RU2095597C1 - Internal combustion piston engine - Google Patents
Internal combustion piston engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2095597C1 RU2095597C1 RU95106076A RU95106076A RU2095597C1 RU 2095597 C1 RU2095597 C1 RU 2095597C1 RU 95106076 A RU95106076 A RU 95106076A RU 95106076 A RU95106076 A RU 95106076A RU 2095597 C1 RU2095597 C1 RU 2095597C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- cylinders
- main
- fuel
- compression
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к поршневым двигателям внутреннего сгорания. The invention relates to engine building, in particular to reciprocating internal combustion engines.
За прототип предложенного двигателя принят поршневой двигатель внутреннего сгорания известный по заявке ФРГ N 2500608, кл. F 02 B 75/26 1976 г. For the prototype of the proposed engine adopted piston internal combustion engine known by the application of Germany N 2500608, class. F 02 B 75/26 1976
Признаками, характеризующими прототип, являются:
1. Двигатель содержит блок цилиндров.The signs characterizing the prototype are:
1. The engine contains a cylinder block.
2. Головку блока. 2. The block head.
3. Поршни. 3. Pistons.
4. Запальные свечи. 4. Glow plugs.
5. Камеры сгорания. 5. Combustion chambers.
6. Устройство для приготовления топливно-воздушной смеси. 6. Device for preparing a fuel-air mixture.
7. Главный и приводной валы с основным м вспомогательным дисками. 7. Main and drive shafts with main m auxiliary disks.
8. Дискообразная форма блока цилиндров. 8. Disc-shaped cylinder block.
9. Регулятор степени сжатия, содержащий
9a. Резьбовую втулку осевого перемещения главного вала.9. A compression ratio controller comprising
9a. Threaded sleeve axial displacement of the main shaft.
9б. Главный вал с основным диском. 9b. The main shaft with the main disk.
Принятый за прототип двигатель обладает следующими недостатками:
1. Сложность конструкции.Accepted for the prototype engine has the following disadvantages:
1. The complexity of the design.
2. Необходимость использования строго определенных видов жидкого топлива. 2. The need to use strictly defined types of liquid fuel.
3. Низкие КПД и мощность двигателя. 3. Low efficiency and engine power.
Система зажигания усложняет конструкцию двигателя и снижает его возможности. При попадании воды в систему зажигания ДВС перестает работать. Для работы карбюраторных двигателей, имеющих систему зажигания, используются только легкие фракции нефти. The ignition system complicates the design of the engine and reduces its capabilities. When water gets into the ignition system, the engine stops working. For the operation of carburetor engines with an ignition system, only light fractions of oil are used.
Регулятор степени сжатия принятого за прототип двигателя может эффективно изменять степень сжатия только в очень узких пределах, так как степень сжатия изменяется за счет изменения объемов камер сгорания в цилиндрах ДВС. По этой причине регулятор такого типа нельзя использовать для воспламенения различных видов топливно-воздушной смеси без системы зажигания. The compression ratio regulator adopted for the prototype engine can effectively change the compression ratio only within very narrow limits, since the compression ratio varies due to changes in the volume of combustion chambers in the ICE cylinders. For this reason, a regulator of this type cannot be used to ignite various types of fuel-air mixture without an ignition system.
Взятый за прототип двигатель по вышеуказанным причинам для своей работы может использовать только легкие фракции нефти с различными октановыми числами. The engine taken as a prototype for the above reasons can use only light fractions of oil with different octane numbers for its work.
Целью изобретения является устранение выше указанных недостатков, то есть создание поршневого двигателя упрощенной конструкции, без системы зажигания с воспламенением горючей смеси /приготавливаемой вне цилиндров/ от ее сжатия, работающего на всех видах жидкого топлива, применяемого в настоящее время для работы дизельных, карбюраторных и газовых поршневых двигателей, обладающего более высокими КПД и мощностью. Эта цель достигается тем, что в известном двигателе по заявке ФРГ N 2500608, кл. F 02 B 75/26, 1976 регулятор степени сжатия заменяется на регулятор степени сжатия, обеспечивающий управляемый процесс детонации различных видов топливно-воздушной смеси без системы зажигания, выполненный в виде перепускных каналов, сообщенных с цилиндрами, перепускных золотников, установленных с возможностью перекрытия перепускных каналов и штоков, связанных через резьбовые соединения с перепускными золотниками, а через шлицевые соединения с шестернями корректировки степени сжатия, причем, последние входят в зацепление с коронной шестерней, приводимой в действие червячным винтом. The aim of the invention is to eliminate the above disadvantages, that is, the creation of a piston engine of a simplified design, without an ignition system with ignition of a combustible mixture / prepared outside the cylinders / from its compression, operating on all types of liquid fuel, currently used for diesel, carburetor and gas piston engines with higher efficiency and power. This goal is achieved by the fact that in the well-known engine according to the application of Germany N 2500608, class. F 02 B 75/26, 1976 the compression ratio controller is replaced by a compression ratio controller that provides a controlled detonation process of various types of fuel-air mixture without an ignition system, made in the form of bypass channels in communication with the cylinders, bypass spools installed with the possibility of blocking the bypass channels and rods connected through threaded connections with bypass spools, and through spline connections with gears, adjust the degree of compression, moreover, the latter engage with the crown gear second, driven by a worm screw.
Кроме того, поршни двигателя получают дополнительную кинематическую связь с укосами вспомогательного диска, клапаны дополнительно кинематически связываются с укосами основного диска, а штоки перепускных золотников кинематически связываются с укосами основного и вспомогательного дисков. In addition, the engine pistons receive an additional kinematic connection with the slopes of the auxiliary disk, the valves are additionally kinematically connected with the slopes of the main disk, and the overflow spool rods kinematically associated with the slopes of the main and auxiliary disks.
Использование детонации для работы ДВС позволит:
а/ воспламенять различные виды топливно-воздушной смеси в цилиндрах двигателя без системы зажигания и топливной аппаратуры;
б/ увеличить КПД и мощность двигателя за счет использования при детонации обедненной топливно-воздушной смеси, а также уменьшения тепловых потерь на тактах рабочего хода.The use of detonation for the operation of internal combustion engines will allow:
a) ignite various types of fuel-air mixture in the engine cylinders without an ignition system and fuel equipment;
b / increase the efficiency and engine power due to the use of depleted fuel-air mixture during detonation, as well as reduce heat loss on the stroke of the stroke.
Признаками, характеризующими предложенный двигатель внутреннего сгорания, являются:
1. Двигатель содержит блок цилиндров.The signs characterizing the proposed internal combustion engine are:
1. The engine contains a cylinder block.
2. Головку блока. 2. The block head.
3. Поршни. 3. Pistons.
4. Отсутствует система зажигания, воспламенение топливно-воздушной смеси от сжатия в цилиндрах. 4. There is no ignition system, ignition of the fuel-air mixture from compression in the cylinders.
5. Камеры сгорания. 5. Combustion chambers.
6. Устройство для приготовления топливно-воздушной смеси. 6. Device for preparing a fuel-air mixture.
7. Рабочий вал с основным и вспомогательным дисками. 7. The working shaft with the main and auxiliary disks.
8. Дискообразная форма блока цилиндров. 8. Disc-shaped cylinder block.
9. Регулятор степени сжатия, содержащий:
9a. Перепускные каналы сообщенные с цилиндрами.9. A compression ratio adjuster comprising:
9a. Bypass channels connected with cylinders.
9б. Перепускные золотники. 9b. Bypass spools.
9в. Штоки перепускных золотников. 9th century Stocks of overflow spools.
9г. Шестерни корректировки степени сжатия. 9g Gears adjust compression ratio.
9д. Коронная шестерня. 9d Ring gear.
9е. Червячный винт. 9th. Worm screw.
Признаки 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9 являются общими с признаками прототипа.
Признаки 4, 9а, 9б, 9в, 9г, 9д, 9е являются новыми отличительными, а также существенными, так как использование именно этих признаков позволяет достичь поставленную цель.
На фиг. 1 изображен продольный разрез двигателя; на фиг. 2 разрез по А-А фиг. 1; на фиг. 3 кинематическая схема двигателя; на фиг. 4 такт впуска; на фиг. 5 такт сжатия; на фиг. 6 такт рабочего хода; на фиг. 7 - продувка цилиндра; на фиг. 8 регулятор степени сжатия. In FIG. 1 shows a longitudinal section of an engine; in FIG. 2 is a section along AA of FIG. one; in FIG. 3 kinematic diagram of the engine; in FIG. 4 intake strokes; in FIG. 5 beat compression; in FIG. 6 stroke working stroke; in FIG. 7 - purge the cylinder; in FIG. 8 compression ratio adjuster.
Двигатель состоит из возвратно-поступательного и газораспределительного механизмов, систем охлаждения, смазки, питания и регулятора степени сжатия в цилиндрах. The engine consists of reciprocating and gas distribution mechanisms, cooling, lubrication, power systems and a compression ratio regulator in the cylinders.
Возвратно-поступательный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение рабочего вала. Он состоит из подвижных и неподвижных деталей. К неподвижным деталям - поршни 2, поршневые кольца 3, штоки поршней 4, шаровые толкатели поршней 5, а также рабочий вал 6 с основным 7 и вспомогательным 8 дисками. The reciprocating mechanism is designed to convert the reciprocating motion of the pistons into the rotational motion of the working shaft. It consists of moving and stationary parts. To the stationary parts -
Блок цилиндров 1 является остовом двигателя. На нем и внутри него размещаются механизмы и устройства двигателя. Он представляет собой расположенную по окружности группу цилиндров 9 /фиг. 2/ боковые стороны которых параллельны оси рабочего вала 6. В центре блока цилиндров /фиг. 1/ находятся опоры для подшипников 10 рабочего вала двигателя. The
Штоки поршней 4 с шаровыми толкателями поршней 5 служат для соединения поршней 2 с дисками рабочего вала и передачи между ними. Рабочий вал 6 воспринимает усилия с основного 7 и вспомогательного 8 дисков и передает создаваемый на нем крутящий момент трансмиссии транспортного средства. От него также приводятся в действие различные механизмы двигателя /газораспределительный механизм, масляный насос, водяной насос и т.д./. The rods of the
Газораспределительный механизм служит для впуска в цилиндры двигателя горючей смеси и выпуска из цилиндров отработанных газов. Газораспределительный механизм /фиг. 3/ включает в себя рабочий вал 6 с основным 7 и вспомогательным 8 дисками, впускные 11 и выпускные 12 золотниковые клапаны, штоки золотников 13, шаровые толкатели золотников 14. The gas distribution mechanism is used for inlet of a combustible mixture into the engine cylinders and exhaust exhaust from the cylinders. Gas distribution mechanism / Fig. 3 / includes a working
Рабочий вал 6 с основным 7 и вспомогательным 8 дисками обеспечивают своевременное открытие и закрытие клапанов. The working
Система зажигания в существующих поршневых ДВС, служит для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах в соответствии с порядком и режимом работы двигателя. В предлагаемом двигателе функцию системы зажигания выполняет регулятор степени сжатия топливно-воздушной смеси в цилиндрах /фиг. 8/. Он включает в себя: главные перепускные золотники 15, штоки главных перепускных золотников 16, шаровые толкатели главных перепускных золотников 17, шестерни корректировки степени сжатия 19, коронную шестерню 20, червячный винт 21. The ignition system in existing piston ICEs is used to ignite the working mixture in the cylinders in accordance with the order and operating mode of the engine. In the proposed engine, the function of the ignition system is performed by the regulator of the compression ratio of the fuel-air mixture in the cylinders / Fig. 8/. It includes: the main bypass spools 15, the rods of the main bypass spools 16, the ball pushers of the main bypass spools 17, the compression adjustment gears 19, the
Предлагаемый двигатель работает следующим образом: производится запуск двигателя при помощи стартера вращающего через зубчатый венец 22 /расположенный на вспомогательном диске 8/, рабочий вал двигателя 6 по часовой стрелке /фиг. 1, 3/. Укос 23 вспомогательного диска 8 набегает на шаровой толкатель 5, который через шток 4 начинает передвигать поршень 2 от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке. В этот момент все каналы закрыты кроме впускного канала 26 /фиг. 1, 4/. Топливно-воздушная смесь из карбюратора /фиг. 1/ через всасывающий коллектор 25 и канал 26 в блоке цилиндров 1, поступает в цилиндр двигателя наполняя его. The proposed engine operates as follows: the engine is started using a starter rotating through a ring gear 22 / located on the
С началом движения поршня 2 в сторону нижней мертвой точки, шаровый толкатель 17, через шток 16, воздействуя на главный перепускной золотник 15, постепенно открывает перепускной канал 27 и к концу такта "впуск" полностью открывает его. With the beginning of the movement of the
При сжатии смеси /фиг. 3, 5/ укос 28 основного диска 7, набегает на шаровый толкатель 5, который через шток 4 передвигает поршень 2 от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. Укос 29 вспомогательного диска 8, воздействуя на шаровый толкатель 14, через шток 13, открывает выход перепускного канала 27, закрыв при этом впускной 26 и выпускной 30 каналы. Одновременно с движением поршня 2 от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке, укос 31 основного диска 7, воздействуя на шаровый толкатель 17 и шток 16, начинает перемещать главный перепускной золотник 15, постепенно перекрывая вход перепускного канала 27 до его полного закрытия. When compressing the mixture / Fig. 3, 5 / mowing 28 of the
Для каждого вида применяемой топливно-воздушной смеси регулятором устанавливается своя степень сжатия, при которой на такте "рабочий ход" в верхней мертвой точке происходит детонация горючей смеси и газы, образовавшиеся в цилиндре /в результате детонации топлива/, фиг. 1, 3, через поршень 2, шток 4 и толкатель 5, воздействуя на укос 32 основного диска 7, повернут рабочий вал двигателя в нужном направлении. For each type of fuel-air mixture used, the regulator sets its own compression ratio, at which the detonation of the combustible mixture and the gases formed in the cylinder / as a result of the detonation of fuel / occur on the “stroke” stroke at the top dead center; 1, 3, through the
В конце такта "рабочий ход" /фиг. 1, 3, 6, 7/ укос 33 вспомогательного диска 8 через толкатель 14 и шток 13 закрывает золотником 11 впускной 26 и золотником 18 перепускной 27 каналы, открыв при этом выпускной канал 30. В этот момент перепускной канал 27 также закрыт золотником 15. Отработанные газы через выпускной канал 30 попадают в выхлопной коллектор 34, после чего начинается продувка цилиндра. По окончанию продувки весь процесс повторяется заново в той же последовательности. At the end of the cycle, the “stroke” / Fig. 1, 3, 6, 7 / mowing 33 of the
Для плавности работы ДВС между торцами поршневых штоков и шаровыми толкателями необходимо поставить демпферные пружины, которые будут гасить резкие импульсные толчки газов передаваемые через поршни и их штоки толкателям, воздействующим на укосы основного и вспомогательного дисков. Правильно выбранные формы укосов основного и вспомогательного дисков, а также величины диаметров дисков будут играть значительную роль в работе двигателя. Укос основного диска, действующий на шаровый толкатель поршня на такте сжатия должен быть пологим. Укос этого же диска, кинематически связанный с шаровым толкателем поршня, на такте рабочего хода в верхней части укоса должен быть крутым, а со средней части пологим, принимающим дугообразно вогнутый вид. For smooth operation of the internal combustion engine, between the ends of the piston rods and the ball pushers, it is necessary to put damper springs, which will dampen sharp impulse gas shocks transmitted through the pistons and their rods to the pushers that affect the slopes of the main and auxiliary disks. Properly selected forms of cuts of the main and auxiliary disks, as well as the values of the diameters of the disks, will play a significant role in the operation of the engine. The mowing of the main disk acting on the ball piston pusher on the compression stroke should be gentle. The cutting of the same disk, kinematically connected with the ball pusher of the piston, at the stroke of the working stroke in the upper part of the mowing should be steep, and from the middle part flat, assuming an arcuate concave form.
Предназначение, цель и принцип действия регулятора степени сжатия /фиг. 8/
Регулятор степени сжатия предназначен для изменения степени сжатия рабочей смеси в цилиндрах двигателя в широких пределах с целью создания управляемого процесса детонации горючей смеси в цилиндрах этого двигателя.The purpose, purpose and principle of operation of the compression ratio regulator / Fig. 8/
The compression ratio controller is designed to change the compression ratio of the working mixture in the engine cylinders over a wide range in order to create a controlled process of detonation of the combustible mixture in the cylinders of this engine.
Исходя из того, что изменение величины степени сжатия в цилиндре предложенного двигателя зависит от размера поперечного сечения канала 27 и продолжительности его открытия, а также того, что ход штока 16 и размер поперечного сечения перепускного канала 27 величины постоянные, очевидно, что продолжительность закрытия перепускного канала 27 и изменение размера его поперечного сечения полностью зависят от места расположения главного перепускного золотника 15 на оси штока 16. Изменение степени сжатия в цилиндрах будет осуществляться следующим образом: вращение червячного винта 21, через коронную шестерню 20 и шестерни корректировки 19, через шлицевую часть 35, приведет во вращение штоки 16, соединенные резьбовыми частями 36, 37 с главными перепускными золотниками 15. Главный перепускной золотник 15 по наружному краю снабжен шлицами 38, исключающими возможность его вращения в гильзе 39. Вращение штоков 16 вызовет перемещение золотников 15 относительно осей этих штоков. При максимальной степени сжатия перепускной канал 27 будет постоянно закрыт главным перепускным золотником 15, путем его перемещения по штоку 16 в крайнее положение по направлению в сторону верхней мертвой точки поршня 2. При минимальной степени сжатия, главный перепускной золотник 15 будет смещен по штоку 16 в крайнее положение по направлению в сторону нижней мертвой точки поршня 2. Based on the fact that the change in the compression ratio in the cylinder of the proposed engine depends on the size of the cross section of the
Таким образом, в зависимости от необходимой для воспламенения степени сжатия топливно-воздушной смеси в цилиндрах двигателя, главный перепускной золотник 15 может начинать свое движение с любой точки поперечного сечения перепускного канала 27, тем самым изменяя размер сечения перепускного канала 27 и время его полного переключателя. Thus, depending on the degree of compression of the fuel-air mixture necessary for ignition in the engine cylinders, the
Использование детонации для работы ДВС, позволит снизить тепловые потери двигателя, благодаря огромной скорости распространения пламени, приводящей к сокращению времени контакта раскаленных газов с гильзами цилиндров и уменьшению площади теплоотдачи в момент максимальной температуры газов в цилиндрах двигателя. The use of detonation for the operation of internal combustion engines will reduce the heat loss of the engine due to the enormous speed of flame propagation, which reduces the contact time of hot gases with cylinder liners and reduces the heat transfer area at the time of maximum gas temperature in the engine cylinders.
Предложение использовать в поршневых двигателях с блоком цилиндров дискообразной формы и рабочим валом, снабженным основным и вспомогательным дисками, регулятор степени сжатия, обеспечивающий детонацию различных видов топливно-воздушной смеси /приготавливаемой вне цилиндров/ без системы зажигания позволит упростить конструкцию двигателя, повысить его КПД и мощность, а также применять различные виды топлива /бензин, керосин, газ, дизтопливо и т.д./. The proposal to use in piston engines with a disk-shaped cylinder block and a working shaft equipped with main and auxiliary disks, a compression ratio regulator that detonates various types of fuel-air mixture / prepared outside the cylinders / without an ignition system will simplify the engine design, increase its efficiency and power and also apply various types of fuel / gasoline, kerosene, gas, diesel fuel, etc. /.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95106076A RU2095597C1 (en) | 1995-04-19 | 1995-04-19 | Internal combustion piston engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95106076A RU2095597C1 (en) | 1995-04-19 | 1995-04-19 | Internal combustion piston engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95106076A RU95106076A (en) | 1996-08-10 |
| RU2095597C1 true RU2095597C1 (en) | 1997-11-10 |
Family
ID=20166895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95106076A RU2095597C1 (en) | 1995-04-19 | 1995-04-19 | Internal combustion piston engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2095597C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2638694C2 (en) * | 2013-08-29 | 2017-12-15 | Николай Павлович Тоскин | Internal combustion engine |
-
1995
- 1995-04-19 RU RU95106076A patent/RU2095597C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DE, заявка, 250068, кл. F 02 B 75/26, 1976. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2638694C2 (en) * | 2013-08-29 | 2017-12-15 | Николай Павлович Тоскин | Internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU95106076A (en) | 1996-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2394163C2 (en) | Systems of inward-flaw pulsed engine, pump and compressor and of operation thereof | |
| US6230671B1 (en) | Variable compression and asymmetrical stroke internal combustion engine | |
| US5351657A (en) | Modular power unit | |
| US20100147269A1 (en) | Internal Combustion Engine With Optimal Bore-To-Stroke Ratio | |
| US7556014B2 (en) | Reciprocating machines | |
| KR20100106359A (en) | Monoblock valveless opposing piston internal combustion engine | |
| US4212163A (en) | Heat engine | |
| US6341590B1 (en) | Rotary engine | |
| US20080034755A1 (en) | Steam enhanced double piston cycle engine | |
| KR20040032970A (en) | An improved reciprocating internal combustion engine | |
| US4167922A (en) | Internal ballistic engine | |
| CA1208494A (en) | Oscillating piston oil pump | |
| US4553385A (en) | Internal combustion engine | |
| US4413486A (en) | Rotating cylinder external combustion engine | |
| US4458480A (en) | Rotating cylinder external combustion engine | |
| EP1320671B1 (en) | Rotating cylinder valve engine | |
| GB1565669A (en) | Reciprocating rotary combustion engines | |
| WO2007070651A1 (en) | Rotating barrel type internal combustion engine | |
| RU2095597C1 (en) | Internal combustion piston engine | |
| US2151698A (en) | Internal combustion engine | |
| US3555814A (en) | Internal combustion engines | |
| US12006826B2 (en) | Aircraft engine with opposed piston engine | |
| KR20000052955A (en) | Rotor-reciprocating combustion engine | |
| RU2200856C2 (en) | Internal combustion engine | |
| JPH0823307B2 (en) | Internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090420 |