RU2812995C1 - Variable compression engine (embodiments) and method of operation of variable compression engine (embodiments) - Google Patents
Variable compression engine (embodiments) and method of operation of variable compression engine (embodiments) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2812995C1 RU2812995C1 RU2023105568A RU2023105568A RU2812995C1 RU 2812995 C1 RU2812995 C1 RU 2812995C1 RU 2023105568 A RU2023105568 A RU 2023105568A RU 2023105568 A RU2023105568 A RU 2023105568A RU 2812995 C1 RU2812995 C1 RU 2812995C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- engine
- gas
- air
- diesel
- Prior art date
Links
- 230000006835 compression Effects 0.000 title claims abstract description 107
- 238000007906 compression Methods 0.000 title claims abstract description 107
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 71
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 47
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 43
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000005474 detonation Methods 0.000 claims description 4
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 5
- HOWJQLVNDUGZBI-UHFFFAOYSA-N butane;propane Chemical compound CCC.CCCC HOWJQLVNDUGZBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 5
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Группа изобретений относится к поршневым двигателям внутреннего сгорания (ДВС), работающим по циклу Дизеля и конкретно к дизельному двигателю изменяемой компрессии и газодизельному двигателю изменяемой компрессии. Группа изобретений может быть использована для любого вида транспорта: наземного, водного или авиационного, а также любых энергетических установок, например газоперекачивающих станций и позволяет технически просто и высокоэффективно использовать дизельное топливо или дизельное топливо в комбинации с газомоторным топливом с увеличением мощности, крутящего момента и экономичности при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания ДВС, соответствующей степеням сжатия от 18 до 23 в зависимости от нагрузки, что также позволяет поднять КПД двигателя, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси в ДВС сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания ДВС.The group of inventions relates to piston internal combustion engines (ICE) operating on the Diesel cycle and specifically to a variable compression diesel engine and a variable compression gas-diesel engine. The group of inventions can be used for any type of transport: land, water or aviation, as well as any energy installations, for example gas pumping stations, and allows for the technically simple and highly efficient use of diesel fuel or diesel fuel in combination with gas motor fuel with an increase in power, torque and efficiency with a dynamic change in compression in the combustion chambers of the internal combustion engine, corresponding to compression ratios from 18 to 23 depending on the load, which also makes it possible to increase the efficiency of the engine, ensuring that each portion of the air-fuel mixture in the internal combustion engine burns at the optimal compression value in the combustion chambers of the internal combustion engine.
Из существующего уровня техники известны поршневые двигатели внутреннего сгорания: дизельный двигатель, работающий только на дизельном топливе по циклу Дизеля и газодизельный двигатель - газовый двигатель, сконструированный на основе (или переделанный из) дизельного, и работающий также по циклу Дизеля на природном газе (метан) или сжиженных углеводородных газах (пропан-бутан) в качестве топлива, и при этом даже переделанный двигатель обычно также сохраняет возможность работы на дизельном топливе по чисто дизельному циклу.From the existing level of technology, piston internal combustion engines are known: a diesel engine operating only on diesel fuel in the Diesel cycle and a gas-diesel engine - a gas engine designed on the basis of (or converted from) a diesel engine, and also operating in the Diesel cycle on natural gas (methane) or liquefied hydrocarbon gases (propane-butane) as fuel, and even a converted engine usually also retains the ability to operate on diesel fuel in a purely diesel cycle.
Из уровня техники также известны различные варианты технических решений изменения степени сжатия в пределах от 8 до 14 для бензиновых и в пределах от 18 до 23 для дизельных ДВС. При этом каждому значению степени сжатия соответствует определенное значение компрессии, то есть эти характеристики, тесно связаны между собой, хотя по сути, совершенно различны, например компрессия ДВС, имеющего степень сжатия 10:1, должна быть не более 15,8 кг/см2, а компрессия для степеней сжатия от 18:1 до 23:1 в пределах 20-30 кг/см2, Работами над двигателями с изменяемой степенью сжатия занимались конструкторы Saab, Mercedes-Benz, Nissan, Peugeot, Volkswagen и даже Infiniti и при этом выяснили, что при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания ДВС, соответствующей степеням сжатия от 8 до 16 для бензиновых и от 18 до 23 для дизельных ДВС в зависимости от нагрузки удавалось поднять КПД двигателя с увеличением мощности и экономичности, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси в ДВС сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания ДВС.Various variants of technical solutions for changing the compression ratio in the range from 8 to 14 for gasoline engines and in the range from 18 to 23 for diesel internal combustion engines are also known from the prior art. Moreover, each value of the compression ratio corresponds to a certain compression value, that is, these characteristics are closely related to each other, although in essence they are completely different, for example, the compression of an internal combustion engine with a compression ratio of 10:1 should be no more than 15.8 kg/cm2, and compression for compression ratios from 18:1 to 23:1 is within 20-30 kg/cm2. Designers from Saab, Mercedes-Benz, Nissan, Peugeot, Volkswagen and even Infiniti were working on engines with variable compression ratios and at the same time found out that with a dynamic change in compression in the combustion chambers of internal combustion engines, corresponding to compression ratios from 8 to 16 for gasoline and from 18 to 23 for diesel internal combustion engines, depending on the load, it was possible to increase the efficiency of the engine with an increase in power and efficiency, ensuring that each portion of the air-fuel mixture in The internal combustion engine burned at the optimal compression value in the combustion chambers of the internal combustion engine.
Однако из уровня техники неизвестен Двигатель изменяемой компрессии, содержащий дизельный двигатель изменяемой компрессии (далее - ДДИК), позволяющий без опасной вибрации, технически просто и высокоэффективно использовать дизельное топливо с различными физическими свойствами, с увеличением мощности и экономичности при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания ДЦИК, соответствующей степеням сжатия от 18 до 23 в зависимости от нагрузки, позволяющим поднять КПД ДДИК, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания на всех режимах работы ДДИК.However, unknown from the prior art is a variable compression engine containing a variable compression diesel engine (hereinafter - VDC), which allows, without dangerous vibration, technically simple and highly efficient use of diesel fuel with different physical properties, with an increase in power and efficiency with dynamic changes in compression in the VDC combustion chambers , corresponding to compression ratios from 18 to 23 depending on the load, which makes it possible to increase the efficiency of the DDIC, ensuring that each portion of the air-fuel mixture burns at the optimal compression value in the combustion chambers in all operating modes of the DDIC.
Также из уровня техники неизвестен Двигатель изменяемой компрессии, содержащий газодизельный двигатель изменяемой компрессии (далее - ГДДИК) позволяющий без опасной вибрации, технически просто и высокоэффективно использовать комбинированное топливо: природный газ (метан) или сжиженные углеводородные газы (пропан-бутан) в качестве топлива и/или дизельное топливо с различными физическими свойствами, с увеличением мощности и экономичности при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания ГДДИК, соответствующей степеням сжатия от 18 до 23 или более в зависимости от нагрузки, позволяющим поднять КПД ГДДИК, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания на всех режимах работы ГДДИК, с сохранением возможности работы только на дизельном топливе по чисто дизельному циклу.Also unknown from the prior art is a variable compression engine containing a variable compression gas-diesel engine (hereinafter referred to as GDDIC) that allows the use of combined fuel without dangerous vibration, technically simple and highly efficient: natural gas (methane) or liquefied hydrocarbon gases (propane-butane) as fuel and /or diesel fuel with different physical properties, with an increase in power and efficiency with a dynamic change in compression in the combustion chambers of the HDDIK, corresponding to compression ratios from 18 to 23 or more depending on the load, allowing to increase the efficiency of the HDDIK, ensuring that each portion of the air-fuel mixture burned at an optimal compression value in the combustion chambers in all modes of operation of the gas-discharge combustion engine, while maintaining the ability to operate only on diesel fuel in a purely diesel cycle.
Таким образом, остается актуальной задача создания Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ДДИК, позволяющего без опасной вибрации, технически просто и высокоэффективно использовать дизельное топливо с различными физическими свойствами, с увеличением мощности и экономичности при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания дизельного двигателя изменяемой компрессии, соответствующей степеням сжатия от 18 до 23 в зависимости от нагрузки, позволяющим поднять КПД дизельного двигателя изменяемой компрессии, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания на всех режимах работы дизельного двигателя изменяемой компрессии и создания Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДДИК, позволяющего без опасной вибрации, технически просто и высокоэффективно использовать комбинированное топливо: природный газ (метан) или сжиженные углеводородные газы (пропан-бутан) в качестве топлива и/или дизельное топливо с различными физическими свойствами, с увеличением мощности и экономичности при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания ГДДИК, соответствующей степеням сжатия от 18 до 23 или более в зависимости от нагрузки, позволяющим поднять КПД ГДДИК, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания на всех режимах работы ГДДИК, с сохранением возможности работы только на дизельном топливе по чисто дизельному циклу.Thus, the task of creating a variable compression engine containing DDIC, which allows, without dangerous vibration, technically simple and highly efficient use of diesel fuel with different physical properties, with an increase in power and efficiency with dynamic changes in compression in the combustion chambers of a diesel engine of variable compression corresponding to the degrees, remains relevant compression from 18 to 23 depending on the load, which makes it possible to increase the efficiency of a variable compression diesel engine, ensuring that each portion of the air-fuel mixture burns at the optimal compression value in the combustion chambers in all operating modes of a variable compression diesel engine and creating a variable compression engine containing HDDIK , which allows, without dangerous vibration, a technically simple and highly efficient use of combined fuel: natural gas (methane) or liquefied hydrocarbon gases (propane-butane) as fuel and/or diesel fuel with different physical properties, with an increase in power and efficiency with dynamic changes in compression in the combustion chambers of the gas compressor, corresponding to compression ratios from 18 to 23 or more, depending on the load, allowing to increase the efficiency of the gas compressor, ensuring that each portion of the air-fuel mixture burns at the optimal compression value in the combustion chambers in all modes of operation of the gas compressor, while maintaining the ability to operate only on diesel fuel according to the pure diesel cycle.
Задачей достижения технического результата, на который направлена заявленная группа изобретений, является создание Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ДДИК, позволяющего без опасной вибрации, технически просто и высокоэффективно использовать дизельное топливо с различными физическими свойствами, с увеличением мощности и экономичности при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания дизельного двигателя изменяемой компрессии, соответствующей степеням сжатия от 18 до 23 в зависимости от нагрузки, позволяющим поднять КПД дизельного двигателя изменяемой компрессии, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания на всех режимах работы дизельного двигателя изменяемой компрессии и создания Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДДИК, позволяющего без опасной вибрации, технически просто и высокоэффективно использовать комбинированное топливо: природный газ (метан) или сжиженные углеводородные газы (пропан-бутан) в качестве топлива и/или дизельное топливо с различными физическими свойствами, с увеличением мощности и экономичности при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания ГДДИК, соответствующей степеням сжатия от 18 до 23 или более в зависимости от нагрузки, позволяющим поднять КПД ГДДИК, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания на всех режимах работы ГДДИК, с сохранением возможности работы только на дизельном топливе по чисто дизельному циклу.The objective of achieving the technical result to which the stated group of inventions is aimed is to create a variable compression engine containing DDIC, which allows, without dangerous vibration, technically simple and highly efficient use of diesel fuel with different physical properties, with an increase in power and efficiency with dynamic changes in compression in the combustion chambers variable compression diesel engine, corresponding to compression ratios from 18 to 23 depending on the load, allowing to increase the efficiency of the variable compression diesel engine, ensuring that each portion of the air-fuel mixture burns at the optimal compression value in the combustion chambers in all operating modes of the variable compression diesel engine and creation of a Variable Compression Engine containing HDDIK, which allows, without dangerous vibration, technically simple and highly efficient use of combined fuel: natural gas (methane) or liquefied hydrocarbon gases (propane-butane) as fuel and/or diesel fuel with different physical properties, with increasing power and efficiency with a dynamic change in compression in the combustion chambers of the combustion chamber, corresponding to compression ratios from 18 to 23 or more depending on the load, allowing to increase the efficiency of the combustion chamber, ensuring that each portion of the air-fuel mixture burns at the optimal compression value in the combustion chambers in all modes operation of the GDDIC, while maintaining the ability to operate only on diesel fuel in a purely diesel cycle.
Указанная задача (достижение технического результата) решается тем, что предложен Двигатель изменяемой компрессии, по пункту 1 формулы изобретения.The specified problem (achieving a technical result) is solved by the fact that a variable compression engine is proposed, according to paragraph 1 of the claims.
Указанная задача (достижение технического результата) также решается тем, что предложен Двигатель изменяемой компрессии, по пункту 2 формулы изобретения.The specified problem (achieving a technical result) is also solved by the fact that a variable compression engine is proposed, according to paragraph 2 of the claims.
Технический результат достигается также в способе функционирования Двигателя изменяемой компрессии, по пункту 1 формулы изобретения.The technical result is also achieved in the method of operation of the Variable Compression Engine, according to paragraph 1 of the claims.
Технический результат достигается также в способе функционирования Двигателя изменяемой компрессии, по пункту 2 формулы изобретения.The technical result is also achieved in the method of operation of the Variable Compression Engine, according to paragraph 2 of the claims.
Сущность группы изобретений поясняется чертежами Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. З.The essence of the group of inventions is illustrated by the drawings of Fig. 1, Fig. 2, Fig. Z.
На чертеже Фиг. 1 представлен эскиз одного из цилиндров Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДДИК в положении поршня на такте впуска атмосферного воздуха в одном из цилиндров ГДДИК при открытом впускном клапане, закрытом выпускном клапане и движении поршня вниз из положения верхняя «мертвая» точка (ВМТ), где: 9 - впускной клапан, 10 - выпускной клапан, 11 - поршень с поршневыми кольцами, 12 - один из цилиндров в блоке цилиндров ГДДИК, 7 - форсунка подачи газа дополнительной системы подачи газомоторного топлива, 4 - форсунка подачи сжатого воздуха дополнительной системы подачи сжатого воздуха, 8 - форсунка подачи дизельного топлива штатной топливной аппаратуры (на эскизе не показана).In the drawing FIG. Figure 1 shows a sketch of one of the cylinders of a Variable Compression Engine containing a variable compression engine in the piston position on the intake stroke of atmospheric air in one of the cylinders of the variable compression engine with the intake valve open, the exhaust valve closed and the piston moving down from the top dead center (TDC) position, where: 9 - inlet valve, 10 - exhaust valve, 11 - piston with piston rings, 12 - one of the cylinders in the cylinder block GDDK, 7 - gas supply nozzle of the additional gas engine fuel supply system, 4 - compressed air supply nozzle of the additional compressed air supply system, 8 - diesel fuel supply nozzle of standard fuel equipment (not shown in the sketch).
На чертеже Фиг. 2 представлен эскиз одного из цилиндров Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДДИК в положении поршня в нижней «мертвой» точки (НМТ), сразу после такта впуска атмосферного воздуха в одном из цилиндров ГДДИК при уже закрытом впускном клапане и закрытом выпускном клапане.In the drawing FIG. Figure 2 shows a sketch of one of the cylinders of the Variable Compression Engine containing the HDDIK in the piston position at the bottom dead center (BDC), immediately after the intake stroke of atmospheric air in one of the HDDIK cylinders with the intake valve already closed and the exhaust valve closed.
На чертеже Фиг. 3 представлена функциональная схема Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДДИК, где: 1 - микропроцессорный блок управления, 2 - датчик механической нагрузки, установленный между коленчатым валом ГДДИК и механическим валом нагрузки ГДДИК, 3 - датчик детонации, расположенный на блоке цилиндров ГДДИК, 4 - форсунка подачи сжатого воздуха дополнительной системы подачи сжатого воздуха в объем каждого цилиндра над поршнем в нижней «мертвой точке» поршней в блоке цилиндров ГДЦИК, 5 - дополнительная система подачи сжатого воздуха, 6 - дополнительная система подачи газомоторного топлива, 7 - форсунка подачи газа дополнительной системы подачи газомоторного топлива, 8 - форсунка подачи дизельного топлива штатной топливной аппаратуры (калильная свеча не показана), регулирующая момент зажигания сжатой топливовоздушной смеси подачей запальной порции дизельного топлива.In the drawing FIG. Figure 3 shows a functional diagram of a Variable Compression Engine containing a GDDIC, where: 1 - microprocessor control unit, 2 - mechanical load sensor installed between the crankshaft of the GDDIC and the mechanical load shaft of the GDDIC, 3 - knock sensor located on the cylinder block of the GDDIC, 4 - injector compressed air supply of an additional compressed air supply system into the volume of each cylinder above the piston at the bottom “dead center” of the pistons in the GDTsIK cylinder block, 5 - additional compressed air supply system, 6 - additional gas engine fuel supply system, 7 - gas supply nozzle of the additional supply system gas engine fuel, 8 - diesel fuel supply nozzle of standard fuel equipment (glow plug not shown), which regulates the ignition timing of the compressed air-fuel mixture by supplying an ignition portion of diesel fuel.
Функциональная схема Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ДДИК отличается от функциональной схемы Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДЦИК по эскизам Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3 только отсутствием дополнительной системы подачи газомоторного топлива.The functional diagram of a Variable Compression Engine containing a DDIC differs from the functional diagram of a Variable Compression Engine containing a GDCIC according to the sketches of Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3 only by the absence of an additional gas engine fuel supply system.
Как известно из уровня техники в цилиндры дизеля, имеющего турбонаддув, воздух нагнетается компрессором под давлением несколько больше атмосферного и следовательно показатель степени сжатия турбированного дизеля будет отличаться от аналогичного дизеля без турбонаддува, а значение, степени сжатия турбированного дизеля определяется умножением степени сжатия атмосферного дизеля на коэффициент турбокомпрессора.As is known from the prior art, air is pumped into the cylinders of a turbocharged diesel engine by a compressor under pressure slightly higher than atmospheric pressure, and therefore the compression ratio of a turbocharged diesel engine will differ from a similar diesel engine without turbocharging, and the value of the compression ratio of a turbocharged diesel engine is determined by multiplying the compression ratio of an atmospheric diesel engine by the coefficient turbocharger.
Главный принцип работы описанного Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДДИК по схемам Фиг. 1, Фиг. 2 и Фиг.3 заключается в следующем - атмосферный воздух без топлива штатно на всех режимах работы поступает через впускной клапан 9 на такте впуска при движении поршня 11 вниз в цилиндре 12 (Фиг. 1), а подача топлива через форсунку 7, а также при необходимости подача дополнительного сжатого воздуха через форсунку 4 в объем каждого цилиндра осуществляется при уже закрытых клапанах (Фиг. 2), в пространство над поршнем в нижней «мертвой точке» в блоке цилиндров ГДДИК. И таким образом в зависимости от нагрузки двигателя можно очень просто и быстро изменять значение управляемой компрессии в цилиндрах ГДДИК на соответствующих режимах работы, без вышеуказанных недостатков присущих ДВС с изменяемой степенью сжатия - возросшая сложность конструкции и не решенные вопросы с вибрацией.The main principle of operation of the described Variable Compression Engine containing a GDDIC according to the diagrams of Fig. 1, Fig. 2 and Fig. 3 is as follows - atmospheric air without fuel normally in all operating modes enters through the
При этом для создания Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДДИК, позволяющего без опасной вибрации, технически просто и высокоэффективно использовать комбинированное топливо: дизельное и газомоторное топливо, избегая опасного режима детонации с увеличением мощности и экономичности при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания ГДДИК, соответствующей компрессиям для степеней сжатия, например, от 18 до 23 в зависимости от нагрузки, позволяющим поднять КПД двигателя, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси в ДВС сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания на всех режимах работы ГДДИК можно даже взять уже существующий атмосферный дизельный двигатель, например, со штатной неизменяемой степенью сжатия 18:1, штатная компрессия которого должна быть не более 20 кг/см2 и внести в существующую конструкцию дизеля изменения и устройства, описанные по схемам Фиг. 1, Фиг. 2 и Фиг. 3.At the same time, to create a Variable Compression Engine containing a GDDIC, which allows, without dangerous vibration, a technically simple and highly efficient use of combined fuel: diesel and gas engine fuel, avoiding the dangerous detonation mode with an increase in power and efficiency with a dynamic change in compression in the combustion chambers of the GDDIC, corresponding to the compression for compression ratios, for example, from 18 to 23 depending on the load, which makes it possible to increase the efficiency of the engine, ensuring that each portion of the air-fuel mixture in the internal combustion engine burns at the optimal compression value in the combustion chambers in all operating modes of the GDDIC, you can even take an existing naturally aspirated diesel engine , for example, with a standard unchangeable compression ratio of 18:1, the standard compression of which should be no more than 20 kg/cm2 and introduce changes and devices into the existing diesel design, described according to the diagrams in Fig. 1, Fig. 2 and Fig. 3.
И алгоритм работы Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДДИК следующий - при больших нагрузках на ГДДИК, по соответствующему сигналу датчика механической нагрузки 2, установленного между коленчатым валом ГДДИК и механическим валом нагрузки ГДДИК, микропроцессорный блок управления 1 подает через форсунку 7 максимальное количество газомоторного топлива в цилиндры ГДДИК из расчета полного сгорания в объеме только атмосферного воздуха, поступившего через впускной клапан 9, а при малых нагрузках на ГДДИК, по соответствующему сигналу датчика механической нагрузки 2, и с корректировкой по сигналу датчика детонации 3, микропроцессорный блок управления 1 подает через форсунку 7 минимальное количество газомоторного топлива в цилиндры ГДДИК и создает оптимальное значение управляемой компрессии подачей дополнительного сжатого воздуха через форсунку 4 в цилиндрах ГДДИК на всех режимах работы с возможностью корректировки под конкретные физические свойства используемого топлива. А момент зажигания сжатой топливовоздушной смеси регулируется моментом подачи запальной порции дизельного топлива (обычно около 15-30% от общего количества топлива) через форсунку 8 штатной топливной аппаратуры. Алгоритм работы Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ДДИК аналогичен описанному алгоритму работы Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДДИК, но без подачи дополнительного газомоторного топлива и соответственно возможны эксплуатационные ситуации, когда в ГДДИК, например, закончится газомоторное топливо, то ГДДИК сможет продолжить работу, но уже по циклу ДДИК с использованием только дизельного топлива. Если Двигатель изменяемой компрессии, содержащий ГДДИК или ДДИК устанавливается на транспортное средство, то механическая энергия, затраченная на работу воздушного компрессора дополнительной системы подачи сжатого воздуха 5 может быть частично скомпенсирована за счет энергии торможения транспортного средства.And the operating algorithm of the Variable Compression Engine containing the HDDIK is as follows - at heavy loads on the HDDIK, according to the corresponding signal from the mechanical load sensor 2 installed between the crankshaft of the HDDIK and the mechanical load shaft of the HDDIK, the microprocessor control unit 1 supplies the maximum amount of gas engine fuel into the cylinders through
Таким образом, описанный алгоритм работы Двигателя изменяемой компрессии, именно по возможности изменять давление поршня на топливно-воздушную смесь практически аналогичен известным двигателям внутреннего сгорания изменяемой степени сжатия, который также может практически мгновенно именно изменять давление поршня на топливно-воздушную смесь, соответствующую давлению сжатой топливно-воздушной смеси при изменении степени сжатия в соотношении от 18:1 до 23:1, одновременно предлагая высокоэффективное сжатие при малых нагрузках и низкую компрессию при максимальных нагрузках двигателя, что позволяет высокоэффективно использовать комбинированное топливо: дизельное и газомоторное топливо или только дизельное топливо с различными физическими свойствами.Thus, the described algorithm of operation of the Variable Compression Engine, precisely by changing the piston pressure on the fuel-air mixture, is almost similar to the known internal combustion engines of variable compression ratio, which can also almost instantly change the piston pressure on the fuel-air mixture corresponding to the pressure of the compressed fuel - air mixture when changing the compression ratio in the ratio from 18:1 to 23:1, while simultaneously offering highly efficient compression at low loads and low compression at maximum engine loads, which allows highly efficient use of combined fuel: diesel and gas engine fuel or only diesel fuel with different physical properties.
Описанная группа изобретений позволяет получить высокий экономический и экологический эффект, при использовании на любом виде транспорта и в других технических областях применения Двигателя изменяемой компрессии.The described group of inventions makes it possible to obtain a high economic and environmental effect when used on any type of transport and in other technical areas of application of the Variable Compression Engine.
Благодаря вышеперечисленному, в изобретении достигается технический результат, заключающийся в создании Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ДДИК, позволяющего без опасной вибрации, технически просто и высокоэффективно использовать дизельное топливо с различными физическими свойствами, с увеличением мощности и экономичности при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания дизельного двигателя изменяемой компрессии, соответствующей степеням сжатия от 18 до 23 в зависимости от нагрузки, позволяющим поднять КПД дизельного двигателя изменяемой компрессии, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания на всех режимах работы дизельного двигателя изменяемой компрессии и в создании Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДДИК, позволяющего без опасной вибрации, технически просто и высокоэффективно использовать комбинированное топливо: природный газ (метан) или сжиженные углеводородные тазы (пропан-бутан) в качестве топлива и/или дизельное топливо с различными физическими свойствами, с увеличением мощности и экономичности при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания ГДДИК, соответствующей степеням сжатия от 18 до 23 или более в зависимости от нагрузки, позволяющим поднять КПД ГДДИК, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания на всех режимах работы ГДДИК, с сохранением возможности работы только на дизельном топливе по чисто дизельному циклу.Thanks to the above, the invention achieves a technical result consisting in the creation of a variable compression engine containing DDIC, which allows, without dangerous vibration, technically simple and highly efficient use of diesel fuel with various physical properties, with an increase in power and efficiency with dynamic changes in compression in the combustion chambers of a diesel engine variable compression, corresponding to compression ratios from 18 to 23 depending on the load, which makes it possible to increase the efficiency of a variable compression diesel engine, ensuring that each portion of the air-fuel mixture burns at the optimal compression value in the combustion chambers in all operating modes of a variable compression diesel engine and in creating A variable compression engine containing HDDIK, which allows, without dangerous vibration, technically simple and highly efficient use of combined fuel: natural gas (methane) or liquefied hydrocarbon cans (propane-butane) as fuel and/or diesel fuel with different physical properties, with increased power and efficiency with dynamic changes in compression in the combustion chambers of the combustion chamber, corresponding to compression ratios from 18 to 23 or more depending on the load, which makes it possible to increase the efficiency of the combustion chamber, ensuring that each portion of the air-fuel mixture burns at the optimal compression value in the combustion chambers in all operating modes GDDIK, while maintaining the ability to operate only on diesel fuel in a purely diesel cycle.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2812995C1 true RU2812995C1 (en) | 2024-02-06 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2011986A (en) * | 1932-01-19 | 1935-08-20 | Fuel Oil Motors Corp | Internal combustion engine and method of operation |
| EP1586758A2 (en) * | 2004-04-16 | 2005-10-19 | Wärtsilä Finland Oy | A method of operating a gas engine |
| RU2349769C2 (en) * | 2007-01-24 | 2009-03-20 | Владимир Николаевич Горянин | Two-stroke internal combustion engine with broad choice of fuel and possible automatic selection of operational mode, with optimal efficiency factor |
| WO2011162714A1 (en) * | 2010-06-24 | 2011-12-29 | Cargine Engineering Ab | Internal combustion engine for a vehicle comprising at least one compressor cylinder connected to a compressed-air tank |
| RU2622457C1 (en) * | 2013-11-20 | 2017-06-15 | Джр. ДОРЧ Ричард В. | Internal combustion engine based on isothermal compression, its operating and management methods |
| RU2767659C1 (en) * | 2021-09-13 | 2022-03-18 | Антон Васильевич Голубев | Air injection device in internal combustion engine (ice) |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2011986A (en) * | 1932-01-19 | 1935-08-20 | Fuel Oil Motors Corp | Internal combustion engine and method of operation |
| EP1586758A2 (en) * | 2004-04-16 | 2005-10-19 | Wärtsilä Finland Oy | A method of operating a gas engine |
| RU2349769C2 (en) * | 2007-01-24 | 2009-03-20 | Владимир Николаевич Горянин | Two-stroke internal combustion engine with broad choice of fuel and possible automatic selection of operational mode, with optimal efficiency factor |
| WO2011162714A1 (en) * | 2010-06-24 | 2011-12-29 | Cargine Engineering Ab | Internal combustion engine for a vehicle comprising at least one compressor cylinder connected to a compressed-air tank |
| RU2622457C1 (en) * | 2013-11-20 | 2017-06-15 | Джр. ДОРЧ Ричард В. | Internal combustion engine based on isothermal compression, its operating and management methods |
| RU2767659C1 (en) * | 2021-09-13 | 2022-03-18 | Антон Васильевич Голубев | Air injection device in internal combustion engine (ice) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lecointe et al. | Downsizing a gasoline engine using turbocharging with direct injection | |
| US6578533B1 (en) | Controlled homogeneous-charge, compression-ignition engine | |
| US20060243229A1 (en) | Internal combustion engine and method | |
| US9228536B2 (en) | Load shedding techniques for dual fuel engines | |
| US8800530B2 (en) | Stratified charge port injection engine and method | |
| WO2008005918A2 (en) | Constant temperature internal combustion engine and method | |
| JP7185387B2 (en) | Low-load operating method, computer program product, and reciprocating piston internal combustion engine for operating a reciprocating piston internal combustion engine | |
| US10451012B2 (en) | Gaseous fuel combustion apparatus for an internal combustion engine | |
| WO2006049749A1 (en) | Air management strategy for auto-ignition in a compression ignition engine | |
| US8011094B2 (en) | Method of converting diesel engine to natural gas engine | |
| RU2812995C1 (en) | Variable compression engine (embodiments) and method of operation of variable compression engine (embodiments) | |
| KR920701621A (en) | 2-stroke internal combustion engine with diesel-compressed ignition | |
| US20030097997A1 (en) | Kit and method for converting a diesel engine to natural gas engine | |
| RU2327885C1 (en) | Method of four-stroke internal conbustion engine operation and device to this effect | |
| CN107762641B (en) | Continuous variable compression ratio engine device and compression ratio conversion method | |
| Kentfield | Extended, and variable, stroke reciprocating internal combustion engines | |
| RU2792489C1 (en) | Conventional engine of variable compression (cevc) and method for its functioning | |
| WO2008055329A1 (en) | Internal-combustion engine and the vehicle containing such engine | |
| US4141324A (en) | Low emission internal combustion engine | |
| DK181214B1 (en) | A large two-stroke uniflow scavenged gaseous fueled engine and method for controlling supply of liquid fuel | |
| US12037961B1 (en) | Piston optimized for combustion flame speed and compression ratio in engine system | |
| US8251041B2 (en) | Accelerated compression ignition engine for HCCI | |
| RU2309277C2 (en) | Vacuum pump | |
| RU2191910C2 (en) | Internal combustion engine | |
| Sakata et al. | A study on optimization of an over-expansion cycle gasoline engine with late-closing of intake valves |