RU2029116C1

RU2029116C1 - Multi-fuel internal combustion engine and its fuel supplying system

Info

Publication number: RU2029116C1
Application number: SU915015694A
Authority: RU
Inventors: Геня Те; Валентин Михайлович Савченко; Юрий Алексеевич Байков
Original assignee: Геня Те; Валентин Михайлович Савченко; Юрий Алексеевич Байков
Priority date: 1991-12-06
Filing date: 1991-12-06
Publication date: 1995-02-20

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: engine has a piston which is received in the cylinder and whose bottom is provided with a combustion chamber connecting passage of which is shifted with respect to the axis of the cylinder in the direction of the outlet port. The blowing passage is made in the housing. The passage is mounted tangentially to the generatrix of the chamber surface for connecting it with the inlet port when the piston is at the bottom dead center. A flame passage which is arranged oppositely to a spark plug is made in the bottom. The spark plug is mounted in the head, and the wall of the cylinder is provided with a nozzle whose openings point in the spark plug and combustion chamber. When Diesel fuel is used, the fuel is injected at the top dead center when one of the axes of the nozzle openings is coincident with the axis of the blowing passage. Fuel is ignited by both heated air in the combustion chamber and flame of burning gases ignited with the plug. In blowing, compressed air is fed to the combustion chamber through the inlet port and passage and removes residual gases from it. EFFECT: simplified design. 11 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к многотопливным двигателям внутреннего сгорания и системы их питания. The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine building, namely to multi-fuel internal combustion engines and their power systems.

Известен многотопливный гибридный двигатель, содержащий размещенный в цилиндре поршень, в днище которого выполнена камера сгорания, и размещенные в камере топливную форсунку и свечи зажигания и накаливания [1]. Known multi-fuel hybrid engine containing a piston located in the cylinder, in the bottom of which a combustion chamber is made, and a fuel nozzle and spark plugs and glow plugs placed in the chamber [1].

Недостатком аналога являются малая степень очистки объема камеры сгорания от остаточных газов, а также наличие сложной системы его питания различными топливами. The disadvantage of the analogue is the low degree of purification of the volume of the combustion chamber from residual gases, as well as the presence of a complex system for its supply of various fuels.

Известен двигатель с картерной продувкой, содержащий картер, цилиндр с головкой, поршень с днищем и юбкой, размещенный в цилиндре с образованием надпоршневой и картерной полостей, связанных между собой при помощи перепускного канала, впускное и выпускное окна, расположенные в надпоршневой камере, камеру сгорания, выполненную в днище поршня и связанную с надпоршневой полостью при помощи соединительного канала, ось которого смещена относительно оси цилиндра, и размещенные в надпоршневой полости форсунку и свечу [2]. A well-known engine with crankcase blowing, comprising a crankcase, a cylinder with a head, a piston with a bottom and a skirt, is placed in the cylinder with the formation of a supra-piston and crankcase cavities interconnected by a bypass channel, an intake and exhaust window located in the supra-piston chamber, a combustion chamber, made in the bottom of the piston and connected with the supra-piston cavity using a connecting channel, the axis of which is offset from the axis of the cylinder, and a nozzle and a candle placed in the supra-piston cavity [2].

Недостатками прототипа являются также малая эффективность продувки камеры сгорания и недостаточная надежность воспламенения при работе двигателя на различных топливах. The disadvantages of the prototype are also the low efficiency of purging the combustion chamber and the lack of reliability of ignition when the engine is running on various fuels.

Известна также система питания многотопливного двигателя, содержащая привод, топливоподающий орган высокого давления с нагнетательной полостью и напорной магистралью, форсунку, связанную с нагнетательной полостью, дозатор-распределитель топлива, установленный в напорной магистрали и соединенный с форсункой при помощи трубопровода высокого давления, устройство переключения момента впрыска топлива при изменении его вида, и сливную магистраль [3]. A multi-fuel engine power system is also known, comprising a drive, a high-pressure fuel supply body with a discharge cavity and a pressure line, a nozzle associated with the discharge cavity, a fuel dispenser installed in the pressure line and connected to the nozzle by a high pressure pipe, a torque switching device fuel injection when changing its type, and the drain line [3].

Недостатком прототипа в части системы питания является малая эффективность ее работы и процесса перевода двигателя на альтернативное топливо. The disadvantage of the prototype in terms of the power system is the low efficiency of its work and the process of converting the engine to alternative fuel.

Целью изобретения является повышение эффективности при использовании различных видов топлива. The aim of the invention is to increase efficiency when using various types of fuel.

Цель достигается тем, что в многотопливном двигателе с картерной продувкой ось соединительного канала камеры сгорания смещена относительно оси цилиндра в сторону выпускного окна, в поршне выполнен продувочный канал, расположенный при положении поршня вблизи нижней мертвой точки в районе впускного окна с возможностью сообщения последнего через продувочный канал с камерой сгорания и направленный тангенциально образующей поверхности камеры, топливная форсунка установлена в стенке цилиндра, а оси ее сопловых отверстий направлены в сторону камеры сгорания и свечи зажигания. The goal is achieved in that in a multi-fuel engine with crankcase blowing, the axis of the connecting channel of the combustion chamber is shifted relative to the axis of the cylinder toward the outlet window, a purge channel is made in the piston, located at the piston position near the bottom dead center in the region of the inlet window with the possibility of the latter communicating through the purge channel with a combustion chamber and directed tangentially forming the surface of the chamber, the fuel nozzle is installed in the cylinder wall, and the axis of its nozzle openings are directed to the side onu combustion chamber and spark plugs.

Цель достигается тем, что форсунка может быть расположена напротив продувочного канала с возможностью совпадения осей последнего и одного из сопловых отверстий при положении поршня вблизи верхней мертвой точки. The goal is achieved in that the nozzle can be located opposite the purge channel with the possibility of coincidence of the axes of the last and one of the nozzle holes when the piston is near the top dead center.

Цель достигается тем, что ось соединительного канала может быть расположена под углом к оси цилиндра и наклонена в сторону выпускного окна. The goal is achieved in that the axis of the connecting channel can be located at an angle to the axis of the cylinder and tilted towards the outlet window.

Цель достигается тем, что часть поверхности днища поршня, в которой выполнен соединительный канал, расположена под углом к поперечной плоскости цилиндра. The goal is achieved in that a part of the piston bottom surface in which the connecting channel is made is located at an angle to the transverse plane of the cylinder.

Цель достигается тем, что он снабжен свечой накаливания, установленной в головке напротив соединительного канала при положении поршня вблизи верхней мертвой точки. The goal is achieved by the fact that it is equipped with a glow plug installed in the head opposite the connecting channel with the piston position near the top dead center.

Цель достигается тем, что камера сгорания дополнительно сообщена с надпоршневой полостью при помощи факельного канала, выполненного в днище поршня и расположенного напротив свечи зажигания при положении поршня вблизи верхней мертвой точки. The goal is achieved by the fact that the combustion chamber is additionally communicated with the supra-piston cavity using a flare channel made in the piston bottom and located opposite the spark plug when the piston is near the top dead center.

Цель достигается тем, что в юбке поршня может быть выполнено по меньшей мере одно перепускное окно с возможностью соединения картерной полости с перепускным каналом при положении поршня вблизи нижней мертвой точки. The goal is achieved in that at least one bypass window can be made in the piston skirt with the possibility of connecting the crankcase with the bypass channel with the piston position near bottom dead center.

Цель достигается тем, что система питания многотопливного двигателя внутреннего сгорания, содержащая привод, топливоподающий орган высокого давления с нагнетательной полостью и напорной магистралью, снабжена дополнительными нагнетательной полостью и трубопроводом высокого давления, устройство переключения момента впрыска выполнено в виде гидравлического крана по меньшей мере с двумя парами перепускных каналов, установленного в трубопроводах высокого давления с возможностью соединения каждой нагнетательной полости с выходом одного из трубопроводов, а нагнетательные полости выполнены с возможностью поочередной работы. The goal is achieved in that the power system of a multi-fuel internal combustion engine, comprising a drive, a fuel supplying high-pressure organ with a discharge cavity and a pressure line, is equipped with additional discharge cavity and a high pressure pipe, the injection timing switching device is made in the form of a hydraulic valve with at least two pairs bypass channels installed in high pressure pipelines with the possibility of connecting each discharge cavity with one outlet of pipelines, and the injection cavities are made with the possibility of alternating operation.

Цель достигается тем, что выход дополнительного трубопровода подключен к сливной магистрали или в варианте выполнения системы она снабжена дополнительной форсункой, а выход дополнительного трубопровода подключен к последней. The goal is achieved in that the output of the additional pipeline is connected to a drain line or, in an embodiment of the system, it is equipped with an additional nozzle, and the output of the additional pipeline is connected to the latter.

Цель достигается тем, что топливоподающий орган высокого давления выполнен в виде гидроаккумулятора с подключенным к нему подкачивающим насосом, связанным с приводом, нагнетательные полости расположены в дозаторе-распределителе и образованы свободным плунжером и регулирующим поршеньком, размещенными в гидроцилиндре, снабженном впускными и выпускными отверстиями, при этом отверстия сообщены посредством золотника соответственно с напорной магистралью и с трубопроводами высокого давления. The goal is achieved in that the high-pressure fuel supply element is made in the form of a hydraulic accumulator with a booster pump connected to the drive connected to it, the injection cavities are located in the dispenser-distributor and are formed by a free plunger and an adjusting piston located in the hydraulic cylinder equipped with inlet and outlet openings, the openings are communicated by means of a slide valve, respectively, with the pressure line and with high pressure pipelines.

Цель достигается тем, что золотник может быть выполнен в виде втулки, установленной коаксиально с гидроцилиндром и связанной с приводом посредством кривошипа. The goal is achieved in that the spool can be made in the form of a sleeve mounted coaxially with the hydraulic cylinder and connected to the drive by means of a crank.

На фиг. 1 представлен двигатель внутреннего сгорания при положении поршня в НМТ; на фиг. 2 - то же, при положении поршня в ВМТ; на фиг. 3 представлена система питания описываемого двигателя; на фиг. 4 - дозатор-распределитель системы питания. In FIG. 1 shows an internal combustion engine when the piston is in the BDC; in FIG. 2 - the same, with the piston in TDC; in FIG. 3 shows the power system of the described engine; in FIG. 4 - dispenser-distributor of the power system.

Двигатель содержит картер 1, цилиндр 2 с головкой 3, поршень 4 с днищем 5 и юбкой 6, размещенный в цилиндре 2 с образованием надпоршневой 7 и картерной 8 полостей, связанных между собой при помощи перепускного канала 9, впускные 10 и выпускные 11 окна, расположенные в надпоршневой полости 7, камеру 12 сгорания, выполненную в днище 5 последнего и связанную с надпоршневой полостью 7 при помощи соединительного канала 13, и размещенные в надпоршневой полости 7 топливную форсунку 14 с сопловыми отверстиями 15 и свечу 16 зажигания, при этом ось соединительного канала 13 смещена относительно оси цилиндра 2 в сторону выпускного окна 11, в поршне 4 выполнен продувочный канал 17, расположенный в районе впускного окна 10 с возможностью сообщения последнего с камерой 12 сгорания и направленный тангенциально к образующей поверхности последней, топливная форсунка 14 установлена в стенке цилиндра 2, а оси ее сопловых отверстий направлены в сторону камеры 12 сгорания и свечи 16 зажигания. The engine contains a crankcase 1, a cylinder 2 with a head 3, a piston 4 with a bottom 5 and a skirt 6, placed in the cylinder 2 with the formation of a supra-piston 7 and crankcase 8 cavities interconnected by a bypass channel 9, inlet 10 and outlet 11 windows located in the supra-piston cavity 7, a combustion chamber 12 made in the bottom 5 of the latter and connected to the supra-piston cavity 7 by means of a connecting channel 13, and a fuel nozzle 14 with nozzle openings 15 and a spark plug 16 located in the supra-piston cavity 7, while the axis of the connecting cable the shaft 13 is offset relative to the axis of the cylinder 2 towards the outlet window 11, a purge channel 17 is made in the piston 4, located in the region of the inlet window 10 with the possibility of the latter communicating with the combustion chamber 12 and directed tangentially to the surface of the latter, the fuel nozzle 14 is installed in the cylinder wall 2, and the axis of its nozzle openings are directed toward the combustion chamber 12 and the spark plug 16.

Форсунка 14 может быть установлена напротив продувочного канала 17 с возможностью совпадения осей последнего и одного из сопловых отверстий 15 при положении поршня 4 вблизи верхней мертвой точки (ВМТ). The nozzle 14 can be installed opposite the purge channel 17 with the possibility of coincidence of the axes of the last and one of the nozzle holes 15 when the piston 4 is located near the top dead center (TDC).

Ось соединительного канала 13 может быть расположена под углом к оси цилиндра 2 и наклонена в сторону выпускного окна 11. The axis of the connecting channel 13 can be located at an angle to the axis of the cylinder 2 and tilted towards the outlet window 11.

Часть поверхности днища 5 поршня 4, в которой выполнен соединительный канал 13, может быть расположена под углом к поперечной плоскости цилиндра 2. Part of the surface of the bottom 5 of the piston 4, in which the connecting channel 13 is made, can be located at an angle to the transverse plane of the cylinder 2.

Двигатель может быть снабжен свечой 18 накаливания, установленной в головке 3 напротив соединительного канала 13 при положении поршня 4 вблизи ВМТ. The engine may be equipped with a glow plug 18 installed in the head 3 opposite the connecting channel 13 when the piston 4 is located near TDC.

Камера 12 сгорания может быть дополнительно сообщена с надпоршневой полостью 7 при помощи факельного канала 19, выполненного в днище 5 поршня 4 и расположенного напротив свечи 16 зажигания при положении поршня вблизи ВМТ. The combustion chamber 12 can be additionally communicated with the above-piston cavity 7 by means of a flare channel 19 made in the bottom 5 of the piston 4 and located opposite the spark plug 16 when the piston is positioned close to TDC.

В юбке 6 поршня 4 может быть выполнено перепускное окно 20 с возможностью соединения картерной полости 8 с перепускным каналом 9 при положении поршня 4 вблизи нижней мертвой точки (НМТ). In the skirt 6 of the piston 4, a bypass window 20 can be made with the possibility of connecting the crank chamber 8 with the bypass channel 9 when the piston 4 is located near the bottom dead center (BDC).

Система содержит привод 21, топливоподающий орган высокого давления с нагнетательной полостью 22 и напорной магистралью 23, форсунку 14, связанную с нагнетательной полостью 22, дозатор-распределитель 24 топлива, установленный в напорной магистрали 23 и соединенный с форсункой 14 при помощи трубопровода 25 высокого давления, устройство 26 переключения момента впрыска при изменении вида топлива и сливную магистраль 27, а также снабжена дополнительными нагнетательной полостью 28 и трубопроводом 29 высокого давления. Устройство 26 переключения момента впрыска выполнено в виде гидравлического крана с двумя парами перепускных каналов 30 и 31, установленного в трубопроводах 25 и 29 высокого давления с возможностью соединения каждой нагнетательной полости 22 и 28 с выходом одного из трубопроводов 25 и 29, а нагнетательные полости 22 и 28 выполнены с возможностью поочередной подачи топлива в трубопроводы 25 и 29. The system comprises a drive 21, a high pressure fuel supplying body with a discharge cavity 22 and a pressure line 23, an injector 14 connected to the discharge cavity 22, a fuel dispenser 24 installed in the pressure line 23 and connected to the nozzle 14 by means of a high pressure pipe 25, a device 26 for switching the injection moment when changing the type of fuel and a drain line 27, and is also equipped with additional discharge cavity 28 and a high pressure pipe 29. The injection moment switching device 26 is made in the form of a hydraulic valve with two pairs of bypass channels 30 and 31 installed in high pressure pipelines 25 and 29 with the possibility of connecting each injection cavity 22 and 28 with the outlet of one of the pipelines 25 and 29, and the injection cavities 22 and 28 are configured to alternately supply fuel to pipelines 25 and 29.

Выход дополнительного трубопровода 29 может быть подключен к сливной магистрали 27 при выполнении двигателя одноцилиндровым, или при выполнении его двухцилиндровым система снабжена дополнительной форсункой 32, а выход дополнительного трубопровода 29 подключен к форсунке 32. The output of the additional pipeline 29 can be connected to the drain line 27 when the engine is single-cylinder, or when it is executed by a two-cylinder system, it is equipped with an additional nozzle 32, and the output of the additional pipeline 29 is connected to the nozzle 32.

Топливоподающий орган высокого давления может быть выполнен в виде гидроаккумулятора 33 с подключенным к нему подкачивающим насосом 34, связанным с приводом 21, нагнетательные полости 22 и 28 расположены в дозаторе-распределителе 24 и образованы свободным плунжером 35 и регулирующим поршеньком 36, размещенными в гидроцилиндре 37, снабженном впускными 38 и выпускными 39 отверстиями, при этом выпускные 38 и впускные 39 отверстия сообщены посредством золотника 40 соответственно с напорной магистралью 23 и с трубопроводами 25 и 29 высокого давления. The high pressure fuel supplying body can be made in the form of a hydraulic accumulator 33 with a booster pump 34 connected to it connected to the drive 21, the injection cavities 22 and 28 are located in the dispensing valve 24 and are formed by a free plunger 35 and an adjusting piston 36 located in the hydraulic cylinder 37, equipped with inlet 38 and outlet 39 openings, while the outlet 38 and inlet 39 openings are communicated by means of a spool 40, respectively, with the pressure line 23 and high pressure pipelines 25 and 29.

Золотник 40 может быть выполнен в виде втулки, установленной коаксиально с цилиндром 37 и связанной с приводом 21 посредством кривошипа 41. The spool 40 may be made in the form of a sleeve mounted coaxially with the cylinder 37 and connected to the actuator 21 by means of a crank 41.

Многотопливный двигатель работает следующим образом. При выполнении его двухтактным в конце рабочего хода поршня 4 его цилиндрической поверхностью открывается выпускное окно 11, после чего начинается выпуск отработавших газов из цилиндра 2 при закрытом еще впускном окне 10. Продувочный канал 17, выполненный в поршне 4, при дальнейшем движении последнего в НМТ сообщает между собой впускное окно 10 и камеру 12 сгорания, в результате чего она очищается от остаточных газов, которые через соединительный канал 13, находящийся рядом с выпускным окном 11, вытесняются продувочным воздухом в атмосферу. При этом в случае наклона оси соединительного канала 13 в сторону выпускного окна 11 очистка камеры 12 сгорания улучшается. После продувки камеры 12 сгорания открывается впускное окно 10 и происходит продувка надпоршневой полости 7 сжатым в картерной полости 8 воздухом. При ходе поршня 4 к ВМТ происходит такт сжатия, в конце которого через форсунку 14 впрыскивается топливо с хорошей воспламеняемостью, например дизельное. Продувочный канал 17 может находиться при этом напротив одного из сопловых отверстий 15 форсунки 14. Ось соплового отверстия 15 может быть направлена также в сторону соединительного канала 13 при установке форсунки 14 на противоположной стороне цилиндра 2. Часть топлива попадает при этом на поверхность камеры 12 сгорания, образуя пленку, а часть - смешивается с воздушным потоком, образуя смесь, которая либо самовоспламеняется, либо воспламеняется от свечи 18 накаливания, которая может быть расположена в соединительном канале 13 в конце сжатия, либо - от свечи 16 зажигания, около электродов которой может создаваться запальный заряд за счет впрыска в район расположения свечи 16 порции топлива через одно из сопловых отверстий 15. Для улучшения качества воспламенения и сгорания заряда в камере 12 воспламененный при помощи свечи 16 запальный заряд может подаваться в виде факела в камеру 12 сгорания через факельный канал 19, выполненный в днище 5. Заряд в камере 12 сгорает с большой полнотой и с малой жесткостью вследствие глубокого расслоения заряда. Проводится рабочий ход с движением поршня 4 к НМТ, в конце которого происходит выпуск отработавших газов, затем продувка камеры 12 сгорания воздухом с последующей продувкой надпоршневой полости 7 цилиндра 2. A multi-fuel engine operates as follows. When it is push-pull at the end of the stroke of the piston 4 with its cylindrical surface, the exhaust window 11 opens, after which the exhaust gas starts to escape from the cylinder 2 while the inlet window 10 is still closed. The purge channel 17, made in the piston 4, informs the latter when the latter moves between the inlet window 10 and the combustion chamber 12, as a result of which it is cleaned of residual gases, which through the connecting channel 13, located next to the exhaust window 11, are displaced by purge air into the atmosphere. Moreover, in the case of the inclination of the axis of the connecting channel 13 towards the outlet window 11, the cleaning of the combustion chamber 12 is improved. After purging the combustion chamber 12, the inlet window 10 opens and the supra-piston cavity 7 is purged with compressed air in the crank chamber 8. When the piston 4 moves to TDC, a compression stroke occurs, at the end of which fuel with high flammability is injected through the nozzle 14, for example diesel. In this case, the purge channel 17 can be opposite one of the nozzle openings 15 of the nozzle 14. The axis of the nozzle hole 15 can also be directed towards the connecting channel 13 when the nozzle 14 is installed on the opposite side of the cylinder 2. In this case, part of the fuel enters the surface of the combustion chamber 12, forming a film, and part is mixed with the air stream, forming a mixture that either spontaneously ignites or ignites from a glow plug 18, which can be located in the connecting channel 13 at the end of compression, or - from the spark plug 16, near the electrodes of which an ignition charge can be created by injecting a portion of fuel through one of the nozzle holes 15 to the region of the spark plug 16. To improve the quality of ignition and combustion of the charge in the chamber 12, the ignition ignited by the spark 16 can be supplied to in the form of a torch into the combustion chamber 12 through the flare channel 19, made in the bottom 5. The charge in the chamber 12 burns with great completeness and with low rigidity due to the deep separation of the charge. A working stroke is conducted with the movement of the piston 4 to the BDC, at the end of which the exhaust gases are released, then the combustion chamber 12 is purged with air, followed by the purge of the over-piston cavity 7 of cylinder 2.

Расположение части поверхности днища 5, в которой выполнен соединительный канал 13, под углом к поперечной плоскости цилиндра 2 позволяет улучшить качество очистки не только камеры 12 сгорания при продувке, но и всей надпоршневой полости 7. The location of the part of the surface of the bottom 5, in which the connecting channel 13 is made, at an angle to the transverse plane of the cylinder 2 allows to improve the quality of cleaning not only the combustion chamber 12 during purging, but also the entire over-piston cavity 7.

При переходе на легкое топливо, например бензин, форсунка 14 переключается на впрыск при положении поршня 4 в районе НМТ. В район свечи 16 подается порция топлива для образования запального заряда, а основная часть топлива подается в объем надпоршневой полости 7 или в сторону соединительного канала 13 в зависимости от расположения форсунки 14. В связи с тем, что степень сжатия двигателя невелика, а также из-за расслоения заряда и связанного с последним увеличения коэффициента избытка воздуха детонация в двигателе при его работе на легком топливе отсутствует. When switching to light fuel, such as gasoline, the nozzle 14 switches to the injection when the piston 4 is in the area of the BDC. A portion of fuel is supplied to the area of the plug 16 to form an ignition charge, and the main part of the fuel is fed into the volume of the over-piston cavity 7 or towards the connecting channel 13, depending on the location of the nozzle 14. Due to the fact that the compression ratio of the engine is small and also due to stratification of the charge and the increase in the coefficient of excess air associated with the latter, there is no detonation in the engine when it is running on light fuel.

Стабильное же воспламенение заряда при работе двигателя на дизельном топливе обеспечивается при помощи запальных свечей, а также за счет сжатия в надпоршневой полости 7 воздуха, подогретого в картерной полости 8 при предварительном сжатии, в результате чего достигается достаточная температура воздуха для самовоспламенения заряда даже при небольших значениях степени сжатия. Подогрев картерного заряда может быть увеличен за счет выполнения в юбке 6 поршня 4 перепускного окна 20, через которое сжатый заряд из картерной полости 8 вытесняется в перепускной канал 9 и далее в надпоршневую полость 7. Так как окно 20 находится под днищем 5 поршня 4, воздух, соприкасаясь с внутренней поверхностью днища 5, охлаждает его и нагревается при этом. Stable ignition of the charge when the engine is running on diesel fuel is ensured by the use of spark plugs, as well as by compression in the supra-piston cavity 7 of the air heated in the crankcase 8 during pre-compression, as a result of which a sufficient air temperature is achieved for self-ignition of the charge even at small values compression ratio. The heating of the crankcase charge can be increased by performing in the skirt 6 of the piston 4 a bypass window 20, through which the compressed charge from the crankcase 8 is displaced into the bypass channel 9 and then into the over-piston cavity 7. Since the window 20 is under the bottom 5 of the piston 4, air , in contact with the inner surface of the bottom 5, cools it and heats up at the same time.

Таким образом описываемая конструкция позволяет повысить эффективность работы двигателя на различных видах топлива из-за улучшения качества очистки от отработавших газов и улучшения процессов воспламенения и сгорания, в частности из-за улучшения очистки. Thus, the described design allows to increase the efficiency of the engine on various types of fuel due to improved quality of cleaning from exhaust gases and improved ignition and combustion processes, in particular due to improved cleaning.

Система питания, в том числе и описываемого многотопливного двигателя (см. фиг. 3 и 4), работает следующим образом. Подкачивающий насос 34, связанный с приводом 21, подает топливо под давлением в гидроаккумулятор 33, в котором оно находится под постоянным давлением. Далее топливо подается из аккумулятора 33 по напорной магистрали 23 к дозатору-распределителю 24 и через открытое золотником 40 впускное отверстие 38 попадает в одну из нагнетательных полостей, например 22, перемещая при этом свободный плунжер 35 в сторону другой нагнетательной полости 28, в которой также находится порция топлива, оставшаяся в ней после предыдущего цикла. Топливо под давлением из полости 28 подается через открытое в этот момент золотником 40 выпускное отверстие 39 в трубопровод 29 высокого давления. В случае, если кран устройства переключения 26 момента впрыска установлен в положении, при котором топливо подается через перепускные каналы 30, оно из трубопровода 29 попадает в сливную магистраль 27 при установке на двигателе только одной форсунки 14, например при выполнении его одноцилиндровым. Золотник 40, перемещаясь относительно гидроцилиндра 37 за счет кинематической его связи с приводом 21, в следующий момент перекрывает выпускное отверстие 39 нагнетательной полости 28 и впускное отверстие 38 полости 22 и открывает впускное отверстие 38 полости 28 и выпускное отверстие 39 полости 22, в результате чего топливо под давлением поступает в нагнетательную полость 28 и перемещает свободный плунжер 35 в сторону полости 22, вытесняя из нее через выпускное отверстие 39 порцию топлива в трубопровод 25, и через перепускной канал 30 подается к форсунке 14. The power system, including the described multi-fuel engine (see Fig. 3 and 4), works as follows. The booster pump 34, associated with the actuator 21, delivers the fuel under pressure to the accumulator 33, in which it is under constant pressure. Further, fuel is supplied from the accumulator 33 through the pressure line 23 to the dispensing distributor 24 and through the inlet opening 40 open, the inlet 38 enters one of the injection cavities, for example 22, moving the free plunger 35 towards the other injection cavity 28, which also contains portion of fuel remaining in it after the previous cycle. Fuel under pressure from the cavity 28 is supplied through the outlet 39, which was open at that moment by the spool 40, into the high pressure pipe 29. If the tap of the switching device 26 of the injection moment is installed in a position in which fuel is supplied through the bypass channels 30, it enters the drain line 27 from the pipeline 29 when only one nozzle 14 is installed on the engine, for example, when it is single-cylinder. The spool 40, moving relative to the hydraulic cylinder 37 due to its kinematic connection with the actuator 21, at the next moment closes the outlet 39 of the injection cavity 28 and the inlet 38 of the cavity 22 and opens the inlet 38 of the cavity 28 and the outlet 39 of the cavity 22, resulting in fuel under pressure, it enters the injection cavity 28 and moves the free plunger 35 towards the cavity 22, displacing from it through the outlet opening 39 a portion of fuel into the pipeline 25, and through the bypass channel 30 is fed to the nozzle 14.

При повороте крана устройства 26 переключения момент подачи топлива к форсунке 14 смещается на 180^о поворота вала привода 21 золотника 40 вследствие соединения трубопровода 25 в момент подачи топлива со сливной магистралью 27 через перепускной канал 31, а трубопровода 29 - с форсункой 14.When the crane of the switching device 26 is rotated, the moment of fuel supply to the nozzle 14 is shifted 180 ° ^{about the} rotation of the drive shaft 21 of the spool 40 due to the connection of the pipe 25 at the time of fuel supply to the drain line 27 through the bypass channel 31, and the pipe 29 with the nozzle 14.

При соединении выхода трубопровода 29 не со сливной магистралью 27, а с дополнительной форсункой 32, установленной, например, во втором цилиндре двигателя, происходит поочередная подача топлива к форсункам в случае смещения циклов работы в цилиндрах, например, на 180^о. После поворота крана устройства 26 переключения нагнетательная полость, из которой топливо подавалось к одной форсунке, соединяется с другой форсункой, то есть происходит подача в другой цилиндр, или со смещением ее на 180^о. Если при одном положении крана подача происходила в районе ВМТ, например, дизельного топлива, то при другом его положении - в районе НМТ, например, бензина.When connecting the outlet of the pipeline 29 not with a drain line 27, but with an additional nozzle 32 installed, for example, in the second cylinder of the engine, the fuel is injected alternately to the nozzles in the event of a shift of the work cycles in the cylinders, for example, by 180 ^° . After turning the tap of the switching device 26, the injection cavity, from which the fuel was supplied to one nozzle, is connected to another nozzle, that is, it is fed into another cylinder, or with an offset of 180 ^° . If at one position of the crane the feed took place in the area of the top dead center, for example, diesel fuel, then at another position it was in the vicinity of the top dead center, for example, gasoline.

Таким образом в описываемой системе при ее конструктивной простоте через одну форсунку подается в цилиндр топливо в зависимости от его вида в различные моменты положения вала двигателя путем поворота простого по конструкции устройства, что повышает эффективность ее работы, управления и работы двигателя на различных видах топлива. Thus, in the described system, with its structural simplicity, fuel is supplied to the cylinder through one nozzle depending on its type at various moments of the position of the engine shaft by turning a device simple in design, which increases the efficiency of its operation, control and operation of the engine on various types of fuel.

Описываемые технические решения позволяют повысить эффективность проведения рабочего процесса в многотопливном двигателе за счет улучшения очистки камеры сгорания от остаточных газов, качества смесеобразования с различными видами топлива, повысить надежность их воспламенения, упростить и удешевить, в частности, топливоподающий орган высокого давления за счет отказа от топливного насоса с прецизионными плунжерными парами, упростить эксплуатацию двигателя, например, в части перевода его с одного топлива на другое и т.д. The technical solutions described make it possible to increase the efficiency of the working process in a multi-fuel engine by improving the cleaning of the combustion chamber of residual gases, the quality of mixture formation with various types of fuel, increase the reliability of their ignition, simplify and reduce the cost of, in particular, the fuel-supplying high-pressure organ due to the rejection of fuel a pump with precision plunger pairs, to simplify the operation of the engine, for example, in terms of transferring it from one fuel to another, etc.

Claims

MULTI-FUEL INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND ITS POWER SYSTEM.

1. A multi-fuel internal combustion engine with crankcase blowing, comprising a crankcase, at least one cylinder with a head, a piston with a bottom and a skirt, placed in the cylinder with the formation of a piston and crankcase cavities interconnected by at least one bypass channel, at least one inlet and one outlet window located in the supra-piston cavity, a combustion chamber made in the piston crown and communicated with the supra-piston cavity using a connecting channel whose axis is offset relative to the cylinder axis, and the fuel nozzle with nozzle openings located in the nadporshnevy cavity and the spark plug, characterized in that, in order to increase efficiency, the axis of the connecting channel is shifted towards the outlet window, a purge channel is located in the piston located at the piston position near the lower dead points in the region of the inlet window with the possibility of communication of the latter through the purge channel with the combustion chamber and directed tangentially to the generating surface of the combustion chamber, the fuel nozzle is installed on in the cylinder wall, and the axis of its nozzle openings are directed towards the combustion chamber and the spark plug.

2. The engine according to claim 1, characterized in that the nozzle is located opposite the purge channel with the possibility of coincidence of the axes of the last and one of the nozzle holes when the piston is near the top dead center.

3. The engine according to claims 1 and 2, characterized in that the axis of the connecting channel is located at an angle to the axis of the cylinder and is inclined towards the outlet window.

4. The engine according to claims 1 to 3, characterized in that a part of the surface of the piston bottom in which the connecting channel is made is located at an angle to the transverse plane of the cylinder.

5. The engine according to claims 1 to 4, characterized in that it is equipped with a glow plug installed in the head opposite the connecting channel with the piston position near the top dead center.

6. The engine according to claims 1 to 5, characterized in that the combustion chamber is additionally communicated with the supra-piston cavity using a flare channel made in the piston bottom and located opposite the spark plug when the piston is near the top dead center.

7. The engine according to claims 1 to 6, characterized in that at least one bypass window is made in the piston skirt with the possibility of connecting the crankcase with the bypass channel when the piston is positioned near the bottom dead center.

8. The power supply system of a multi-fuel internal combustion engine, comprising a drive, a fuel supplying high-pressure organ with a discharge cavity and a pressure line, a nozzle associated with the discharge cavity, a fuel dispenser installed in the pressure line and connected to the nozzle by means of a high pressure pipeline, a device switching the injection moment when changing the type of fuel and the drain line, characterized in that, in order to increase efficiency, it is equipped with additional load by an inconsequential cavity and a high pressure pipeline, the injection moment switching device is made in the form of a hydraulic valve with at least two pairs of bypass channels installed in high pressure pipelines with the possibility of connecting each injection cavity to the outlet of one of the high pressure pipelines, and the injection cavities are made with the possibility alternately supplying fuel to high pressure pipelines.

9. The system of claim 8, characterized in that the output of the additional high pressure pipe is connected to a drain line.

10. The system of claim 8, characterized in that it is equipped with an additional nozzle, and the output of the additional high pressure pipe is connected to the latter.

11. The system according to claims 8 to 10, characterized in that the high-pressure fuel supply element is made in the form of a hydraulic accumulator with a booster pump connected to the drive connected to it, the dispenser-distributor is made with a spool and a hydraulic cylinder equipped with a free plunger that controls the piston, inlet and outlet openings communicated by means of a spool, respectively, with the pressure line and high pressure pipelines, and the injection cavities are formed by a free plunger and an adjusting piston.

12. The system of claims 8 to 11, characterized in that the spool is made in the form of a sleeve mounted coaxially with the hydraulic cylinder and connected to the drive by means of a crank.