RU2023180C1 - Two-stroke internal combustion engine - Google Patents
Two-stroke internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2023180C1 RU2023180C1 SU5015432A RU2023180C1 RU 2023180 C1 RU2023180 C1 RU 2023180C1 SU 5015432 A SU5015432 A SU 5015432A RU 2023180 C1 RU2023180 C1 RU 2023180C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- heat exchanger
- cylinder
- piston
- fuel tank
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Supercharger (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к двигателестроению. The invention relates to engine building.
Известны двигатели внутреннего сгорания (ДВС), содержащие цилиндр с поршнем и впускными отверстиями, к которым подключена система подачи свежего заряда, состоящая из по крайней мере одного компрессора и холодильника, соединенных последовательно [1 и 2]. Known internal combustion engines (ICE), containing a cylinder with a piston and inlets, to which a fresh charge supply system is connected, consisting of at least one compressor and a refrigerator connected in series [1 and 2].
Однако в известных технических решениях устройства охлаждения и сжатия свежего заряда не совмещены, в результате чего происходит чередование циклов охлаждения и сжатия. Это приводит к значительным потерям на сжатие, не позволяет достичь высоких КПД двигателя и эффективности охлаждения. However, in the known technical solutions, the cooling and compression devices of the fresh charge are not combined, as a result of which the cooling and compression cycles alternate. This leads to significant loss in compression, does not allow to achieve high engine efficiency and cooling efficiency.
Известен двухтактный ДВС, содержащий цилиндр, спаренные поршни со штоком, разделяющие внутрицилиндровый объем на рабочую надпоршневую камеру и две компрессорные камеры в межпоршневом пространстве, разделенные перегородками с клапанами, связанными с впускным трактом, рубашки охлаждения цилиндра, окружающие указанные камеры, и выполненные в штоке каналы для циркуляции охлаждающей жидкости [3]. Known two-stroke internal combustion engine containing a cylinder, twin pistons with a rod, dividing the inner cylinder volume on the working nadporshnevoy chamber and two compressor chambers in the piston space, separated by partitions with valves associated with the inlet tract, cylinder cooling shirts surrounding these chambers, and channels made in the rod for coolant circulation [3].
Однако рубашки цилиндра и каналы в штоке известного устройства служат в основном для охлаждения этих деталей двигателя, т.е. эффективность охлаждения заряда за счет снижения температуры этих элементов конструкции крайне низка. Увеличение же эффективности охлаждения заряда путем наращивания поверхности теплообмена в известном устройстве невозможно, поскольку внутренняя поверхность цилиндра и шток не могут быть оребрены. However, the cylinder shirts and channels in the stem of the known device serve mainly to cool these engine parts, i.e. the efficiency of charge cooling by lowering the temperature of these structural elements is extremely low. The increase in the cooling efficiency of the charge by increasing the heat transfer surface in the known device is impossible, since the inner surface of the cylinder and the rod cannot be finned.
Цель изобретения - повышение КПД двигателя путем увеличения эффективности охлаждения свежего заряда. The purpose of the invention is to increase engine efficiency by increasing the cooling efficiency of a fresh charge.
Для этого в двухтактном двигателе внутреннего сгорания, содержащем по меньшей мере один цилиндр с выполненными в нем выпускными окнами по меньшей мере поршень, размещенный в цилиндре, имеющий шток, связанный с валом, и разделяющий цилиндр на рабочую надпоршневую камеру и компрессорную подпоршневую камеру, ограниченную подпоршневой перегородкой и снабженную впускными отверстиями с клапанами, теплообменник, расположенный в компрессорной камере соосно с цилиндром и имеющий каналы с входным и выходным отверстиями, и топливоподающую систему, имеющую топливные бак, насос и по меньшей мере одну форсунку, теплообменник выполнен оребренным, а входное отверстие каналов теплообменника подключено к топливному насосу, выходное отверстие каналов теплообменника подключено к топливному баку или топливной форсунке, между выходным отверстием и топливным баком расположен топливный радиатор, а привод топливного насоса связан с валом. For this, in a two-stroke internal combustion engine containing at least one cylinder with exhaust ports made therein, at least a piston located in the cylinder, having a rod connected to the shaft, and separating the cylinder into a working over-piston chamber and a compressor under-piston chamber limited by a sub-piston a partition and equipped with inlet openings with valves, a heat exchanger located in the compressor chamber coaxially with the cylinder and having channels with inlet and outlet openings, and a fuel supply system mu having a fuel tank, pump and at least one nozzle, the heat exchanger is finned, and the inlet of the channels of the heat exchanger is connected to the fuel pump, the outlet of the channels of the heat exchanger is connected to the fuel tank or fuel nozzle, between the outlet and the fuel tank there is a fuel radiator, and the fuel pump drive is connected to the shaft.
Наличие в предлагаемом устройстве оребренного теплообменника и использование в качестве теплоносителя (хладагента) топлива, которое в свою очередь охлаждается перед поступлением в топливный бак с помощью топливоохлаждающего радиатора, обеспечивают более высокую по сравнению с прототипом, эффективность охлаждения свежего заряда в компрессорной камере, в результате чего уменьшается средняя температура сжатия заряда, снижается работа сжатия подпоршневого компрессора, возрастает наполнение цилиндра, а следовательно, и мощность двигателя и его КПД. На чертеже изображен цилиндр двигателя с подключенной топливоподающей системой (показана условно), осевой разрез. The presence in the proposed device of a finned heat exchanger and the use of fuel as a coolant (coolant), which, in turn, is cooled before entering the fuel tank using a fuel-cooling radiator, provides a higher efficiency of cooling a fresh charge in the compressor chamber compared to the prototype, as a result of which the average temperature of compression of the charge decreases, the compression work of the sub-piston compressor decreases, the filling of the cylinder increases, and therefore A and its efficiency. The drawing shows an engine cylinder with a connected fuel supply system (shown conditionally), axial section.
Двигатель содержит цилиндр 1, поршень 2, топливную форсунку 3. Подпоршневая компрессорная камера 4 расположена между поршнем 2 и корпусом теплообменника вытеснителя 5, который размещен соосно с цилиндром 1 и снабжен ребрами 6. В теле теплообменника выполнены каналы с входным и выходным отверстиями 8, 9, которые соединены с топливоподающей системой двигателя. В стенке цилиндра 1 выполнены выпускные окна 10 рабочей надпоршневой камеры 11 и впускные отверстия 12 с клапанами 13, а в теле поршня установлен перепускной клапан 14, который расположен соосно с цилиндром 1. Топливопо- дающая система двигателя состоит из топливного бака 15, подкачивающего топливного насоса 16, топливного наcоcа 17 высокого давления, связанного с форсункой 3. На топливопроводе 18, соединяющем топливный насос 16 с входным отверстием 8, установлен запорный вентиль 19. На топливопроводе 29, соединяющем выходное отверстие 9 с топливным баком 15, установлен топливный радиатор 21, перед которым установлен перепускной клапан 22, соединенный с топливным насосом 17 высокого давления. The engine contains a
Двигатель работает следующим образом. The engine operates as follows.
Подкачивающий насос 16 постоянно прокачивает топливо как хладагент через каналы 7 теплообменника 5, обеспечивая охлаждение поверхности ребер 6. Скорость и объем прокачиваемого топлива, а следовательно, температурный режим компрессора задается вентилем 19. В начале движения поршня 2 к верхней мертвой точке в замкнутой компрессорной камере 4 создается начальное разрежение, в результате чего открываются клапаны 13 впускных отверстий 12 и начинает поступать свежий заряд. Потоки заряда из отверстий 12 попадают непосредственно на охлаждаемую хладагентом оребренную поверхность 6 теплообменника 5 и проходят вдоль оребрения, эффективно охлаждаясь. При протекании свежего заряда снаружи теплообменника между его ребрами 6 температура заряда понижается, плотность возрастает, в результате чего в конце впуска (при подходе поршня 2 к верхней мертвой точке) в камере 4 скапливается масса газа больше, чем у прототипа. С началом рабочего хода поршня клапаны 13 закрываются и в камере 4 происходит сжатие свежего заряда при продолжающемся его охлаждении. При подходе поршня 2 к нижней мертвой точке (НМТ) открываются выпускные окна 10 и начинается выпуск отработавших газов. При достижении в камере 4 заданной степени сжатия открывается перепускной клапан 14 и начинается заполнение рабочей камеры 11 охлажденным зарядом, что способствует эффективной очистке камеры 11 от остатков отработавших газов и обеспечивает качественное наполнение цилиндра. Подогретое в теплообменнике 5 топливо подается по топливопроводу 20 в радиатор 21, который охлаждается воздухом, например от турбокомпрессора (не показан) и возвращается в бак 15. The
При понижении температуры окружающей среды подогретое в теплообменнике 5 топливо при помощи перепускного клапана 23 попадает через насос 17 высокого давления и топливную форсунку 3 в рабочую камеру 11, излишки топлива возвращаются в топливный бак 15. When the ambient temperature drops, the fuel heated in the
Проведенные расчеты показывают, что при заявленной совокупности признаков работа сжатия в компрессорной камере уменьшается на 25%, дополнительное охлаждение воздуха (по сравнению с адиабатным процессом) 20-40оС при степени сжатия в компрессорной камере 2-4. Эффективность ребра на стадии перепуска Е = 0,9827, а на стадии сжатия Е = 0,999, т.е. практически максимальна. The calculations show that at the stated features aggregate compression work in the compressor chamber is reduced by 25%, the additional cooling air (compared to the adiabatic process) 20-40 ° C under compression chamber in the compressor 2-4. The efficiency of the rib at the bypass stage is E = 0.9827, and at the compression stage, E = 0.999, i.e. almost maximum.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5015432 RU2023180C1 (en) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | Two-stroke internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5015432 RU2023180C1 (en) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | Two-stroke internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2023180C1 true RU2023180C1 (en) | 1994-11-15 |
Family
ID=21590973
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5015432 RU2023180C1 (en) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | Two-stroke internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2023180C1 (en) |
-
1991
- 1991-12-09 RU SU5015432 patent/RU2023180C1/en active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Патент Швейцарии N 484603, кл. F 02B 29/04, 1968. * |
2. Патент США N 2866744, кл. 123-65, 1956. * |
3. Патент США N 4332229, кл. F 02B 33/10, 1982. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4498848A (en) | Reciprocating piston air compressor | |
EP1761694B1 (en) | A sodium cooled piston for a free piston engine | |
US6953010B1 (en) | Opposed piston opposed cylinder free piston engine | |
US6957632B1 (en) | Air charging system for an opposed piston opposed cylinder free piston engine | |
US4028892A (en) | Turbocharged two-cycle engine with positive blower and internally mounted aftercooler | |
CN202811059U (en) | Piston type composite thermal power system | |
US6925971B1 (en) | Exhaust gas recirculation for a free piston engine | |
US7032548B2 (en) | Piston guides for a free piston engine | |
US4785788A (en) | Supercharger system for use with heat engines | |
US6182643B1 (en) | Internal combustion engine with cooling circuit | |
US3986796A (en) | Direct action compressor fitted with a one-piece piston | |
US4169436A (en) | Reciprocating machine with refrigerated cooling of intake air | |
US5072705A (en) | Rotary engine and method | |
US6971341B1 (en) | Piston lubrication for a free piston engine | |
RU2023180C1 (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
JPS5857635B2 (en) | Cylinder block type multi-stage compressor | |
US2293548A (en) | Pressure gas generator | |
CN103104370B (en) | Single-cylinder three-valve entropy circulation engine | |
RU2050450C1 (en) | Internal combustion engine | |
RU2017995C1 (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
RU2017996C1 (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
SU1701963A1 (en) | Engine | |
GB2030218A (en) | Heat extraction from i.c. engine and refrigerant compressor apparatus | |
RU2269017C2 (en) | Internal combustion engine with additional pistons | |
RU2413084C2 (en) | Kazantsev piston engine |