[go: up one dir, main page]

RU2408789C2 - Method and device for generation of mechanical energy in internal combustion engine - Google Patents

Method and device for generation of mechanical energy in internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2408789C2
RU2408789C2 RU2006121289/06A RU2006121289A RU2408789C2 RU 2408789 C2 RU2408789 C2 RU 2408789C2 RU 2006121289/06 A RU2006121289/06 A RU 2006121289/06A RU 2006121289 A RU2006121289 A RU 2006121289A RU 2408789 C2 RU2408789 C2 RU 2408789C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinders
working
additional
cylinder
working fluid
Prior art date
Application number
RU2006121289/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006121289A (en
Inventor
Игорь Исаакович Самхан (RU)
Игорь Исаакович Самхан
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет"
Priority to RU2006121289/06A priority Critical patent/RU2408789C2/en
Publication of RU2006121289A publication Critical patent/RU2006121289A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2408789C2 publication Critical patent/RU2408789C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: in proposed method involving compression of fresh portion of working body (charge) on operating engine cylinder by moving the piston in upper dead centre (UPC) the temperature and/or pressure of charge is increased owing to fuel combustion, working medium is expanded in operating cylinder so that operation is performed at movement of piston in lower dead center (LDC), working medium is removed (discharged) from operating cylinder so that piston is turned back to initial position; and then working medium is expanded and operation is performed before it is released to environment, working medium is additionally expanded and operation is performed in additional cylinders having pistons, which are installed with possibility of performing back-and-forth movements; at that, cross section area of working medium expanded in additional cylinders (cylinder) is larger than that of working medium in operating cylinder, and temperature of working medium at additional expansion can be increased owing to combustion of additional fuel. Device for generation of mechanical energy in piston engine includes housing with operating cylinders located in it, end covers (heads) of cylinders with inlet (supply) valves of incoming charge (portion) of working medium to cylinder and outlet of reduced pressure medium from cylinder, pistons installed in operating cylinders with possibility of their movement, crankshaft installed in housing and connected to pistons by means of piston-rods, fuel control and supply assemblies, differs by the fact that in the housing there installed are additional cylinders with end covers (heads) having inlet and outlet valves, and with pistons, as well as connected to crankshaft; at that, inlet valves of heads of additional cylinders are connected to outlet valves of heads (head) of operating cylinders (operating cylinder), and total area of pistons of additional cylinders connected (interconnected) with operating cylinder is larger than area of piston of operating cylinder.
EFFECT: increasing efficiency of heat engine owing to decreasing specific fuel consumption.
10 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к процессам преобразования тепловой энергии в механическую энергию, и может быть использовано в поршневых двигателях, в частности в двигателях внутреннего сгорания (ДВС).The invention relates to a power system, in particular to processes for converting thermal energy into mechanical energy, and can be used in piston engines, in particular in internal combustion engines (ICE).

Широко известен способ производства механической энергии в двигателях внутреннего сгорания Отто, Дизеля и Трннклера [1], в котором процессы передачи и преобразования энергии происходят с использованием цилиндрических аппаратов (рабочих цилиндров) и поршней, установленных в цилиндрах с возможностью выполнения возвратно-поступательных движений. В этом способе свежая порция рабочего тела (заряд), поступающая в рабочий цилиндр двигателя, первоначально сжимается при перемещении поршня цилиндра из одного крайнего положения (нижней мертвой точки или НМТ) в другое крайнее положение (верхнюю мертвую точку или ВМТ).A widely known method of producing mechanical energy in internal combustion engines of Otto, Diesel and Trnkler [1], in which the processes of energy transfer and conversion occur using cylindrical apparatuses (working cylinders) and pistons mounted in cylinders with the possibility of reciprocating movements. In this method, a fresh portion of the working fluid (charge) entering the working cylinder of the engine is initially compressed when the cylinder piston moves from one extreme position (bottom dead center or BDC) to another extreme position (top dead center or TDC).

Затем в рабочем цилиндре сжигается топливо, вводимое в цилиндр в составе заряда и/или вводимое в цилиндр дополнительно. При этом температура и/или давление сжатого рабочего тела повышаются, образовавшиеся при этом продукты сгорания повышенного давления (или иначе, рабочее тело) расширяются (расширяется) с перемещением поршня (поршней) рабочего цилиндра (рабочих цилиндров) в НМТ (рабочая стадия). Температура и давление рабочего тела при таком расширении понижаются, а после достижения поршнем НМТ рабочее тело пониженного давления удаляется (выпускается) из рабочего цилиндра (рабочих цилиндров) при возврате поршня (поршней) в ВМТ.Then, fuel is introduced into the working cylinder, which is introduced into the cylinder as part of the charge and / or additionally introduced into the cylinder. In this case, the temperature and / or pressure of the compressed working fluid increases, the resulting products of high pressure combustion (or otherwise, the working fluid) expand (expand) with the displacement of the piston (pistons) of the working cylinder (working cylinders) in the BDC (working stage). The temperature and pressure of the working fluid decreases with this expansion, and after the piston reaches the BDC, the working fluid is reduced (exhausted) from the working cylinder (working cylinders) when the piston (pistons) returns to the TDC.

В этом случае выпуск (удаление) отработанных газов из рабочих цилиндров производится в атмосферу при давлениях, значительно превышающих давление окружающей среды. Поэтому потенциальная энергия этих газов используется недостаточно полно.In this case, the exhaust gas (exhaust) from the working cylinders is released into the atmosphere at pressures significantly higher than the ambient pressure. Therefore, the potential energy of these gases is not fully utilized.

Для частичного устранения этого недостатка обычно используется другой способ преобразования тепловой энергии в механическую энергию [2], который реализуется в комбинированных двигателях внутреннего сгорания (КДВС) и выбран здесь в качестве аналога, наиболее близкого к предлагаемому изобретению по совокупности признаков (прототип).To partially eliminate this drawback, another method is usually used to convert thermal energy into mechanical energy [2], which is implemented in combined internal combustion engines (KDVS) and is selected here as an analogue closest to the proposed invention in terms of a set of features (prototype).

В этом способе, также включающем сжатие свежей порции рабочего тела (заряда) в рабочем цилиндре двигателя, повышение его температуры и/или давления за счет сжигания топлива, расширение рабочего тела в рабочем цилиндре с совершением работы путем перемещения поршня, последующее удаление рабочего тела пониженного давления из рабочего цилиндра с возвратом поршня в исходное положение, рабочее тело после его удаления из рабочего цилиндра первоначально используется для производства дополнительной работы и лишь затем выпускается в атмосферу. В этом случае для производства дополнительной работы ДВС оборудуется дополнительными механизмами, например газовой турбиной, служащей в качестве привода компрессора для подачи (наддува) воздуха в цилиндры двигателя.In this method, which also includes compressing a fresh portion of the working fluid (charge) in the working cylinder of the engine, increasing its temperature and / or pressure by burning fuel, expanding the working fluid in the working cylinder by performing work by moving the piston, and then removing the working fluid of reduced pressure from the working cylinder with the piston returning to its original position, the working fluid after it is removed from the working cylinder is initially used for additional work and only then released into the atmosphere. In this case, for additional work, the internal combustion engine is equipped with additional mechanisms, for example, a gas turbine, which serves as a compressor drive for supplying (boosting) air to the engine cylinders.

Известно устройство для производства механической энергии (поршневой двигатель с продолженным расширением рабочего тела), включающее корпус с расположенными в нем рабочими цилиндрами, торцевые крышки (головки) цилиндров с клапанами для впуска свежего заряда (порции) рабочего тела и выпуска рабочего тела пониженного давления, поршни, установленные в рабочих цилиндрах с возможностью их перемещения, установленный в корпусе коленчатый вал, соединенный с поршнями с помощью шатунов, а также узлы управления, подачи топлива, смазки и/или газораспределения. Кроме того, это устройство снабжено компрессором и турбиной, которая является приводом компрессора, причем турбина связана коммуникациями (трубопроводами) с выпускными клапанами головок цилиндров и атмосферой, а компрессор связан коммуникациями (трубопроводами) с впускными клапанами головок цилиндров и атмосферой.A device is known for producing mechanical energy (a piston engine with continued expansion of the working fluid), including a housing with working cylinders located therein, end caps (heads) of cylinders with valves for supplying a fresh charge (portion) of the working fluid and releasing the working fluid of reduced pressure, pistons mounted in working cylinders with the ability to move them, a crankshaft installed in the housing, connected to the pistons by connecting rods, as well as control units, fuel supply, lubrication and / or gas distribution. In addition, this device is equipped with a compressor and a turbine, which is the compressor drive, and the turbine is connected by communications (pipelines) to the exhaust valves of the cylinder heads and the atmosphere, and the compressor is connected by communications (pipelines) to the inlet valves of the cylinder heads and the atmosphere.

Целью предлагаемого изобретения является дальнейшее повышение эффективности теплового двигателя за счет снижения удельного потребления топлива (повышения его коэффициента полезного действия).The aim of the invention is to further increase the efficiency of the heat engine by reducing specific fuel consumption (increase its efficiency).

Указанная цель достигается тем, что в способе производства механической энергии в двигателях внутреннего сгорания, включающем сжатие свежей порции рабочего тела (заряда) в рабочем цилиндре двигателя путем перемещения поршня в ВМТ, повышение его температуры и/или давления за счет сжигания топлива, расширение рабочего тела в рабочем цилиндре с совершением работы путем перемещения поршня в НМТ, удаление (вывод) рабочего тела из рабочего цилиндра с возвратом поршня в исходное положение и последующее дополнительное расширение рабочего тела с производством работы перед его выпуском в окружающую среду, дальнейшее расширение рабочего тела с совершением дополнительной работы проводят в дополнительных цилиндрах (дополнительном цилиндре), имеющих поршни, установленные с возможностью выполнения возвратно-поступательных движений, причем площадь поперечного сечения рабочего тела, расширяемого в дополнительных цилиндрах (дополнительном цилиндре) больше по сравнению с аналогичной площадью рабочего тела в рабочем цилиндре.This goal is achieved by the fact that in the method of producing mechanical energy in internal combustion engines, comprising compressing a fresh portion of the working fluid (charge) in the working cylinder of the engine by moving the piston at TDC, increasing its temperature and / or pressure by burning fuel, expanding the working fluid in the working cylinder with the work done by moving the piston to the BDC, removing (removing) the working fluid from the working cylinder with the piston returning to its original position and subsequent additional expansion of the working fluid with the production of work before its release into the environment, further expansion of the working fluid with additional work is carried out in additional cylinders (additional cylinder) having pistons installed with the possibility of reciprocating movements, the cross-sectional area of the working fluid expanding in additional cylinders (additional cylinder) is larger compared to the same area of the working fluid in the working cylinder.

Кроме того, особенностями предлагаемого способа, приводящими к получению технического результата, являются:In addition, the features of the proposed method, leading to a technical result, are:

- поддержание одинаковой частоты возвратно-поступательных движений поршней в рабочих и дополнительных цилиндрах;- maintaining the same frequency of reciprocating movements of the pistons in the working and additional cylinders;

- проведение стадий расширения газа (рабочих стадий) в дополнительных цилиндрах с большей частотой по сравнению с частотой рабочих стадий в рабочих цилиндрах;- carrying out stages of gas expansion (working stages) in additional cylinders with a higher frequency compared to the frequency of working stages in working cylinders;

- подача в дополнительный цилиндр (цилиндры) рабочего тела пониженного давления из нескольких рабочих цилиндров;- submission to an additional cylinder (s) of the working fluid of reduced pressure from several working cylinders;

- совмещение (одновременное проведение) в дополнительном цилиндре стадий расширения и выпуска, относящихся к различным порциям (частям) рабочего тела;- combination (simultaneous conduction) in an additional cylinder of the stages of expansion and release related to various portions (parts) of the working fluid;

- дополнительное повышение давления и/или температуры рабочего тела после его удаления из рабочих цилиндров за счет сжигания дополнительного топлива.- an additional increase in pressure and / or temperature of the working fluid after it is removed from the working cylinders by burning additional fuel.

В устройстве для производства механической энергии в двигателях внутреннего сгорания, включающем корпус с расположенными в нем рабочими цилиндрами, торцевые крышки (головки) цилиндров с клапанами для впуска (подачи) в цилиндр свежего заряда (порции) рабочего тела и выпуска из цилиндра рабочего тела пониженного давления, поршни, установленные в рабочих цилиндрах с возможностью их перемещения, установленный в корпусе коленчатый вал, соединенный с поршнями с помощью шатунов, а также узлы управления, подачи топлива, смазки и/или газораспределения, в корпусе установлены дополнительные цилиндры с торцевыми крышками (головками), имеющими впускные и выпускные клапаны, и с поршнями, также соединенными с коленчатым валом, причем впускные клапаны головок дополнительных цилиндров подключены к выпускным клапанам головок (головки) рабочих цилиндров (рабочего цилиндра), а суммарная площадь поршней дополнительных цилиндров, соединенных (сообщающихся) с рабочим цилиндром, больше площади поршня рабочего цилиндра.In a device for producing mechanical energy in internal combustion engines, including a housing with working cylinders located therein, end caps (heads) of cylinders with valves for inlet (supply) to the cylinder of a fresh charge (portion) of the working fluid and the release of reduced pressure from the working fluid cylinder , pistons installed in working cylinders with the possibility of their movement, a crankshaft installed in the housing, connected to the pistons by connecting rods, as well as control units, fuel supply, lubrication and / or gas distribution In the housing, additional cylinders are installed with end caps (heads) having inlet and outlet valves, and with pistons also connected to the crankshaft, and the inlet valves of the heads of the additional cylinders are connected to the outlet valves of the heads (heads) of the working cylinders (working cylinder) and the total area of the pistons of the additional cylinders connected (in communication) with the working cylinder is larger than the area of the piston of the working cylinder.

Отличительными особенностями предлагаемого устройства также являются:Distinctive features of the proposed device are also:

- установка в корпусе дополнительных узлов для подачи топлива в дополнительные цилиндры;- installation in the housing of additional units for supplying fuel to additional cylinders;

- установка механизма, регулирующего частоту и последовательность открытия и закрытия клапанов головок (головки) рабочих цилиндров (рабочего цилиндра) и дополнительных цилиндров;- installation of a mechanism that regulates the frequency and sequence of opening and closing valves of the heads (heads) of working cylinders (working cylinder) and additional cylinders;

- подключение дополнительных и рабочих цилиндров к общему (одному и тому же) коленчатому валу;- connection of additional and working cylinders to a common (same) crankshaft;

- использование дополнительных цилиндров двойного действия, оснащенных клапанами для впуска и выпуска рабочего тела со стороны обоих торцов цилиндра;- the use of additional double-acting cylinders equipped with valves for the inlet and outlet of the working fluid from both sides of the cylinder;

- подключение к коленчатому валу компрессора для подачи в рабочие цилиндры сжатого воздуха.- connection to the crankshaft of the compressor for supplying compressed air to the working cylinders.

Сущность предлагаемого способа поясняется принципиальной схемой одного из возможных вариантов двигателя для его осуществления, представленной на Фиг.1, и изображением характерных процессов этого способа на диаграмме с координатами Р - v (Р - давление, v - удельный объем рабочего тела), представленной на Фиг.2.The essence of the proposed method is illustrated by a schematic diagram of one of the possible engine options for its implementation, shown in FIG. 1, and a representation of the characteristic processes of this method on a diagram with coordinates P - v (P is pressure, v is the specific volume of the working fluid) shown in FIG. .2.

Устройство на Фиг.1 включает корпус 1, рабочие цилиндры 2, торцевые крышки (головки) 3 цилиндров с клапанами 4 для впуска свежего заряда (порции) рабочего тела и выпуска 5 рабочего тела пониженного давления, узлы подачи топлива 6, поршни 7, установленные с возможностью их перемещения в рабочих цилиндрах 2, установленный в корпусе 1 коленчатый вал 8, соединенный с поршнями 7 с помощью шатунов (кривошипно-шатунного механизма) 9, дополнительный цилиндр 10 с торцевой крышкой (головкой) 11, имеющей впускные 12 и выпускные 13 клапаны, поршень дополнительного цилиндра 14, соединенный с коленчатым валом 8 с помощью шатуна (кривошипно-шатунного механизма) 15, коммуникации (трубопроводы) 16, связывающие выпускные клапаны 5 головок рабочих цилиндров с впускными клапанами 12 дополнительного цилиндра 10, а также коммуникации (трубопроводы) 17 для подачи свежего заряда в рабочие цилиндры и коммуникации 18 для удаления отработанного газа в атмосферу. Кроме того, устройство (двигатель) снабжается системой охлаждения 19 и может иметь узел 20 для ввода дополнительного топлива и/или нагрева газа перед дополнительным цилиндром за счет использования внешнего теплового источника.The device of FIG. 1 includes a housing 1, working cylinders 2, end caps (heads) of 3 cylinders with valves 4 for the inlet of a fresh charge (portion) of the working fluid and the release of 5 working fluid of reduced pressure, fuel supply units 6, pistons 7 mounted with the possibility of their movement in the working cylinders 2, a crankshaft 8 installed in the housing 1, connected to the pistons 7 by means of connecting rods (crank mechanism) 9, an additional cylinder 10 with an end cap (head) 11 having inlet 12 and outlet 13 valves, additional piston lindra 14 connected to the crankshaft 8 by means of a connecting rod (crank mechanism) 15, communications (pipelines) 16, connecting exhaust valves 5 of the heads of the working cylinders with inlet valves 12 of the additional cylinder 10, as well as communications (pipelines) 17 for supplying fresh charge into the working cylinders and communications 18 to remove the exhaust gas into the atmosphere. In addition, the device (engine) is equipped with a cooling system 19 and may have a node 20 for introducing additional fuel and / or heating gas in front of the additional cylinder through the use of an external heat source.

На Фиг.2 представлены характерные диаграммы двух возможных циклов (цикл А и цикл В) работы предлагаемого теплового двигателя, в первом из которых (цикл 1-2-3-4-5-6-7-1) дополнительный подогрев рабочего тела перед его расширением в дополнительном цилиндре отсутствует, а во втором цикле (цикл 3-2-3-4-5-5'-6'-6-7-1) такой нагрев имеет место. Эти циклы включают следующие процессы изменения состояния рабочего тела:Figure 2 presents the characteristic diagrams of two possible cycles (cycle A and cycle B) of the proposed heat engine, in the first of which (cycle 1-2-3-4-5-6-7-1) additional heating of the working fluid before it there is no expansion in the additional cylinder, and in the second cycle (cycle 3-2-3-4-5-5'-6'-6-7-1) such heating takes place. These cycles include the following processes of changing the state of the working fluid:

1-2 - сжатие свежей порции рабочего тела (заряда) в рабочем цилиндре;1-2 - compression of a fresh portion of the working fluid (charge) in the working cylinder;

2-3 - изохорное сжигание топлива в рабочем цилиндре с выделением теплоты q1;2-3 - isochoric fuel combustion in the working cylinder with the release of heat q 1 ;

3-4 - изобарное сжигание топлива в рабочем цилиндре с выделением теплоты q1',3-4 - isobaric combustion of fuel in the working cylinder with the release of heat q 1 ' ,

4-5 - расширение рабочего тела (продуктов сгорания топлива) в рабочем цилиндре с производством работы;4-5 - expansion of the working fluid (fuel combustion products) in the working cylinder with the production of work;

5-6 - расширение рабочего тела (продуктов сгорания топлива) с производством работы в дополнительном цилиндре;5-6 - the expansion of the working fluid (fuel combustion products) with the production of work in an additional cylinder;

6-7 - удаление отработанного газа в атмосферу в цикле А;6-7 - removal of exhaust gas into the atmosphere in cycle A;

7-1 - сжатие свежей порции заряда (воздуха) в компрессоре;7-1 - compression of a fresh portion of the charge (air) in the compressor;

5-5' изохорное сжигание топлива в дополнительном цилиндре с выделением теплоты q1'';5-5 'isochoric fuel combustion in an additional cylinder with heat generation q 1 '';

5'-6'- расширение рабочего тела (продуктов сгорания топлива) в дополнительном цилиндре с производством работы;5'-6'- expansion of the working fluid (fuel combustion products) in an additional cylinder with the production of work;

6'-7 - удаление отработанного газа в атмосферу цикле В. Дополнительные обозначения на диаграмме (Фиг.2): v2 и v5 - значения удельных объемов рабочего тела в ВМТ и НМТ (соответственно), q2 - количество теплоты, выводимое из двигателя с отработанными газами. Предлагаемая комбинация основных (рабочих) и дополнительных цилиндров позволяет повысить степень расширения рабочего тела, синхронизировать периодические процессы его основного и дополнительного расширения и, как следствие этого, снизить удельное потребление топлива. Кроме того, частота рабочих тактов (стадий расширения рабочего тела) в дополнительных цилиндрах в два или четыре раза больше, чем в рабочих цилиндрах, что способствует снижению металлоемкости двигателя.6'-7 is the removal of exhaust gas into the atmosphere of cycle B. Additional notation in the diagram (Figure 2): v 2 and v 5 are the values of the specific volumes of the working fluid in the top dead center and bDC (respectively), q 2 is the amount of heat removed from exhaust gas engine. The proposed combination of main (working) and additional cylinders makes it possible to increase the degree of expansion of the working fluid, synchronize the periodic processes of its main and additional expansion, and, as a result, reduce specific fuel consumption. In addition, the frequency of the working cycles (stages of expansion of the working fluid) in the additional cylinders is two or four times higher than in the working cylinders, which helps to reduce the metal consumption of the engine.

Источники информацииInformation sources

1. Техническая термодинамика: Учебник для вузов / В.А.Кириллин, В.В.Сычев, А.Е.Шейндлин. - М.: Энергоагомиздат, 1983, - 416 c.1. Technical thermodynamics: Textbook for universities / V.A. Kirillin, V.V. Sychev, A.E. Sheindlin. - M.: Energoagomizdat, 1983, - 416 c.

2. Теплотехника: Учебник для втузов / А.М.Архаров, А.И.Архаров, В.Н.Афанасьев и др. - 2-е изд. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004, - 712 с.2. Heat engineering: Textbook for technical colleges / A.M. Arkharov, A.I. Arkharov, V.N. Afanasyev, etc. - 2nd ed. - M.: Publishing House of MSTU. N.E.Bauman, 2004, - 712 s.

Claims (10)

1. Способ производства механической энергии в двигателях внутреннего сгорания, включающий сжатие свежей порции рабочего тела (заряда) в рабочем цилиндре двигателя путем перемещения поршня в ВМТ, повышение температуры и/или давления заряда за счет сжигания топлива, расширение рабочего тела в рабочем цилиндре с совершением работы при перемещении поршня в НМТ, удаление (вывод) рабочего тела из рабочего цилиндра с возвратом поршня в исходное положение и последующее расширение рабочего тела с производством работы перед его выпуском в окружающую среду, отличающийся тем, что дополнительное расширение рабочего тела с совершением работы проводят в дополнительных цилиндрах (дополнительном цилиндре), имеющих поршни, установленные с возможностью выполнения возвратно-поступательных движений, причем площадь поперечного сечения рабочего тела, расширяемого в дополнительных цилиндрах (цилиндре), больше по сравнению с аналогичной площадью рабочего тела в рабочем цилиндре, при этом давление и/или температуру рабочего тела после его расширения в рабочих цилиндрах дополнительно повышают за счет сжигания дополнительного топлива, которое вводится перед дополнительным цилиндром за счет использования внешнего топливного источника.1. A method of producing mechanical energy in internal combustion engines, comprising compressing a fresh portion of the working fluid (charge) in the working cylinder of the engine by moving the piston at TDC, increasing the temperature and / or pressure of the charge by burning fuel, expanding the working fluid in the working cylinder with work when moving the piston to the BDC, removal (withdrawal) of the working fluid from the working cylinder with the piston returning to its original position and the subsequent expansion of the working fluid with the production of work before its release into the environment medium, characterized in that the additional expansion of the working fluid with the completion of work is carried out in additional cylinders (additional cylinder) having pistons installed with the possibility of reciprocating movements, the cross-sectional area of the working fluid expanding in additional cylinders (cylinder), more than a similar area of the working fluid in the working cylinder, while the pressure and / or temperature of the working fluid after its expansion in the working cylinders further increases They are burnt by burning additional fuel, which is introduced in front of the additional cylinder through the use of an external fuel source. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поршни рабочих и дополнительных цилиндров имеют одинаковую частоту возвратно-поступательных движений.2. The method according to claim 1, characterized in that the pistons of the working and additional cylinders have the same frequency of reciprocating movements. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что частота рабочих стадий расширения газа в дополнительных цилиндрах в два или четыре раза больше по сравнению с частотой рабочих стадий в рабочих цилиндрах.3. The method according to claim 2, characterized in that the frequency of the working stages of gas expansion in the additional cylinders is two or four times higher compared to the frequency of the working stages in the working cylinders. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что рабочее тело подается в дополнительный цилиндр (цилиндры) из нескольких рабочих цилиндров.4. The method according to claim 3, characterized in that the working fluid is supplied to an additional cylinder (s) of several working cylinders. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что давление и/или температуру рабочего тела после его расширения в рабочих цилиндрах дополнительно повышают за счет сжигания дополнительного топлива.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the pressure and / or temperature of the working fluid after its expansion in the working cylinders is further increased by burning additional fuel. 6. Устройство для производства механической энергии в поршневом двигателе, включающее корпус с расположенными в нем рабочими цилиндрами, торцевые крышки (головки) цилиндров с клапанами для впуска (подачи) в цилиндр свежего заряда (порции) рабочего тела и выпуска из цилиндра рабочего тела пониженного давления, поршни, установленные в рабочих цилиндрах с возможностью их перемещения, установленный в корпусе коленчатый вал, соединенный с поршнями с помощью шатунов, узлы управления и подачи топлива, отличающееся тем, что в корпусе установлены дополнительные цилиндры с торцевыми крышками (головками), имеющими впускные и выпускные клапаны, и с поршнями, также соединенными с коленчатым валом, причем впускные клапаны головок дополнительных цилиндров подключены к выпускным клапанам головок (головки) рабочих цилиндров (рабочего цилиндра), а суммарная площадь поршней дополнительных цилиндров, соединенных (сообщающихся) с рабочим цилиндром, больше площади поршня рабочего цилиндра, при этом дополнительные цилиндры снабжены узлами (механизмами) для подачи топлива за счет внешнего теплового источника и установленными перед дополнительными цилиндрами.6. A device for the production of mechanical energy in a piston engine, including a housing with working cylinders located in it, end caps (heads) of cylinders with valves for inlet (supply) to the cylinder of a fresh charge (portion) of the working fluid and the release of reduced pressure from the working fluid cylinder , pistons installed in working cylinders with the possibility of their movement, a crankshaft installed in the housing, connected to the pistons by connecting rods, control and fuel supply units, characterized in that the housing is installed additional cylinders with end caps (heads) having inlet and outlet valves, and with pistons also connected to the crankshaft, and the inlet valves of the heads of the additional cylinders are connected to the exhaust valves of the heads (heads) of the working cylinders (working cylinder), and the total area of the pistons additional cylinders connected (connected) with the working cylinder is larger than the piston area of the working cylinder, while the additional cylinders are equipped with nodes (mechanisms) for supplying fuel due to external heat ovogo source and upstream of the additional cylinders. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что двигатель снабжен механизмом регулирования частоты и последовательности стадий (тактов) открытия и закрытия клапанов головок рабочих цилиндров и дополнительных цилиндров.7. The device according to claim 6, characterized in that the engine is equipped with a mechanism for controlling the frequency and sequence of stages (ticks) of opening and closing valves of the heads of the working cylinders and additional cylinders. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что дополнительные и рабочие цилиндры подключены к общему (одному и тому же) коленчатому валу.8. The device according to claim 7, characterized in that the additional and working cylinders are connected to a common (same) crankshaft. 9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что дополнительные цилиндры и/или их головки оснащены клапанами для впуска и выпуска рабочего тела со стороны обоих торцов цилиндра.9. The device according to claim 8, characterized in that the additional cylinders and / or their heads are equipped with valves for the inlet and outlet of the working fluid from the side of both ends of the cylinder. 10. Устройство по любому из пп.6-9, отличающееся тем, что к коленчатому валу подключен компрессор для подачи в рабочие цилиндры сжатого воздуха. 10. A device according to any one of claims 6 to 9, characterized in that a compressor is connected to the crankshaft for supplying compressed air to the working cylinders.
RU2006121289/06A 2006-06-15 2006-06-15 Method and device for generation of mechanical energy in internal combustion engine RU2408789C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006121289/06A RU2408789C2 (en) 2006-06-15 2006-06-15 Method and device for generation of mechanical energy in internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006121289/06A RU2408789C2 (en) 2006-06-15 2006-06-15 Method and device for generation of mechanical energy in internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006121289A RU2006121289A (en) 2007-12-27
RU2408789C2 true RU2408789C2 (en) 2011-01-10

Family

ID=39018636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006121289/06A RU2408789C2 (en) 2006-06-15 2006-06-15 Method and device for generation of mechanical energy in internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2408789C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814992C1 (en) * 2023-01-31 2024-03-11 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Method for obtaining mechanical energy from action of gas pressure and piston expander for its implementation

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2704630A1 (en) * 1977-02-04 1978-08-10 Gerhard Michalzik Four stroke engine with exhaust cylinder - in which arrangement allows residual pressure to be converted completely into output
GB2136049A (en) * 1983-02-22 1984-09-12 Leonard Louis Henderson A Dual Combustion Compound Gas and Thermal Engine
DE3514206A1 (en) * 1985-04-19 1986-10-23 Kurt Dr.-Ing. Dr.-Ing.E.h. Dr.-Ing.E.h. 8000 München Räntsch FOUR CYLINDER ENGINE WITH EXTENDED EXPANSION
SU1470987A1 (en) * 1986-05-26 1989-04-07 А.Б.Качоровский Ic-engine and method of operation thereof
RU2214525C2 (en) * 2000-04-18 2003-10-20 Константин Евгеньевич Стародетко Method of operation of power plant with piston internal combustion engine (versions) and power plant for implementing the method
RU2244138C2 (en) * 2001-08-20 2005-01-10 Чоповский Борис Петрович Internal combustion engine (versions)

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2704630A1 (en) * 1977-02-04 1978-08-10 Gerhard Michalzik Four stroke engine with exhaust cylinder - in which arrangement allows residual pressure to be converted completely into output
GB2136049A (en) * 1983-02-22 1984-09-12 Leonard Louis Henderson A Dual Combustion Compound Gas and Thermal Engine
DE3514206A1 (en) * 1985-04-19 1986-10-23 Kurt Dr.-Ing. Dr.-Ing.E.h. Dr.-Ing.E.h. 8000 München Räntsch FOUR CYLINDER ENGINE WITH EXTENDED EXPANSION
SU1470987A1 (en) * 1986-05-26 1989-04-07 А.Б.Качоровский Ic-engine and method of operation thereof
RU2214525C2 (en) * 2000-04-18 2003-10-20 Константин Евгеньевич Стародетко Method of operation of power plant with piston internal combustion engine (versions) and power plant for implementing the method
RU2244138C2 (en) * 2001-08-20 2005-01-10 Чоповский Борис Петрович Internal combustion engine (versions)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814992C1 (en) * 2023-01-31 2024-03-11 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Method for obtaining mechanical energy from action of gas pressure and piston expander for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006121289A (en) 2007-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1214506B1 (en) Internal combustion engine with regenerator and hot air ignition
RU2434149C2 (en) Waste heat recovery system and method for split-cycle engine
US6318310B1 (en) Internal combustion engine
WO2009066178A4 (en) Heat engines
US6606970B2 (en) Adiabatic internal combustion engine with regenerator and hot air ignition
US7004115B2 (en) Internal combustion engine with regenerator, hot air ignition, and supercharger-based engine control
JP2010285964A (en) Internal combustion stirling engine
RU2408789C2 (en) Method and device for generation of mechanical energy in internal combustion engine
RU2432474C2 (en) Reciprocating internal combustion engine operation method
RU2449138C2 (en) Internal combustion engine
RU2246625C2 (en) Method of operation of internal combustion engine and device for implementing the method
RU2477375C2 (en) Method of piston engine cycling and piston engine
US20100269502A1 (en) External combustion engine
RU2747244C1 (en) Four-cylinder internal combustion engine with the addition of the fifth stroke
RU2636642C2 (en) Unified piston engine without cooling system
RU2800787C1 (en) Piston engine of two-cylinder design
RU2075613C1 (en) Piston internal combustion engine and method of its operation
JP7574280B2 (en) An internal combustion engine having a pair of cylinders
RU58622U1 (en) DUAL ACTION POWER PLANT WITH SEPARATE COMPRESSION AND EXPANSION PROCESSES
US6799563B1 (en) Two stroke internal combustion engine
RU2201513C2 (en) Turbopiston plant
RU2043514C1 (en) Method of operating two-stroke internal combustion engine
RU17946U1 (en) ENGINE WITH EXTERNAL HEAT SUPPLY FOR DISPOSAL OF HEAT OF EXHAUST GAS ICE
RU21219U1 (en) STEAM ENGINE WITH EXTERNAL HEAT SUPPLY FOR DISPOSAL OF HEAT OF EXHAUST GAS ICE
RU87468U1 (en) COMBINED ENGINE

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20120116

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

Effective date: 20160616

PD4A Correction of name of patent owner