[go: up one dir, main page]

RU2362893C2 - Single-chamber multicylinder internal combustion engine with movement of pistons in opposite direction to each other - Google Patents

Single-chamber multicylinder internal combustion engine with movement of pistons in opposite direction to each other Download PDF

Info

Publication number
RU2362893C2
RU2362893C2 RU2007136890/06A RU2007136890A RU2362893C2 RU 2362893 C2 RU2362893 C2 RU 2362893C2 RU 2007136890/06 A RU2007136890/06 A RU 2007136890/06A RU 2007136890 A RU2007136890 A RU 2007136890A RU 2362893 C2 RU2362893 C2 RU 2362893C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
working
supercharger
pistons
crank mechanism
Prior art date
Application number
RU2007136890/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007136890A (en
Inventor
Павел Игнатьевич Загуменнов (RU)
Павел Игнатьевич Загуменнов
Original Assignee
Павел Игнатьевич Загуменнов
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 Павел Игнатьевич Загуменнов filed Critical Павел Игнатьевич Загуменнов
Priority to RU2007136890/06A priority Critical patent/RU2362893C2/en
Priority to PCT/RU2008/000624 priority patent/WO2009045128A1/en
Publication of RU2007136890A publication Critical patent/RU2007136890A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2362893C2 publication Critical patent/RU2362893C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/28Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
    • F02B75/282Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders the pistons having equal strokes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/02Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps
    • F02B33/06Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps
    • F02B33/22Engines with reciprocating-piston pumps; Engines with crankcase pumps with reciprocating-piston pumps other than simple crankcase pumps with pumping cylinder situated at side of working cylinder, e.g. the cylinders being parallel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/04Mechanical drives; Variable-gear-ratio drives

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention refers to propulsion engineering. Technical result is increase of engine efficiency and enhancement of its adjustment. Substance of the invention consists that in an engine, one combustion chamber for a number of working cylinders with actuating pistons is used, and therefore the whole cubic capacity of the claimed engine fits one combustion chamber. Besides, potential considerable consolidation of inlet gas supplied to the working cylinders is implemented. This ensures to combust enhanced cyclic fuel charge, thereby to perform more engine running without increasing in thermal loss. Enhancement of engine adjustment is provided by application of main circulation systems with adjustable stroke of the actuating pistons in the claimed ICEs, as well as by application of a movement phase variation device of the actuating pistons.
EFFECT: this allows varying in compression when the engine in service, using various types of fuel and optimising engine running in various operating modes.

Description

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, предназначенным для преобразования тепловой энергии в механическую работу, и может найти широкое применение на транспортных средствах многих марок для привода энергетических установок, а также для других целей. В предлагаемом двигателе внутреннего сгорания (далее по тексту ДВС) применяется поршневой компрессор-нагнетатель и несколько рабочих цилиндров с рабочими поршнями на одну камеру сгорания. Это вкупе позволяет снизить тепловые потери предлагаемого ДВС, тем самым повысить его коэффициент полезного действия (далее по тексту КПД) и экологичность. Применение в данном двигателе кривошипно-шатунных механизмов для привода компрессорного и рабочих поршней с изменяемым ходом поршня позволяют регулировать в процессе работы объем камеры сгорания, массу нагнетаемого воздуха, соответственно регулировать степень сжатия рабочей смеси, что, в свою очередь, позволяет использовать для работы ДВС различные виды топлива. А за счет применения в двигателе в приводе компрессорного и рабочих поршней устройств изменения фаз их движения относительно друг друга позволяют использовать широкий диапазон регулировок работы ДВС на различных его режимах работы.The invention relates to internal combustion engines, designed to convert thermal energy into mechanical work, and can be widely used on vehicles of many brands to drive power plants, as well as for other purposes. In the proposed internal combustion engine (hereinafter referred to as ICE), a piston compressor-supercharger and several working cylinders with working pistons per combustion chamber are used. This together allows you to reduce the heat loss of the proposed ICE, thereby increasing its efficiency (hereinafter referred to as efficiency) and environmental friendliness. The use of crank mechanisms in this engine for driving the compressor and working pistons with a variable piston stroke allows you to adjust the volume of the combustion chamber, the mass of forced air during operation, and accordingly adjust the compression ratio of the working mixture, which, in turn, allows the use of various internal combustion engines types of fuel. And due to the use in the engine in the compressor drive and working pistons of the device, changes in the phases of their movement relative to each other make it possible to use a wide range of settings for the operation of the internal combustion engine in its various operating modes.

Аналогом данного ДВС является двигатель, описанный в патенте DE 602911 от 19.07.1932.An analogue of this engine is the engine described in patent DE 602911 from 07/19/1932.

Недостатками описанного в патенте ДВС являются отсутствие регулировки объема камеры сгорания и отсутствие принудительной подачи в цилиндры воздуха и регулировки его объема и массы.The disadvantages of the internal combustion engine described in the patent are the lack of adjustment of the volume of the combustion chamber and the absence of forced supply of air into the cylinders and the adjustment of its volume and mass.

Аналогом по применению в ДВС поршневого нагнетателя является ДВС, описанный в патенте США №3081071, опубл. 12.03.1963 г.An analogue of the use of a piston supercharger in an internal combustion engine is the internal combustion engine described in US Pat. No. 3,008,071, publ. 03/12/1963

Недостатками описанного в патенте ДВС являются отсутствие регулировки фаз нагнетания и продувки и низкий коэффициент полезного действия (далее КПД).The disadvantages of the internal combustion engine described in the patent are the lack of adjustment of the discharge and purge phases and the low efficiency (hereinafter referred to as efficiency).

Аналогом данного ДВС также является двигатель марки 6ТД-2, устанавливаемый на бронетехнике военного назначения, источник: статья "Новое сердце Т-72", Березкин В., "Танкомастер", №2, 1997 г. Недостатки перечислены в данной статье; это:An analogue of this ICE is also the 6TD-2 engine mounted on military armored vehicles, source: article “New Heart T-72”, V. Berezkin, “Tankomaster”, No. 2, 1997. The disadvantages are listed in this article; this is:

- в двухтактном дизеле 6ТД-2 значительное количество воздуха идет на продувку цилиндров. Это увеличивает суммарный расход воздуха и требует установки воздухоочистителя больших размеров;- in a 6TD-2 two-stroke diesel engine, a significant amount of air goes to the cylinder blowdown. This increases the total air flow and requires the installation of a large air purifier;

- в двухтактном дизеле 6ТД-2 худшая приемистость (по сравнению с четырехтактными) двухтактных двигателей ведет к снижению динамических возможностей танка;- in a 6TD-2 two-stroke diesel engine, the worst throttle response (compared to four-stroke) of two-stroke engines leads to a decrease in the dynamic capabilities of the tank;

- в двухтактном дизеле 6ТД-2 из-за отсутствия выталкивающего действия поршня при выпуске он не может работать при высоких противодавлениях, и, как прямое следствие такого обстоятельства, для преодоления водных преград по дну необходимо использовать газовыводящую трубу;- in a 6TD-2 two-stroke diesel engine, due to the lack of push-out action of the piston during release, it cannot work at high backpressures, and, as a direct consequence of this circumstance, a gas outlet pipe must be used to overcome water barriers along the bottom;

- в двухтактном дизеле 6ТД-2 повышенный расход масла и неполное сгорание рабочей смеси создают дымный и токсичный выхлоп, что, в свою очередь, требует увеличения дистанции между машинами при движении в колонну;- in a 6TD-2 two-stroke diesel engine, increased oil consumption and incomplete combustion of the working mixture create a smoky and toxic exhaust, which, in turn, requires an increase in the distance between the machines when moving into the column;

- в двухтактном дизеле 6ТД-2 уже при температуре окружающего воздуха +5-+8°С для запуска двигателя необходимо использовать системы автономного факельного подогрева и масловпрыска;- in a 6TD-2 two-stroke diesel engine, even at an ambient temperature of + 5- + 8 ° С, to start the engine, it is necessary to use autonomous flare heating systems and oil injection;

- в предлагаемом ДВС большая часть расходуемого воздуха идет на протекание рабочего цикла, на продувку используется малая часть;- in the proposed internal combustion engine, most of the consumed air goes to the flow of the working cycle, a small part is used for purging;

- в предлагаемом ДВС повышение удельной мощности ДВС улучшит приемистость и динамические возможности транспорта;- in the proposed internal combustion engine, increasing the specific power of the internal combustion engine will improve the throttle response and dynamic capabilities of the vehicle;

- в предлагаемом ДВС выталкивающее действие на отработанные газы будет оказывать компрессорный поршень;- in the proposed internal combustion engine, the compressor piston will exert a buoyant effect on the exhaust gases;

- в предлагаемом ДВС система смазки двигателя устроена, как у четырехтактных ДВС, и не вызовет повышенного расхода масла;- in the proposed internal combustion engine, the engine lubrication system is arranged as in a four-stroke internal combustion engine, and will not cause increased oil consumption;

- в предлагаемом ДВС возможна регулировка условий протекания термодинамических процессов за счет наличия устройств изменения угла установки коленвалов рабочих и компрессорного поршней относительно друг друга, это позволяет обеспечить полное сгорание смеси;- in the proposed internal combustion engine, it is possible to adjust the conditions of thermodynamic processes due to the presence of devices for changing the angle of installation of the crankshafts of the working and compressor pistons relative to each other, this allows for complete combustion of the mixture;

- в предлагаемом ДВС применение поршневого или мембранного нагнетателя позволяет изменять степень сжатия рабочей смеси, что облегчит запуск ДВС в более широком диапазоне температур.- in the proposed internal combustion engine, the use of a piston or membrane supercharger allows you to change the compression ratio of the working mixture, which will facilitate the launch of the internal combustion engine in a wider temperature range.

Все нововведения позволяют повысить коэффициент полезного действия (далее по тексту КПД) заявляемого ДВС и, как следствие, повысить его экономичность и экологичность, применять различные виды топлива, дают возможность оптимизировать работу ДВС на всех его режимах работы.All innovations can increase the efficiency (hereinafter referred to as efficiency) of the claimed ICE and, as a result, increase its efficiency and environmental friendliness, use different types of fuel, make it possible to optimize the operation of the ICE in all its operating modes.

Двигатель внутреннего сгорания (фиг.1), состоящий из (как минимум) одной общей камеры сгорания 1, имеющей, как минимум, один или несколько перепускных каналов 2 и 3, снабженных автоматическими обратными клапанами 4 и 5, образованной, как минимум, двумя, содержащими выпускные окна 8 и 9, рабочими цилиндрами 6 и 7 и установленными в них с возможностью перемещения рабочими поршнями 10 и 11, каждый из которых связан через штангу или шатун с соответствующим КШМ 14 и 15, имеющим устройство изменения хода поршня, где все КШМ имеют кинематическую параллельную или последовательную связь 16 между собой (зубчатую, цепную или другую) с возможностью синхронного вращения напрямую или через устройство сдвига фаз между рабочими поршнями 17, а также ДВС состоит из устройства продувки-нагнетания со своим цилиндром 18, с поршнем 20 или камерой нагнетания 21, с мембраной 22, соединенными через перепускные каналы 2 и 3 с камерой сгорания, имеющего один или более автоматических впускных клапана 23 и 24, и с перемещающимся в цилиндре 18 или камере 21, как минимум, одним поршнем 20 или мембраной 22, связанными посредством штока 25 или штанги 26 со своим компрессорным КШМ 27, имеющим устройство изменения хода поршня. Устройство продувки-нагнетания кинематически связано с КШМ 14 одного из рабочих поршней напрямую или через устройство сдвига фаз между рабочим и компрессорным поршнями 28. Привод с КШМ рабочего поршня на КШМ устройства продувки-нагнетания может быть также осуществлен через передаточное устройство 29 (фиг.4) с соотношением передачи не менее 1:2.An internal combustion engine (Fig. 1), consisting of (at least) one common combustion chamber 1, having at least one or more bypass channels 2 and 3, equipped with automatic check valves 4 and 5, formed by at least two, containing exhaust windows 8 and 9, working cylinders 6 and 7 and installed in them with the possibility of movement by working pistons 10 and 11, each of which is connected through a rod or connecting rod with the corresponding KShM 14 and 15 having a piston stroke changing device, where all KShM have kinematic parallel and and serial communication 16 between each other (gear, chain or other) with the possibility of synchronous rotation directly or through a phase shifter between the working pistons 17, as well as the internal combustion engine consists of a purge-discharge device with its cylinder 18, with the piston 20 or the discharge chamber 21, with a membrane 22 connected through bypass channels 2 and 3 to a combustion chamber having one or more automatic inlet valves 23 and 24, and with at least one piston 20 or membrane 22 moving in the cylinder 18 or chamber 21, connected by a rod 25 or rod 26 with its compressor KShM 27 having a piston stroke changing device. The purge-injection device is kinematically connected to the crankshaft 14 of one of the working pistons directly or through a phase-shift device between the working and compressor pistons 28. The drive from the crankshaft of the working piston to the KShM of the purge-discharge device can also be carried out through the transmission device 29 (Fig. 4) with a transmission ratio of at least 1: 2.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 показана кинематическая схема заявляемого ДВС, рабочая камера которого образована двумя цилиндрами с рабочими поршнями, где 1 - общая камера сгорания; 2 - перепускной канал надпоршневой камеры; 3 - перепускной канал подпоршневой камеры; 4, 5 - автоматические обратные клапана; 6, 7 - цилиндры, образующие камеру сгорания; 8, 9 - выпускные окна; 10, 11 - рабочие поршни; 12, 13 - штанги или шатуны, соединяющие поршни со своими кривошипно-шатунными механизмами; 14 - КШМ поршня 11; 15 - КШМ поршня 10; 16 - параллельная или последовательная кинематическая связь КШМ (зубчатая, цепная или иная) рабочих поршней; 17 - устройство сдвига фаз между рабочими поршнями; 18 - компрессорный цилиндр; 20 - компрессорный поршень; 19 - подпоршневая компрессорная камера; 23 - впускной автоматический клапан надпоршневой камеры; 24 - впускной автоматический клапан подпоршневой камеры; 25 - шток привода компрессорного поршня; 26 - штанга или шатун соединения компрессорного поршня с его КШМ; 27 - КШМ компрессорного поршня; 28 - устройство сдвига фаз между рабочим и компрессорным поршнями.Figure 1 shows the kinematic diagram of the inventive internal combustion engine, the working chamber of which is formed by two cylinders with working pistons, where 1 is a common combustion chamber; 2 - overflow channel of the piston chamber; 3 - bypass channel of the piston chamber; 4, 5 - automatic check valves; 6, 7 - cylinders forming the combustion chamber; 8, 9 - exhaust windows; 10, 11 - working pistons; 12, 13 - rods or connecting rods connecting the pistons with their crank mechanisms; 14 - KShM piston 11; 15 - KShM piston 10; 16 - parallel or serial kinematic connection of the crankshaft (gear, chain or other) of the working pistons; 17 - device phase shift between the working pistons; 18 - compressor cylinder; 20 - compressor piston; 19 - piston compressor chamber; 23 - inlet automatic valve of the piston chamber; 24 - inlet automatic valve piston chamber; 25 - rod drive compressor piston; 26 - rod or connecting rod for connecting the compressor piston with its KShM; 27 - KShM compressor piston; 28 is a phase shift device between the working and compressor pistons.

На фиг.2 показана кинематическая схема заявляемого ДВС, вид сбоку, где 1 - общая камера сгорания; 2 - перепускной канал надпоршневой камеры; 3 - перепускной канал подпоршневой камеры; 4, 5 - автоматические обратные клапана; 6, 7 - цилиндры, образующие камеру сгорания; 8, 9 - выпускные окна; 10, 11 - рабочие поршни; 12, 13 - штанги или шатуны, соединяющие поршни со своими кривошипно-шатунными механизмами; 14 - КШМ поршня 11; 15 - КШМ поршня 10; 16 - параллельная или последовательная кинематическая связь КШМ (зубчатая, цепная) рабочих поршней; 17 - устройство сдвига фаз между рабочими поршнями.Figure 2 shows the kinematic diagram of the inventive internal combustion engine, side view, where 1 is a common combustion chamber; 2 - overflow channel of the piston chamber; 3 - bypass channel of the piston chamber; 4, 5 - automatic check valves; 6, 7 - cylinders forming the combustion chamber; 8, 9 - exhaust windows; 10, 11 - working pistons; 12, 13 - rods or connecting rods connecting the pistons with their crank mechanisms; 14 - KShM piston 11; 15 - KShM piston 10; 16 - parallel or sequential kinematic connection of the KShM (gear, chain) of the working pistons; 17 - device phase shift between the working pistons.

На фиг.3 показана кинематическая схема заявляемого ДВС с нагнетателем-компрессором, где КШМ компрессора имеет привод от КШМ рабочего поршня с соотношением 1:2 и на один рабочий ход рабочего поршня приходится два рабочих хода компрессорного поршня, где 1 - общая камера сгорания ДВС; 2 - перепускной канал, соединяющий камеру сгорания с компрессорным цилиндром; 4 - автоматический обратный клапан; 6, 7 - цилиндры, образующие камеру сгорания; 8, 9 - выпускные окна; 10, 11 - рабочие поршни; 12, 13 - штанги или шатуны, соединяющие рабочие поршни со своими КШМ; 14 - КШМ поршня 11; 15 - КШМ поршня 10; 16 - параллельная или последовательная кинематическая связь КШМ (зубчатая, цепная) рабочих поршней; 17 - устройство сдвига фаз между рабочими поршнями; 18 - компрессорный цилиндр; 20 - компрессорный поршень; 23 - впускной автоматический клапан компрессорного цилиндра; 26 - штанга или шатун соединения компрессорного поршня с его КШМ; 27 - КШМ компрессорного поршня; 28 - устройство сдвига фаз между рабочим и компрессорным поршнями; 29 - передаточное устройство с соотношением 1:2.Figure 3 shows the kinematic diagram of the inventive internal combustion engine with a supercharger-compressor, where the compressor crankshaft is driven by a working piston crankshaft with a ratio of 1: 2 and two working strokes of the compressor piston account for one working stroke of the piston, where 1 is the common combustion chamber of the internal combustion engine; 2 - a bypass channel connecting the combustion chamber to the compressor cylinder; 4 - automatic check valve; 6, 7 - cylinders forming the combustion chamber; 8, 9 - exhaust windows; 10, 11 - working pistons; 12, 13 - rods or connecting rods connecting working pistons with their own crankshaft; 14 - KShM piston 11; 15 - KShM piston 10; 16 - parallel or sequential kinematic connection of the KShM (gear, chain) of the working pistons; 17 - device phase shift between the working pistons; 18 - compressor cylinder; 20 - compressor piston; 23 - inlet automatic valve of the compressor cylinder; 26 - rod or connecting rod for connecting the compressor piston with its KShM; 27 - KShM compressor piston; 28 - a phase shift device between the working and compressor pistons; 29 - transmission device with a ratio of 1: 2.

На фиг.4 показана кинематическая схема заявляемого ДВС с нагнетателем-компрессором мембранного типа, где роль поршня выполняет мембрана, где все детали ДВС обозначены, так же как и на фиг.1 за исключением: 21 - корпус нагнетателя; 22 - мембрана нагнетателя; 25 - шток привода мембраны; 26 - штанга или шатун, соединяющие КШМ компрессора со штоком мембраны; 23, 24 - впускные автоматические клапана компрессорных двух камер.Figure 4 shows the kinematic diagram of the inventive internal combustion engine with a membrane-type supercharger-compressor, where the membrane acts as a piston, where all the details of the internal combustion engine are indicated, as in figure 1 with the exception of: 21 - compressor housing; 22 - a membrane of a supercharger; 25 - rod drive membrane; 26 - rod or connecting rod connecting the compressor’s crankshaft with the rod of the membrane; 23, 24 - inlet automatic valve compressor two chambers.

На фиг.5 показана кинематическая схема заявляемого ДВС, рабочая камера которого образована тремя цилиндрами с рабочими поршнями, где все детали ДВС обозначены, так же как и на фиг.2 за исключением: 29 - блок рабочего цилиндра с поршнем и своим КШМ аналогично обозначениям одного из рабочих цилиндров со своим КШМ, описанных на фиг.1.Figure 5 shows the kinematic diagram of the inventive internal combustion engine, the working chamber of which is formed by three cylinders with working pistons, where all the details of the internal combustion engine are indicated, as in figure 2 with the exception of: 29 - the block of the working cylinder with a piston and its own crankshaft is similar to the designations of one of the working cylinders with its own crankshaft described in figure 1.

На фиг.6 показана кинематическая схема заявляемого ДВС, рабочая камера которого образована четырьмя цилиндрами с рабочими поршнями, где все детали ДВС обозначены, так же как и на фиг.2 за исключением: 29, 30 - блоки рабочего цилиндра с поршнем и своим КШМ аналогично обозначениям одного из рабочих цилиндров со своим КШМ, описанных на фиг1.Figure 6 shows the kinematic diagram of the inventive internal combustion engine, the working chamber of which is formed by four cylinders with working pistons, where all the details of the internal combustion engine are indicated, as in figure 2 with the exception of: 29, 30 - blocks of the working cylinder with a piston and its own crankshaft designations of one of the working cylinders with its own crankshaft, described in Fig.1.

На фиг.7 показана камера сгорания четырехцилиндрового стандартного ДВС, где 1 - поршни, 2 - блок цилиндров с цилиндрами, 3 - головка блока цилиндров.7 shows a combustion chamber of a four-cylinder standard engine, where 1 - pistons, 2 - cylinder block with cylinders, 3 - cylinder head.

На фиг.8 показана камера сгорания однокамерного четырехцилиндрового заявляемого ДВС, где 1 - поршни, 2 - блок цилиндров с цилиндрами, 3 - камера сгорания.On Fig shows the combustion chamber of a single-chamber four-cylinder of the inventive internal combustion engine, where 1 - pistons, 2 - cylinder block with cylinders, 3 - combustion chamber.

Применение в заявляемом ДВС двух или более встречнодвижущихся поршней и одной камеры сгорания на все цилиндры и поршни позволит уменьшить общую площадь камеры сгорания по отношению ко всему рабочему объему ДВС, что, в свою очередь, уменьшит его тепловые потери и повысит КПД ДВС.The use of two or more counter-moving pistons and one combustion chamber for all cylinders and pistons in the inventive ICE will reduce the total area of the combustion chamber in relation to the entire working volume of the ICE, which, in turn, will reduce its heat loss and increase the efficiency of the ICE.

Применение в заявляемом ДВС кривошипно-шатунных механизмов 14 с изменяемой величиной рабочего хода рабочих поршней позволит изменять объем камеры сгорания и, соответственно, изменять степень сжатия рабочего заряда. Применение в заявляемом ДВС кривошипно-шатунного механизма с возможностью изменения величины рабочего хода для компрессорного поршня или мембраны позволит изменять объем и массу подаваемого в рабочие цилиндры свежего заряда и, соответственно, расширить диапазон изменения степени сжатия рабочего заряда. Это, в свою очередь, позволит применять для работы ДВС различные виды топлива и оптимизировать работу ДВС на различных режимах работы.The use of the inventive ICE crank mechanisms 14 with a variable magnitude of the working stroke of the working pistons will allow you to change the volume of the combustion chamber and, accordingly, change the compression ratio of the working charge. The use of a crank mechanism in the inventive ICE with the possibility of changing the stroke for the compressor piston or membrane will allow you to change the volume and mass of the fresh charge supplied to the working cylinders and, accordingly, expand the range of changes in the degree of compression of the working charge. This, in turn, will allow the use of various types of fuel for the operation of ICEs and optimize the operation of ICE in various operating modes.

Установка на ДВС устройств 18 изменения фаз движения рабочих поршней между собой позволит увеличить диапазон изменения объема камеры сгорания и изменять степень сжатия в более широких пределах за счет разного времени подхода поршней к ВМТ. А также производить сжигание рабочей смеси, в то время когда КШМ одного или нескольких поршней находится в таком положении, когда его собственная характеристика крутящего момента имеет высокое значение. Это позволит повысить КПД ДВС.The installation on the internal combustion engine of devices 18 of changing the phases of movement of the working pistons between themselves will increase the range of changes in the volume of the combustion chamber and change the compression ratio over a wider range due to the different time the pistons approach TDC. And also to burn the working mixture, while the CWM of one or more pistons is in a position where its own torque characteristic is of high importance. This will increase the efficiency of the internal combustion engine.

Установка на ДВС устройств 28 изменения фаз движения рабочих поршней относительно фаз движения компрессорного поршня или мембраны позволит при изменении числа оборотов ДВС и, соответственно, скорости протекания рабочих процессов в нем учитывать инерционность свежего заряда, подаваемого в рабочие цилиндры. Это позволит также оптимизировать работу ДВС на различных режимах работы и повысить его экологичность.The installation on the internal combustion engine of devices 28 of changing the phases of movement of the working pistons relative to the phases of movement of the compressor piston or membrane will make it possible to take into account the inertia of the fresh charge supplied to the working cylinders when changing the speed of the internal combustion engine and, accordingly, the speed of the working processes in it. This will also optimize the operation of the internal combustion engine in various operating modes and increase its environmental friendliness.

Применение в ДВС поршневого компрессора-нагнетателя для продувки и нагнетания позволяет повысить качество продувки и очистки цилиндра от отработанных газов, при необходимости обеспечить дополнительное охлаждение камеры сгорания и поршней, а также суммарно поместить в цилиндры и камеру сгорания рабочий заряд, в необходимое количество раз превышающий плотность атмосферного воздуха, за счет нагнетания заряда в два или более этапов, это позволяет сжечь большую цикловую дозу топлива и повысить удельную мощность ДВС и увеличить его КПД. Также за счет применения компрессора-нагнетателя и возможности помещения в цилиндры заряда повышенной плотности есть возможность форму камеры сгорания сделать близкой к сфере, что способствует уменьшению ее площади по отношению к ее объему. Это позволит сократить тепловые потери и повысить КПД заявляемого ДВС.The use of a piston compressor-blower in the internal combustion engine for purging and forcing can improve the quality of purging and cleaning the cylinder of exhaust gases, if necessary, provide additional cooling of the combustion chamber and pistons, and also place a working charge in the cylinders and the combustion chamber that is several times the density atmospheric air, due to charge injection in two or more stages, this allows you to burn a large cyclic dose of fuel and increase the specific power of the internal combustion engine and increase its efficiency. Also, due to the use of a compressor-supercharger and the possibility of placing a charge of increased density in the cylinders, it is possible to make the shape of the combustion chamber close to the sphere, which helps to reduce its area with respect to its volume. This will reduce heat loss and increase the efficiency of the inventive ICE.

ДВС со встречнодвижущимися поршнями и компрессорным нагнетателем с двумя рабочими ходами на один рабочий ход рабочих поршней (фиг.4). Работает ДВС следующим образом: при сжигании предварительно сжатого рабочего заряда (здесь и далее по тексту: рабочий заряд - это свежий воздух для ДВС с воспламенением от сжатия и смесь топлива с воздухом для ДВС с воспламенением от искры) давление рабочего газа давит на рабочие поршни 10 и 11, перемещая их, совершая работу. При подходе поршней к НМТ они своими кромками открывают выпускные окна 8 и 9. В это же время компрессорный поршень 20, забрав свежую порцию воздуха через автоматический впускной клапан 23, сжимает его в компрессорном цилиндре 18 и через перепускной канал 2 создает давление на автоматический впускной клапан 4. Совершивший работу рабочий газ выходит через окна 8 и 9, давление в рабочих цилиндрах снижается, а давление предварительно сжатого свежего заряда начинает превышать давление в рабочих цилиндрах, открывается автоматический обратный клапан 4, и свежий заряд попадает в рабочие цилиндры, вытесняя собой оставшиеся отработанные газы. Далее свежий заряд начинает сжиматься рабочими поршнями 10 и 11, в это же время компрессорный поршень 20 делает второй свой рабочий ход и, забрав свежую порцию воздуха через автоматический впускной клапан 23, сжимает его в компрессорном цилиндре 18 и через перепускной канал 2 создает давление на автоматический впускной клапан 4, пока давление в компрессорной камере будет превышать давление в рабочих цилиндрах, свежий заряд будет перемещаться в полость рабочих цилиндров. При дальнейшем сжатии свежего заряда рабочими поршнями давление в камере сгорания начнет превышать давление в компрессорном цилиндре, и клапан 4 автоматически закроется. Далее происходит сжигание рабочего заряда, цикл повторяется.ICE with oncoming pistons and a compressor supercharger with two working strokes per working stroke of the working pistons (Fig. 4). The internal combustion engine works as follows: when burning a pre-compressed working charge (hereinafter: the working charge is fresh air for internal combustion engines with compression ignition and a mixture of fuel and air for internal combustion engines with spark ignition), the pressure of the working gas presses on the working pistons 10 and 11, moving them, doing the work. When the pistons approach the BDC, they open the outlet windows 8 and 9 with their edges. At the same time, the compressor piston 20, taking a fresh portion of air through the automatic inlet valve 23, compresses it in the compressor cylinder 18 and creates pressure on the automatic inlet valve through the bypass channel 2 4. The working gas that has completed work exits through windows 8 and 9, the pressure in the working cylinders decreases, and the pressure of the pre-compressed fresh charge begins to exceed the pressure in the working cylinders, an automatic non-return valve opens 4, and a fresh charge enters the working cylinders, displacing the remaining exhaust gases. Further, the fresh charge begins to be compressed by the working pistons 10 and 11, at the same time the compressor piston 20 makes its second working stroke and, taking a fresh portion of air through the automatic inlet valve 23, compresses it in the compressor cylinder 18 and creates pressure on the automatic through the bypass channel 2 inlet valve 4, until the pressure in the compressor chamber exceeds the pressure in the working cylinders, the fresh charge will move into the cavity of the working cylinders. With further compression of the fresh charge by the working pistons, the pressure in the combustion chamber will begin to exceed the pressure in the compressor cylinder, and valve 4 will automatically close. Then there is the burning of the working charge, the cycle repeats.

ДВС со встречнодвижущимися поршнями и компрессорным нагнетателем с двумя рабочими ходами компрессорного поршня на один рабочий ход рабочих поршней (фиг.1). Работает ДВС следующим образом: при сжигании предварительно сжатого заряда давление рабочего газа давит на рабочие поршни 10 и 11, перемещая их, совершая работу. При подходе поршней к НМТ они своими кромками открывают выпускные окна 8 и 9. В это же время компрессорный поршень 20, забрав свежую порцию воздуха через автоматический впускной клапан 23, сжимает его в компрессорном цилиндре 18 в надпоршневой камере и через перепускной канал 2 создает давление на автоматический впускной клапан 4. Совершивший работу рабочий газ выходит через окна 8 и 9, давление в рабочих цилиндрах снижается, а давление предварительно сжатого свежего заряда в компрессорном цилиндре начинает превышать давление в рабочих цилиндрах, открывается автоматический обратный клапан 4, и свежий заряд попадает в рабочие цилиндры, вытесняя собой оставшиеся отработанные газы. Далее свежий заряд начинает сжиматься рабочими поршнями 10 и 11. В это же время компрессорный поршень 20 делает ход к НМТ и сжимает в подпоршневой камере 19 предварительно набранную через автоматический впускной клапан 24 свежую порцию заряда и через перепускной канал 3 создает давление на автоматический впускной клапан 5. Пока давление в подпоршневой камере 19 будет превышать давление в рабочих цилиндрах, свежий заряд будет перемещаться в полость рабочих цилиндров. При дальнейшем сжатии свежего заряда рабочими поршнями давление в камере сгорания начнет превышать давление в компрессорном цилиндре, и клапан 5 автоматически закроется. Далее цикл повторяется. Аналогично работает и ДВС с нагнетателем мембранного типа, где роль поршня выполняет мембрана.ICE with oncoming pistons and a compressor supercharger with two working strokes of the compressor piston per working stroke of the working pistons (Fig. 1). The internal combustion engine works as follows: when burning a pre-compressed charge, the pressure of the working gas presses on the working pistons 10 and 11, moving them, doing the job. When the pistons approach the BDC, they open the outlet windows 8 and 9 with their edges. At the same time, the compressor piston 20, having taken a fresh portion of air through the automatic inlet valve 23, compresses it in the compressor cylinder 18 in the over-piston chamber and creates pressure on the bypass channel 2 automatic inlet valve 4. The working gas that has left the work exits through windows 8 and 9, the pressure in the working cylinders decreases, and the pressure of the pre-compressed fresh charge in the compressor cylinder begins to exceed the pressure in the working cylinder ah, the automatic check valve 4 opens, and a fresh charge enters the working cylinders, displacing the remaining exhaust gases. Further, the fresh charge begins to be compressed by the working pistons 10 and 11. At the same time, the compressor piston 20 makes a move to the BDC and compresses the fresh portion of the charge previously collected through the automatic inlet valve 24 in the sub-piston chamber 19 and pressures the automatic inlet valve 5 through the bypass channel 3 . While the pressure in the piston chamber 19 will exceed the pressure in the working cylinders, the fresh charge will move into the cavity of the working cylinders. With further compression of the fresh charge by the working pistons, the pressure in the combustion chamber will begin to exceed the pressure in the compressor cylinder, and valve 5 will automatically close. Next, the cycle repeats. The ICE with a membrane type supercharger works in a similar way, where the membrane acts as a piston.

Камера сгорания, образованная двумя или более встречнодвижущимися поршнями и их цилиндрами, позволяет достичь минимального соотношения площади камеры сгорания к рабочему объему образованной камеры сгорания, при заданной степени сжатия: Sкам/Vкам=min, где - Sкам - площадь камеры сгорания, Vкам - объем камеры сгорания.The combustion chamber, formed by two or more counter-moving pistons and their cylinders, allows to achieve a minimum ratio of the area of the combustion chamber to the working volume of the formed combustion chamber, for a given compression ratio: Skam / Vkam = min, where - Skkam - the area of the combustion chamber, Vkam - chamber volume combustion.

Например: общая площадь камеры сгорания 4-цилиндрового классического ДВС будет образована площадью поверхности торцов (днищ) 4-х поршней и площадью поверхности 4-х головок, ограничивающих торцы цилиндров (см. фиг.8), то в заявляемом 4-цилиндровом однокамерном ДВС площадь камеры сгорания будет образована площадью поверхности торцов 4-х поршней и 2-х боковых поверхностей, соединяющих цилиндры, если диаметр поршня принять за 80 мм, то его площадь торца будет составлять примерно 5000 кв. мм, если в стандартном ДВС этих площадей будет 8, то в заявляемом ДВС их будет 4×5000=20000 плюс 2 площади боковых поверхностей, которые равны 80×80=6400×2=12800; 20000+12800=32800. Таким образом, вместо 40000 кв. мм получим 32800 кв. мм, это на 22% меньше суммарной площади камер сгорания в стандартном ДВС (см. фиг.8).For example: the total area of the combustion chamber of a 4-cylinder classic ICE will be formed by the surface area of the ends (bottoms) of 4 pistons and the surface area of 4 heads restricting the ends of the cylinders (see Fig. 8), then in the claimed 4-cylinder single-chamber ICE the area of the combustion chamber will be formed by the surface area of the ends of 4 pistons and 2 side surfaces connecting the cylinders, if the diameter of the piston is taken as 80 mm, then its end area will be approximately 5000 square meters. mm, if in the standard internal combustion engine there will be 8 of these areas, then in the claimed internal combustion engine there will be 4 × 5000 = 20,000 plus 2 side surface areas that are 80 × 80 = 6400 × 2 = 12800; 20000 + 12800 = 32800. Thus, instead of 40,000 sq. mm get 32800 square meters. mm, this is 22% less than the total area of the combustion chambers in a standard ICE (see Fig. 8).

Известно, что количество отведенной теплоты уменьшается пропорционально уменьшению площади камеры сгорания, что составляет одну четвертую часть от всего количества подводимой теплоты, принятой за единицу в стандартном 4-цилиндровом ДВС.It is known that the amount of heat removed decreases in proportion to the decrease in the area of the combustion chamber, which is one fourth of the total amount of heat input, taken as a unit in a standard 4-cylinder internal combustion engine.

Эффективный КПД ДВС определяется по формуле:The effective efficiency of the internal combustion engine is determined by the formula:

Эфф. КПД ДВС=Мех. КПД×Инд. КПД,Eff. Efficiency of ICE = Mech. Efficiency × Indus Efficiency

где: Мех. КПД - механический КПД, который характеризует совершенство конструкции ДВС и потери на трение;where: Fur. Efficiency - mechanical efficiency, which characterizes the perfection of the design of the internal combustion engine and friction loss;

Инд. КПД - индикаторный КПД, который учитывает все потери действительного цикла за исключением механических потерь.Indus Efficiency - indicator efficiency, which takes into account all losses of the actual cycle with the exception of mechanical losses.

Из предыдущей формулы можно определить индикаторный КПД:From the previous formula, you can determine the indicator efficiency:

Figure 00000001
Figure 00000001

Таким образом, можно провести приблизительный расчет КПД известного ДВС, принимая, что Эфф.КПД=0,4 (среднее значение для современных ДВС), и, зная их механический КПД, среднее значение которого равняется 0,8, можем найти его индикаторный КПД стандартного ДВС:Thus, we can make an approximate calculation of the efficiency of a known ICE, assuming that Eff.KPD = 0.4 (the average value for modern ICEs), and knowing their mechanical efficiency, the average value of which is 0.8, we can find its indicator efficiency of the standard ICE:

Figure 00000002
Figure 00000002

Учитывая, что Инд. КПД оценивает степень использования теплоты в действительном цикле с учетом всех тепловых потерь и определяется по формуле:Given that Indus. The efficiency estimates the degree of use of heat in the actual cycle, taking into account all heat losses and is determined by the formula:

Figure 00000003
;
Figure 00000004
; Qотв.=Qпод.-Инд.КПД×Qпод.,
Figure 00000003
;
Figure 00000004
; Qres = Qsub.-Ind. Efficiency × Qs.,

где: Qпод. - подведенная теплота;where: Q - summed up heat;

Qотв. - отведенная теплота.Qres. - allocated heat.

Отсюда, отведенная теплота определяется по формуле:From here, the heat removed is determined by the formula:

Qотв.=Qпод.(1-Инд.КПД).Qres = Qsub. (1-Ind. Efficiency).

Находим количество отведенной теплоты известного ДВС, принимая количество подведенной теплоты, равным 1:We find the amount of heat removed known ICE, taking the amount of heat supplied, equal to 1:

Qотв.=1(1-0.5)=0,5.Qot. = 1 (1-0.5) = 0.5.

Заявленный ДВС имеет площадь камеры сгорания на 22% меньше, чем в стандартном 4-цилиндровом ДВС, соответственно на 22% будет меньше и отведенная теплота, принимая количество подведенной теплоты = 1, отсюда находим:The declared internal combustion engine has a combustion chamber area of 22% less than in a standard 4-cylinder internal combustion engine, respectively, 22% will be less and the heat removed, taking the amount of heat supplied = 1, from here we find:

Figure 00000005
Figure 00000005

Находим эффективный КПД заявленного ДВС:We find the effective efficiency of the declared ICE:

Эфф.КПД=0,8×0,61=0,488=0,49.Effective efficiency = 0.8 × 0.61 = 0.488 = 0.49.

Таким образом, расчетный КПД предлагаемого ДВС на 9% выше, чем КПД у стандартного 4-цилиндрового ДВС. Расчет приведен с очень большой погрешностью, он не учитывает сферичность камер сгорания в стандартном ДВС, и, по сравнению с ним, площадь сгорания заявляемого ДВС будет еще меньше, меньше и тепловые потери, а КПД выше.Thus, the estimated efficiency of the proposed ICE is 9% higher than the efficiency of a standard 4-cylinder ICE. The calculation is given with a very large error, it does not take into account the sphericity of the combustion chambers in a standard ICE, and, in comparison with it, the combustion area of the inventive ICE will be even smaller, less heat loss, and higher efficiency.

Применение в ДВС поршневого компрессора-нагнетателя для продувки и нагнетания позволяет повысить качество продувки и очистки цилиндра от отработанных газов, при необходимости обеспечить дополнительное охлаждение камеры сгорания и поршней, а также суммарно поместить в цилиндры и камеру сгорания рабочий заряд, в необходимое количество раз превышающий плотность атмосферного воздуха, за счет нагнетания заряда в два или более этапов, это позволяет сжечь большую цикловую дозу топлива и повысить удельную мощность ДВС и увеличить его КПД.The use of a piston compressor-blower in the internal combustion engine for purging and forcing can improve the quality of purging and cleaning the cylinder of exhaust gases, if necessary, provide additional cooling of the combustion chamber and pistons, and also place a working charge in the cylinders and the combustion chamber that is several times the density atmospheric air, due to charge injection in two or more stages, this allows you to burn a large cyclic dose of fuel and increase the specific power of the internal combustion engine and increase its efficiency.

Известно, что при повышении мощности заряда происходит эквивалентное повышение количества подведенной теплоты, а количество отведенной теплоты увеличивается пропорционально увеличению площади камеры сгорания (увеличение камеры сгорания необходимо для сохранения необходимой степени сжатия), что составляет незначительную часть от всего количества подводимой теплоты. После того как увеличили эффективный КПД ДВС с 40% до 49% за счет применения одной камеры сгорания и уменьшения общей ее площади, увеличим подводимую теплоту в два раза за счет увеличения в два раза количества подаваемого и сжигаемого в цилиндрах топлива.It is known that with an increase in the charge power, an equivalent increase in the amount of heat supplied occurs, and the amount of heat removed increases in proportion to the increase in the area of the combustion chamber (an increase in the combustion chamber is necessary to maintain the necessary compression ratio), which is a small part of the total amount of heat supplied. After we have increased the effective efficiency of ICE from 40% to 49% by using one combustion chamber and reducing its total area, we will increase the supplied heat by a factor of two due to a doubling of the amount of fuel supplied and burned in cylinders.

Эффективный КПД ДВС определяется по формуле:The effective efficiency of the internal combustion engine is determined by the formula:

Эфф.КПД ДВС=Мех.КПД×Инд.КПД,Effective efficiency of ICE = Mechanical efficiency × Ind. Efficiency,

где: Мех. КПД - механический КПД, который характеризует совершенство конструкции ДВС и потери на трение;where: Fur. Efficiency - mechanical efficiency, which characterizes the perfection of the design of the internal combustion engine and friction loss;

Инд. КПД - индикаторный КПД, который учитывает все потери действительного цикла за исключением механических потерь.Indus Efficiency - indicator efficiency, which takes into account all losses of the actual cycle with the exception of mechanical losses.

Из предыдущей формулы можно определить индикаторный КПД:From the previous formula, you can determine the indicator efficiency:

Figure 00000001
Figure 00000001

Так как мы теперь знаем эффективный КПД однокамерного четырехцилиндрового ДВС, который равен Эфф. КПД=0,5, и, зная его механический КПД, среднее значение которого равняется 0,8, можем найти его индикаторный КПДSince we now know the effective efficiency of a single-chamber four-cylinder ICE, which is equal to Eff. Efficiency = 0.5, and, knowing its mechanical efficiency, the average value of which is 0.8, we can find its indicator efficiency

Figure 00000006
Figure 00000006

Учитывая, что Инд. КПД оценивает степень использования теплоты в действительном цикле с учетом всех тепловых потерь и определяется по формуле:Given that Indus. The efficiency estimates the degree of use of heat in the actual cycle, taking into account all heat losses and is determined by the formula:

Figure 00000003
;
Figure 00000007
; Qотв.=Qпод.-Инд.КПД×Qпод.,
Figure 00000003
;
Figure 00000007
; Qres = Qsub.-Ind. Efficiency × Qs.,

где: Qпод. - подведенная теплота;where: Q - summed up heat;

Qотв. - отведенная теплота.Qres. - allocated heat.

Отсюда, отведенная теплота определяется по формуле:From here, the heat removed is determined by the formula:

Qотв.=Qпод. (1-Инд.КПД).Qot. = Qsub. (1-Ind. Efficiency).

Находим количество отведенной теплоты известного ДВС, принимая количество подведенной теплоты, равным 1:We find the amount of heat removed known ICE, taking the amount of heat supplied, equal to 1:

Qотв.=1(1-0.61)=0,39Qot. = 1 (1-0.61) = 0.39

Заявленный ДВС имеет возможность повысить мощность разового заряда в результате увеличения порции заряда, например, в два раза при тех же параметрах цилиндропоршневой группы и увеличении камеры сгорания в два раза, чтобы обеспечить расчетную степень сжатия. Учитывая, что при этом площадь поверхности камеры в предлагаемом ДВС не увеличится, останется прежним и количество отведенной теплоты. Принимая, что количество подведенной теплоты увеличиваем в два раза, так как сжигаем двойную цикловую порцию топлива, то индикаторный КПД для заявленного ДВС составит:Declared ICE has the ability to increase the power of a single charge as a result of increasing the portion of the charge, for example, twice with the same parameters of the cylinder-piston group and increasing the combustion chamber by half to provide the calculated compression ratio. Given that the surface area of the chamber in the proposed ICE does not increase, the amount of heat removed will remain the same. Assuming that the amount of heat supplied is doubled, since we are burning a double cyclic portion of fuel, the indicator efficiency for the declared ICE will be:

Figure 00000008
Figure 00000008

Находим эффективный КПД заявленного ДВС:We find the effective efficiency of the declared ICE:

Эфф.КПД=Мех.КПД×Инд.КПД=0,8×0,8=0,64.Effective efficiency = Mechanical efficiency × Ind. Efficiency = 0.8 × 0.8 = 0.64.

Таким образом, расчетный КПД предлагаемого ДВС с одной общей камерой сгорания, образованной четырьмя цилиндрами с поршнями, за счет уменьшения тепловых потерь в общем итоге составит 64% вместо 40% существующего стандартного ДВС с таким же рабочим объемом, без наддува и без увеличения плотности заряда и подвода теплоты. А его экономичность вырастет в 1,6 раза.Thus, the estimated efficiency of the proposed internal combustion engine with one common combustion chamber formed by four cylinders with pistons, due to the reduction of heat loss, will total 64% instead of 40% of the existing standard internal combustion engine with the same displacement, without boost and without increasing charge density and heat supply. And its profitability will grow 1.6 times.

Известно, что в большинстве существующих двигателей поршни выполняют попеременно функции генератора энергии, а также очистки и наполнения цилиндра. Первое требует, чтобы они были достаточно прочными и, как следствие, массивными, способными выдержать очень высокие давления и интенсивный тепловой поток, которым они подвергаются; это требует также, чтобы они были снабжены соответствующими уплотнительными кольцами, обеспечивающими герметичность. Все эти условия вызывают большие динамические нагрузки на детали двигателя и большие потери на трение. Второе - функция очистки и наполнения цилиндра может быть выполнена соответственно легким поршнем, который не будет вызывать больших динамических нагрузок, а по причине низких действующих давлений уплотнительные кольца могут иметь невысокое трение со стенками цилиндра и, соответственно, вызывать минимальные потери не трение.It is known that in most existing engines, pistons alternately perform the functions of an energy generator, as well as cleaning and filling the cylinder. The first requires that they be strong enough and, as a result, massive, able to withstand the very high pressures and intense heat flux to which they are exposed; it also requires that they be provided with appropriate o-rings to ensure tightness. All these conditions cause large dynamic loads on engine parts and large friction losses. Secondly, the function of cleaning and filling the cylinder can be performed accordingly by a lightweight piston, which will not cause large dynamic loads, and due to low acting pressures, the o-rings can have low friction with the cylinder walls and, accordingly, cause minimal loss of friction.

В заявляемом ДВС функции генератора выполняют рабочие поршни, способные выдержать необходимые нагрузки, а функции очистки и наполнения - компрессорный поршень или мембрана, имеющие небольшой вес и уплотнительные кольца с минимальным трением, что позволяет уменьшить потери на трение и увеличить их скорость без увеличения инерционных нагрузок на детали двигателя. За один рабочий ход рабочего поршня компрессорный поршень делает, по меньшей мере, один или два рабочих хода, где первый ход выполняет функцию очистки, а второй или последующие - наполнения. Применение такой организации работы ДВС позволяет отказаться от применения в нем газораспределительного механизма с повышением качества наполнения цилиндра зарядом, исключить потери на трение в приводе газораспределительного механизма, что дает возможность сжигать увеличенную цикловую порцию топлива, тем самым поднять КПД заявляемого ДВС и его удельную мощность.In the claimed ICE, the generator functions are performed by working pistons capable of withstanding the necessary loads, and the cleaning and filling functions are performed by a compressor piston or membrane having a low weight and o-rings with minimal friction, which allows to reduce friction losses and increase their speed without increasing inertial loads on engine parts. In one working stroke of the working piston, the compressor piston makes at least one or two working strokes, where the first stroke performs the cleaning function, and the second or subsequent fill-ups. The use of such an organization of the operation of the internal combustion engine allows you to abandon the use of a gas distribution mechanism in it with an increase in the quality of filling the cylinder with a charge, to eliminate friction losses in the drive of the gas distribution mechanism, which makes it possible to burn an increased cyclic portion of fuel, thereby increasing the efficiency of the claimed internal combustion engine and its specific power.

Конструкция ДВС предусматривает работу по двухтактному рабочему циклу, что тоже будет способствовать повышению КПД заявляемого ДВС.The design of the internal combustion engine provides for a push-pull duty cycle, which will also increase the efficiency of the inventive internal combustion engine.

Claims (6)

1. ДВС, имеющий в своем составе общую камеру сгорания с перепускными каналами, имеющими автоматические обратные клапана, как минимум два цилиндра с поршнями и своими кривошипно-шатунными механизмами, как минимум один нагнетатель, имеющий впускные автоматические обратные клапана, со своим кривошипно-шатунным механизмом, устройства сдвига фаз между кривошипно-шатунным механизмом нагнетателя и кривошипно-шатунным механизмом рабочего поршня, устройство сдвига фаз между кривошипно-шатунными механизмами рабочих поршней, где общая камера сгорания образована двумя или более рабочими цилиндрами, внутри которых установлены с возможностью перемещения рабочие поршни, каждый из которых соединен со своим кривошипно-шатунным механизмом, где кривошипно-шатунные механизмы рабочих поршней кинематически соединены между собой последовательно или параллельно через устройство изменения фаз между ними, а нагнетатель соединен с камерой сгорания одним или несколькими перепускными каналами, снабженными автоматическими обратными клапанами, где поршень нагнетателя приводится в движение связанным с ним кривошипно-шатунным механизмом нагнетателя, при этом кривошипно-шатунный механизм нагнетателя соединен с кривошипно-шатунным механизмом одного из рабочих поршней через устройство изменения фаз.1. ICE, having in its composition a common combustion chamber with bypass channels having automatic check valves, at least two cylinders with pistons and its crank mechanisms, at least one supercharger having inlet automatic check valves, with its crank mechanism Phase shifting device between the crank mechanism of the supercharger and the crank mechanism of the working piston, a phase shifting device between the crank mechanism of the working pistons, where the common chamber The cranks are formed by two or more working cylinders, inside of which the working pistons are mounted with the possibility of movement, each of which is connected to its crank mechanism, where the crank mechanisms of the working pistons are kinematically connected to each other in series or in parallel through a phase change device between them, and the supercharger is connected to the combustion chamber by one or more bypass channels equipped with automatic check valves, where the supercharger piston is driven an associated crank mechanism supercharger, wherein the crank mechanism is coupled with the supercharger crank mechanism of one of the working piston through the phase change device. 2. ДВС по п.1, отличающийся тем, что нагнетатель выполнен в виде цилиндра как минимум с двумя автоматическими обратными впускными клапанами и перемещающимся в цилиндре поршнем, делящим цилиндр на надпоршневую и подпоршневую камеры, каждая из которых соединена своим перепускным каналом, снабженным автоматически обратным клапаном с камерой сгорания, а поршень через шток кинематически соединен с кривошипно-шатунным механизмом нагнетателя.2. ICE according to claim 1, characterized in that the supercharger is made in the form of a cylinder with at least two automatic check valves and a piston moving in the cylinder, dividing the cylinder into a piston and a piston chamber, each of which is connected by its bypass channel, equipped automatically with a reverse a valve with a combustion chamber, and the piston through the rod is kinematically connected to the crank mechanism of the supercharger. 3. ДВС по п.1, отличающийся тем, что нагнетатель выполнен в виде цилиндра как минимум с одним автоматическим обратным впускным клапаном и перемещающимся в цилиндре поршнем, образующим надпоршневую камеру, соединенную с камерой сгорания перепускным каналом, снабженным автоматическим обратным клапаном, а поршень через шатун кинематически соединен с кривошипно-шатунным механизмом нагнетателя, где кривошипно-шатунный механизм нагнетателя кинематически соединен кривошипно-шатунным механизмом рабочего поршня в соотношении 1:2.3. ICE according to claim 1, characterized in that the supercharger is made in the form of a cylinder with at least one automatic inlet check valve and a piston moving in the cylinder, forming a piston chamber connected to the combustion chamber bypass channel equipped with an automatic check valve, and the piston through the connecting rod is kinematically connected to the crank mechanism of the supercharger, where the crank mechanism of the supercharger is kinematically connected to the crank mechanism of the working piston in a 1: 2 ratio. 4. ДВС по п.1, отличающийся тем, что кривошипно-шатунный механизм рабочего поршня имеет устройство изменения величины хода поршня.4. ICE according to claim 1, characterized in that the crank mechanism of the working piston has a device for changing the magnitude of the piston stroke. 5. ДВС по п.1, отличающийся тем, что кривошипно-шатунный механизм нагнетателя имеет устройство изменения величины хода поршня.5. ICE according to claim 1, characterized in that the crank mechanism of the supercharger has a device for changing the magnitude of the piston stroke. 6. ДВС по п.1, отличающийся тем, что нагнетатель может быть мембранного типа. 6. ICE according to claim 1, characterized in that the supercharger can be of a membrane type.
RU2007136890/06A 2007-10-05 2007-10-05 Single-chamber multicylinder internal combustion engine with movement of pistons in opposite direction to each other RU2362893C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007136890/06A RU2362893C2 (en) 2007-10-05 2007-10-05 Single-chamber multicylinder internal combustion engine with movement of pistons in opposite direction to each other
PCT/RU2008/000624 WO2009045128A1 (en) 2007-10-05 2008-09-30 Single-chamber multi-cylinder internal combustion engine with oppositely moving pistons

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007136890/06A RU2362893C2 (en) 2007-10-05 2007-10-05 Single-chamber multicylinder internal combustion engine with movement of pistons in opposite direction to each other

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007136890A RU2007136890A (en) 2009-04-10
RU2362893C2 true RU2362893C2 (en) 2009-07-27

Family

ID=40526430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007136890/06A RU2362893C2 (en) 2007-10-05 2007-10-05 Single-chamber multicylinder internal combustion engine with movement of pistons in opposite direction to each other

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2362893C2 (en)
WO (1) WO2009045128A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2638257C2 (en) * 2017-01-23 2017-12-12 Игорь Викторович Мингалев Method of operation of piston engine of internal combustion with separated cycle
RU2721963C2 (en) * 2018-05-30 2020-05-25 Павел Игнатьевич Загуменнов Ice with lever crank mechanisms and counter-moving pistons

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7681976B2 (en) * 2021-01-20 2025-05-23 株式会社日立産機システム Compressor

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH206797A (en) * 1937-02-12 1939-08-31 Sulzer Ag Propellant gas generator consisting of a two-shaft opposed piston internal combustion engine and a compressor unit.
US4357916A (en) * 1978-08-02 1982-11-09 Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Two-stroke cycle gasoline engine
DE9209897U1 (en) * 1992-07-23 1992-11-05 Klug, Elmar, 8729 Knetzgau Two-stroke internal combustion engine
RU2053392C1 (en) * 1991-12-17 1996-01-27 Олег Викторович Бондарев Internal combustion engine
RU2157897C2 (en) * 1998-07-21 2000-10-20 Самарский государственный технический университет Internal combustion engine
JP2002303143A (en) * 2001-04-03 2002-10-18 Honda Motor Co Ltd Double acting piston supercharger

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH206797A (en) * 1937-02-12 1939-08-31 Sulzer Ag Propellant gas generator consisting of a two-shaft opposed piston internal combustion engine and a compressor unit.
US4357916A (en) * 1978-08-02 1982-11-09 Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Two-stroke cycle gasoline engine
RU2053392C1 (en) * 1991-12-17 1996-01-27 Олег Викторович Бондарев Internal combustion engine
DE9209897U1 (en) * 1992-07-23 1992-11-05 Klug, Elmar, 8729 Knetzgau Two-stroke internal combustion engine
RU2157897C2 (en) * 1998-07-21 2000-10-20 Самарский государственный технический университет Internal combustion engine
JP2002303143A (en) * 2001-04-03 2002-10-18 Honda Motor Co Ltd Double acting piston supercharger

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2638257C2 (en) * 2017-01-23 2017-12-12 Игорь Викторович Мингалев Method of operation of piston engine of internal combustion with separated cycle
RU2721963C2 (en) * 2018-05-30 2020-05-25 Павел Игнатьевич Загуменнов Ice with lever crank mechanisms and counter-moving pistons

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007136890A (en) 2009-04-10
WO2009045128A1 (en) 2009-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2082891C1 (en) Internal combustion engine and method of its operation
US8091521B2 (en) Self-supercharging engine with freewheeling mechanism
RU2362893C2 (en) Single-chamber multicylinder internal combustion engine with movement of pistons in opposite direction to each other
SU1733652A1 (en) Internal combustion engine
RU2167315C2 (en) Thermodynamic cycle for internal combustion engine and device for executing the cycle
RU2656537C1 (en) Internal combustion engine control method
RU2078963C1 (en) Paired two-four stroke engine
RU2449138C2 (en) Internal combustion engine
RU2737461C1 (en) Dual-action internal combustion engine
RU2327048C1 (en) Internal combustion engine
RU2267017C2 (en) Internal combustion engine
RU2316658C1 (en) Diesel engine
RU2184862C2 (en) Method of building torque in piston engines converting translational motion into rotary motion by means of crank
RU2348820C2 (en) Two-cycle internal combustion engine with working charge of increased density and control of supercharge phases
RU2053392C1 (en) Internal combustion engine
RU2300650C1 (en) Diesel engine
RU2768430C1 (en) Hybrid power plants
RU2144141C1 (en) Four-stroke combination internal combustion engine and method of use of high-pressure hot gases
RU2231658C2 (en) Method of operation and design of two-stroke internal combustion engine
RU2349769C2 (en) Two-stroke internal combustion engine with broad choice of fuel and possible automatic selection of operational mode, with optimal efficiency factor
RU2269017C2 (en) Internal combustion engine with additional pistons
US11293358B1 (en) 2-cycle engine
RU2359137C2 (en) Internal combustion engine and method of ice fuel combustion
RU2253740C2 (en) Internal combustion engine
SU1751372A1 (en) Internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121006