RU119035U1 - INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents

Abstract

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с размещенным внутри него поршнем, связанным с шатуном, и коленчатый вал, отличающийся тем, что в него введены два некруглых зубчатых колеса, первое из которых жестко закреплено на коленчатом валу, а второе с возможностью взаимодействия с первым жестко закреплено на дополнительном валу таким образом, что при положениях коленчатого вала, соответствующих нахождению поршня в верхней и нижней мертвых точках, расстояние от полюсов зацепления первого колеса со вторым до оси вращения первого колеса составляет 1,1-5 расстояния от этих полюсов зацепления до оси вращения второго колеса, а при положениях коленчатого вала, соответствующих нахождению поршня в середине его хода, расстояние от полюсов зацепления первого колеса со вторым до оси вращения первого колеса составляет 0,2-0,9 расстояния от этих полюсов зацепления до оси вращения второго колеса. ! 2. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что некруглые зубчатые колеса выполнены эллиптическими. ! 3. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что некруглые зубчатые колеса выполнены овальными. 1. An internal combustion engine containing a cylinder with a piston located inside it, connected to a connecting rod, and a crankshaft, characterized in that two non-circular gear wheels are introduced into it, the first of which is rigidly fixed to the crankshaft, and the second with the ability to interact with the first rigidly fixed on the additional shaft in such a way that at the positions of the crankshaft corresponding to the location of the piston at the upper and lower dead centers, the distance from the poles of the engagement of the first wheel with the second to the axis of rotation of the first wheel is 1.1-5 distances from these poles of engagement to the axis rotation of the second wheel, and at the positions of the crankshaft corresponding to the piston being in the middle of its stroke, the distance from the poles of engagement of the first wheel with the second to the axis of rotation of the first wheel is 0.2-0.9 distances from these poles of engagement to the axis of rotation of the second wheel. ! 2. The internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the non-circular gears are elliptical. ! 3. The internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the non-circular gear wheels are oval.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к двигателям внутреннего сгорания поршневого типа, преимущественно, бензиновым, дизельным. В качестве топлива в заявляемом поршневом двигателе внутреннего сгорания могут использоваться, например:The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular, to piston-type internal combustion engines, mainly gasoline, diesel. As fuel in the inventive reciprocating internal combustion engine can be used, for example:

- жидкости - бензин, дизельное топливо, спирты, биодизель;- liquids - gasoline, diesel fuel, alcohols, biodiesel;

- газы - сжиженный газ, природный газ, водород, газообразные продукты крекинга нефти, биогаз;- Gases - liquefied gas, natural gas, hydrogen, gaseous products of oil cracking, biogas;

- монооксид углерода, вырабатываемый в газогенераторе, входящем в состав топливной системы двигателя, из твердого топлива (угля, торфа, древесины).- carbon monoxide produced in the gas generator, which is part of the fuel system of the engine, from solid fuel (coal, peat, wood).

Предшествующий уровень техникиState of the art

Известна конструкция поршневого двигателя внутреннего сгорания, описанная в учебнике «Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей» под редакцией А.С.Орлина, М.Г. Круглова, М., изд. Машиностроение, 1990 г., стр.5, 6, рис.1,а).A known design of a reciprocating internal combustion engine described in the textbook “Internal combustion engines: Design and operation of piston and combined engines” edited by A.S. Orlin, M.G. Kruglova, M., ed. Engineering, 1990, p. 5, 6, fig. 1, a).

Указанный двигатель содержит цилиндр с крышкой (головкой) и с размещенным внутри него поршнем, связанным с шатуном, коленчатый вал, впускные и выпускные клапаны.The specified engine contains a cylinder with a cover (head) and with a piston placed inside it, connected with a connecting rod, a crankshaft, intake and exhaust valves.

Недостатком известного двигателя внутреннего сгорания является недостаточная эффективность работы, обусловленная недостатком времени для полного сгорания топлива и для эффективного выпуска отработавших газов и впуска топливно-воздушной смеси в цилиндр. Происходит это вследствие того, что угловая скорость вращения коленчатого вала в двигателях внутреннего сгорания достигает 700 радиан в секунду, и на отдельные процессы, наиболее важные из которых происходят при прохождении поршня в области верхней и нижней мертвых точек, приходится очень незначительное время, исчисляемое тысячными долями секунды.A disadvantage of the known internal combustion engine is the lack of operational efficiency due to the lack of time for complete combustion of the fuel and for the effective release of exhaust gases and the intake of the fuel-air mixture into the cylinder. This is due to the fact that the angular velocity of rotation of the crankshaft in internal combustion engines reaches 700 radians per second, and very little time, calculated in thousandths, falls on individual processes, the most important of which occur when the piston passes in the region of upper and lower dead points. seconds.

Раскрытие сущности полезной моделиUtility Model Disclosure

Задачей заявляемой полезной модели, является повышение эффективности работы двигателя внутреннего сгорания.The objective of the claimed utility model is to increase the efficiency of the internal combustion engine.

Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является уменьшение угловой скорости коленчатого вала при движении поршня в области верхней и нижней мертвых точек и увеличение угловой скорости коленчатого вала при движении поршня в области середины хода поршня.The technical result that allows us to solve this problem is to reduce the angular velocity of the crankshaft when the piston moves in the region of upper and lower dead points and to increase the angular velocity of the crankshaft when the piston moves in the region of the middle of the piston stroke.

Сущность полезной модели состоит в том, что:The essence of the utility model is that:

В известный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с размещенным внутри него поршнем, связанным с шатуном, и коленчатый вал, согласно настоящей заявке, введены два некруглых зубчатых колеса, первое из которых жестко закреплено на коленчатом валу, а второе с возможностью взаимодействия с первым жестко закреплено на дополнительном валу таким образом, что при положениях коленчатого вала, соответствующих нахождению поршня в верхней и нижней мертвых точках, расстояние от полюсов зацепления первого колеса со вторым до оси вращения первого колеса составляет 1,1-5 расстояния от этих полюсов зацепления до оси вращения второго колеса, а при положениях коленчатого вала, соответствующих нахождению поршня в середине его хода, расстояние от полюсов зацепления первого колеса со вторым до оси вращения первого колеса составляет 0,2-0,9 расстояния от этих полюсов зацепления до оси вращения второго колеса.According to the present application, two non-circular gear wheels are introduced into a known internal combustion engine comprising a cylinder with a piston disposed inside it and connected to a connecting rod and a crankshaft, the first of which is rigidly fixed to the crankshaft, and the second with the possibility of interaction with the first is rigidly fixed on the additional shaft in such a way that at the positions of the crankshaft corresponding to the piston at the top and bottom dead points, the distance from the poles of engagement of the first wheel with the second to the axis of rotation I of the first wheel is 1.1-5 distances from these gearing poles to the axis of rotation of the second wheel, and with the positions of the crankshaft corresponding to the piston being in the middle of its stroke, the distance from the gearing poles of the first wheel with the second to the axis of rotation of the first wheel is 0, 2-0.9 distance from these poles of engagement to the axis of rotation of the second wheel.

В частных случаях реализации полезной модели некруглые зубчатые колеса выполнены эллиптическими.In particular cases of the implementation of the utility model, non-circular gears are made elliptical.

В других частных случаях реализации полезной модели некруглые зубчатые колеса выполнены овальными.In other particular cases of the implementation of the utility model, non-circular gears are oval.

Введение в двигатель двух некруглых зубчатых колес, первое из которых жестко закреплено на коленчатом валу, а второе с возможностью взаимодействия с первым жестко закреплено на дополнительном валу таким образом, что при положениях коленчатого вала, соответствующих нахождению поршня в верхней и нижней мертвых точках, расстояние от полюсов зацепления первого колеса со вторым до оси вращения первого колеса составляет 1,1-5 расстояния от этих полюсов зацепления до оси вращения второго колеса, а при положениях коленчатого вала, соответствующих нахождению поршня в середине его хода, расстояние от полюсов зацепления первого колеса со вторым до оси вращения первого колеса составляет 0,2-0,9 расстояния от этих полюсов зацепления до оси вращения второго колеса позволяет уменьшить угловую скорость коленчатого вала при движении поршня в области верхней и нижней мертвых точек и увеличить угловую скорость коленчатого вала при движении поршня в области середины его хода.The introduction of two non-circular gears into the engine, the first of which is rigidly fixed to the crankshaft, and the second with the possibility of interaction with the first is rigidly fixed to the additional shaft in such a way that when the positions of the crankshaft correspond to the piston in the upper and lower dead points, the distance from the poles of engagement of the first wheel with the second to the axis of rotation of the first wheel is 1.1-5 distances from these poles of engagement to the axis of rotation of the second wheel, and at the position of the crankshaft, x the piston is in the middle of its stroke, the distance from the poles of engagement of the first wheel with the second to the axis of rotation of the first wheel is 0.2-0.9 the distance from these poles of engagement to the axis of rotation of the second wheel can reduce the angular velocity of the crankshaft when the piston moves in the region upper and lower dead points and increase the angular velocity of the crankshaft when the piston moves in the middle of its stroke.

Это дает возможность увеличить время перемещения поршня в области верхней и нижней мертвых точек, создать тем самым оптимальные временные условия для полного сгорания топлива, выпуска отработавших газов и впуска топливно-воздушной смеси в цилиндр, и тем самым повысить эффективность работы двигателя внутреннего сгорания.This makes it possible to increase the time the piston moves in the region of upper and lower dead points, thereby creating optimal time conditions for complete combustion of the fuel, exhaust gas and air-fuel mixture intake into the cylinder, and thereby increase the efficiency of the internal combustion engine.

При этом некруглые зубчатые колеса могут быть выполнены эллиптическими.In this case, non-circular gears can be made elliptical.

При этом некруглые зубчатые колеса могут быть выполнены овальными.In this case, non-circular gears can be oval.

Предлагаемая совокупность существенных признаков придает заявляемому двигателю новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.The proposed set of essential features gives the inventive engine new properties that allow you to solve the problem.

Заявляемый двигатель внутреннего сгорания обладает новизной по сравнению с прототипом, отличаясь от него тем, что:The inventive internal combustion engine has a novelty in comparison with the prototype, differing from it in that:

- в него введены два некруглых зубчатых колеса, первое из которых жестко закреплено на коленчатом валу, а второе с возможностью взаимодействия с первым жестко закреплено на дополнительном валу таким образом, что при положениях коленчатого вала, соответствующих нахождению поршня в верхней и нижней мертвых точках, расстояние от полюсов зацепления первого колеса со вторым до оси вращения первого колеса составляет 1,1-5 расстояния от этих полюсов зацепления до оси вращения второго колеса, а при положениях коленчатого вала, соответствующих нахождению поршня в середине его хода, расстояние от полюсов зацепления первого колеса со вторым до оси вращения первого колеса составляет 0,2 - 0,9 расстояния от этих полюсов зацепления до оси вращения второго колеса,- two non-circular gear wheels are introduced into it, the first of which is rigidly fixed to the crankshaft, and the second with the possibility of interaction with the first is rigidly fixed to the additional shaft in such a way that at the positions of the crankshaft corresponding to the piston at the top and bottom dead points, the distance from the poles of engagement of the first wheel with the second to the axis of rotation of the first wheel is 1.1-5 distances from these poles of engagement to the axis of rotation of the second wheel, and with the positions of the crankshaft corresponding to the piston in the middle of its stroke, the distance from the poles of engagement of the first wheel with the second to the axis of rotation of the first wheel is 0.2 - 0.9 of the distance from these poles of engagement to the axis of rotation of the second wheel,

- некруглые зубчатые колеса могут быть выполнены эллиптическими,- non-circular gears can be made elliptical,

- некруглые зубчатые колеса могут быть выполнены овальными.- non-circular gears can be oval.

Заявляемое полезная модель может найти широкое применение в машиностроении, в частности, в двигателях внутреннего сгорания поршневого типа, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».The claimed utility model can find wide application in mechanical engineering, in particular, in piston-type internal combustion engines, therefore it meets the criterion of "industrial applicability".

Заявителю неизвестен двигатель внутреннего сгорания, обладающий вышеуказанными отличительными существенными признаками, позволяющими явным образом достичь такого же технического результата, он не следует явным образом из изученного им уровня техники, поэтому заявитель считает, что заявляемое полезная модель соответствует критерию «новизна».The applicant does not know the internal combustion engine that has the above distinctive essential features that allow to explicitly achieve the same technical result, it does not follow explicitly from the level of technology studied by him, therefore, the applicant believes that the claimed utility model meets the criterion of "novelty."

Перечень фигур чертежейList of drawings

Заявляемый двигатель внутреннего сгорания иллюстрируется чертежами на примере двухтактного бензинового двигателя, где представлены на:The inventive internal combustion engine is illustrated by drawings on the example of a two-stroke gasoline engine, which are presented on:

Фиг.1. Общий вид двигателя внутреннего сгорания с частичным разрезом при положении поршня в верхней мертвой точке.Figure 1. General view of the internal combustion engine with a partial cut with the position of the piston at top dead center.

Фиг.2. Общий вид двигателя внутреннего сгорания с частичным разрезом при положении поршня в нижней мертвой точке.Figure 2. General view of the internal combustion engine with a partial cut with the position of the piston at bottom dead center.

Фиг.3. Общий вид двигателя внутреннего сгорания с частичным разрезом при положении поршня на половине его хода к нижней мертвой точке.Figure 3. General view of the internal combustion engine with a partial cut with the position of the piston at half stroke to bottom dead center.

Фиг.4. Общий вид двигателя внутреннего сгорания с частичным разрезом при положении поршня на половине его хода к верхней мертвой точке.Figure 4. General view of the internal combustion engine with a partial cut with the position of the piston at half stroke to top dead center.

Предпочтительный вариант осуществления полезной моделиPreferred Embodiment of Utility Model

Двигатель внутреннего сгорания, представленный на чертежах (см.Фиг.1-4) содержит цилиндр 1 с размещенным внутри него поршнем 2, связанным с шатуном 3, коленчатый вал 4, установленный в кривошипной камере 5 с возможностью вращения в опорах 6, свечу 7 зажигания с электродами, находящимися в камере 8 сгорания.The internal combustion engine shown in the drawings (see Figs. 1-4) comprises a cylinder 1 with a piston 2 located inside it and connected to a connecting rod 3, a crankshaft 4 mounted in a crank chamber 5 for rotation in bearings 6, an spark plug 7 with electrodes located in the combustion chamber 8.

На коленчатом валу 4 жестко закреплено первое овальное зубчатое колесо 9 с возможностью взаимодействия со вторым овальным зубчатым колесом 10, жестко закрепленным на дополнительном валу 11. Вал 11 установлен в опорах вращения (на чертежах не показаны) с возможностью совместного вращения с зубчатым колесом 10.The first oval gear wheel 9 is rigidly fixed on the crankshaft 4 with the possibility of interaction with the second oval gear wheel 10, rigidly mounted on the additional shaft 11. The shaft 11 is mounted in rotation bearings (not shown in the drawings) with the possibility of joint rotation with the gear wheel 10.

Некруглые зубчатые колеса 9 и 10 могут быть выполнены овальными, эллиптическими, в форме двулистника (см. «Механизмы. Справочное пособие» под ред. Кожевникова С.Н. и др., М., изд. «Машиностроение», 1976г., стр.159, рис.3.28), и другими видами некруглых зубчатых колес.Non-circular gears 9 and 10 can be made oval, elliptical, in the shape of a double leaf (see. "Mechanisms. Reference manual" edited by S. Kozhevnikov et al., M., publishing house "Engineering", 1976, p. .159, fig. 3.28), and other types of non-circular gears.

Расстояние от полюсов 12 и 13 зацепления первого колеса 9 со вторым колесом 10 (см. Фиг.1 и 2) до оси 14 вращения первого колеса 9 при положениях коленчатого вала 4, соответствующих нахождению поршня 2 в верхней и нижней мертвых точках, составляет 2,0 расстояния от полюсов 12 и 13 зацепления до оси 15 вращения колеса 10.The distance from the poles 12 and 13 of the engagement of the first wheel 9 with the second wheel 10 (see FIGS. 1 and 2) to the axis of rotation of the first wheel 9 at the positions of the crankshaft 4 corresponding to the location of the piston 2 at the top and bottom dead centers, is 2, 0 distance from the poles of the gearing 12 and 13 to the axis of rotation 15 of the wheel 10.

Расстояние от полюсов 16 и 17 зацепления первого колеса 9 со вторым колесом 10 (см. Фиг.3 и 4) до оси 14 вращения первого колеса 9 при положениях коленчатого вала 4, соответствующих нахождению поршня 2 в середине его хода, составляет 0,5 расстояния от полюсов 16 и 17 зацепления до оси 15 вращения второго колеса 10.The distance from the poles 16 and 17 of the engagement of the first wheel 9 with the second wheel 10 (see FIGS. 3 and 4) to the axis of rotation of the first wheel 9 at the positions of the crankshaft 4 corresponding to the location of the piston 2 in the middle of its stroke is 0.5 distance from the poles 16 and 17 of the engagement to the axis of rotation 15 of the second wheel 10.

Соотношение расстояний от полюсов 12 и 13 зацепления до оси 14 вращения первого колеса 9 при положениях коленчатого вала 4, соответствующих нахождению поршня 2 в верхней и нижней мертвых точках, может составлять от 1,1 до 5,0 расстояния от полюсов 12 и 13 зацепления до оси 15 вращения колеса 10, а соотношение расстояний от полюсов 16 и 17 зацепления до оси 14 вращения первого колеса 9 при положениях коленчатого вала 4, соответствующих нахождению поршня 2 в середине его хода может составлять от 0,2 до 0,9 расстояния от полюсов 16 и 17 зацепления до оси 15 вращения второго колеса 10, что позволяет достичь необходимого технического результата.The ratio of the distances from the poles 12 and 13 of the engagement to the axis of rotation 14 of the first wheel 9 at the positions of the crankshaft 4 corresponding to the location of the piston 2 at the top and bottom dead points can be from 1.1 to 5.0, the distance from the poles 12 and 13 of the engagement the axis of rotation 15 of the wheel 10, and the ratio of the distances from the poles 16 and 17 of the engagement to the axis of rotation of the first wheel 9 at the positions of the crankshaft 4 corresponding to the location of the piston 2 in the middle of its stroke can be from 0.2 to 0.9 distance from the poles 16 and 17 gearing to the axis of rotation 15 in orogo wheel 10, which allows to achieve the required technical result.

Дополнительный вал 11 в данном примере исполнения является валом отбора мощности, на нем установлен маховик 18. Для впуска топливно-воздушной смеси имеется впускное 19 окно с клапаном 20 и продувочное 21 окно, а для выхода выхлопных газов - выпускное 22 окно.The additional shaft 11 in this embodiment is a power take-off shaft; a flywheel is mounted on it 18. There is an inlet window 19 with a valve 20 and a purge 21 window for the inlet of the air-fuel mixture, and an exhaust window 22 for the exhaust gas outlet.

Направление вращения колес 9, 10 на Фиг.1-4 показано стрелками.The direction of rotation of the wheels 9, 10 in Figs. 1-4 is shown by arrows.

Двигатель содержит другие детали и элементы, известные специалистам, включая, но не ограничиваясь, следующие: насос(ы), охладитель, электропроводка, электрическая система зажигания и другие детали для механического действия двигателя (не изображены). В настоящей заявке изложены только те конструктивные признаки, которые необходимы для понимания сущности полезной модели.The engine contains other parts and components known to those skilled in the art, including, but not limited to, the pump (s), cooler, electrical wiring, electrical ignition system, and other details for the mechanical action of the engine (not shown). This application outlines only those design features that are necessary for understanding the essence of the utility model.

Заявляемый двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.The inventive internal combustion engine operates as follows.

Цикл работы двигателя начинается с такта сжатия, когда коленчатый вал 4 находится в положении 180° (см. Фиг.2). При этом поршень 2 находится в нижней мертвой точке, первое колесо 9 находится в зацеплении со вторым колесом 10 в полюсе зацепления 13. Маховик 18 имеет угловую скорость ω.The engine operation cycle begins with a compression stroke when the crankshaft 4 is in the 180 ° position (see FIG. 2). In this case, the piston 2 is at bottom dead center, the first wheel 9 is engaged with the second wheel 10 at the gearing pole 13. The flywheel 18 has an angular velocity ω.

При работе двигателя внутреннего сгорания момент инерции нагрузки, в которую входят: маховик, механизмы трансмиссии и т.п., выше момента инерции коленчатого вала, шатуна и поршня, поэтому относительные колебания угловой скорости маховика 18 являются незначительными, дополнительный вал 11 в пределах одного оборота вращается практически с неизменной угловой скоростью.When the internal combustion engine is running, the moment of inertia of the load, which includes: the flywheel, transmission mechanisms, etc., is higher than the moment of inertia of the crankshaft, connecting rod and piston, so the relative fluctuations in the angular velocity of the flywheel 18 are insignificant, the additional shaft 11 within one revolution rotates with almost constant angular velocity.

Поршень 2 за счет силы инерции маховика 18 двигается от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке, перекрывая сначала продувочное 21, а затем выпускное 22 окна.The piston 2 due to the inertia of the flywheel 18 moves from the bottom dead center to the top dead center, blocking first the purge 21, and then the outlet 22 of the window.

Завершение процесса продувки происходит при движении поршня 2 в области нижней мертвой точки, где угловая скорость первого колеса 9 примерно в два раза меньше угловой скорости второго колеса 10, так как отношение расстояния от полюса 13 зацепления до оси 14 вращения первого колеса 9 к расстоянию от полюса 13 зацепления до оси вращения 15 второго колеса 10 составляет приблизительно 2,0. Благодаря этому увеличивается время нахождения поршня 2 в области нижней мертвой точки, что благоприятно сказывается на процессе выпуска отработавших газов и на процессе заполнения цилиндра 1 топливно-воздушной смесью.The completion of the purge process occurs when the piston 2 moves in the region of bottom dead center, where the angular velocity of the first wheel 9 is approximately two times less than the angular velocity of the second wheel 10, since the ratio of the distance from the engagement pole 13 to the axis of rotation of the first wheel 9 to the distance from the pole 13 gearing to the axis of rotation 15 of the second wheel 10 is approximately 2.0. Due to this, the time spent by the piston 2 in the region of the bottom dead center increases, which favorably affects the process of exhaust gas emission and the process of filling cylinder 1 with a fuel-air mixture.

После закрытия поршнем 2 выпускного 22 окна в цилиндре 1 заканчивается процесс продувки отработавших газов топливно-воздушной смесью и заполнения цилиндра 1 топливно-воздушной смесью, начинается сжатие поступившей в него топливно-воздушной смеси.After the piston 2 closes the outlet 22 of the window in the cylinder 1, the process of purging the exhaust gases with the fuel-air mixture and filling the cylinder 1 with the fuel-air mixture ends, the compression of the fuel-air mixture entering it begins.

Одновременно с процессом сжатия в камере сгорания топливно-воздушной смеси в кривошипной камере 5, вследствие ее герметичности, под поршнем 2 создается разрежение, под действием которого в камеру 5 через впускное 19 окно с открывающимся клапаном 20 поступает топливно-воздушная смесь для следующего рабочего цикла.Simultaneously with the compression process in the combustion chamber of the air-fuel mixture in the crank chamber 5, due to its tightness, a vacuum is created under the piston 2, under which the air-fuel mixture enters the chamber 5 through the inlet window 19 with the opening valve 20 for the next working cycle.

Сжатие топливно-воздушной смеси в камере сгорания 8 и создание разрежения в кривошипной камере 5 происходит за счет энергии маховика 18, крутящий момент которого через дополнительный вал 11 передается на второе колесо 10, с него на первое колесо 9 и через коленчатый вал 4 и шатун 3 на поршень 2.The compression of the fuel-air mixture in the combustion chamber 8 and the creation of rarefaction in the crank chamber 5 occurs due to the energy of the flywheel 18, the torque of which is transmitted through the additional shaft 11 to the second wheel 10, from it to the first wheel 9 and through the crankshaft 4 and connecting rod 3 on the piston 2.

При достижении поршнем 2 верхней мертвой точки (см. Фиг.1) первое колесо 9 находится в зацеплении со вторым колесом 10 в полюсе 12 зацепления. Свеча 7 зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь.When the piston 2 reaches the top dead center (see FIG. 1), the first wheel 9 is engaged with the second wheel 10 in the engagement pole 12. Spark plug 7 ignites the air-fuel mixture.

Высвобождающаяся при сгорании топлива энергия воздействует на поршень 2, заставляя его перемещаться в сторону нижней мертвой точки. При движении поршня 2 в области верхней мертвой точки угловая скорость первого колеса 9 примерно в два раза меньше угловой скорости второго колеса 10, так как отношение расстояния от полюса 12 зацепления до оси 14 вращения первого колеса 9 к расстоянию от полюса 12 зацепления до оси вращения 15 второго колеса 10 близко к 2,0. Благодаря этому увеличивается время движения поршня 2 в области верхней мертвой точки, что обеспечивает полноту сгорания топлива.The energy released during fuel combustion acts on the piston 2, forcing it to move towards the bottom dead center. When the piston 2 moves in the region of top dead center, the angular velocity of the first wheel 9 is approximately two times less than the angular velocity of the second wheel 10, since the ratio of the distance from the engagement pole 12 to the axis of rotation of the first wheel 9 to the distance from the engagement pole 12 to the axis of rotation 15 second wheel 10 is close to 2.0. Due to this, the travel time of the piston 2 in the region of the top dead center increases, which ensures the completeness of fuel combustion.

Двигаясь под давлением раскаленных газов вниз, поршень 2 создает высокое давление в кривошипной камере 5. Под действием давления клапан 20 закрывается, не позволяя горючей смеси выходить через впускное 19 окно.Moving under the pressure of hot gases downward, the piston 2 creates a high pressure in the crank chamber 5. Under pressure, the valve 20 closes, preventing the combustible mixture from escaping through the inlet 19 of the window.

При приближении поршня 2 к нижней мертвой точке выпускное 22 окно открывается и начинается выпуск отработавших газов в атмосферу, давление в цилиндре 1 понижается. При дальнейшем перемещении поршень 2 открывает продувочное 21 окно, сжатая в кривошипной камере 5 рабочая смесь поступает в цилиндр 1, осуществляя его продувку от остатков отработавших газов.When the piston 2 approaches the bottom dead center, the exhaust window 22 opens and the exhaust gas begins to discharge into the atmosphere, the pressure in the cylinder 1 decreases. With further movement of the piston 2 opens the purge window 21, the working mixture compressed in the crank chamber 5 enters the cylinder 1, purging it from the residual exhaust gas.

При перемещении поршня 2 от среднего положения в сторону нижней мертвой точки угловая скорость первого колеса 9 снижается и становится примерно в два раза меньше угловой скорости второго колеса 10, так как отношение расстояния от полюса 13 зацепления до оси 14 вращения первого колеса 9 к расстоянию от полюса 13 зацепления до оси вращения 15 второго колеса 10 в области нижней мертвой точки составляет приблизительно 2,0. Благодаря этому увеличивается время нахождения поршня 2 в области нижней мертвой точки, что благоприятно сказывается на процессе выпуска отработавших газов и на процессе заполнения цилиндра 1 топливно-воздушной смесью.When moving the piston 2 from the middle position to the bottom dead center point, the angular velocity of the first wheel 9 decreases and becomes approximately half the angular velocity of the second wheel 10, since the ratio of the distance from the engagement pole 13 to the axis of rotation of the first wheel 9 to the distance from the pole 13 gearing to the axis of rotation 15 of the second wheel 10 in the region of the bottom dead center is approximately 2.0. Due to this, the time spent by the piston 2 in the region of the bottom dead center increases, which favorably affects the process of exhaust gas emission and the process of filling cylinder 1 with a fuel-air mixture.

Цикл заканчивается и затем начинается новый цикл.The cycle ends and then a new cycle begins.

Заявляемая конструкция может быть использована также в четырехтактных двигателях и других видах поршневых двигателей внутреннего сгорания.The inventive design can also be used in four-stroke engines and other types of reciprocating internal combustion engines.

Заявляемый двигатель внутреннего сгорания по сравнению с прототипом является более эффективным за счет уменьшения угловой скорости коленчатого вала при движении поршня в области верхней и нижней мертвых точек и увеличения угловой скорости коленчатого вала при движении поршня в области середины хода поршня.The inventive internal combustion engine in comparison with the prototype is more efficient by reducing the angular velocity of the crankshaft when the piston moves in the region of upper and lower dead points and increasing the angular velocity of the crankshaft when the piston moves in the middle of the piston stroke.

Эффективность заявляемого двигателя внутреннего сгорания достигается также за счет повышения крутящего момента на коленчатом валу в конце такта сжатия, позволяющего уменьшить инерционную массу маховика, снизить минимальную пороговую величину оборотов холостого хода двигателя внутреннего сгорания и/или, при необходимости, увеличить степень сжатия рабочей смеси.The effectiveness of the inventive internal combustion engine is also achieved by increasing the torque on the crankshaft at the end of the compression stroke, which allows to reduce the inertial mass of the flywheel, reduce the minimum threshold idle speed of the internal combustion engine and / or, if necessary, increase the compression ratio of the working mixture.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Настоящая полезная модель реализуется с помощью универсального оборудования, широко распространенного в промышленности.This utility model is implemented using universal equipment widely used in industry.

Claims (3)

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с размещенным внутри него поршнем, связанным с шатуном, и коленчатый вал, отличающийся тем, что в него введены два некруглых зубчатых колеса, первое из которых жестко закреплено на коленчатом валу, а второе с возможностью взаимодействия с первым жестко закреплено на дополнительном валу таким образом, что при положениях коленчатого вала, соответствующих нахождению поршня в верхней и нижней мертвых точках, расстояние от полюсов зацепления первого колеса со вторым до оси вращения первого колеса составляет 1,1-5 расстояния от этих полюсов зацепления до оси вращения второго колеса, а при положениях коленчатого вала, соответствующих нахождению поршня в середине его хода, расстояние от полюсов зацепления первого колеса со вторым до оси вращения первого колеса составляет 0,2-0,9 расстояния от этих полюсов зацепления до оси вращения второго колеса.1. An internal combustion engine comprising a cylinder with a piston disposed inside it and connected to a connecting rod, and a crankshaft, characterized in that two non-circular gear wheels are inserted into it, the first of which is rigidly fixed to the crankshaft, and the second with the possibility of interaction with the first it is rigidly fixed on the additional shaft in such a way that at the positions of the crankshaft corresponding to the piston at the top and bottom dead centers, the distance from the poles of engagement of the first wheel with the second to the axis of rotation of the first the wheel is 1.1-5 distances from these poles of engagement to the axis of rotation of the second wheel, and at positions of the crankshaft corresponding to the piston in the middle of its stroke, the distance from the poles of engagement of the first wheel with the second to the axis of rotation of the first wheel is 0.2- 0.9 distance from these gear poles to the axis of rotation of the second wheel. 2. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что некруглые зубчатые колеса выполнены эллиптическими.2. The internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the non-circular gears are elliptical. 3. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что некруглые зубчатые колеса выполнены овальными.

3. The internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the non-circular gears are oval.