RU2168037C2

RU2168037C2 - Method of operation of adiabatic internal combustion engine with combustion in constant volume

Info

Publication number: RU2168037C2
Application number: RU98123918A
Authority: RU
Inventors: В.А. Конюхов; А.В. Конюхов; Е.В. Конюхова
Original assignee: Конюхов Виталий Алексеевич; Конюхов Алексей Витальевич; Конюхова Елена Витальевна
Priority date: 1998-12-29
Filing date: 1998-12-29
Publication date: 2001-05-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: working charge is delivered into engine cylinder and is compressed in cylinder. Hinge joint of articulated connecting rod is displaced. Connecting rod converts reciprocating motion of piston into rotary motion of crankshaft under action of rocking lever acting by one end onto articulated connecting rod hinge joint, and by other end, engaging with drive. Combustion of fuel in constant volume takes place in heat-insulated combustion chamber. Value of constant volume and compression ratio are adjusted, depending on kind of fuel used and load of engine, by changing position of piston top dead center. For this purpose hinge joint of articulated connecting rod is displaced from/to axis of cylinder at compression stroke. Stopping of piston in top dead center is provided by displacing hinge joint of articulated connecting rod to cylinder axis in process of fuel combustion. EFFECT: increased efficiency of fuel combustion process. 3 cl, 14 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, а именно к адиабатным двигателям внутреннего сгорания со сгоранием топлива при постоянном объеме, приспособленным для работы на различных видах топлива с возможностью регулирования рабочего объема камеры сгорания и степени сжатия. The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to engine building, namely to adiabatic internal combustion engines with fuel combustion at a constant volume, adapted to operate on various types of fuel with the ability to control the working volume of the combustion chamber and the compression ratio.

Известен способ работы адиабатного двигателя внутреннего сгорания со сгоранием при постоянном объеме, заключающийся во впуске рабочего заряда в цилиндр двигателя, его последующем сжатии, смещении шарнира сочлененного шатуна, преобразующего возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала под действием маятникового рычага, одним концом воздействующего на шарнир сочлененного шатуна, а другим - взаимодействующего с приводом, перемещающим ось качания маятникового рычага для остановки поршня в верхней мертвой точке, сгорании топлива при постоянном объеме во время остановки поршня в верхней мертвой точке, расширении продуктов сгорания в цилиндре при перемещении поршня после сгорания топлива и выпуске отработавших газов (авторское свидетельство СССР N 878990, МПК F 02 B 75/32, 1981 г.). A known method of operation of an adiabatic internal combustion engine with combustion at a constant volume, which consists in the inlet of the working charge into the engine cylinder, its subsequent compression, displacement of the articulated connecting rod hinge, which converts the reciprocating motion of the piston into the rotational movement of the crankshaft under the action of the pendulum arm, one end acting on the hinge of an articulated connecting rod, and another - interacting with a drive that moves the swing axis of the pendulum arm to stop the piston in the upper dead point, fuel combustion at a constant volume during stopping the piston at top dead center, expansion of the combustion products in the cylinder when moving the piston after fuel combustion and exhaust emissions (USSR author's certificate N 878990, IPC F 02 B 75/32, 1981 )

Недостатком известного способа является недостаточно эффективный процесс сгорания топлива вследствие потерь тепла в стенки цилиндра и невозможности регулирования величины камеры сгорания постоянного объема и степени сжатия в зависимости от вида потребляемого топлива и нагрузки на двигатель. The disadvantage of this method is the insufficiently efficient combustion process due to heat loss in the cylinder walls and the inability to control the size of the combustion chamber of a constant volume and compression ratio depending on the type of fuel consumed and the load on the engine.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности процесса сгорания топлива за счет уменьшения потерь тепла во время сгорания топлива при одновременном регулировании величины камеры сгорания постоянного объема и степени сжатия в зависимости от вида потребляемого топлива и нагрузки на двигатель. The objective of the present invention is to increase the efficiency of the fuel combustion process by reducing heat loss during fuel combustion while controlling the size of the constant volume combustion chamber and the compression ratio depending on the type of fuel consumed and engine load.

Поставленная задача решается тем, что в способе работы адиабатного двигателя внутреннего сгорания со сгоранием при постоянном объеме, заключающемся во впуске рабочего заряда в цилиндр двигателя, его последующем сжатии, смещении шарнира сочлененного шатуна, преобразующего возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала под действием маятникового рычага, одним концом воздействующего на шарнир сочлененного шатуна, а другим - взаимодействующего с приводом, перемещающим ось качания маятникового рычага для остановки поршня в верхней мертвой точке, сгорании топлива при постоянном объеме во время остановки поршня в верхней мертвой точке, расширении продуктов сгорания в цилиндре при перемещении поршня после сгорания топлива и выпуске отработавших газов, согласно изобретению сгорание топлива при постоянном объеме осуществляют в теплоизолированной камере сгорания, причем в зависимости от вида используемого топлива и нагрузки на двигатель регулируют величину постоянного объема и степень сжатия изменением положения верхней мертвой точки поршня, для чего осуществляют смещение шарнира сочлененного шатуна от оси цилиндра или к оси цилиндра на такте сжатия путем перемещения оси качания маятникового рычага и ее последующей фиксации, а остановку поршня в верхней мертвой точке обеспечивают смещением шарнира сочлененного шатуна к оси цилиндра путем перемещения оси качания маятникового рычага во время сгорания топлива. The problem is solved in that in the method of operation of an adiabatic internal combustion engine with combustion at a constant volume, consisting in the inlet of the working charge into the engine cylinder, its subsequent compression, displacement of the articulated connecting rod hinge, which converts the reciprocating motion of the piston into rotational motion of the crankshaft under the action the pendulum arm, one end of the articulated connecting rod acting on the hinge, and the other interacting with the drive, moving the swing axis of the pendulum arm for stopping the piston at top dead center, burning fuel at a constant volume while stopping the piston at top dead center, expanding the products of combustion in the cylinder when moving the piston after burning fuel and releasing exhaust gases, according to the invention, the combustion of fuel at a constant volume is carried out in a heat-insulated combustion chamber , and depending on the type of fuel used and engine load, the constant volume and compression ratio are controlled by changing the position of the top dead center and a piston, for which the articulated connecting rod hinge is displaced from the cylinder axis or to the cylinder axis on the compression stroke by moving the swing axis of the pendulum arm and its subsequent fixation, and the piston is stopped at top dead center by shifting the articulated connecting rod hinge to the cylinder axis by moving the swing axis pendulum arm during fuel combustion.

Поставленная задача решается также тем, что при работе двигателя по четырехтактному циклу в конце выпуска отработавших газов положение верхней мертвой точки поршня переносят в крайнее верхнее положение, для чего осуществляют смещение шарнира сочлененного шатуна на ось цилиндра путем перемещения оси качания маятникового рычага и ее последующей фиксации. The problem is also solved by the fact that when the engine is operated on a four-stroke cycle at the end of the exhaust gas, the position of the piston top dead center is moved to the highest position, for which the articulated connecting rod hinge is shifted to the cylinder axis by moving the swing axis of the pendulum arm and its subsequent fixation.

Поставленная задача решается также тем, что при работе двигателя по двухтактному циклу осуществляют дополнительную остановку поршня при его положении вблизи нижней мертвой точки, для чего смещают шарнир сочлененного шатуна от оси цилиндра путем непрерывного перемещения оси качания маятникового рычага на время остановки поршня. The problem is also solved by the fact that when the engine runs on a two-stroke cycle, an additional stop of the piston is carried out at its position near the bottom dead center, for which the joint of the articulated connecting rod is shifted from the cylinder axis by continuously moving the swing axis of the pendulum arm for the time the piston stops.

На фиг. 1 представлен четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, реализующий предлагаемый способ. In FIG. 1 shows a four-stroke internal combustion engine that implements the proposed method.

На фиг. 2 - силы, действующие на кривошипно-шатунный механизм (КШМ) и маятниковый рычаг четырехтактного двигателя. In FIG. 2 - forces acting on the crank mechanism (KShM) and the pendulum arm of a four-stroke engine.

На фиг. 3 - положение звеньев КШМ четырехтактного двигателя на такте впуска. In FIG. 3 - the position of the KShM links of a four-stroke engine at the intake stroke.

На фиг. 4 - положение звеньев КШМ четырехтактного двигателя во время остановки поршня в верхней мертвой точке (ВМТ). In FIG. 4 - the position of the KShM links of the four-stroke engine during the stop of the piston at top dead center (TDC).

На фиг. 5 - положение звеньев КШМ четырехтактного двигателя во время полного выпуска отработавших газов. In FIG. 5 - the position of the KShM links of the four-stroke engine during the full exhaust gas emission.

На фиг. 6 - положение звеньев КШМ четырехтактного двигателя во время неполного выпуска отработавших газов. In FIG. 6 - the position of the KShM links of a four-stroke engine during incomplete exhaust emissions.

На фиг. 7 - разрез А - А фиг. 1. In FIG. 7 is a section A - A of FIG. 1.

На фиг. 8 - двухтактный двигатель внутреннего сгорания, также реализующий предлагаемый способ. In FIG. 8 - two-stroke internal combustion engine, also implementing the proposed method.

На фиг. 9 - силы, действующие на КШМ и маятниковый рычаг двухтактного двигателя. In FIG. 9 - forces acting on the crankshaft and the pendulum lever of a two-stroke engine.

На фиг. 10 - положение звеньев КШМ двухтактного двигателя во время остановки поршня в ВМТ. In FIG. 10 - the position of the KShM links of a two-stroke engine during the stop of the piston at TDC.

На фиг. 11 - положение звеньев КШМ двухтактного двигателя при изменении положений ВМТ и нижней мертвой точки (НМТ). In FIG. 11 - the position of the links of the crankshaft of a two-stroke engine when changing the position of the top dead center and dead center (BDC).

На фиг. 12 - положение звеньев КШМ двухтактного двигателя при продувке. In FIG. 12 - the position of the links KShM two-stroke engine when purging.

На фиг. 13 - аксиальный двигатель внутреннего сгорания, также реализующий предлагаемый способ. In FIG. 13 - axial internal combustion engine, also implementing the proposed method.

На фиг. 14 - положение звеньев аксиального двигателя во время остановки поршня в ВМТ. In FIG. 14 - the position of the links of the axial engine during the stop of the piston at TDC.

Предлагаемый способ может быть реализован как в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания, так и в двухтактном двигателе внутреннего сгорания, причем двигатель может иметь как традиционный КШМ, так и КШМ с качающейся шайбой, используемый в аксиальных двигателях. The proposed method can be implemented both in a four-stroke internal combustion engine and in a two-stroke internal combustion engine, and the engine can have both a traditional KShM and KShM with a swash plate used in axial engines.

Осуществление предлагаемого способа показано на примере работы как четырехтактного, так и двухтактного двигателей внутреннего сгорания. The implementation of the proposed method is shown by the example of the operation of both four-stroke and two-stroke internal combustion engines.

Показанные на фиг. 1, 8, 13 четырехтактный и двухтактный двигатели внутреннего сгорания как с традиционным КШМ, так и с КШМ для аксиального двигателя содержат следующие общие элементы: корпус двигателя по меньшей мере с одним цилиндром 1 и головкой 2 цилиндра 1, поршень 3 и сочлененный шатун 4, связанный с коленчатым валом 5. Сочлененный шатун 4 состоит из двух частей, соединенных между собой шарниром 6, связанным с маятниковым рычагом 7. Ось 8 качания маятникового рычага 7 имеет возможность перемещаться по прямой линии, пересекающей ось O - O цилиндра 1, под действием привода оси 8 качания. Привод состоит из профилированного кулачка 9, кинематически связанного через шестерни 10 и 11 с коленчатым валом 5, дополнительного рычага 12, взаимодействующего одной своей стороной с профилированной поверхностью кулачка 9, а другой - с осью 8 качания маятникового рычага 7 с возможностью перемещения последней, и пружины 13, установленной с возможностью поджатия оси качания 8 к дополнительному рычагу 12. Привод также снабжен механизмом осевого смещения кулачка 9, не показанным на чертежах. Камера сгорания 14 постоянного объема выполнена теплоизолированной и снабжена теплоизолированными покрытиями 15, 16 и 17, выполненными соответственно на внутренних поверхностях головки 2 цилиндра 1, стенках цилиндра 1 и на торцевой поверхности поршня 3. Shown in FIG. 1, 8, 13 four-stroke and two-stroke internal combustion engines with both traditional KShM and KShM for the axial engine contain the following common elements: engine casing with at least one cylinder 1 and cylinder head 2 of cylinder 1, piston 3 and articulated connecting rod 4, connected to the crankshaft 5. The articulated connecting rod 4 consists of two parts interconnected by a hinge 6 connected to the pendulum arm 7. The swing axis 8 of the pendulum arm 7 has the ability to move in a straight line crossing the axis O - O of cylinder 1, under the influence of Drive axis 8 swing. The drive consists of a profiled cam 9, kinematically connected through gears 10 and 11 with a crankshaft 5, an additional lever 12, interacting on one side with the profiled surface of the cam 9, and the other with the swing axis 8 of the pendulum arm 7 with the possibility of moving the latter, and the spring 13, installed with the possibility of pressing the swing axis 8 to the additional lever 12. The drive is also equipped with an axial displacement mechanism of the cam 9, not shown in the drawings. The combustion chamber 14 of constant volume is thermally insulated and provided with thermally insulated coatings 15, 16 and 17 made respectively on the inner surfaces of the cylinder head 2 of the cylinder 1, the walls of the cylinder 1 and on the end surface of the piston 3.

У двухтактного двигателя (фиг. 8) дополнительно показаны впускной канал 18, выпускной канал 19, перепускной канал 20 и кривошипная камера 21. The two-stroke engine (Fig. 8) further shows the inlet channel 18, the exhaust channel 19, the bypass channel 20 and the crank chamber 21.

Кроме того, у аксиального двигателя (фиг. 13) дополнительно показана качающаяся шайба 22, установленная на коленчатом валу 5 и связанная с сочлененным шатуном 4. In addition, the axial motor (Fig. 13) additionally shows the swash plate 22 mounted on the crankshaft 5 and connected to the articulated connecting rod 4.

Предлагаемый способ работы в четырехтактном адиабатном двигателе внутреннего сгорания осуществляется следующим образом. The proposed method of operation in a four-stroke adiabatic internal combustion engine is as follows.

Рабочий заряд поступает в цилиндр 1 двигателя во время такта впуска. Впуск может быть регулируемым, для чего осуществляют смещение оси 8 качания маятникового рычага 7 в точки "а", "b", "с" или "d" и ее последующую фиксацию дополнительным рычагом 12 под действием кулачка 9, который получает крутящий момент от коленчатого вала 5 через шестерни 10 и 11. В результате происходит смещение шарнира 6 сочлененного шатуна 4, а следовательно, и изменение положения ВМТ и НМТ поршня 3 от стандартных значений BMТ₁ и НМТ₁ в промежуточное положение ВМТ₂ и НМТ₂ (фиг. 3). На фиг. 7 показан разрез кулачка 9, где указаны шесть промежуточных положений, занимаемых кулачком 9 относительно дополнительного рычага 12, при этом поршень 3 имеет возможность перемещения между различными положениями ВМТ и НМТ в зависимости от выбранного положения кулачка. Изменение положения кулачка 9 осуществляется с помощью механизма осевого смещения, не показанного на чертежах. Впуск может быть и нерегулируемым, для чего такт впуска осуществляют при фиксированном положении оси 8 качания маятникового рычага 7, после чего осуществляется сжатие заряда, причем в зависимости от вида используемого топлива и нагрузки на двигатель регулируют величину постоянного объема и степень сжатия изменением положения ВМТ поршня 3, для чего осуществляют смещение шарнира 6 сочлененного шатуна 4 от оси O - O цилиндра 1 или к оси O - O цилиндра 1 на такте сжатия путем перемещения оси 8 качания маятникового рычага 7 в одно из положений, указанных на фиг. 4 (точки "а", "b", "с", или "d") и последующей фиксации оси 8 в выбранной точке. В результате поршень 3 занимает в цилиндре 1 заранее выбранное положение ВМТ, например, BMТ₁ или BMТ₂, как показано на фиг. 5 или фиг. 3, что приводит к изменению степени сжатия и изменению объема камеры сгорания 14. Сгорание топлива при постоянном объеме осуществляют в теплоизолированной камере сгорания 14, а остановку поршня в заранее выбранном положении ВМТ, например, BMТ₂ обеспечивают смещением шарнира 6 сочлененного шатуна 4 к оси O - O цилиндра 1 путем перемещения оси 8 качания маятникового рычага 7 в течение всего времени сгорания топлива из точки "d" до точек "с", "b" или "а" (фиг. 4), при этом коленчатый вал 5 продолжает свое вращательное движение, а поршень 3 удерживается в положении заданной BMТ₂ перемещением оси 8 качания маятникового рычага 7. Таким образом, сгорание топлива происходит в камере сгорания 14 заранее выбранного постоянного объема, при этом вместе с регулированием объема камеры сгорания осуществляется и выбор требуемой степени сжатия. Наличие теплоизолированных покрытий 15, 16 и 17 камеры сгорания 14 совместно с обеспечением постоянного заданного объема камеры сгорания и требуемой степени сжатия обеспечивает проведение процесса сгорания с наименьшими потерями тепла в стенки цилиндра, что резко повышает его эффективность.The working charge enters the cylinder 1 of the engine during the intake stroke. The inlet can be adjustable, for which the swing axis 8 of the pendulum arm 7 is displaced to the points “a”, “b”, “c” or “d” and its subsequent fixation by the additional lever 12 under the action of the cam 9, which receives torque from the crankshaft the shaft 5 through gears 10 and 11. As a result, the hinge 6 of the articulated connecting rod 4 is displaced, and consequently, the position of the TDC and BDC of the piston 3 changes from the standard values of BMT ₁ and BDC ₁ to the intermediate position of BDC ₂ and BDC ₂ (Fig. 3) . In FIG. 7 shows a section through the cam 9, which indicates six intermediate positions occupied by the cam 9 with respect to the additional arm 12, while the piston 3 has the ability to move between different positions of the TDC and BDC depending on the selected cam position. Changing the position of the cam 9 is carried out using an axial displacement mechanism, not shown in the drawings. The inlet can also be unregulated, for which the inlet stroke is carried out at a fixed position of the swing axis 8 of the pendulum arm 7, after which the charge is compressed, and depending on the type of fuel used and the load on the engine, the constant volume and compression ratio are controlled by changing the position of the TDC of the piston 3 why the hinge 6 of the articulated connecting rod 4 is displaced from the O - O axis of cylinder 1 or to the O - O axis of cylinder 1 on the compression stroke by moving the swing axis 8 of the pendulum arm 7 to one of the positions indicated s in FIG. 4 (points "a", "b", "c", or "d") and the subsequent fixation of axis 8 at the selected point. As a result, the piston 3 occupies the previously selected TDC position in the cylinder 1, for example BMT ₁ or BMT ₂ , as shown in FIG. 5 or FIG. 3, which leads to a change in the compression ratio and a change in the volume of the combustion chamber 14. Combustion of fuel at a constant volume is carried out in a heat-insulated combustion chamber 14, and the piston is stopped at a preselected TDC position, for example, BMT _{2 is} provided by displacing the joint 6 of the articulated connecting rod 4 to the O axis - O cylinder 1 by moving the swing axis 8 of the pendulum arm 7 for the entire time the fuel is burned from point "d" to points "c", "b" or "a" (Fig. 4), while the crankshaft 5 continues to rotate movement and piston 3 is held in position the predetermined BMT _{2 by} moving the swing axis 8 of the pendulum arm 7. Thus, the fuel is burned in the combustion chamber 14 of a predetermined constant volume, and together with the regulation of the volume of the combustion chamber, the desired compression ratio is also selected. The presence of thermally insulated coatings 15, 16 and 17 of the combustion chamber 14, together with the provision of a constant predetermined volume of the combustion chamber and the required compression ratio, ensures the combustion process with the least heat loss to the cylinder walls, which dramatically increases its efficiency.

После прекращения перемещения оси 8 качания маятникового рычага к оси O - O цилиндра 1, ось 8 качания оказывается в точке "а" и поршень 3 начинает перемещаться к HMТ₂, при этом происходит процесс расширения продуктов сгорания.After the cessation of the movement of the swing axis 8 of the pendulum arm to the O - O axis of cylinder 1, the swing axis 8 is at point “a” and the piston 3 begins to move to HMT ₂ , and the process of expansion of the combustion products occurs.

Следует отметить, что сила P, действующая на поршень 3, разлагается на составляющую силу N, действующую на боковые стенки цилиндра 1, и составляющую силу S, действующую по оси первой половины сочлененного шатуна 4. В свою очередь сила S разлагается на составляющие силы D и F (фиг. 2), действующие соответственно на маятниковый рычаг 7 и на вторую часть сочлененного шатуна 4, при этом составляющая сила F в свою очередь разлагается на составляющую силу T, создающую дополнительный крутящий момент М_кр на кривошип коленчатого вала 5. Сила D разлагается на составляющую силу C, которая совместно с плечом кулачка 9 создает дополнительный крутящий момент М_c, передаваемый через шестерни 11 и 10 на коленчатый вал 5, что обеспечивает плавный проход ВМТ и обеспечивает более плавную работу двигателя. На фиг. 2 показаны: угол α между векторами сил T и F, угол β между векторами сил P и S, угол γ между векторами сил S и D, угол ψ между векторами сил F и S и угол Φ - угол поворота коленчатого вала 5.It should be noted that the force P acting on the piston 3 decomposes into a component force N acting on the side walls of the cylinder 1 and a component S acting on the axis of the first half of the articulated connecting rod 4. In turn, the force S decomposes into components of the force D and F (Fig. 2), acting respectively on the swingarm 7 and on the second part of the articulated connecting rod 4, while the component force F in turn decomposes into a component force T, which creates additional torque M _cr on the crank of the crankshaft 5. The force D decomposes on with stavlyayuschuyu force C, which together with the shoulder 9, the cam provides an additional torque M _c, transmitted through the gears 11 and 10 on the crankshaft 5, which provides smooth passage TDC and provides smoother operation of the engine. In FIG. 2 shows: the angle α between the force vectors T and F, the angle β between the force vectors P and S, the angle γ between the force vectors S and D, the angle ψ between the force vectors F and S and the angle Φ is the angle of rotation of the crankshaft 5.

Процесс выпуска отработавших газов целесообразно проводить при положении верхней мертвой точки поршня 3 в крайнем верхнем положении, что позволяет произвести более полную очистку цилиндра 1 от отработавших газов. Для этого в конце выпуска отработавших газов осуществляют смещение шарнира 6 сочлененного шатуна 4 на ось O - O цилиндра 1 путем перемещения оси 8 качания маятникового рычага 7 из точки "d" в точку "а" и последующей фиксацией оси 8 в указанной точке (фиг. 5). The exhaust gas extraction process is expediently carried out at the position of the top dead center of the piston 3 in the extreme upper position, which allows for a more complete cleaning of the cylinder 1 from the exhaust gases. To do this, at the end of the exhaust gas exhaust, the hinge 6 of the articulated connecting rod 4 is displaced onto the O - O axis of the cylinder 1 by moving the swing axis 8 of the pendulum arm 7 from point "d" to point "a" and then fixing axis 8 at the specified point (Fig. 5).

В случае невыполнения указанных выше действий процесс выпуска пройдет с увеличенным объемом надпоршневой полости цилиндра 1 в верхней мертвой точки (фиг. 6), что с одной стороны не позволяет произвести качественной очистки цилиндра от отработавших газов, а с другой стороны позволит произвести рекуперацию отработавших газов, что благоприятно скажется на токсичности отработавших газов. In case of failure to perform the above actions, the exhaust process will take place with an increased volume of the over-piston cavity of cylinder 1 at the top dead center (Fig. 6), which, on the one hand, does not allow for high-quality cleaning of the cylinder from exhaust gases, and on the other hand allows for the recovery of exhaust gases, which will favorably affect the toxicity of exhaust gases.

Предлагаемый способ может быть реализован и в двухтактном адиабатном двигателе внутреннего сгорания. The proposed method can be implemented in a two-stroke adiabatic internal combustion engine.

При остановке поршня 3 в ВМТ обеспечивают смещение шарнира 6 сочлененного шатуна 4 к оси цилиндра 1, осуществляя при этом те же действия, что и в четырехтактном двигателе, т.е. перемещают ось 8 качания маятникового рычага 7, как показано на фиг. 10, из точки "с" в точку "а". В это время в теплоизолированной камере сгорания 14 происходит сгорание топлива при постоянном объеме, а через открытый поршнем впускной канал 18 поступает свежий заряд в подпоршневую полость цилиндра 1 и кривошипную камеру 21. После окончания процесса сгорания топлива в надпоршневой полости цилиндра 1 начинается процесс расширения продуктов сгорания, а в кривошипной камере 21 - сжатие рабочего заряда движущимся к НМТ поршнем 3. После открытия поршнем 3 выпускного канала 19 и перепускного канала 20 в надпоршневой полости цилиндра 1 начинается процесс продувки надпоршневой полости свежим зарядом через перепускной канал 20 и удаление отработавших газов через выпускной канал 19. При нахождении поршня 3 в НМТ (фиг. 12) для более качественной очистки надпоршневой полости цилиндра 1 осуществляют дополнительную остановку поршня 3 в НМТ, для чего смещают шарнир 6 сочлененного шатуна 4 от оси O - O цилиндра 1 при движении поршня к ВМТ. Для этого осуществляют соответствующее смещение оси 8 качания маятникового рычага 7. После окончания продувки в надпоршневой полости цилиндра 1, поршень 3 начинает движение к ВМТ после прекращения перемещения шарнира 6 сочлененного шатуна 4 от оси O - O цилиндра 1. После перекрытия поршнем 3 перепускного канала 20 и выпускного канала 19 начинается процесс сжатия свежего заряда в надпоршневой полости цилиндра 1. Для регулирования величины постоянного объема камеры сгорания 14 и степени сжатия в зависимости от вида используемого топлива и нагрузки на двигатель осуществляют смещение шарнира 6 сочлененного шатуна 4, например, из точки "а" в точку "b" или в точку "с", как показано на фиг. 11. После прихода поршня 3 в заданную BMТ₁ или ВМТ₂ осуществляют остановку поршня 3 и сгорание топлива при постоянном объеме как указывалось выше. Далее цикл работы двигателя повторяется. Силы, действующие на элементы КШМ двухтактного двигателя, идентичны силам, действующим в четырехтактном двигателе.When the piston 3 stops at the TDC, the hinge 6 of the articulated connecting rod 4 is displaced to the axis of the cylinder 1, performing the same actions as in a four-stroke engine, i.e. the swing axis 8 of the pendulum arm 7 is moved, as shown in FIG. 10, from point "c" to point "a". At this time, in a heat-insulated combustion chamber 14, fuel is burned at a constant volume, and a fresh charge enters the piston cavity of cylinder 1 and the crank chamber 21 through the inlet channel 18 open after the piston. After the process of combustion of fuel in the over-piston cavity of cylinder 1, the process of expansion of the combustion products begins and in the crank chamber 21, compression of the working charge by the piston 3 moving towards the BDC 3. After the piston 3 opens the exhaust channel 19 and the bypass channel 20 in the over-piston cavity of cylinder 1, p the process of purging the supra-piston cavity with a fresh charge through the bypass channel 20 and removing exhaust gases through the exhaust channel 19. When the piston 3 is in the borehole (Fig. 12), to better clean the over-piston cavity of the cylinder 1, an additional stop of the piston 3 in the borehole is carried out, for which the hinge is shifted 6 articulated connecting rod 4 from the axis O - O of cylinder 1 when the piston moves to TDC. To do this, carry out the corresponding shift of the swing axis 8 of the pendulum arm 7. After completing the purge in the above-piston cavity of cylinder 1, the piston 3 begins to move to TDC after stopping the movement of the joint 6 of the articulated connecting rod 4 from the axis O - O of cylinder 1. After the piston 3 closes the bypass channel 20 and exhaust channel 19, the process of compression of the fresh charge in the supra-piston cavity of cylinder 1 begins. the motor displacement is performed articulated joint 6 connecting rod 4, for example, from point "a" to point "b" or a point "c" as shown in FIG. 11. After the piston 3 arrives at the specified BMT ₁ or BMT ₂ , the piston 3 is stopped and the fuel is burned at a constant volume as indicated above. Next, the engine cycle is repeated. The forces acting on the elements of the crankshaft of a two-stroke engine are identical to the forces acting in a four-stroke engine.

Предлагаемый способ может быть реализован и в аксиальном двигателе, показанном на фиг. 13 и фиг. 14. Отличие аксиального двигателя от двигателей с традиционным КШМ заключается в наличии качающейся шайбы 22, установленной на косом кривошипе коленчатого вала 5 и связанной с сочлененными шатунами 4 поршней 3. Аксиальный двигатель может работать как по четырехтактному циклу, так и по двухтактному циклу, как указывалось выше. The proposed method can be implemented in the axial motor shown in FIG. 13 and FIG. 14. The difference between an axial engine and engines with a traditional crankshaft consists in the presence of a swash plate 22 mounted on an oblique crank of the crankshaft 5 and connected to the articulated connecting rods 4 of the pistons 3. The axial engine can operate both in a four-stroke cycle and in a two-stroke cycle, as indicated higher.

Claims

1. The method of operation of an adiabatic internal combustion engine with combustion at a constant volume, which consists in the inlet of the working charge into the engine cylinder, its subsequent compression, displacement of the articulated connecting rod hinge, which converts the reciprocating movement of the piston into the rotational movement of the crankshaft under the action of the pendulum arm, one end acting on the hinge of an articulated connecting rod, and another - interacting with a drive that moves the swing axis of the pendulum arm to stop the piston in the upper dead point, the combustion of fuel at a constant volume during the stop of the piston at top dead center, the expansion of the combustion products in the cylinder when moving the piston after combustion of the fuel and the release of exhaust gases, characterized in that the combustion of fuel at a constant volume is carried out in a heat-insulated combustion chamber, and depending on depending on the type of fuel used and the load on the engine, the constant volume and compression ratio are controlled by changing the position of the top dead center of the piston; f the hinge of the articulated connecting rod from the axis of the cylinder or to the axis of the cylinder on the compression stroke by moving the swing axis of the pendulum arm and its subsequent fixation, and stop the piston at top dead center by shifting the hinge of the articulated connecting rod to the axis of the cylinder by moving the swing axis of the pendulum arm during fuel combustion .

2. The method according to claim 1, characterized in that when the engine is operating on a four-stroke cycle at the end of the exhaust gas, the position of the piston top dead center is moved to the highest position, for which the articulated connecting rod hinge is shifted to the cylinder axis by moving the swing axis of the swingarm and its subsequent fixation.

3. The method according to claim 1, characterized in that when the engine runs on a two-stroke cycle, an additional stop of the piston is carried out at its position near the bottom dead center, for which the joint of the articulated connecting rod is shifted from the axis of the cylinder by continuously moving the swing axis of the pendulum arm while the piston stops .