RU2166650C1 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2166650C1
RU2166650C1 RU2000105203/06A RU2000105203A RU2166650C1 RU 2166650 C1 RU2166650 C1 RU 2166650C1 RU 2000105203/06 A RU2000105203/06 A RU 2000105203/06A RU 2000105203 A RU2000105203 A RU 2000105203A RU 2166650 C1 RU2166650 C1 RU 2166650C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valve
cylinder
combustion chamber
annular
fuel
Prior art date
Application number
RU2000105203/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Л.А. Смольский
Original Assignee
Смольский Любомир Асафатович
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 Смольский Любомир Асафатович filed Critical Смольский Любомир Асафатович
Priority to RU2000105203/06A priority Critical patent/RU2166650C1/en
Priority to PCT/RU2000/000312 priority patent/WO2001065085A1/en
Priority to AU2000266021A priority patent/AU2000266021A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2166650C1 publication Critical patent/RU2166650C1/en

Links

Images

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
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/28—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of coaxial valves; characterised by the provision of valves co-operating with both intake and exhaust ports
    • F01L1/285—Coaxial intake and exhaust valves
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion piston engines. SUBSTANCE: proposed engine has at least one cylinder and piston arranged in cylinder, cylinder head with spark plug and/or at least one nozzle, two independent valves, center outlet valve and intake ring valve, central and ring channels separated by ring jumper, and also combustion chamber. Ring of intake valve is provided with shoulder enclosing with clearance the ring jumper. Combustion chamber is framed by surfaces of ring valve, cylinder head and piston and is provided with displacement spaces. Central space adjoins outlet valve, and peripheral space encloses combustion chamber in half close to cylinder forming ring step on cylinder head. Engine can be made with forced ignition system or with compression ignition system. EFFECT: improved effici8ency of fuel combustion, reduced consumption of fuel, no harmful effect on environment. 5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, преимущественно к поршневым двигателям внутреннего сгорания (ДВС). The invention relates to engine building, mainly to piston internal combustion engines (ICE).

Известны двигатели внутреннего сгорания, содержащие по меньшей мере один цилиндр, размещенный в нем поршень, снабженную механизмом газораспределения, свечой зажигания и/или по меньшей мере одной топливной форсункой головку цилиндра и камеру сгорания. Internal combustion engines are known, comprising at least one cylinder, a piston disposed therein, provided with a gas distribution mechanism, a spark plug and / or at least one fuel nozzle, a cylinder head and a combustion chamber.

Известен ДВС (авт. св. СССР N 1370271 от 30.11.88 г., кл. F 02 B 23/08), содержащий по меньшей мере один цилиндр, размещенный в нем поршень со сферическим выпуклым днищем, выполненным с выемкой, камеру сгорания, образованную днищем поршня и сферической вогнутой поверхностью головки цилиндра и снабженную свечой зажигания, впускной канал со средством закрутки потока топливовоздушной смеси и выпускной канал, и дополнительный впускной канал, а в нижней части цилиндра над поршнем при положении его в НМТ выполнено окно, сообщенное с дополнительным впускным каналом. Known ICE (ed. St. USSR N 1370271 from 11.30.88, class F 02 B 23/08), containing at least one cylinder, a piston with a spherical convex bottom, made with a recess, a combustion chamber, formed by the bottom of the piston and the spherical concave surface of the cylinder head and equipped with a spark plug, an inlet channel with means for swirling the flow of the air-fuel mixture and an exhaust channel, and an additional inlet channel, and in the lower part of the cylinder above the piston, when it is positioned in the BDC, a window is connected with an additional inlet can scrap.

Недостатком этого ДВС является невысокое качество смесеобразования внутри цилиндра. Осевая закрутка в цилиндре приводит к тому, что часть легкого топлива центробежными силами отбрасывается к стенке цилиндра и осаждается там на масляной пленке и не участвует в смесеобразовании. Это приводит к разжижению или смыванию масляной пленки, что снижает ресурс двигателя, а также приводит к снижению топливной экономичности. The disadvantage of this ICE is the low quality of mixture formation inside the cylinder. The axial twist in the cylinder leads to the fact that part of the light fuel is discarded by centrifugal forces to the cylinder wall and is deposited there on an oil film and does not participate in mixture formation. This leads to thinning or rinsing of the oil film, which reduces the engine resource, and also leads to a decrease in fuel economy.

Известен механизм газораспределения ДВС, содержащий головку цилиндра и два независимых соосных, снабженных независимыми приводами и механизмами регулировки зазоров, клапана, центрально-расположенный тарельчатый и внешний кольцевой, снабженный соосными посадочными поверхностями на внешней и внутренней кромках кольца и по меньшей мере двумя прикрепленными к кольцу направляющими стержнями, а головка цилиндра снабжена центральными каналом, седлом и направляющим отверстием для тарельчатого клапана, внешним кольцевым каналом, внешним и средним седлами и направляющими отверстиями, по числу стержней, для кольцевого клапана, при этом каналы размежеваны кольцевой перемычкой головки цилиндра, а кольцевой канал соединен с входным впускным каналом (патент Германии N 4114721 A1, 19.11.1992, F 01 L 1/28). A known engine gas distribution mechanism comprising a cylinder head and two independent coaxial, equipped with independent actuators and clearance adjustment mechanisms, a valve, a centrally located poppet and outer annular, equipped with coaxial seating surfaces on the outer and inner edges of the ring and at least two guides attached to the ring rods, and the cylinder head is provided with a central channel, a seat and a guide hole for the poppet valve, an external annular channel, an external and the middle seats and guide holes, according to the number of rods, for the annular valve, while the channels are delimited by the annular bridge of the cylinder head, and the annular channel is connected to the inlet inlet (German patent N 4114721 A1, 11/19/1992, F 01 L 1/28).

Недостаток данного механизма в том, что впускной кольцевой клапан делит впускаемый поток воздуха на два примерно равных потока. The disadvantage of this mechanism is that the inlet annular valve divides the inlet air flow into two approximately equal flows.

Известны камеры сгорания, снабженные вытеснительными полостями (авт. св. СССР N 337547, заявлено 15.10.70 г., кл. F 02 B 23/08; авт.св. N 914787 от 14.01.80 г.; авт. св. N 877096, заявлено 03.11.76 г., кл. F 02 B 23/00; патент ФРГ N 1242400, опубл. в 1967 г., кл. 46 а 2 79/01), в двух последних описаниях камеры сгорания тороидальной формы. Known combustion chambers equipped with displacement cavities (ed. St. USSR N 337547, claimed 10/15/70, class F 02 B 23/08; autor St. N 914787 dated 01/14/80; autor St. N 877096, claimed 03.11.76, class F 02 B 23/00; German patent N 1242400, published in 1967, class 46 a 2 79/01), in the last two descriptions of a toroidal combustion chamber.

Недостатком таких камер является невысокое качество смесеобразования, а попадание части топлива на зеркало цилиндра не исключено, так как топливо начинает подаваться в цилиндр до прихода поршня в ВМТ, когда камера сгорания еще не образована. Это снижает ресурс двигателя и его топливную экономичность. The disadvantage of such chambers is the low quality of mixture formation, and the ingress of part of the fuel onto the cylinder mirror is not excluded, since fuel begins to be supplied to the cylinder before the piston arrives at TDC, when the combustion chamber has not yet been formed. This reduces engine life and fuel efficiency.

Недостатком известного двигателя с воспламенением от сжатия, где тороидальная камера сгорания размещена в поршне, является то, что вихрь смеси создается энергией впрыска топлива под высоким давлением, а только затем усиливается энергией движения вытесняемой рабочей среды. При этом нет достаточно равномерного распределения топлива в окислителе, особенно на полных нагрузках, о чем свидетельствует дымность дизелей. A disadvantage of the known compression ignition engine, where the toroidal combustion chamber is located in the piston, is that the vortex of the mixture is created by the energy of fuel injection at high pressure, and only then is amplified by the energy of movement of the displaced working medium. However, there is no sufficiently uniform distribution of fuel in the oxidizer, especially at full load, as evidenced by the smokiness of diesel engines.

В основу настоящего изобретения положена техническая задача создания более экономичного, по сравнению с известными, двигателя, в котором осуществлялось бы более эффективное сжигание топлива. Улучшилась бы экология, а также увеличился бы ресурс и надежность двигателя. The present invention is based on the technical task of creating a more economical, compared with the known, engine, which would be carried out more efficient combustion of fuel. The ecology would improve, and also the resource and reliability of the engine would increase.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемый двигатель внутреннего сгорания содержит по меньшей мере один цилиндр, размещенный в нем поршень, головку цилиндра, снабженную свечой зажигания и/или по меньшей мере одной топливной форсункой, двумя независимыми, снабженными независимыми приводами, клапанами, центрально-расположенным выпускным и окружающим его впускным кольцевым, прилегающими к седлам центрального и кольцевого каналов, размежеванных кольцевой перемычкой головки цилиндра, и впускным каналом, образованным входным и кольцевым, а также камеру сгорания, снабженную вытеснительными полостями, образующимися при положении поршня в верхней мертвой точке. Кольцо впускного клапана снабжено буртиком, охватывающим с зазором кольцевую перемычку в закрытом положении клапана, а камера сгорания обрамлена поверхностями впускного кольцевого клапана, головки цилиндра и поршня и имеет туннельно-кольцевую, предпочтительно торообразную форму, при этом центральная вытеснительная полость примыкает к выпускному клапану, а периферийная охватывает камеру сгорания в половине, ближней к цилиндру, и образует кольцевой выступ головки цилиндра. The problem is solved in that the proposed internal combustion engine contains at least one cylinder, a piston placed therein, a cylinder head equipped with a spark plug and / or at least one fuel nozzle, two independent, equipped with independent actuators, valves, centrally located exhaust and surrounding inlet annular rings adjacent to saddles of the central and annular channels delimited by the annular bridge of the cylinder head and the inlet channel formed by the inlet and bytsovym, as well as the combustion chamber, equipped with displacement cavities formed when the piston is at top dead center. The inlet valve ring is provided with a collar that encompasses the annular jumper in the closed position of the valve, and the combustion chamber is framed by the surfaces of the inlet annular valve, cylinder head and piston and has a tunnel-annular, preferably toroidal shape, with the central displacement cavity adjacent to the exhaust valve, and peripheral covers the combustion chamber in half close to the cylinder, and forms an annular protrusion of the cylinder head.

Целесообразно, чтобы центрально-расположенное седло выпускного клапана было размещено ближе к цилиндру, чем внутреннее седло впускного клапана. It is advisable that the centrally located seat of the exhaust valve be placed closer to the cylinder than the inner seat of the intake valve.

Целесообразно, чтобы внутреннее седло впускного клапана было размещено ближе к цилиндру, чем его внешнее седло. It is advisable that the inner seat of the intake valve be placed closer to the cylinder than its outer seat.

Целесообразно, чтобы по меньшей мере одна форсунка была сориентирована так, чтобы струя топлива из нее была направлена на неподвижную поверхность камеры сгорания по касательной к ней и в плоскости туннеля этой камеры. It is advisable that at least one nozzle is oriented so that the jet of fuel from it is directed to the stationary surface of the combustion chamber tangentially to it and in the plane of the tunnel of this chamber.

Целесообразно, чтобы по меньшей мере одна топливная форсунка была размещена во входном канале. It is advisable that at least one fuel nozzle was placed in the inlet channel.

Рассмотрим влияние отдельных признаков на ожидаемый эффект от использования изобретения. Consider the effect of individual features on the expected effect of using the invention.

Двигатель содержит камеру сгорания, обрамленную поверхностями кольцевого клапана, головки цилиндра и поршня, она имеет туннельно-кольцевую, предпочтительно торообразную форму, удобную для создания торообразного вихря, вращающегося относительно кольцевой оси туннеля с малыми гидропотерями. The engine contains a combustion chamber framed by the surfaces of the annular valve, cylinder head and piston; it has a tunnel-annular, preferably toroidal shape, convenient for creating a toroidal vortex rotating relative to the annular axis of the tunnel with small hydraulic losses.

Кольцо впускного клапана снабжено буртиком, охватывающим с зазором кольцевую перемычку, который в начале хода клапана блокирует внутренний поток впускаемого воздуха, этим усиливает внешний поток, создающий торообразный вихрь. Это способствует более полному удалению остаточных газов из камеры и осуществляет закрутку воздуха уже после входа его в полость цилиндра, что снижает гидропотери и усиливает внешний поток. The inlet valve ring is provided with a shoulder, covering with a gap an annular jumper, which at the beginning of the valve stroke blocks the internal flow of intake air, thereby enhancing the external flow, creating a toroidal vortex. This contributes to a more complete removal of residual gases from the chamber and swirls the air after it enters the cylinder cavity, which reduces water loss and enhances the external flow.

Камера сгорания оснащена двумя вытеснительными полостями, центральной, примыкающей к выпускному клапану, и периферийной, охватывающей камеру сгорания в половине ближней к цилиндру. Это позволяет значительно усилить торообразный вихрь, так как струи газа, вытесняемые поршнем из этих полостей, движутся навстречу друг другу как пара сил, создающая крутящий момент в направлении уже созданного вращения. The combustion chamber is equipped with two pressure cavities, a central one adjacent to the exhaust valve, and a peripheral one, covering the combustion chamber in half close to the cylinder. This makes it possible to significantly strengthen the toroidal vortex, since the gas jets displaced by the piston from these cavities move towards each other as a pair of forces creating a torque in the direction of the rotation already created.

Кольцевой выступ головки цилиндра, образованный в камере сгорания, создает при впуске экранирующий слой потока воздуха или обедненной топливовоздушной смеси, защищающий зеркало цилиндра от попадания на него топлива в жидкой фазе. Этим увеличивается ресурс цилиндропоршневой группы двигателя. The annular protrusion of the cylinder head, formed in the combustion chamber, creates at the inlet a shielding layer of air flow or lean air-fuel mixture, which protects the cylinder mirror from the ingress of fuel in the liquid phase. This increases the life of the cylinder-piston group of the engine.

Когда центрально-расположенное седло выпускного клапана размещено ближе к цилиндру, чем внутреннее седло впускного клапана, тогда улучшаются условия для удаления остаточных газов, благодаря тому, что приоткрытый впускной клапан не перекрывает, в положении поршня в ВМТ, путь выходящим газам. When the centrally located exhaust valve seat is positioned closer to the cylinder than the internal intake valve seat, then the conditions for removing residual gases are improved due to the fact that the slightly open intake valve does not block the exhaust gas path in the piston position at TDC.

Когда внутреннее седло впускного клапана размещено ближе к цилиндру, чем его внешнее седло, тогда камера сгорания в большей степени по форме приближается к торообразной, это способствует развитию торообразного вихря в камере. When the inner seat of the inlet valve is located closer to the cylinder than its outer seat, then the combustion chamber is closer in shape to a toroidal, this contributes to the development of a toroidal vortex in the chamber.

Когда по меньшей мере одна форсунка сориентирована так, что струя топлива при непосредственном впрыске направлена на неподвижную поверхность камеры сгорания по касательной к ней и в плоскости этой камеры, тогда осуществляется закрутка вихря еще и относительно оси цилиндра по замкнутому кольцу туннеля камеры сгорания. Это способствует более равномерному распределению топлива в окислителе, особенно это важно при воспламенении смеси от сжатия при полных нагрузках. When at least one nozzle is oriented so that the fuel jet during direct injection is directed to the stationary surface of the combustion chamber tangentially to it and in the plane of this chamber, then the vortex is also twisted relative to the axis of the cylinder along the closed ring of the tunnel of the combustion chamber. This contributes to a more uniform distribution of fuel in the oxidizer, it is especially important when igniting the mixture from compression at full load.

Когда по меньшей мере одна топливная форсунка размещена во входном канале, тогда топливо более равномерно распределяется в кольцевом канале и по объему камеры сгорания, поэтому повышается качество смесеобразования. When at least one fuel injector is placed in the inlet channel, then the fuel is more evenly distributed in the annular channel and in the volume of the combustion chamber, therefore, the quality of mixture formation is improved.

Торообразный вихрь обеспечивает более полное удаление остаточных газов из камеры сгорания и повышает качество смесеобразования внутри цилиндра. A toroidal vortex provides a more complete removal of residual gases from the combustion chamber and improves the quality of mixture formation inside the cylinder.

Этим предлагаемый двигатель обеспечивает более эффективное сжигание топлива в нем, а значит уменьшение удельного расхода топлива, улучшение экологии, а также увеличение ресурса и надежности двигателя. Thus, the proposed engine provides a more efficient combustion of fuel in it, which means a reduction in specific fuel consumption, environmental improvement, as well as an increase in engine life and reliability.

В дальнейшем двигатель поясняется примером его выполнения и прилагаемыми чертежами. In the future, the engine is illustrated by an example of its implementation and the accompanying drawings.

На фиг. 1 представлен двигатель в сечении по направляющим стержням клапанов; на фиг. 2 - с клапанами в положении очистки камеры сгорания от остаточных газов; на фиг. 3 - схема движения горючей смеси в конце такта сжатия; на фиг. 4 - схема движения воздуха или топливовоздушной смеси в середине такта впуска. In FIG. 1 shows a motor in cross section along valve guide rods; in FIG. 2 - with valves in the position of cleaning the combustion chamber from residual gases; in FIG. 3 is a diagram of the movement of a combustible mixture at the end of a compression stroke; in FIG. 4 is a diagram of the movement of air or air-fuel mixture in the middle of the intake stroke.

Лучший вариант осуществления предлагаемого двигателя в исполнении с принудительным зажиганием. The best option for implementing the proposed engine in the performance with positive ignition.

Двигатель (фиг. 1 и 2) содержит по меньшей мере один цилиндр 1, размещенный в нем поршень 2, головку цилиндра 3, снабженную двумя независимыми клапанами, впускным кольцевым 4 окружающим центрально-расположенный выпускной 5, и каналами, впускным входным, соединенным с впускным кольцевым 6 и выпускным 7, размежеванными кольцевой перемычкой 8 головки цилиндра 3, а также камеру сгорания 9, обрамленную поверхностями впускного клапана 4, головки цилиндра 3 и поршня 2, имеющую туннельно-кольцевую, предпочтительно торообразную, форму. Камера сгорания 9 снабжена парой, образующихся при положении поршня 2 в ВМТ, вытеснительных полостей: периферийной 10, охватывающей камеру сгорания 9 в половине, ближней к цилиндру 1, и центральной 11, примыкающей к тарелке выпускного клапана 5. Впускной клапан 4 снабжен двумя подпружиненными направляющими стрежнями 12, прикрепленными к кольцу 13 параллельно его оси вращения. Кольцо 13 снабжено двумя соосными посадочными поверхностями для отделения впускного кольцевого канала 6 от внутренней полости цилиндра 1. В головке цилиндра 3 выполнены два направляющих отверстия, по числу стержней, и два соосных седла, внешнее и среднее (внутреннее), для клапана 4. Кольцо 13 клапана 4 аэродинамически спрофилировано так, что впускаемый воздух или топливовоздушная смесь разделяется им на два неравных и переменных по величине потока (фиг. 2 и 4), внешний 14 больший и внутренний 15 меньший. Для выпускного тарельчатого клапана 5 в головке цилиндра 3 выполнены центральное направляющее отверстие и седло. Кольцевой выступ 16 головки цилиндра 3, являясь частью вытеснительной полости 10 и камеры сгорания 9, направляет часть потока воздуха 14, при открытом впускном клапане 4 (фиг. 4), вдоль цилиндра 1, с целью создания экранирующего слоя, защищающего зеркало цилиндра 1 от попадания на него топлива в жидкой фазе. The engine (Figs. 1 and 2) comprises at least one cylinder 1, a piston 2 located therein, a cylinder head 3 provided with two independent valves, an inlet annular 4 surrounding a centrally located outlet 5, and channels inlet inlet connected to the inlet annular 6 and exhaust 7, delimited by an annular jumper 8 of the cylinder head 3, as well as a combustion chamber 9, framed by the surfaces of the intake valve 4, cylinder head 3 and piston 2, having a tunnel-ring, preferably toroidal shape. The combustion chamber 9 is equipped with a pair of displacing cavities formed at the position of the piston 2 at the top dead center: peripheral 10, covering the combustion chamber 9 in half close to the cylinder 1, and central 11 adjacent to the plate of the exhaust valve 5. The intake valve 4 is equipped with two spring-loaded guides rods 12 attached to the ring 13 parallel to its axis of rotation. The ring 13 is provided with two coaxial seating surfaces for separating the inlet annular channel 6 from the inner cavity of the cylinder 1. In the cylinder head 3 there are two guide holes, according to the number of rods, and two coaxial seats, external and middle (internal), for the valve 4. Ring 13 Valve 4 is aerodynamically profiled so that the intake air or air-fuel mixture is divided by it into two unequal and variable in terms of flow (Fig. 2 and 4), the outer 14 is larger and the inner 15 is smaller. For the exhaust poppet valve 5, a central guide hole and a seat are made in the cylinder head 3. The annular protrusion 16 of the cylinder head 3, being part of the displacement cavity 10 and the combustion chamber 9, directs part of the air flow 14, with the intake valve 4 open (Fig. 4), along the cylinder 1, in order to create a shielding layer that protects the mirror of the cylinder 1 from getting on it fuel in the liquid phase.

Кольцо 13 клапана 4 снабжено буртиком 17, охватывающим с минимальным зазором кольцевую перемычку 8 (фиг. 3). Буртик 17 в начале хода клапана 4 блокирует внутренний поток 15, этим создает мощный внешний поток 14 (фиг. 2). The ring 13 of the valve 4 is provided with a shoulder 17, covering with a minimum gap the annular jumper 8 (Fig. 3). The shoulder 17 at the beginning of the stroke of the valve 4 blocks the internal flow 15, thereby creating a powerful external flow 14 (Fig. 2).

Головка цилиндра 3 снабжена свечой зажигания, а по меньшей мере одна топливная форсунка размещена во входном канале и сориентирована так, что топливо равномерно распределяется по кольцевому каналу 6. На чертежах свеча зажигания, входной канал и форсунки не показаны. The cylinder head 3 is equipped with a spark plug, and at least one fuel nozzle is located in the inlet channel and is oriented so that the fuel is evenly distributed along the annular channel 6. In the drawings, the spark plug, the inlet channel and the nozzles are not shown.

Центрально-расположенное седло 18 выпускного клапана 5 размещено ближе к цилиндру 1, чем внутреннее (среднее) седло 19 впускного клапана 4, а внутреннее седло 19 размещено ближе к цилиндру 1, чем его внешнее седло 20. The centrally located seat 18 of the exhaust valve 5 is located closer to the cylinder 1 than the inner (middle) seat 19 of the intake valve 4, and the inner seat 19 is located closer to the cylinder 1 than its outer seat 20.

Предлагаемый двигатель содержит существенные конструктивные особенности и работает следующим образом. The proposed engine contains significant design features and works as follows.

В конце такта выпуска происходит (фиг. 2) очистка камеры сгорания 9 от остаточных газов, когда клапан выпуска 5 еще не закрыт, а клапан впуска 4 уже приоткрыт. За счет энергии движения выхлопных газов в трубах в камере сгорания 9 образуется разрежение, внешний поток воздуха 14 приходит на смену остаточным газам и создает торообразный вихрь, в котором воздух вращается относительно кольцевой оси туннеля. Омывая клапан впуска 4, головку цилиндра 3 и поршень 2, воздух охлаждает их и, смешиваясь с остаточными газами в вихре, удаляется в выпускной канал 7. Внутренний очень слабый поток 15 из канала 6 удаляется в канал 7, омывая клапан 4, перемычку 8 и клапан 5, охлаждает их. Поршень 2, приближаясь к ВМТ, вытесняет газы из полостей 10 и 11. Движущиеся навстречу друг другу струи газа, как пара сил, создающая крутящий момент, усиливают торообразный вихрь. За счет центробежных сил газы отбрасываются к наружным слоям вихря, что способствует максимальному их удалению. Процесс очистки заканчивается закрытием клапана выпуска 5. At the end of the exhaust stroke (Fig. 2), the combustion chamber 9 is cleaned of residual gases when the exhaust valve 5 is not yet closed and the intake valve 4 is already ajar. Due to the energy of movement of exhaust gases in the pipes in the combustion chamber 9, a vacuum forms, the external air stream 14 replaces the residual gases and creates a toroidal vortex in which air rotates relative to the annular axis of the tunnel. Washing the inlet valve 4, cylinder head 3 and piston 2, the air cools them and, mixing with the residual gases in the vortex, is removed into the exhaust channel 7. The internal very weak stream 15 from the channel 6 is removed into the channel 7, washing the valve 4, jumper 8 and valve 5, cools them. Piston 2, approaching TDC, displaces gases from cavities 10 and 11. Moving towards each other, gas jets, like a pair of forces creating a torque, amplify a toroidal vortex. Due to centrifugal forces, gases are thrown to the outer layers of the vortex, which contributes to their maximum removal. The cleaning process ends with closing the exhaust valve 5.

Начинается процесс заполнения объема цилиндра воздухом, поршень 2 движется вниз. Внешний поток 14 своей энергией движения подпитывает торообразный вихрь и в процессе открытия впускного клапана 4. В легкотопливном ДВС после закрытия клапана выпуска 5 происходит начало подачи топлива. Оно сравнительно равномерно распределяется во впускном канале 6, затем попадает в потоки воздуха 14 и 15, смешивается с ним в щелях между клапаном 4 и внешним 20 и средним 19 седлами более равномерно, так как скорость потоков 14 и 15 здесь наибольшая, а давление наименьшее. За счет сил инерции капли топлива попадают на поверхность клапана впуска 4, образуя пленку, которую постепенно сдувают потоки воздуха 14 и 15, испаряют и направляют топливо в зону турбулентности на стыке потоков 14 и 15 с внешними слоями вихрей, где топливо интенсивно перемешивается с кислородом воздуха и еще более равномерно распределяется в воздухе. На стенки цилиндра топливо в жидкой фазе не попадает. При полностью открытом впускном клапане 4 под ним образуются (фиг. 4) два тороидальных вихря, внешний больший и внутренний меньший, подпитываемые потоками 14 и 15. Сечение вихрей из кругового переходит в эллипсовидное. На границе потоков 14 и 15 с вихрями образуется большой градиент скоростей, где топливо интенсивно раздробляется и испаряется. В процессе закрытия впускного клапана 4, когда внутренний поток воздуха 15 ослабнет, тогда внутренний вихрь исчезнет, а внешний тороидальный вихрь из эллипсовидного в сечении преобразуется в круговой, торообразный вихрь (фиг.3). The process of filling the cylinder volume with air begins, the piston 2 moves down. The external stream 14 feeds its toroidal vortex with its energy of movement during the opening of the intake valve 4. In a light-fuel ICE, after the closing of the exhaust valve 5, the fuel supply starts. It is relatively evenly distributed in the inlet channel 6, then it enters the air flows 14 and 15, mixes with it in the slots between the valve 4 and the outer 20 and middle 19 saddles more evenly, since the flow rates 14 and 15 are the highest and the pressure is the lowest. Due to inertia forces, fuel droplets fall on the surface of the intake valve 4, forming a film, which is gradually blown away by air flows 14 and 15, evaporate and direct the fuel into the turbulence zone at the junction of flows 14 and 15 with the outer layers of the vortices, where the fuel is intensively mixed with atmospheric oxygen and even more evenly distributed in the air. Fuel in the liquid phase does not enter the cylinder walls. When the inlet valve 4 is fully open, two toroidal vortices are formed underneath it (Fig. 4), the outer larger and the inner smaller, fed by flows 14 and 15. The cross-section of the vortices goes from circular to ellipsoidal. At the boundary of flows 14 and 15 with vortices, a large velocity gradient is formed, where the fuel is intensively fragmented and evaporates. In the process of closing the intake valve 4, when the internal airflow 15 weakens, then the internal vortex disappears, and the external toroidal vortex from an ellipsoidal in cross section is converted into a circular, toroidal vortex (Fig. 3).

Зажигание смеси производится до прихода поршня 2 в верхнюю мертвую точку в процессе сжатия. The mixture is ignited until the piston 2 arrives at top dead center during compression.

Поршень 2, приближаясь к ВМТ, вытесняет из полостей 10 и 11 уже горючую смесь и усиливает торообразный вихрь. Более тяжелые пары топлива центробежными силами отбрасываются к горячим поверхностям камеры сгорания 9, где топливо еще более равномерно распределяется в окислителе. Процесс горения происходит при интенсивном вращении вихря горючей смеси за короткое время. Затем под действием давления газов поршень 2 движется к НМТ. Происходит процесс расширения. Затем открывается выпускной клапан 5, происходит выпуск. Поршень 2 после этого движется к ВМТ и выжимает газы из цилиндра 1. Затем происходит процесс очистки камеры сгорания 9 от остаточных газов. Piston 2, approaching TDC, displaces already combustible mixture from cavities 10 and 11 and strengthens the toroidal vortex. Heavier fuel vapors are discarded by centrifugal forces to the hot surfaces of the combustion chamber 9, where the fuel is evenly distributed evenly in the oxidizer. The combustion process occurs during intensive rotation of the vortex of the combustible mixture in a short time. Then, under the action of gas pressure, the piston 2 moves to the BDC. The expansion process is taking place. Then the exhaust valve 5 opens, release occurs. The piston 2 then moves to the TDC and squeezes the gases from the cylinder 1. Then, the process of cleaning the combustion chamber 9 from the residual gases occurs.

Дальше процесс работы двигателя повторяется. Further, the engine operation process is repeated.

Реализация предлагаемого двигателя позволяет повысить эффективность сжигания топлива, этим уменьшить удельный расход топлива и улучшить экологию, а также увеличить ресурс и надежность двигателя. The implementation of the proposed engine can improve the efficiency of fuel combustion, thereby reducing specific fuel consumption and improving the environment, as well as increasing the resource and reliability of the engine.

Claims (5)

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один цилиндр, размещенный в нем поршень, головку цилиндра, снабженную свечой зажигания и/или по меньшей мере одной топливной форсункой, двумя независимыми клапанами, центрально-расположенным выпускным и окружающим его впускным кольцевым, прилегающими к седлам центрального и кольцевого каналов, размежеванных кольцевой перемычкой, и впускным каналом, образованным входным и кольцевым каналами, а также камеру сгорания, снабженную вытеснительными полостями, образующимися при положении поршня в верхней мертвой точке, отличающийся тем, что кольцо впускного клапана снабжено буртиком, охватывающим с зазором кольцевую перемычку в закрытом положении клапана, а камера сгорания обрамлена поверхностями кольцевого клапана, головки цилиндра и поршня, при этом центральная вытеснительная полость примыкает к выпускному клапану, а периферийная охватывает камеру сгорания в половине, ближней к цилиндру, и образует кольцевой выступ головки цилиндра. 1. An internal combustion engine comprising at least one cylinder, a piston disposed therein, a cylinder head provided with a spark plug and / or at least one fuel nozzle, two independent valves, a centrally located exhaust and surrounding inlet annular adjacent to the saddles of the central and annular channels delimited by the annular jumper, and the inlet channel formed by the inlet and annular channels, as well as a combustion chamber equipped with displacing cavities formed by the floor when the piston is at top dead center, characterized in that the inlet valve ring is provided with a collar that encompasses the annular jumper in the closed position of the valve, and the combustion chamber is framed by the surfaces of the annular valve, cylinder head and piston, with the central displacement cavity adjacent to the exhaust valve, and the peripheral one covers the combustion chamber in the half closest to the cylinder and forms an annular protrusion of the cylinder head. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что центрально-расположенное седло клапана размещено ближе к цилиндру, чем внутреннее седло впускного клапана. 2. The engine according to claim 1, characterized in that the centrally located valve seat is located closer to the cylinder than the inner seat of the intake valve. 3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что внутреннее седло впускного клапана размещено ближе к центру, чем его внешнее седло. 3. The engine according to claim 1, characterized in that the inner seat of the intake valve is placed closer to the center than its outer seat. 4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна форсунка сориентирована так, что струя топлива из нее направлена на неподвижную поверхность камеры сгорания по касательной к ней и в плоскости этой камеры. 4. The engine according to claim 1, characterized in that at least one nozzle is oriented so that the jet of fuel from it is directed to the stationary surface of the combustion chamber tangentially to it and in the plane of this chamber. 5. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна топливная форсунка размещена во входном канале. 5. The engine according to claim 1, characterized in that at least one fuel nozzle is located in the inlet channel.
RU2000105203/06A 2000-03-03 2000-03-03 Internal combustion engine RU2166650C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000105203/06A RU2166650C1 (en) 2000-03-03 2000-03-03 Internal combustion engine
PCT/RU2000/000312 WO2001065085A1 (en) 2000-03-03 2000-07-27 Internal combustion engine
AU2000266021A AU2000266021A1 (en) 2000-03-03 2000-07-27 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000105203/06A RU2166650C1 (en) 2000-03-03 2000-03-03 Internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2166650C1 true RU2166650C1 (en) 2001-05-10

Family

ID=20231341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000105203/06A RU2166650C1 (en) 2000-03-03 2000-03-03 Internal combustion engine

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2000266021A1 (en)
RU (1) RU2166650C1 (en)
WO (1) WO2001065085A1 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1050582A3 (en) * 1977-11-30 1983-10-23 Пауль Аугуст (Фрг) Internal combustion engine with forced ignition
DE3008124A1 (en) * 1980-03-03 1981-09-10 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart PISTON PISTON ENGINE
US4461759A (en) * 1983-01-03 1984-07-24 Verex Laboratories, Inc. Constant release rate solid oral dosage formulations of veropamil
SU1617165A1 (en) * 1989-01-26 1990-12-30 Мелитопольский Институт Механизации Сельского Хозяйства I.c.engine
DE3913045A1 (en) * 1989-04-20 1990-10-25 Glotur Trust Reg Piston for IC engine - has recess in head which causes air-fuel mixture to circulate

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001065085A1 (en) 2001-09-07
AU2000266021A1 (en) 2001-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10116122B2 (en) Spark plug with shuttle electrode
AU2017371533B2 (en) Spark plug with electrode-shuttle
EP2998541A1 (en) Fuel injection spray patterns for opposed-piston engines
US5014663A (en) Two-stroke internal combustion engine and cylinder head for the latter
US2265677A (en) Fuel injection, compression ignition, oil engine
US4558670A (en) Internal combustion engine
US2840059A (en) Internal combustion engines
US2851019A (en) Combustion chamber for internal combustion engine
US5086735A (en) Reciprocating internal combustion engines of the two-stroke type
US4237826A (en) Multi-cylinder internal combustion engine equipped with an accumulation chamber
US2466181A (en) Means for inducting and stratifying working gases in internal-combustion engines
RU2166650C1 (en) Internal combustion engine
US10578009B2 (en) Two-stroke internal combustion engine
JPH02140429A (en) Twin piston two-cycle engine
EP0828066B1 (en) Combustion chamber of diesel engine
US1924697A (en) Two-cycle engine
US4433647A (en) Internal combustion motor with turbulence chamber
US5148778A (en) Combustion chamber for a self-igniting or spark-ignited valveless two-stroke internal combustion engine
US2988067A (en) Arrangement of fuel jets within an open combustion space of a compression ignition engine
US1417310A (en) Scavenging system for internal-combustion engines
RU2099549C1 (en) Method and device for igniting fuel-air mixture in internal combustion chamber
USRE24851E (en) Buchi
RU2013585C1 (en) Internal combustion engine and method of its operation
SU1550196A1 (en) Compression-ignited ic-engine
KR200175585Y1 (en) Piston for directly injected engine

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 13-2001

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120304