické konstrukce jsou tvořeny jedním nebo více válci, ve kterých se suvně pohybuje píst, přičemž mezi pístem a válcem je vytvořen spalovací prostor. Do spalovacího prostoru jednotlivých válců ústí přes příslušný ventil alespoň jeden sací a alespoň jeden výfukový ventil, dále je pak každý válec opatřen zážehovým zařízením, např. svíčkou, u zážehových motorů a případně vstřikovacím zařízením nutným u vznětových motorů.Conventional piston internal combustion engines are formed by one or more cylinders in which the piston slides, with a combustion chamber being formed between the piston and the cylinder. At least one intake and at least one exhaust valve flows into the combustion chamber of the individual cylinders via a respective valve, and each cylinder is provided with a spark ignition device, e.g.

V jednotlivých válcích spalovacího motoru probíhá pracovní cyklus spočívající v nasátí a komis presi spalovací směsi, jejím zapálením a hořením během cyklu výbuchu a následkem výfuku zplodin hoření. Pouze během cyklu výbuchu dochází ke vzniku hnací energie, pouze tento cyklus je pracovní. Tato energie je přenášena prostřednictvím klikového hřídele aojnic jednak na výstupní hřídel spalovacího motoru a jednak je přenášena k dalším válcům spalovacího motoru pro vyvození nepracovních cyklů v těchto válcích. Přenos energie z pracovního cyklu jednoho válce na nepracovní cykly dalších válců přes klikový hřídel pak vyžaduje s ohledem na vyvážení spalovacího motoru poměrně značné nároky na výrobu a uložení klikového hřídele, přičemž spalovací motor obsahuje poměrně velký počet dílů. Tyto spalovací motory jsou pak poměrně náročné na jejich vyvážení.In the individual cylinders of the internal combustion engine there is a working cycle consisting of suction and commissioning of the combustion mixture, its ignition and combustion during the explosion cycle and the consequent exhaust of combustion products. Only during the explosion cycle is the driving energy generated, only this cycle is working. This energy is transmitted via the crankshaft and the connecting rods to the output shaft of the internal combustion engine and is transmitted to the other cylinders of the internal combustion engine to generate non-working cycles in these cylinders. The transfer of energy from the working cycle of one cylinder to the non-working cycles of the other cylinders via the crankshaft then requires a relatively large amount of production and bearing of the crankshaft with respect to the balancing of the internal combustion engine, the internal combustion engine comprising a relatively large number of parts. These internal combustion engines are then quite demanding for their balancing.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Pístový spalovací motor, podle vynálezu, má v každém pracovním válci umístěn píst s pístními kroužky a píst je ojnicí spojen s klikovou hřídelí.The piston internal combustion engine according to the invention has a piston with piston rings in each working cylinder and the piston is connected to the crankshaft by means of a connecting rod.

Podstata technického řešení spočívá v tom, že motor, který má boční plnění pracovních válců s přetlakem 0,6 až 1 MPa a samočinný výplach pracovních válců, sestává z nejméně jednoho pracovního válce, do jehož spodní části ústí sací kanál a výfukový kanál. Ústí obou kanálů je situováno nad horní hranou pístu, pokud je píst ve spodní úvrati. Sací kanál je uzavírán sacím šoupátkem a výfukový kanál je uzavírán výfukovým šoupátkem a každé šoupátko je ojnicí pevně spojeno s vačkou. Vačky jsou umístěny na klikové hřídeli.The principle of the invention consists in that the engine having lateral filling of the working cylinders with an overpressure of 0.6 to 1 MPa and the automatic flushing of the working cylinders consists of at least one working cylinder, into which the intake duct and the exhaust duct open. The mouth of both channels is situated above the upper edge of the piston when the piston is at the bottom dead center. The suction channel is closed by the suction spool and the exhaust channel is closed by the exhaust spool and each spool is rigidly connected to the cam by a connecting rod. The cams are located on the crankshaft.

Mazání pístů a šoupátek je zajištěno rozstřikem oleje klikovou hřídelí z olejové vany a olejovými parami.Piston and valve lubrication is provided by the oil sump oil sump and oil vapor.

Šoupátka mohou být v plochém provedení nebo mohou být válcového tvaru.The sliders may be flat or cylindrical.

Pístový spalovací motor je vhodný pro motory s přímým vstřikováním, jak typu Ottovy, tak Dieslovy motory.The piston internal combustion engine is suitable for direct injection engines, both Otto and Diesel engines.

Hlava motoru podle vynálezu je výrobně jednodušší, neboť oproti známým řešením odpadá podle navrhovaného řešení celý rozvodový mechanismus, odpadají také sací kanály a výfukové kanály.The engine head according to the invention is simpler to manufacture since, in contrast to the known solutions, according to the proposed solution, the entire timing mechanism is eliminated, the intake ducts and exhaust ducts are also eliminated.

Řešení šoupátek, která jsou excentricky, tj. pomocí vaček spojená s klikovou hřídelí, je výhodnější. V řešení podle vynálezu nejsou použity pružiny, jejichž nevýhodou je že svojí funkcí způsobují zpoždění.Valve solutions that are eccentric, i.e. by cams connected to the crankshaft, are more advantageous. Springs according to the invention are not used, the disadvantage of which is that they cause delays by their function.

- 1 CZ 14563 Ul- 1 CZ 14563 Ul

Řešením podle vynálezu je i výrobně jednodušší blok motoru, neboť odpadají olejové mazací kanály, které v dosud známých systémech motorů mažou rozvodový mechanismus.The solution according to the invention is also simpler to manufacture, since the oil lubrication ducts, which lubricate the timing mechanism in known motor systems, are eliminated.

Jinou výhodou řešení pístového spalovacího motoru podle vynálezu je, že neobsahuje vnější rozvodový mechanismus (rozvodová kola, rozvodový řemen, příp. královský hřídel), tím je řeše5 ní ekonomicky výhodnější a zaručuje snížení hlučnosti.Another advantage of the piston internal combustion engine according to the invention is that it does not comprise an external timing mechanism (timing gears, timing belt or king shaft), which makes the solution economically more advantageous and guarantees noise reduction.

Účinnost u tohoto pístového spalovacího motoru se zvýší nejméně na 50 % ze současně běžně dosahovaných 23 - 25 % účinnosti.The efficiency of this reciprocating internal combustion engine will increase to at least 50% of the currently achieved 23-25% efficiency.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Příkladné provedení navrhovaného řešení je popsáno s odkazem na výkresy, kde je na obr. 1 io znázorněn píst naftového motoru ve spodní úvrati - nárys a bokorys s detailem poloh vaček na klikové hřídeli.An exemplary embodiment of the proposed solution is described with reference to the drawings, in which Fig. 1 also shows the diesel engine piston at the bottom dead center - a front view and a detail view of the cam positions on the crankshaft.

Na obr. 2 je píst benzinového motoru ve spodní úvrati - nárys a bokorys s detailem poloh vaček na klikové hřídeli.Fig. 2 shows the petrol engine piston at the bottom dead center - elevation and side view with details of the cam positions on the crankshaft.

Na obr. 3 je znázorněn píst naftového motoru v horní úvrati - nárys a bokorys s detailem poloh vaček.Fig. 3 shows the diesel engine piston at top dead center - front view and side view detail of cam positions.

Na obr. 4 je znázorněn píst benzínového motoru v horní úvrati - nárys a bokorys s detailem poloh vaček.Fig. 4 shows the piston of the gasoline engine at the top dead center - a front view and a detail view of the cam positions.

Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solution

Příklad 1Example 1

Podle vynálezu byl zhotoven čtyřválcový naftový motor, v jehož každém pracovním válci 2 je píst 5 s pístními kroužky 7. Pracovní válec 2 je nahoře uzavřen hlavou i, ve které je vstřikovací tryska. Boční plnění pracovního válce 2 motoru je zajištěno sacím kanálem 6 avýplach pracovního válce 2 je zajištěn výfukovým kanálem 4.According to the invention, a four-cylinder diesel engine has been produced, in which each working cylinder 2 is a piston 5 with piston rings 7. The working cylinder 2 is closed at the top by a head 1 in which there is an injection nozzle. The lateral filling of the working cylinder 2 of the engine is ensured by the intake duct 6 and the irrigation of the working cylinder 2 is ensured by the exhaust duct 4.

Oba kanály 4, 6 ústí do pracovního válce 2 v jeho spodní části.Both channels 4, 6 open into the working cylinder 2 in its lower part.

K pístu 5 pracovního válce 2 je pístním čepem 3 uchycena jedním koncem ojnice 8. Druhým koncem je ojnice 8 spojena se středem klikové hřídele 9.A piston pin 3 is attached to the piston 5 of the working cylinder 2 by one end of the connecting rod 8. The other end connects the connecting rod 8 to the center of the crankshaft 9.

Uzavírání a otevírání sacího kanálu 4 motoru je zajištěno sacím šoupátkem 11 a uzavírání a otevírání výfukového kanálu 6 je zajištěno výfukovým šoupátkem 12. Sací šoupátko lije pevně spojeno ojnici H s vačkou 10, která je uchycena na jednom konci klikové hřídele 9. Výfukové šoupátko 12 je pevně spojeno ojnici 15 s vačkou 10, která je uchycena na druhém konci klikové hřídele 9.Closing and opening of the engine intake duct 4 is provided by the intake spool 11 and the closure and opening of the exhaust duct 6 is provided by the exhaust spool 12. The intake spool 11 is rigidly connected to the connecting rod 11 with a cam 10 which is mounted at one end of the crankshaft 9. the connecting rod 15 is rigidly connected to a cam 10 which is mounted at the other end of the crankshaft 9.

Kliková hřídel 9 je v olejové vaně, pohybem klikové hřídele 9 dochází k rozstřiku oleje a následně k mazání pístu 5 a šoupátek 11, 12 olejem a vznikajícími olejovými parami. Uložení klikové hřídele 9 a ojniční ložiska motoru jsou mazána tlakově olejovým čerpadlem, které je poháněné klikovou hřídelí 9.The crankshaft 9 is in the oil sump, the movement of the crankshaft 9 causes the oil to splash and subsequently to lubricate the piston 5 and the sliders 11, 12 with oil and the resulting oil vapors. The crankshaft bearings 9 and the engine connecting rod bearings are lubricated by a pressure oil pump driven by the crankshaft 9.

Motor pracuje s přetlakem 0,6 až 1 MPa, prostředí přetlaku v motoru zajišťuje kompresor.The engine works with overpressure 0.6 to 1 MPa, the overpressure environment in the engine is provided by the compressor.

Příklad 2Example 2

Šestiválcový benzinový motor byl zhotoven podobně jako v příkladu 1 s tím rozdílem, že v hlavě i motoru je svíčka.The six-cylinder gasoline engine was made similar to Example 1 except that there was a spark plug in both the head and the engine.

Palivo je do benzinového motoru přiváděno tryskou 13, která je umístěna v sacím kanále 6.Fuel is supplied to the gasoline engine through a nozzle 13 located in the intake passage 6.

Pracovní takt (komprese) motorů zhotovených podle vynálezu je vždy při pohybu pístu 5 dolů. Řešení je využitelné u každého uspořádání pracovních válců 2, tzn. jak u jednoválcového, s víceThe working cycle (compression) of the engines made according to the invention is always when the piston 5 moves downwards. The solution is applicable to any arrangement of the working rollers 2, i. as with a single cylinder, with more

-2CZ 14563 Ul pracovními válci 2, které jsou uspořádány v řadě, u hvězdicového, vějířového a nebo uspořádání do V.-2GB 14563 U1 of the work rollers 2, which are arranged in a row, star, fan or V arrangement.

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS

Claims (3)

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS 1. Pístový spalovací motor, který má v každém pracovním válci (2) umístěn píst (5) s pístnímiA piston internal combustion engine having a piston (5) with piston pistons in each working cylinder (2) 5 kroužky (7), kde píst (5) je ojnicí (8) spojen sklikovou hřídelí (9), vyznačující se tím, že má boční plnění pracovních válců (2) s přetlakem 0,6 až 1 MPa a samočinný výplach pracovních válců (2) a sestává z nejméně jednoho pracovního válce (2), do jehož spodní části ústí sací kanál (6) a výfukový kanál (4), přičemž ústí kanálů (4, 6) je situováno tak, že je nad horní hranou pístu (5), pokud je píst (5) ve spodní úvrati, a zároveň sací kanál (6) má uzávěr,5 rings (7), wherein the piston (5) is connected by a connecting rod (8) with a camshaft (9), characterized in that it has lateral filling of the working cylinders (2) with an overpressure of 0.6 to 1 MPa and 2) and consists of at least one work cylinder (2), into the lower part of which the intake duct (6) and the exhaust duct (4) open, the mouth of the ducts (4, 6) being situated above the upper edge of the piston (5) ) when the piston (5) is at the bottom dead center and the suction channel (6) has a cap, 10 který je tvořen sacím šoupátkem (11) a výfukový kanál (4) má uzávěr, který je tvořen výfukovým šoupátkem (12) a každé šoupátko (11, 12) je ojnicí (14, 15) pevně spojeno s vačkou (10), přičemž vačky (10) jsou umístěny na klikové hřídeli (9) a mazání pístů (5) a šoupátek (11, 12) je rozstřikem klikovou hřídelí (9) z olejové vany a olejovými parami.10, which is formed by an intake valve (11) and the exhaust channel (4) has a closure which is formed by an exhaust valve (12) and each valve (11, 12) is fixedly connected to the cam (10) by means of a connecting rod (14, 15); the cams (10) are located on the crankshaft (9) and the lubrication of the pistons (5) and the sliders (11, 12) is by spraying the crankshaft (9) from the oil sump and oil vapor. 2. Pístový spalovací motor, podle nároku 1, vyznačující se tím, že šoupátka (11,Piston internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the sliders (11, 11, 11, 12, 11). 15 12) jsou plochá.15 12) are flat. 3. Pístový spalovací motor, podle nároku 1, vyznačující se tím, že šoupátka (11, 12) mají válcový tvar.Piston internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the sliders (11, 12) have a cylindrical shape.