[go: up one dir, main page]

RU2825688C2 - Four-stroke cylinder of relative motion with special compression chamber - Google Patents

Four-stroke cylinder of relative motion with special compression chamber Download PDF

Info

Publication number
RU2825688C2
RU2825688C2 RU2020140131A RU2020140131A RU2825688C2 RU 2825688 C2 RU2825688 C2 RU 2825688C2 RU 2020140131 A RU2020140131 A RU 2020140131A RU 2020140131 A RU2020140131 A RU 2020140131A RU 2825688 C2 RU2825688 C2 RU 2825688C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinder
occupying structure
piston
crankshaft
during
Prior art date
Application number
RU2020140131A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020140131A (en
Inventor
Ибрахим Мунир ХАННА
Original Assignee
Ибрахим Мунир ХАННА
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 Ибрахим Мунир ХАННА filed Critical Ибрахим Мунир ХАННА
Publication of RU2020140131A publication Critical patent/RU2020140131A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2825688C2 publication Critical patent/RU2825688C2/en

Links

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention can be used in cylinders. Mechanical cylinder system comprises cylinder (104) including inner chamber (208) occupying structure (202) and crankshaft piston (204). Inner chamber (208) of cylinder is changed by occupying structure (202) having compression chamber. Occupying structure (202) of the cylinder is made in the form of a cylindrical structure with a cavity as a floating piston. Occupying structure (202) provides a surface for interaction with compression chamber (704). Occupying structure (202) in its cavity contains primary combustion chamber (804) during early stage of working stroke. Occupying structure (202) has an edge that separates the primary and secondary combustion chambers. Combustion pressure applied to crankshaft piston (204) is applied to the smaller surface area of crankshaft piston (204) during the early part of the expansion stroke. Combustion pressure is applied to a larger surface area of piston (204) of the crankshaft during the later part of the expansion stroke. Combustion pressure applied to occupying structure (202) applies a resultant force to occupying structure (202) in the direction of piston (204) of the crankshaft during the early part of the expansion stroke and in the opposite direction during the later part of the expansion stroke. Surfaces of occupying structure (202) and piston (204) of crankshaft are made so that during expansion stroke there is disengagement between occupying structure (202) and piston (204) of crankshaft. Movement of occupying structure (202) during the early part of the expansion stroke creates a suction force of the compressible fluid medium into compression chamber (704). Disclosed is a method of introducing an occupying structure into a cylinder system, a mechanical cylinder and a mechanical engine system.
EFFECT: providing higher torque.
18 cl, 17 dwg

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross-reference to related applications

[0001] По настоящей заявке испрашивается приоритет согласно заявке на получение патента США номер 16/998,771, поданной 20 августа 2020 г., и заявке PCT/US2019/068510, поданной 25 декабря 2019 г. [0001] This application claims priority to U.S. Patent Application No. 16/998,771, filed August 20, 2020, and PCT Application No. PCT/US2019/068510, filed December 25, 2019.

Область техникиField of technology

[0002] Настоящее изобретение в целом относится к механическим устройствам, используемым для выполнения работы, и, более конкретно, к гидравлическим цилиндрам и цилиндрам сгорания.[0002] The present invention relates generally to mechanical devices used to perform work, and more particularly to hydraulic cylinders and combustion cylinders.

[0003] Определения некоторых компонентов и операций в цилиндре для возвратно- поступательного движения:[0003] Definitions of some components and operations in a reciprocating cylinder:

1. Возвратно-поступательное движение поршня коленчатого вала: коленчатый вал выполняет возвратно-поступательное движение между точкой максимального расширения на дне цилиндра, известной, как нижняя мертвая точка (НМТ), и точкой максимального втягивания, известной, как верхняя мертвая точка (ВМТ).1. Reciprocating motion of the crankshaft piston: The crankshaft performs a reciprocating motion between the point of maximum expansion at the bottom of the cylinder, known as bottom dead center (BDC), and the point of maximum retraction, known as top dead center (TDC).

2. Рабочий объем: им является площадь поверхности коленчатого вала, умноженная на расстояние такта между НМТ и ВМТ.2. Working volume: it is the surface area of the crankshaft multiplied by the stroke distance between BDC and TDC.

3. Объем камеры сгорания: им является пространство, находящееся между ВМТ и головкой цилиндра, в котором происходит сжатие текучей среды, в традиционном цилиндре в ходе подготовки к сгоранию.3. Combustion chamber volume: This is the space between TDC and the cylinder head in which the fluid is compressed in a traditional cylinder in preparation for combustion.

4. Смещенный объем: им является объем топливовоздушной смеси, который должен быть смещен после каждого цикла возвратно-поступательного движения, который в традиционном цилиндре равняется сумме объема камеры сгорания и рабочего объема. Простое размещение занимающей конструкции в пределах объема камеры сгорания может изменить объем камеры сгорания и коэффициент сжатия, но никогда не может сделать так, чтобы смещенный объем отличался от суммы объема камеры сгорания и рабочего объема.4. Displacement Volume: This is the volume of air-fuel mixture that must be displaced after each reciprocating cycle, which in a traditional cylinder is equal to the sum of the combustion chamber volume and the working volume. Simply placing the occupying structure within the combustion chamber volume can change the combustion chamber volume and the compression ratio, but can never make the displacement volume different from the sum of the combustion chamber volume and the working volume.

5. Закон Паскаля с зависимостью от положения используется для вычисления усилий, передаваемых смещенной текучей средой на поверхность коленчатого вала во время рабочего такта, где отношение выходного усилия к расстоянию такта представляет собой выходную механическую работу, которая равняется входной механической работе или эквивалентному подводимому теплу.5. Pascal's position-dependent law is used to calculate the forces transmitted by the displaced fluid to the crankshaft surface during the power stroke, where the ratio of the output force to the stroke distance represents the output mechanical work, which is equal to the input mechanical work or equivalent heat input.

6. Закон Паскаля с зависимостью от времени является новым математическим методом, вводимым в раскрытой системе, который описывает то, каким образом конкуренция с горючей текучей средой за пространство, находящееся за поверхностью поршня коленчатого вала, может сделать смещенный объем меньше суммы объема камеры сгорания и рабочего объема и, в результате, сэкономить необходимую подводимую механическую работу или тепло, необходимое для смещения текучей среды после каждого такта.6. Pascal's time-dependent law is a new mathematical method introduced in the disclosed system that describes how competition with the combustible fluid for the space behind the crankshaft piston surface can make the displaced volume less than the sum of the combustion chamber volume and the working volume and, as a result, save the necessary mechanical input or heat required to displace the fluid after each stroke.

7. Впуск для текучей среды цилиндра: им является патрубок для текучей среды и впускной клапан для текучей среды. В традиционном цилиндре впуск для текучей среды может, например, обеспечивать меняющееся количество воздуха между одним и другим циклом возвратно-поступательного движения, однако такая изменчивость в традиционном цилиндре может повлиять на коэффициент сжатия при предварительном сгорании. В традиционном цилиндре не может быть установлен или использован второй впуск для текучей среды, который мог бы изменить объем текучей среды или давления во время рабочего такта цилиндра, однако он будет включен в настоящей заявке.7. Fluid inlet of the cylinder: This is a fluid pipe and a fluid inlet valve. In a conventional cylinder, the fluid inlet may, for example, provide a variable amount of air between one reciprocating stroke and another, but such variability in a conventional cylinder may affect the compression ratio during pre-combustion. In a conventional cylinder, a second fluid inlet cannot be installed or used that could change the fluid volume or pressure during the power stroke of the cylinder, but it will be included in this application.

8. Второй впуск для воздуха является термином, используемым в настоящей заявке при указании текучей среды, вводимой в камеру сжатия или сгорания во время рабочего такта для повышения движущего усилия сгорания или гидравлического движущего усилия. В то время, как первый впуск для текучей среды отвечает за ввод текучей среды в цилиндр на каждом такте цилиндра, второй впуск может вводить текучую среду выборочно во время рабочего такта в ответ на повышение противодействующих усилий и повышение движущей нагрузки.8. The second air inlet is a term used in this application to refer to a fluid introduced into a compression or combustion chamber during a power stroke to increase the combustion driving force or hydraulic driving force. While the first fluid inlet is responsible for introducing fluid into the cylinder on each cylinder stroke, the second inlet may introduce fluid selectively during the power stroke in response to increasing counter forces and increasing driving load.

9. Четырехтактный традиционный двигатель предполагает выполнение всасывания воздуха, сжатия воздуха, сгорания и выброса за два цикла возвратно-поступательного движения. Четыре такта могут быть минимизированы до двух традиционных тактов за счет объединения всасывания, выброса и сжатия за одно движение в пределах одной и той же внутренней камеры цилиндра для выполнения рабочего такта на каждом такте в двухтактном цилиндре. В традиционном цилиндре не предусмотрено использование камеры сжатия, которая может помочь поддерживать всасывание и сжатие отдельно от сгорания и выброса, а также выполнять рабочий такт на каждом такте. Данный способ в раскрытой системе можно называть четырехтактным цилиндром относительного движения.9. The four-stroke conventional engine involves performing air intake, air compression, combustion and exhaust in two cycles of reciprocating motion. The four strokes can be minimized to two conventional strokes by combining intake, exhaust and compression in one motion within the same inner chamber of the cylinder to perform a power stroke in each stroke in a two-stroke cylinder. In a conventional cylinder, there is no provision for using a compression chamber, which can help maintain intake and compression separately from combustion and exhaust, and perform a power stroke in each stroke. This method in the disclosed system can be called a four-stroke relative motion cylinder.

10. Камера сжатия является термином, используемым в настоящей заявке для обозначения пространства, в котором выполняются четыре такта, за один цикл возвратно- поступательного движения.10. Compression chamber is a term used in this application to refer to the space in which four strokes are performed in one reciprocating cycle.

11. Как правило, занимающая конструкция относится к вводимому элементу, который размещается внутри цилиндра для воздействия на коэффициент сжатия при предварительном сгорании или на объем камеры сгорания. В настоящей заявке занимающая конструкция используется для обеспечения ускорения в камере цилиндра при сгорании или гидравлических усилиях в направлении коленчатого вала во время рабочего такта для конкуренции с горючей текучей средой за пространство с целью минимизации смещенного объема и повышения внутреннего давления в цилиндре.11. Generally, the occupying structure refers to an input element that is placed inside the cylinder to affect the compression ratio during pre-combustion or the volume of the combustion chamber. In this application, the occupying structure is used to provide acceleration in the cylinder chamber during combustion or hydraulic forces towards the crankshaft during the power stroke to compete with the combustible fluid for space in order to minimize the displaced volume and increase the internal pressure in the cylinder.

12. Механизм регулирования усилия в настоящей заявке относится к механическому узлу, выполненному с возможностью повышения или понижения движущего усилия коленчатого вала во время рабочего такта.12. The force control mechanism in this application refers to a mechanical unit designed to increase or decrease the driving force of the crankshaft during the power stroke.

13. Декомпрессия текучей среды в традиционном цилиндре происходит во время рабочего такта, когда давление текучей среды понижается в направлении конца рабочего такта. Если движение поршня коленчатого вала составило более 15 метров в секунду, то от этого страдает внутренняя поверхность поршня коленчатого вала, что называется зоной замирания, что не желательно ввиду ее связи с неполным сгоранием. В настоящей заявке нами будет введена декомпрессия текучей среды в камеры сжатия, начиная с начала рабочего такта, а также другая декомпрессия текучей среды путем открытия впуска для текучей среды, для обеспечения возможности перемещения сжатого воздуха внутрь и в направлении камеры сгорания во время более поздней части рабочего такта с целью удаления отработанной текучей среды из первичной камеры сгорания, а также обеспечения эффектов охлаждения занимающей конструкции без понижения качества сгорания. Например, если отработанная текучая среда имеет коэффициент атмосферного сжатия 2:1 в цилиндре вблизи конца рабочего такта и если нетопливная смешанная нагнетенная с наддувом текучая среда, вводимая в цилиндр, имеет коэффициент сжатия 10:1. Отработанная текучая среда выйдет, а сжатый свежий воздух будет подвержен декомпрессии и пройдет в цилиндр для обеспечения эффектов охлаждения для внутреннего пространства цилиндра и для обеспечения частично сжатого свежего воздуха, доступного для полного сжатия на следующем втягивании поршня.13. Decompression of the fluid in a traditional cylinder occurs during the power stroke, when the pressure of the fluid decreases towards the end of the power stroke. If the movement of the crankshaft piston is more than 15 meters per second, then the inner surface of the crankshaft piston suffers from this, which is called the fading zone, which is undesirable due to its association with incomplete combustion. In this application, we will introduce decompression of the fluid in the compression chambers, starting from the beginning of the power stroke, and also another decompression of the fluid by opening the inlet for the fluid, to allow the movement of compressed air into and towards the combustion chamber during the later part of the power stroke in order to remove the spent fluid from the primary combustion chamber, as well as to provide cooling effects of the occupying structure without reducing the quality of combustion. For example, if the exhaust fluid has an atmospheric compression ratio of 2:1 in the cylinder near the end of the power stroke and if the non-fuel mixed supercharged fluid introduced into the cylinder has a compression ratio of 10:1, the exhaust fluid will exit and compressed fresh air will be decompressed and passed into the cylinder to provide cooling effects for the interior of the cylinder and to provide partially compressed fresh air available for full compression on the next piston retraction.

[0004] В широком ряде устройств используются цилиндры для выполнения механических функций и обеспечения полезной работы. В типичном двигателе внутреннего сгорания (ДВС), например, используется ряд цилиндров, в которых топливовоздушная смесь сжимается и сжигается для обеспечения работы, которая сообщается соответствующему поршню возвратно-поступательного хода. Каждый поршень может быть соединен с коленчатым валом, с помощью которого усилия, сообщаемые поршням, могут передаваться через различные промежуточные устройства на колеса транспортного средства для обеспечения, таким образом, движения транспортного средства. Поршни могут быть соединены для приведения в движение турбины, насоса или электрического генератора.[0004] A wide variety of devices employ cylinders to perform mechanical functions and provide useful work. A typical internal combustion engine (ICE), for example, employs a series of cylinders in which a fuel-air mixture is compressed and burned to provide work that is imparted to a corresponding reciprocating piston. Each piston may be connected to a crankshaft by which the forces imparted to the pistons may be transmitted through various intermediate devices to the wheels of a vehicle to thereby provide motion to the vehicle. The pistons may be connected to drive a turbine, a pump, or an electric generator.

[0005] Будучи выполненным для использования в ДВС, гидравлической системе или других сферах, типичный цилиндр на выходе производит механическую работу, которая пропорциональна его рабочему объему (например, объему, через который проходит поверхность поршня), который является произведением поверхности поршня и расстояния такта (например, осевого расстояния, которое проходит поверхность поршня). Следовательно, прошлые системы (например, бензиновые и дизельные ДВС) перешли на повышенные рабочие объемы и/или расстояния для повышения выходной мощности цилиндра. Повышение рабочего объема и/или расстояния может привести к увеличению размеров цилиндра и, следовательно, массы двигателя, при этом снижая общую экономичность двигателя и транспортного средства, в которых используются такие увеличенные цилиндры. Во всех традиционных цилиндрах рабочий объем плюс объем камеры сгорания равняется смещенному объему, что представляет то, сколько введенной текучей среды требуется для использования на каждом такте. Решение, заключающееся в том, чтобы сделать смещенный объем меньше суммы объема камеры сгорания и рабочего объема или даже меньше рабочего объема, дало бы улучшенную производительность двигателя, пропорциональную проценту понижения такого смещенного объема.[0005] When designed for use in an internal combustion engine, hydraulic system, or other applications, a typical cylinder produces mechanical work at the output that is proportional to its swept volume (e.g., the volume through which the piston surface passes), which is the product of the piston surface and the stroke distance (e.g., the axial distance through which the piston surface passes). Therefore, past systems (e.g., gasoline and diesel internal combustion engines) have moved to larger swept volumes and/or distances to increase the output of the cylinder. Increasing the swept volume and/or distance can result in an increase in the cylinder size and, therefore, the weight of the engine, while reducing the overall efficiency of the engine and vehicle that use such larger cylinders. In all traditional cylinders, the swept volume plus the combustion chamber volume equals the displacement volume, which represents how much of the injected fluid is required to be used on each stroke. A solution to make the displacement volume less than the sum of the combustion chamber volume and the working volume, or even less than the working volume, would give improved engine performance proportional to the percentage reduction in such displacement volume.

[0006] Другие подходы в отношении повышения экономичности двигателя могут включать в себя использование системы регенерации. Гидравлические цилиндры, например, могут быть соединены с гидравлическим или турбонагнетателем или с электрической системой регенерации, однако такие системы регенерации зачастую проявляют ограниченные степени эффективности (например, 20-30%), в частности, когда они работают при высоком начальном давлении, составляющем приблизительно 1000 фунт/кв. дюйм, для повышения коэффициента сжатия. При регенерации турбонагнетателя, система направлена на то, чтобы участвовать в движущих усилиях цилиндра при более низком коэффициенте сжатия, и результат регенерации может быть улучшен. В качестве примера, в раскрытой системе обеспечен потенциал регенерации 80%.[0006] Other approaches to improving engine efficiency may include the use of a regeneration system. Hydraulic cylinders, for example, may be connected to a hydraulic or turbocharger or to an electrical regeneration system, but such regeneration systems often exhibit limited degrees of efficiency (e.g., 20-30%), particularly when they operate at a high initial pressure of approximately 1000 psi to increase the compression ratio. When regenerating a turbocharger, the system is designed to participate in the driving forces of the cylinder at a lower compression ratio, and the regeneration result can be improved. As an example, the disclosed system provides a regeneration potential of 80%.

[0007] В четырехтактных двигателях был реализован метод прямого впрыска с целью удовлетворения требований в отношении чистоты окружающей среды. Двухтактные двигатели, в которых желательным является использование каждого такта в качестве рабочего такта, полностью запрещены в некоторых областях ввиду того, что они склонны выбрасывать избыточные количества не полностью сгоревшего выхлопного газа. Решение, заключающееся в реализации четырехтактной рабочей модели (всасывание, сжатие, сгорание, выброс) за один цикл возвратно-поступательного движения, в которой каждый такт является рабочим тактом, при этом не жертвуя качеством выброса, обеспечило бы преимущества как двух-, так и четырехтактных двигателей.[0007] Direct injection has been implemented in four-stroke engines to meet environmental concerns. Two-stroke engines, in which it is desirable to use each stroke as a power stroke, are completely banned in some areas because they tend to emit excessive amounts of incompletely burned exhaust gas. A solution to implement a four-stroke working model (intake, compression, combustion, emission) in a single reciprocating cycle, in which each stroke is a power stroke, without sacrificing emission quality, would provide the advantages of both two- and four-stroke engines.

[0008] Ввиду вышеуказанного, существует потребность в механизме, который удовлетворил бы требованиям двигателя внутреннего сгорания в отношении окружающей среды за счет оптимизации усилий цилиндра и внутреннего давления, при этом минимизируя выброс несгоревших текучих сред и смешанной текучей среды с топливом, при этом по-прежнему достигая превосходной выходной мощности.[0008] In view of the above, there is a need for a mechanism that satisfies the environmental requirements of an internal combustion engine by optimizing cylinder forces and internal pressure, while minimizing the emission of unburned fluids and mixed fluid with fuel, while still achieving excellent power output.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

[0009] Данное раскрытие сущности представлено для отображения выбора замыслов в упрощенной форме, которые описаны далее в подробном описании. Данное раскрытие сущности не предназначено для указания ключевых особенностей существенных признаков заявленного объекта изобретения, как и не предназначено для ограничения объема заявленного объекта изобретения. Кроме того, заявленный объект изобретения не ограничивается вариантами реализации, которые устраняют некоторые или все недостатки, упомянутые в любой части настоящего раскрытия.[0009] This disclosure is presented to illustrate a selection of concepts in a simplified form that are described further in the detailed description. This disclosure is not intended to identify key features of the essential features of the claimed subject matter, nor is it intended to limit the scope of the claimed subject matter. Furthermore, the claimed subject matter is not limited to embodiments that solve some or all of the disadvantages mentioned in any portion of this disclosure.

[0010] В соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения, в его наиболее упрощенной форме раскрыт блок двигателя, включающий в себя один или множество цилиндров, при этом система цилиндра содержит механический цилиндр, включающий в себя внутреннюю камеру, в которую вводится текучая среда, и поршень коленчатого вала, выполненный с возможностью реализации возвратно-поступательного движения во внутренней камере; и занимающую конструкцию цилиндра, включающую в себя плавающий поршень, причем занимающая конструкция переменным образом продвигается во внутреннюю камеру цилиндра и втягивается из нее в соответствии с возвратно-поступательным движением поршня коленчатого вала, и причем занимающая конструкция содержит или окружает камеру сгорания в области объема между поршнем коленчатого вала и верхней частью цилиндра, причем занимающая конструкция имеет кромку, обращенную в направлении головки двигателя, причем в такой кромке занимающая конструкция создает первичную и вторичную камеры сгорания, и причем занимающая конструкция и поршень коленчатого вала находятся в штекерно-гнездовом зацеплении.[0010] According to embodiments of the present invention, in its most simplified form, an engine block is disclosed that includes one or a plurality of cylinders, wherein the cylinder system comprises a mechanical cylinder that includes an internal chamber into which a fluid medium is introduced, and a crankshaft piston that is configured to perform reciprocating motion in the internal chamber; and a cylinder occupying structure including a floating piston, wherein the occupying structure is alternately advanced into and retracted from the inner chamber of the cylinder in accordance with the reciprocating movement of the crankshaft piston, and wherein the occupying structure comprises or surrounds a combustion chamber in the volume region between the crankshaft piston and the upper part of the cylinder, wherein the occupying structure has an edge facing in the direction of the engine head, wherein in such edge the occupying structure creates a primary and secondary combustion chamber, and wherein the occupying structure and the crankshaft piston are in a plug-and-socket engagement.

[0011] В другом аспекте настоящего изобретения раскрыт блок двигателя, включающий в себя один или множество цилиндров, при этом система цилиндра содержит механический цилиндр, включающий в себя внутреннюю камеру, в которую вводится текучая среда, и поршень коленчатого вала, выполненный с возможностью реализации возвратно-поступательного движения во внутренней камере; и занимающую конструкцию цилиндра, включающую в себя плавающий поршень, причем занимающая конструкция переменным образом продвигается во внутреннюю камеру цилиндра и втягивается из нее в соответствии с возвратно-поступательным движением поршня коленчатого вала, и причем занимающая конструкция содержит или окружает камеру сгорания в области объема между поршнем коленчатого вала и верхней частью цилиндра. Система цилиндра включает в себя первый и второй впуск для текучей среды для каждого цилиндра, причем впуск для текучей среды содержит патрубок для текучей среды и клапан.[0011] In another aspect of the present invention, an engine block is disclosed, including one or a plurality of cylinders, wherein the cylinder system comprises a mechanical cylinder, including an internal chamber, into which a fluid is introduced, and a crankshaft piston, configured to implement a reciprocating motion in the internal chamber; and an occupying structure of the cylinder, including a floating piston, wherein the occupying structure is alternately advanced into and retracted from the internal chamber of the cylinder in accordance with the reciprocating motion of the crankshaft piston, and wherein the occupying structure comprises or surrounds the combustion chamber in the volume region between the crankshaft piston and the upper part of the cylinder. The cylinder system includes a first and a second fluid inlet for each cylinder, wherein the fluid inlet comprises a fluid pipe and a valve.

[0012] В другом аспекте система цилиндра в блоке двигателя может содержать набор традиционных цилиндров помимо набора цилиндров, оснащенных плавающими поршнями, или она может содержать цилиндры одного типа, оснащенные плавающими поршнями.[0012] In another aspect, a cylinder system in an engine block may comprise a set of conventional cylinders in addition to a set of cylinders equipped with floating pistons, or it may comprise cylinders of the same type equipped with floating pistons.

[0013] В другом аспекте плавающий поршень поступательным образом смещает часть внутренней камеры в цилиндре, так что фактический смещенный объем становится меньше суммы рабочего объема и объема камеры сгорания.[0013] In another aspect, the floating piston progressively displaces a portion of the internal chamber in the cylinder such that the actual displaced volume becomes less than the sum of the working volume and the combustion chamber volume.

[0014] В другом аспекте плавающий поршень уменьшает забор текучей среды путем уменьшения смещенного объема.[0014] In another aspect, the floating piston reduces fluid intake by reducing the displaced volume.

[0015] В другом аспекте плавающий поршень ускоряется после поршня коленчатого вала в том же направлении под действием усилий сгорания.[0015] In another aspect, the floating piston is accelerated after the crankshaft piston in the same direction under the action of combustion forces.

[0016] В другом аспекте двигатель содержит механизм регулирования усилия в цилиндре, выполненный с возможностью управления занимающей конструкцией в цилиндре посредством электромагнитного активатора, насосного механизма с турбонагнетателем или насосного механизма с наддувом.[0016] In another aspect, the engine comprises a cylinder force control mechanism configured to control a cylinder occupant structure by means of an electromagnetic activator, a turbocharger pump mechanism, or a supercharged pump mechanism.

[0017] В другом аспекте плавающий поршень может представлять собой фиксированную конструкцию, имеющую определенное целевое применение, или он может функционировать в качестве второго плавающего поршня, который, посредством механического соединения, управления магнитами или гидравлической связи, может прибавлять дополнительное усилие для выборочного, динамического и управляемого повышения и/или понижения внутреннего давления в цилиндре в ходе тактов расширения или сжатия, соответственно, в зависимости от требований конкретного применения системы.[0017] In another aspect, the floating piston may be a fixed structure having a specific intended application, or it may function as a second floating piston that, through a mechanical connection, magnetic control, or hydraulic communication, can add additional force to selectively, dynamically, and controllably increase and/or decrease the internal pressure in the cylinder during the expansion or compression strokes, respectively, depending on the requirements of a specific application of the system.

[0018] В другом аспекте механизм регулирования усилия реагирует на положение дроссельной заслонки.[0018] In another aspect, the force control mechanism responds to the position of the throttle valve.

[0019] В другом аспекте активация электромагнитного активатора на каждом механическом цикле по существу инициируется механическими или магнитными датчиками, которые отслеживают положение педали дроссельной заслонки и реагируют на него.[0019] In another aspect, activation of the electromagnetic actuator at each mechanical cycle is substantially initiated by mechanical or magnetic sensors that monitor and respond to the position of the throttle pedal.

[0020] В другом аспекте запуск потока текучей среды для наддува или турбонагнетания через второй впуск для текучей среды в цилиндр инициируется механическими или магнитными датчиками, которые отслеживают приводную нагрузку двигателя, а также положительное и отрицательное приводное усилие поршней коленчатого вала.[0020] In another aspect, the initiation of a flow of fluid for boosting or turbocharging through a second fluid inlet into the cylinder is initiated by mechanical or magnetic sensors that monitor the engine drive load and the positive and negative drive force of the crankshaft pistons.

[0021] В другом аспекте датчики в механизмах управления реагируют на положение коленчатого вала или шатуна коленчатого вала и на положение плавающего поршня.[0021] In another aspect, sensors in the control mechanisms respond to the position of the crankshaft or crankshaft connecting rod and to the position of the floating piston.

[0022] В другом аспекте датчики в механизме управления реагируют на величину нагрузки двигателя или сопротивление усилию коленчатого вала.[0022] In another aspect, sensors in the control mechanism respond to the magnitude of engine load or crankshaft force resistance.

[0023] В другом аспекте датчики механизма регулирования реагируют на скорость двигателя.[0023] In another aspect, the control mechanism sensors respond to engine speed.

[0024] В другом аспекте датчики механизма регулирования реагируют на температуру двигателя.[0024] In another aspect, the control mechanism sensors respond to engine temperature.

[0025] В другом аспекте электромагнитный активатор в механизме регулирования использует три электромагнитных полюса для чередования, а не два. Когда два электромагнитных полюса чередуют свою полярность, электроны проходят от одной стороны к другой на каждом цикле чередования. Использование трех полюсов может обеспечить чередующиеся силы притягивания и отталкивания без необходимости в чередовании положений электронов, причем такая компоновка может не только обеспечить более высокую частоту цикличного движения, но также более высокую выходную мощность.[0025] In another aspect, the electromagnetic actuator in the control mechanism uses three electromagnetic poles for alternation, rather than two. When two electromagnetic poles alternate their polarity, electrons pass from one side to the other at each alternation cycle. The use of three poles can provide alternating attractive and repulsive forces without the need for alternating electron positions, and such an arrangement can not only provide a higher frequency of cyclic movement, but also a higher output power.

[0026] В другом аспекте магнитное поле взаимодействует с постоянным магнитом в плавающем поршне для переменного удаления плавающего поршня из внутренней камеры цилиндра во время такта расширения.[0026] In another aspect, a magnetic field interacts with a permanent magnet in the floating piston to variably remove the floating piston from the inner chamber of the cylinder during the expansion stroke.

[0027] В другом аспекте механизм регулирования усилия представляет собой механизм турбонагнетания иди нагнетания с наддувом, в котором нагнетенная текучая среда направляется для заполнения пространства между плавающим поршнем и головкой цилиндра во время рабочего такта для повышения давления текучей среды между плавающим поршнем и головкой цилиндра, и, в результате, повышения ускорения плавающего поршня, а также непрямого повышения давления сгорания и усилия, действующего на поршень коленчатого вала.[0027] In another aspect, the force control mechanism is a turbocharging or supercharging mechanism in which the pressurized fluid is directed to fill the space between the floating piston and the cylinder head during the power stroke to increase the pressure of the fluid between the floating piston and the cylinder head, and, as a result, increase the acceleration of the floating piston, as well as indirectly increase the combustion pressure and the force acting on the piston of the crankshaft.

[0028] В другом аспекте путь нагнетенной текучей среды может включать в себя второй впуск для текучей среды помимо первого впуска, причем первый впуск используется для непрерывного ввода текучей среды для двигателя на каждом такте, а второй впуск используется для переменного ввода текучей среды для двигателя под управлением механизма регулирования усилия и в ответ на требования в отношении нагрузки и скорости.[0028] In another aspect, the pumped fluid path may include a second fluid inlet in addition to the first inlet, wherein the first inlet is used to continuously introduce fluid to the engine on each stroke, and the second inlet is used to variablely introduce fluid to the engine under the control of the force control mechanism and in response to load and speed requirements.

[0029] В другом аспекте цилиндр представляет собой гидравлический цилиндр, а текучая среда представляет собой гидравлическую текучую среду, изначально впрыснутую в пространство, окруженное поршнем коленчатого вала и плавающим поршнем (занимающая конструкция).[0029] In another aspect, the cylinder is a hydraulic cylinder and the fluid is a hydraulic fluid initially injected into a space surrounded by the crankshaft piston and the floating piston (occupying structure).

[0030] В другом аспекте цилиндр представляет собой цилиндр сгорания, а текучая среда представляет собой горючую текучую среду.[0030] In another aspect, the cylinder is a combustion cylinder and the fluid is a combustible fluid.

[0031] В другом аспекте плавающий поршень выполняет движение по существу с такой же скоростью, что и поршень коленчатого вала, и в том же или в противоположном направлении относительно положения поршня коленчатого вала во время такта расширения, и в том же направлении, что и движение поршня коленчатого вала во время такта сжатия.[0031] In another aspect, the floating piston performs a movement at substantially the same speed as the crankshaft piston and in the same or opposite direction relative to the position of the crankshaft piston during the expansion stroke, and in the same direction as the movement of the crankshaft piston during the compression stroke.

[0032] В другом аспекте плавающий поршень продвигается во внутреннюю камеру цилиндра во время такта расширения цилиндра, и при этом плавающий поршень полностью втягивается из внутренней камеры цилиндра во время такта сжатия цилиндра; и причем плавающий поршень дополнительно продвигается и втягивается из определенного положения во время такта расширения.[0032] In another aspect, the floating piston advances into the inner chamber of the cylinder during the expansion stroke of the cylinder, and wherein the floating piston is completely retracted from the inner chamber of the cylinder during the compression stroke of the cylinder; and wherein the floating piston is further advanced and retracted from a certain position during the expansion stroke.

[0033] В другом аспекте камера сгорания частично включена или окружена корпусом плавающего поршня, причем эффективный диаметр камеры сгорания меньше диаметра цилиндра.[0033] In another aspect, the combustion chamber is partially included or surrounded by a floating piston housing, wherein the effective diameter of the combustion chamber is less than the diameter of the cylinder.

[0034] В другом аспекте поверхность сцепления рабочего поршня коленчатого вала и плавающего поршня частично или полностью имеет форму конуса.[0034] In another aspect, the engagement surface of the crankshaft working piston and the floating piston is partially or completely cone-shaped.

[0035] В другом аспекте плавающий поршень является вторым поршнем, который может менять направление своего ускорения во время такта расширения.[0035] In another aspect, the floating piston is a second piston that can change the direction of its acceleration during the expansion stroke.

[0036] В другом аспекте плавающий поршень, имеющий кромку, маркирующую две отдельных полости, с промежуточным элементом для штекерно-гнездового зацепления с поршнем коленчатого вала, используется в четырехтактном цилиндре, причем четыре такта выполняются за два цикла возвратно-поступательного движения, и причем сжатие текучей среды выполняется посредством традиционных четырехтактных движений, причем для сжатия и сгорания предусмотрена одна и та же камера в пределах цилиндра.[0036] In another aspect, a floating piston having an edge marking two separate cavities with an intermediate element for plug-and-socket engagement with a piston of a crankshaft is used in a four-stroke cylinder, wherein the four strokes are completed in two cycles of reciprocating motion, and wherein the compression of a fluid is performed by means of conventional four-stroke movements, wherein the same chamber within the cylinder is provided for compression and combustion.

[0037] В качестве другого примера раскрыт способ выполнения двух тактов двигателя за одно сгорание в цилиндре за счет инициирования сжатия в камере сжатия, включающих рабочий такт расширения и такт втягивания, для обеспечения четырехтактных функций четырехтактного двигателя, включающий забор воздуха, сжатие воздуха, рабочий такт и такты выпуска.[0037] As another example, a method is disclosed for performing two engine strokes in one combustion in a cylinder by initiating compression in a compression chamber, including a power stroke of expansion and a suction stroke, to provide four-stroke functions of a four-stroke engine, including air intake, air compression, power stroke and exhaust strokes.

[0038] В качестве другого примера раскрыт способ повышения ускорения двигателя путем повышения внутреннего давления цилиндра путем доставки сжатой текучей среды в камеру за плавающим поршнем во время рабочего такта.[0038] As another example, a method is disclosed for increasing the acceleration of an engine by increasing the internal pressure of a cylinder by delivering compressed fluid into a chamber behind a floating piston during the power stroke.

[0039] В качестве другого примера раскрыт способ замедления двигателя путем перемещения плавающего поршня в противоположно направлении относительно коленчатого вала, обуславливая понижение внутреннего давления цилиндра и понижение мощности коленчатого вала, без необходимости в раннем выбросе несгоревшего выхлопа.[0039] As another example, a method is disclosed for slowing an engine by moving a floating piston in the opposite direction relative to the crankshaft, causing a decrease in internal cylinder pressure and a decrease in crankshaft power, without the need for early emission of unburned exhaust.

[0040] В другом аспекте занимающая конструкция цилиндра дополнительно продвигается и втягивается посредством электромагнитного активатора, гидравлического пресса с наддувом или турбонагнетателя.[0040] In another aspect, the cylinder occupying structure is further advanced and retracted by means of an electromagnetic activator, a supercharged hydraulic press, or a turbocharger.

[0041] В другом примере раскрыт способ для гибридного электромагнитного бензинового привода цилиндра или гибридного гидравлического бензинового привода цилиндра, в котором второй поршень передает вторичные усилия давления на связанный поршень коленчатого вала.[0041] In another example, a method is disclosed for a hybrid electromagnetic gasoline cylinder actuator or a hybrid hydraulic gasoline cylinder actuator in which a second piston transmits secondary pressure forces to a coupled piston of a crankshaft.

[0042] В другом примере раскрыт способ повышения выходной энергии второго поршня, связанного с электромагнитом, путем присвоения такому электромагниту одной задачи отталкивания или притягивания, и в котором такой электромагнит использует три магнитных полюса вместо двух.[0042] In another example, a method is disclosed for increasing the output energy of a second piston associated with an electromagnet by assigning such electromagnet a single repulsion or attraction task, and in which such electromagnet uses three magnetic poles instead of two.

[0043] В другом аспекте цилиндр представляет собой цилиндр сгорания, способ дополнительно включает впрыск горючего топлива в специальную камеру сгорания.[0043] In another aspect, the cylinder is a combustion cylinder, the method further comprising injecting combustible fuel into the designated combustion chamber.

[0044] В другом аспекте цилиндр представляет собой гидравлический цилиндр, способ дополнительно включает сжатие текучей среды во время такта сжатия.[0044] In another aspect, the cylinder is a hydraulic cylinder, the method further comprising compressing the fluid during the compression stroke.

[0045] Еще в одном примере раскрыта система цилиндра, содержащая: механический цилиндр, включающий в себя внутреннюю камеру, в которую вводится текучая среда, и поршень коленчатого вала, выполненный с возможностью реализации возвратно-поступательного движения во внутренней камере, занимающую конструкцию цилиндра, включающую в себя плавающий поршень в качестве второго поршня, причем плавающий поршень переменным образом продвигается в качестве второго поршня в первом направлении во время такта расширения цилиндра и втягивается во втором направлении, которое по существу противоположно первому направлению, во время такта сжатия, причем вводимый шток частично окружает камеру сгорания, причем занимающая конструкция цилиндра изначально перемещается за счет усилий сгорания на определенное расстояние, после чего она далее продвигается или втягивается посредством электромагнитного или гидравлического активатора.[0045] In another example, a cylinder system is disclosed, comprising: a mechanical cylinder, including an internal chamber, into which a fluid medium is introduced, and a crankshaft piston, configured to implement a reciprocating motion in the internal chamber, occupying a cylinder structure, including a floating piston as a second piston, wherein the floating piston is alternately advanced as a second piston in a first direction during an expansion stroke of the cylinder and is retracted in a second direction, which is substantially opposite to the first direction, during a compression stroke, wherein the insertion rod partially surrounds the combustion chamber, wherein the occupying cylinder structure is initially moved by combustion forces a certain distance, after which it is further advanced or retracted by means of an electromagnetic or hydraulic activator.

[0046] В качестве еще одного примера раскрыта система механического цилиндра, содержащая: цилиндр, включающий в себя внутреннюю камеру, занимающую конструкцию и поршень коленчатого вала, причем внутренняя камера цилиндра модифицирована занимающей конструкцией таким образом, что давление сгорания, применяемое к поршню коленчатого вала, применяется к меньшей площади поверхности поршня коленчатого вала во время ранней части такта расширения и к большей площади поверхности поршня коленчатого вала во время поздней части такта расширения.[0046] As another example, a mechanical cylinder system is disclosed comprising: a cylinder including an inner chamber, an occupying structure and a piston of a crankshaft, wherein the inner chamber of the cylinder is modified by the occupying structure such that combustion pressure applied to the piston of the crankshaft is applied to a smaller surface area of the piston of the crankshaft during an early portion of the expansion stroke and to a larger surface area of the piston of the crankshaft during a late portion of the expansion stroke.

[0047] Еще в одном примере раскрыта система цилиндра, содержащая: механический цилинд, включающий в себя внутреннюю камеру, в которую вводится текучая среда, и поршень коленчатого вала, выполненный с возможностью реализации возвратно-поступательного движения во внутренней камере, занимающую конструкцию цилиндра, включающую в себя конструкцию цилиндрической формы с полостью в качестве плавающего поршня, причем плавающий поршень переменным образом продвигается в качестве второго поршня в первом направлении во время такта расширения цилиндра и втягивается во втором направлении, которое по существу противоположно первому направлению, во время такта сжатия, причем плавающий поршень частично окружает камеру сгорания между поршнем коленчатого вала и головкой цилиндра, причем занимающая конструкция цилиндра изначально перемещается за счет усилий сгорания на определенное расстояние, после чего она далее продвигается или втягивается посредством электромагнитного или гидравлического активатора.[0047] In another example, a cylinder system is disclosed, comprising: a mechanical cylinder, including an internal chamber, into which a fluid medium is introduced, and a crankshaft piston, configured to implement a reciprocating motion in the internal chamber, occupying a cylinder structure, including a cylindrical structure with a cavity as a floating piston, wherein the floating piston is alternately advanced as a second piston in a first direction during the expansion stroke of the cylinder and is retracted in a second direction, which is substantially opposite to the first direction, during the compression stroke, wherein the floating piston partially surrounds a combustion chamber between the crankshaft piston and the cylinder head, wherein the occupying cylinder structure is initially moved by combustion forces a certain distance, after which it is further advanced or retracted by means of an electromagnetic or hydraulic activator.

[0048] В другом аспекте система выполнена таким образом, что сгорание происходит внутри полости в занимающей конструкции для применения давления сгорания и к занимающей конструкции, и к поршню коленчатого вала.[0048] In another aspect, the system is configured such that combustion occurs within a cavity in the occupying structure to apply combustion pressure to both the occupying structure and the crankshaft piston.

[0049] В другом аспекте занимающая конструкция представляет собой подвижную относительно цилиндра конструкцию, и причем движением занимающей конструкции управляет одно или более усилий, применяемых механизмом применения усилия.[0049] In another aspect, the occupying structure is a structure that is movable relative to the cylinder, and wherein the movement of the occupying structure is controlled by one or more forces applied by a force applying mechanism.

[0050] В другом аспекте механизм применения усилия реагирует на положение дроссельной заслонки благодаря датчикам положения дроссельной заслонки таким образом, что одно или более усилий, применяемых к занимающей конструкции, зависят от положения дроссельной заслонки.[0050] In another aspect, the force application mechanism is responsive to the position of the throttle valve via throttle position sensors such that one or more forces applied to the occupying structure depend on the position of the throttle valve.

[0051] В другом аспекте механизм применения усилия выполнен с возможностью применения усилия втягивания к занимающей конструкции во время такта расширения.[0051] In another aspect, the force applying mechanism is configured to apply a retraction force to the occupying structure during the expansion stroke.

[0052] В другом аспекте механизм применения усилия выполнен с возможностью применения усилия продвижения к занимающей конструкции во время такта расширения.[0052] In another aspect, the force applying mechanism is configured to apply a forward force to the occupying structure during the expansion stroke.

[0053] В другом аспекте система выполнена с возможностью частичного выполнения функции такта сжатия во время такта расширения путем подкачки свежего воздуха за занимающую конструкцию посредством механизма применения усилия или такта всасывания текучей среды за счет естественного наполнения двигателя через первый впуск для текучей среды.[0053] In another aspect, the system is configured to partially perform the function of the compression stroke during the expansion stroke by pumping fresh air behind the occupying structure via a force application mechanism or a fluid suction stroke due to natural filling of the engine through a first fluid inlet.

[0054] В другом аспекте система выполнена с возможностью реализации декомпрессии текучей среды заранее во время такта расширения и в пределах расширенной камеры за занимающей конструкцией, при этом такая декомпрессия применяется к текучей среде, которая была сжата во время предыдущего цикла возвратно-поступательного движения и осталась за пределами камеры сгорания.[0054] In another aspect, the system is configured to implement decompression of the fluid in advance during the expansion stroke and within the expanded chamber behind the occupying structure, wherein such decompression is applied to the fluid that was compressed during the previous reciprocating cycle and remained outside the combustion chamber.

[0055] В другом аспекте система выполнена с возможностью реализации декомпрессии текучей среды для обеспечения эффектов охлаждения за счет обеспечения возможности перемещения сжатой текучей среды в камере сжатия на более поздней части рабочего такта из камеры сжатия, расположенной между занимающей конструкцией и головкой цилиндра, в полость в занимающей конструкции.[0055] In another aspect, the system is configured to implement decompression of the fluid to provide cooling effects by allowing compressed fluid in the compression chamber to move at a later portion of the power stroke from a compression chamber located between the occupying structure and the cylinder head into a cavity in the occupying structure.

[0056] В другом аспекте система выполнена с возможностью обеспечения попадания сжатого, свежего воздуха или текучей среды в полость в занимающей конструкции для ее очистки от отработанной текучей среды во время более поздней часта такта расширения.[0056] In another aspect, the system is configured to provide compressed, fresh air, or fluid into the cavity in the occupying structure to purge it of spent fluid during a later portion of the expansion stroke.

[0057] В другом аспекте система выполнена с возможностью обеспечения попадания турбонагнетаемого сжатого воздуха или сжатого нагнетенного с наддувом воздуха во внутреннюю камеру цилиндра через второй впуск для текучей среды во время такта расширения.[0057] In another aspect, the system is configured to allow turbocharged compressed air or compressed supercharged air to enter the cylinder interior chamber through the second fluid inlet during the expansion stroke.

[0058] В другом аспекте система выполнена с возможностью обеспечения расцепления занимающей конструкции и поршня коленчатого вала во время рабочего такта за счет исполнения площадей поверхности занимающей конструкции таким образом, чтобы усилия сгорания обеспечивали такое расцепление во время рабочего такта в пределах диапазона допустимого минимума и допустимого максимума изначальных коэффициентов сжатия.[0058] In another aspect, the system is configured to provide disengagement of the occupying structure and the crankshaft piston during the power stroke by designing the surface areas of the occupying structure in such a way that combustion forces provide such disengagement during the power stroke within a range of the permissible minimum and permissible maximum initial compression ratios.

[0059] В другом аспекте система выполнена с возможностью обеспечения выхода отработанной текучей среды из внутренней камеры цилиндра во время ранней части такта втягивания и перед расцеплением занимающей конструкции и поршня коленчатого вала.[0059] In another aspect, the system is configured to provide an outlet for spent fluid from the inner chamber of the cylinder during the early portion of the retraction stroke and before disengagement of the occupying structure and the crankshaft piston.

[0060] В другом аспекте система выполнена с возможностью реализации сжатия текучей среды позже во время такта втягивания между временем зацепления коленчатого вала с занимающей конструкцией и временем полного втягивания, причем в это время между полостью в занимающей конструкции и камерой сжатия открыт впускной клапан.[0060] In another aspect, the system is configured to implement compression of the fluid later during the retraction stroke between the time of engagement of the crankshaft with the occupying structure and the time of full retraction, wherein at this time the inlet valve is open between the cavity in the occupying structure and the compression chamber.

[0061] В другом аспекте система выполнена с возможностью реализации функций забора, сжатия, расширения и выброса за два такта за одно сгорание.[0061] In another aspect, the system is configured to implement the functions of intake, compression, expansion and emission in two strokes during one combustion.

[0062] В другом аспекте механизм применения усилия включает в себя электромагнитный активатор.[0062] In another aspect, the force application mechanism includes an electromagnetic activator.

[0063] В другом аспекте механизм применения усилия включает в себя гидравлическую систему.[0063] In another aspect, the force application mechanism includes a hydraulic system.

[0064] В другом аспекте механизм применения усилия включает в себя систему принудительной индукции.[0064] In another aspect, the force application mechanism includes a forced induction system.

[0065] В другом аспекте система выполнена с возможностью доставки текучей среды к заборной стороне занимающей конструкции для повышения давления цилиндра и ускорения двигателя.[0065] In another aspect, the system is configured to deliver fluid to the intake side of the occupying structure to increase cylinder pressure and accelerate the engine.

[0066] В другом аспекте система выполнена с возможностью обеспечения замедления двигателя путем применения усилия втягивания к занимающей конструкции магнитным способом или посредством сброса текучей среды через второй впуск для текучей среды.[0066] In another aspect, the system is configured to provide deceleration of the engine by applying a retracting force to the occupying structure magnetically or by discharging fluid through a second fluid inlet.

[0067] В другом аспекте система выполнена с возможностью обеспечения ускорения двигателя путем применения усилия продвижения к занимающей конструкции.[0067] In another aspect, the system is configured to provide acceleration of the engine by applying a driving force to the occupying structure.

[0068] В другом аспекте система выполнена с возможностью захвата горючих текучих сред при изначальном движении занимающей конструкции и поглощения части усилий вибрации двигателя усилиями, направленными в сторону поршня коленчатого вала.[0068] In another aspect, the system is configured to capture flammable fluids during the initial motion of the occupying structure and absorb a portion of the engine vibration forces with forces directed toward the crankshaft piston.

[0069] В другом аспекте занимающая конструкция меняет направление во время такта расширения.[0069] In another aspect, the occupying structure changes direction during the expansion stroke.

[0070] В качестве еще одного примера раскрыта система механического цилиндра, содержащая набор цилиндров: каждый цилиндр включает в себя внутреннюю камеру; занимающую конструкцию; и поршень коленчатого вала; причем внутренняя камера цилиндра модифицирована занимающей конструкцией, имеющей камеру сжатия и специальную камеру сгорания; причем занимающая конструкция обеспечивает поверхность взаимодействия с камерой сжатия, и причем занимающая конструкция в своей полости и в направлении от боковой стенки цилиндра содержит первичную камеру сгорания во время ранней стадии рабочего такта, и причем занимающая конструкция имеет кромку, которая разделяет первичную и вторичную камеры сгорания, причем давление сгорания, применяемое к поршню коленчатого вала, применяется к меньшей площади поверхности поршня коленчатого вала во время ранней части такта расширения и к большей площади поверхности поршня коленчатого вала во время поздней части такта расширения, и причем давление сгорания, применяемое к занимающей конструкции, применяет равнодействующее усилие к занимающей конструкции в направлении поршня коленчатого вала во время ранней части такта расширения и в противоположном направлении, которое можно назвать направлением стороны распределительного вала, во время поздней части такта расширения, причем поверхности занимающей конструкции и поршня коленчатого вала выполнены таким образом, что во время такта расширения происходит расцепление между занимающей конструкцией и поршнем коленчатого вала; и причем движение занимающей конструкции во время ранней части такта расширения создает усилие всасывания сжимаемой текучей среды в камеру сжатия.[0070] As another example, a mechanical cylinder system is disclosed comprising a set of cylinders: each cylinder includes an inner chamber; an occupying structure; and a crankshaft piston; wherein the inner cylinder chamber is modified by an occupying structure having a compression chamber and a special combustion chamber; wherein the occupying structure provides an engagement surface with the compression chamber, and wherein the occupying structure in its cavity and in a direction away from the side wall of the cylinder contains a primary combustion chamber during an early stage of the power stroke, and wherein the occupying structure has an edge that separates the primary and secondary combustion chambers, and wherein the combustion pressure applied to the crankshaft piston is applied to a smaller surface area of the crankshaft piston during the early portion of the expansion stroke and to a larger surface area of the crankshaft piston during the late portion of the expansion stroke, and wherein the combustion pressure applied to the occupying structure applies a resultant force to the occupying structure in the direction of the crankshaft piston during the early portion of the expansion stroke and in the opposite direction, which may be called the camshaft side direction, during the late portion of the expansion stroke, and wherein the surfaces of the occupying structure and the crankshaft piston are formed in such a way that disengagement occurs between the occupying structure and the crankshaft piston during the expansion stroke; and wherein the movement of the occupying structure during the early part of the expansion stroke creates a suction force for the compressed fluid into the compression chamber.

[0071] В другом аспекте система выполнена таким образом, что сгорание происходит внутри полости в занимающей конструкции, диаметр которой меньше внутреннего диаметра цилиндра.[0071] In another aspect, the system is designed such that combustion occurs within a cavity in the occupying structure, the diameter of which is less than the inner diameter of the cylinder.

[0072] В другом аспекте интервал времени ускорения уменьшается таким образом, что выход мощности такта может быть выполнен с использованием меньшей потребности в топливе.[0072] In another aspect, the acceleration time interval is reduced such that the power output of the stroke can be accomplished using less fuel requirement.

[0073] В другом аспекте полость в занимающей конструкции имеет кромку, обращенную в направлении распределительного вала и головки цилиндра.[0073] In another aspect, the cavity in the occupying structure has an edge facing in the direction of the camshaft and the cylinder head.

[0074] В другом аспекте кромка занимающей конструкции обуславливает турбулентное движение горючей текучей среды для более полного сгорания.[0074] In another aspect, the edge of the occupying structure causes turbulent movement of the combustible fluid for more complete combustion.

[0075] В другом аспекте кромка, находящаяся под давлением в полости в занимающей конструкции, обуславливает поступательное продвижение занимающей конструкции в цилиндре, взаимодействуя с горючей текучей средой за пространство и обуславливая меньшую потребность в забираемой текучей среде.[0075] In another aspect, a pressurized edge in a cavity in the occupying structure causes the occupying structure to advance forward in the cylinder by interacting with the combustible fluid in the space and causing a lower requirement for the fluid to be withdrawn.

[0076] В другом аспекте зацепление занимающей конструкции и поршня коленчатого вала представляет собой зацепление конусообразной формы.[0076] In another aspect, the engagement of the occupying structure and the crankshaft piston is a cone-shaped engagement.

[0077] В другом аспекте продвижение занимающей конструкции под действием усилий сгорания создает усилия всасывания сжимаемой текучей среды.[0077] In another aspect, the advancement of the occupying structure under the action of combustion forces creates suction forces for the compressible fluid.

[0078] В другом аспекте поверхности занимающей конструкции и поршня коленчатого вала уравновешивают усилия сгорания таким образом, что расцепление происходит без механических помех во время рабочего такта.[0078] In another aspect, the surfaces of the occupying structure and the crankshaft piston balance the combustion forces such that disengagement occurs without mechanical interference during the power stroke.

[0079] В другом аспекте занимающая конструкция реагирует на механизм применения усилия.[0079] In another aspect, the occupying structure is responsive to a force application mechanism.

[0080] В другом аспекте механизм применения усилия реагирует на положение дроссельной заслонки благодаря датчикам положения дроссельной заслонки таким образом, что одно или более усилий, применяемых к занимающей конструкции, зависят от положения дроссельной заслонки.[0080] In another aspect, the force application mechanism is responsive to the position of the throttle valve via throttle position sensors such that one or more forces applied to the occupying structure depend on the position of the throttle valve.

[0081] В другом аспекте механизм применения усилия выполнен с возможностью применения усилия втягивания к занимающей конструкции во время такта расширения.[0081] In another aspect, the force applying mechanism is configured to apply a retraction force to the occupying structure during the expansion stroke.

[0082] В другом аспекте механизм применения усилия выполнен с возможностью применения усилия продвижения к занимающей конструкции во время такта расширения.[0082] In another aspect, the force applying mechanism is configured to apply a forward force to the occupying structure during the expansion stroke.

[0083] В другом аспекте любые турбонагнетающие усилия, используемые для усиления сжатия текучей среды во время ранней части рабочего такта, являются частью механизма применения усилия.[0083] In another aspect, any turbocharger forces used to enhance fluid compression during the early portion of the power stroke are part of a force application mechanism.

[0084] В другом аспекте механизм применения усилия включает в себя электромагнитный активатор.[0084] In another aspect, the force application mechanism includes an electromagnetic activator.

[0085] В другом аспекте механизм применения усилия включает в себя систему магнитной индукции.[0085] In another aspect, the force application mechanism includes a magnetic induction system.

[0086] В другом аспекте механизм применения усилия включает в себя гидравлическую систему.[0086] In another aspect, the force application mechanism includes a hydraulic system.

[0087] В другом аспекте система выполнена с возможностью обеспечения замедления двигателя путем применения усилия втягивания к занимающей конструкции.[0087] In another aspect, the system is configured to provide engine deceleration by applying a retractive force to the occupying structure.

[0088] В другом аспекте система выполнена с возможностью обеспечения ускорения двигателя путем применения усилия продвижения к занимающей конструкции.[0088] In another aspect, the system is configured to provide acceleration of the engine by applying a driving force to the occupying structure.

[0089] В другом аспекте охлаждение цилиндра обеспечивается посредством охлаждающего кожуха.[0089] In another aspect, cooling of the cylinder is provided by a cooling jacket.

[0090] В другом аспекте охлаждение цилиндров обеспечивается путем декомпрессии текучей среды внутри цилиндра во время поздней части рабочего такта.[0090] In another aspect, cylinder cooling is provided by decompressing fluid within the cylinder during the late portion of the power stroke.

[0091] В другом аспекте продвижение занимающей конструкции обеспечивает декомпрессию части сжатой текучей среды, оставшейся вне камеры сгорания, обеспечивая эффект охлаждения головки цилиндра во время ранней части рабочего такта.[0091] In another aspect, the advancement of the occupying structure provides for decompression of a portion of the compressed fluid remaining outside the combustion chamber, providing a cooling effect for the cylinder head during the early portion of the power stroke.

[0092] В другом аспекте продвижение занимающей конструкции путем захвата горючей текучей среды минимизирует вибрацию, вызываемую изначальными усилиями сгорания.[0092] In another aspect, advancing the occupying structure by capturing the combustible fluid minimizes vibration caused by the initial combustion forces.

[0093] В другом аспекте четыре независимых такта выполняются в двух отдельных камерах сжатия и сгорания.[0093] In another aspect, four independent strokes are performed in two separate compression and combustion chambers.

[0094] В другом аспекте четыре такта выполняются вместе с каждым циклом возвратно- поступательного движения поршня коленчатого вала.[0094] In another aspect, four strokes are performed together with each reciprocating cycle of the crankshaft piston.

[0095] В другом аспекте трение между поршнем коленчатого вала и цилиндром уменьшается в зависимости от времени, причем в каждом цикле возвратно-поступательного движения в четырехтактном цилиндре относительного движения выполняется рабочий такт.[0095] In another aspect, the friction between the crankshaft piston and the cylinder decreases as a function of time, with each cycle of reciprocating motion in the four-stroke relative motion cylinder performing a power stroke.

[0096] В другом аспекте занимающая конструкция представляет собой подвижную относительно цилиндра часть.[0096] In another aspect, the occupying structure is a part that is movable relative to the cylinder.

[0097] Кроме того, раскрыт способ введения занимающей конструкции в систему цилиндра,[0097] In addition, a method for introducing a occupying structure into a cylinder system is disclosed,

[0098] при этом система включает в себя цилиндр, включающий в себя внутреннюю камеру, и поршень коленчатого вала,[0098] wherein the system includes a cylinder including an internal chamber and a crankshaft piston,

[0099] способ включает модификацию внутренней камеры цилиндра с помощью занимающей конструкции таким образом, что давление, применяемое к поршню коленчатого вала, применяется к меньшей площади поверхности поршня коленчатого вала во время ранней части такта расширения и к большей площади, поверхности поршня коленчатого вала во время поздней части такта расширения;[0099] the method includes modifying the internal chamber of the cylinder with an occupying structure such that the pressure applied to the piston of the crankshaft is applied to a smaller surface area of the piston of the crankshaft during the early portion of the expansion stroke and to a larger surface area of the piston of the crankshaft during the late portion of the expansion stroke;

[00100] и выполнение действия повышения давления в полости в занимающей конструкции для применения давления к занимающей конструкции и поршню коленчатого вала таким образом, чтобы занимающая конструкция ускорялась в направлении коленчатого вала во время ранней стадии рабочего такта и в противоположном направлении во время поздней стадии рабочего такта ввиду изменения направления равнодействующей силы, применяемой к поверхностям занимающей конструкции;[00100] and performing an action of increasing pressure in the cavity in the occupying structure for applying pressure to the occupying structure and the piston of the crankshaft such that the occupying structure is accelerated in the direction of the crankshaft during an early stage of the power stroke and in the opposite direction during a late stage of the power stroke due to a change in the direction of the resultant force applied to the surfaces of the occupying structure;

[00101] причем занимающая конструкция включает в себя цилиндрический корпус для расположения во внутренней камере, при этом цилиндрический корпус определяет первую полость первичной камеры и вторую полость вторичной камеры;[00101] wherein the occupying structure includes a cylindrical body for placement in the inner chamber, wherein the cylindrical body defines a first cavity of the primary chamber and a second cavity of the secondary chamber;

[00102] причем занимающая конструкция взаимодействует с текучей средой за заполнение камеры после смещенного объема, созданной за счет движения поршня коленчатого вала во время такта расширения; и[00102] wherein the occupying structure interacts with the fluid medium for filling the chamber after the displaced volume created by the movement of the crankshaft piston during the expansion stroke; and

[00103] причем занимающая конструкция вводится таким образом, чтобы объем, заполненный горючей текучей средой, был меньше чем сумма объема камеры сгорания и рабочего объема поршня коленчатого вала за счет того, что занимающая конструкция взаимодействует с горючей текучей средой за пространство внутри цилиндра.[00103] wherein the occupying structure is introduced in such a way that the volume filled with the combustible fluid medium is less than the sum of the volume of the combustion chamber and the working volume of the crankshaft piston due to the fact that the occupying structure interacts with the combustible fluid medium for the space inside the cylinder.

[00104] В другом аспекте цилиндр представляет собой гидравлический цилиндр, и причем текучая среда представляет собой гидравлическую текучую среду.[00104] In another aspect, the cylinder is a hydraulic cylinder, and wherein the fluid is a hydraulic fluid.

[00105] В другом аспекте цилиндр представляет собой цилиндр сгорания, и причем текучая среда представляет собой горючую текучую среду.[00105] In another aspect, the cylinder is a combustion cylinder and wherein the fluid is a combustible fluid.

[00106] Эти и другие объекты, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более ясны после ознакомления с прилагаемыми чертежами и подробным описанием предпочтительных вариантов реализации, которое представлено далее.[00106] These and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent upon reference to the accompanying drawings and the detailed description of the preferred embodiments which follows.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

[00107] Предпочтительные варианты реализации заявленного изобретения далее будут описаны в сочетании с прилагаемыми чертежами, представленными в качестве иллюстрации, а не ограничения объема заявленного изобретения, на которых подобными позициями обозначены подобные элементы и где:[00107] Preferred embodiments of the claimed invention will now be described in conjunction with the accompanying drawings, presented by way of illustration and not limitation of the scope of the claimed invention, in which like reference numerals designate like elements and where:

[00108] На фиг. 1 схематически показан пример системы двигателя, включающей в себя систему цилиндра в соответствии с аспектами настоящего изобретения.[00108] Fig. 1 schematically shows an example of an engine system including a cylinder system in accordance with aspects of the present invention.

[00109] На фиг. 2 и 3 показан другой пример раскрытого способа с занимающей конструкцией цилиндра, в котором за занимающей конструкцией цилиндра показана отдельная камера, в соответствии с аспектами настоящего изобретения.[00109] Figs. 2 and 3 show another example of the disclosed method with an occupying cylinder structure, in which a separate chamber is shown behind the occupying cylinder structure, in accordance with aspects of the present invention.

[00110] На фиг. 4 показан первый пример занимающей конструкции цилиндра в соответствии с аспектами настоящего изобретения.[00110] Fig. 4 shows a first example of a occupying cylinder structure in accordance with aspects of the present invention.

[00111] На фиг. 5 показан вид в поперечном сечении в соответствии с аспектами настоящего изобретения.[00111] Fig. 5 shows a cross-sectional view in accordance with aspects of the present invention.

[00112] На фиг. 6 схематически показано, каким образом поршень коленчатого валадвигается во время такта расширения, в соответствии с аспектами настоящего изобретения.[00112] Fig. 6 is a schematic illustration of how a crankshaft piston moves during an expansion stroke, in accordance with aspects of the present invention.

[00113] На фиг. 7 показано обозначение шатуна коленчатого вала и диаметра вращения коленчатого вала в соответствии с аспектами настоящего изобретения.[00113] Fig. 7 shows a designation of a crankshaft connecting rod and a crankshaft rotation diameter in accordance with aspects of the present invention.

[00114] На фиг. 8 схематически показана компоновка магнитов для притягивания или отталкивания занимающей конструкции цилиндра в соответствии с аспектами настоящего изобретения.[00114] Fig. 8 schematically shows an arrangement of magnets for attracting or repelling an occupying cylinder structure in accordance with aspects of the present invention.

[00115] На фиг. 9 показан пример занимающей конструкции с ее различными кромками и поверхностями в соответствии с аспектами настоящего изобретения.[00115] Fig. 9 shows an example of an occupying structure with its various edges and surfaces in accordance with aspects of the present invention.

[00116] На фиг. 10 схематически показан способ занятия цилиндра с использованием любой из раскрытых занимающих конструкций цилиндра в соответствии с аспектами настоящего изобретения.[00116] Fig. 10 is a schematic illustration of a method of occupying a cylinder using any of the disclosed cylinder occupying structures in accordance with aspects of the present invention.

[00117] На фиг. 11 показана выходная работа различных раскрытых систем, в которых большее количество доступной рабочей энергии предполагает более высокий крутящий момент/мощность в лошадиных силах на выходе или более низкие потребности в топливе.[00117] Fig. 11 shows the output performance of various disclosed systems, wherein more available operating energy implies higher torque/horsepower output or lower fuel requirements.

[00118] На фиг. 12 показана таблица величин для различных выбрасываемых продуктов при сравнении традиционного конструктивного исполнения с конструктивным исполнениемс относительным движением.[00118] Fig. 12 shows a table of values for various ejected products when comparing a conventional design with a design with relative movement.

[00119] На фиг. 13 показаны результаты испытаний в отношении химических веществ и выхлопа в соответствии с аспектами настоящего изобретения.[00119] Fig. 13 shows the results of chemical and emission tests in accordance with aspects of the present invention.

[00120] На фиг. 14-17 представлены различные графики, на которых показаны преимущества и возможности в отношении выходной работы раскрытых систем с занимающей конструкцией цилиндра.[00120] Figs. 14-17 are various graphs showing the advantages and capabilities with respect to output work of the disclosed systems with an occupying cylinder design.

Подробное описаниеDetailed description

[00121] Представленное далее описание приведено лишь в качестве примера и не предназначено для ограничения описанных вариантов реализации или вариантов применения описанных вариантов реализации. Используемый в настоящем документе термин «пример» или «иллюстративный» означает «выступающий в роли примера, частного случая или иллюстрации». Любой вариант реализации, описанный в настоящем документе, как «пример» или «иллюстративный», не обязательно следует трактовать, как предпочтительный или преимущественный по сравнению с другими вариантами реализации. Все варианты реализации, описанные ниже, являются примерами вариантов реализации, которые представлены специалистам в данной области техники для осуществления или применения вариантов реализации изобретения, и не предназначены для ограничения объема изобретения, определенного формулой изобретения. Кроме того, не предусматривается какое-либо ограничение любой раскрытой или предполагаемой теорией, представленной в описанных выше области техники, уровне техники, кратком описании или представленном далее подробном описании. Следует также понимать, что конкретные устройства и процессы, изображенные на прилагаемых чертежах и описанные в представленном далее описании, являются лишь примерами вариантов реализации замыслов изобретения, определенных в прилагаемой формуле изобретения. Таким образом, конкретные размеры и другие физические характеристики, относящиеся к вариантам реализации, раскрытым в настоящем документе, не следует трактовать в качестве ограничения, если в формуле изобретения явным образом не указано обратное.[00121] The following description is provided by way of example only and is not intended to limit the embodiments described or the uses of the embodiments described. As used herein, the term "example" or "illustrator" means "serving as an example, instance, or illustration." Any embodiment described herein as "example" or "illustrator" is not necessarily to be construed as preferred or advantageous over other embodiments. All embodiments described below are examples of embodiments that are presented to those skilled in the art for making or using embodiments of the invention and are not intended to limit the scope of the invention as defined by the claims. Furthermore, no limitation is intended to be made by any disclosed or implied theory presented in the art, background, summary, or detailed description described below. It should also be understood that the specific devices and processes shown in the accompanying drawings and described in the following description are merely examples of embodiments of the inventive concepts defined in the appended claims. Thus, specific dimensions and other physical characteristics relating to the embodiments disclosed herein should not be construed as limiting unless otherwise expressly stated in the claims.

[00122] Раскрыта занимающая конструкция цилиндра. В примере представлена система цилиндра, содержащая механический цилиндр, включающий в себя внутреннюю камеру, в которую вводят текучую среду, и поршень коленчатого вала, выполненный с возможностью реализации возвратно-поступательного движения во внутренней камере, а также занимающую конструкцию цилиндра, включающую в себя плавающий поршень, причем плавающий поршень переменным образом продвигается во внутреннюю камеру цилиндра и втягивается из нее в соответствии с возвратно-поступательным движением поршня коленчатого вала. Как показано на фигурах, камера сгорания находится в пределах стенок занимающей конструкции между поршнем коленчатого вала и головкой цилиндра.[00122] A cylinder occupying structure is disclosed. The example shows a cylinder system comprising a mechanical cylinder including an internal chamber into which a fluid medium is introduced and a crankshaft piston configured to implement a reciprocating motion in the internal chamber, as well as a cylinder occupying structure including a floating piston, wherein the floating piston is alternately advanced into and retracted from the internal chamber of the cylinder in accordance with the reciprocating motion of the crankshaft piston. As shown in the figures, the combustion chamber is located within the walls of the occupying structure between the crankshaft piston and the cylinder head.

[00123] На иллюстрации по ФИГ. 1 представлен пример системы двигателя, в которой используется цилиндровый двигатель 102 для выработки полезной работы. В качестве неограничивающих примеров, двигатель 102 может использоваться для движения транспортного средства, в том числе, но без ограничения, мореходных транспортных средств, колесных транспортных средств и воздушного судна, активации различных устройств, таких как гидравлические подъемники, стрел вилочных погрузчиков и стрел экскаваторов, а также других компонентов роющих устройств и промышленного оборудования, и/или для любой другой подходящей цели. На иллюстрации по ФИГ. 1 схематически показано включение одного или более цилиндров 104 в двигатель 102, с помощью которых может быть получена полезная работа для выполнения таких функций. Цилиндры могут включать в себя набор модифицированных цилиндров, содержащих занимающую конструкцию, и набор традиционных цилиндров.[00123] The illustration of FIG. 1 shows an example of an engine system that uses a cylinder engine 102 to generate useful work. As non-limiting examples, the engine 102 can be used to move a vehicle, including but not limited to marine vehicles, wheeled vehicles and an aircraft, to activate various devices such as hydraulic lifts, forklift booms and excavator booms, as well as other components of digging devices and industrial equipment, and/or for any other suitable purpose. The illustration of FIG. 1 schematically shows the inclusion of one or more cylinders 104 in the engine 102, by which useful work can be obtained to perform such functions. The cylinders can include a set of modified cylinders containing an occupying structure and a set of traditional cylinders.

[00124] В некоторых примерах двигатель 102 может представлять собой двигатель внутреннего сгорания (ДВС), выполненный с возможностью выработки полезной работы за счет сгорания топлива в цилиндре(ах) 104. Цилиндр(ы) 104 могут быть расположены в любой подходящей конфигурации (например, 1-4, V6, V8, V12) по линейной или круговой схеме. Несмотря на то, что это не показано на иллюстрации по ФИГ. 1, в некоторых примерах двигателю 102 может помогать электрическая система, содержащая источник энергии (например, батарею) и мотор, функционально соединенный с одним или более колесами транспортного средства, в котором может быть реализован двигатель. Такая конфигурация может называться «гибридной» конфигурацией и в ней могут использоваться такие технологии, как рекуперативное торможение для заряда источника энергии.[00124] In some examples, engine 102 may be an internal combustion engine (ICE) configured to produce useful work by burning fuel in cylinder(s) 104. Cylinder(s) 104 may be arranged in any suitable configuration (e.g., 1-4, V6, V8, V12) in a linear or circular pattern. Although not shown in the illustration of FIG. 1, in some examples, engine 102 may be assisted by an electrical system comprising a power source (e.g., a battery) and a motor operatively coupled to one or more wheels of a vehicle in which the engine may be implemented. Such a configuration may be referred to as a "hybrid" configuration and may utilize technologies such as regenerative braking to charge the power source.

[00125] Цилиндр(ы) 104 могут включать в себя поршни (например, первый и второй поршни в одном цилиндре), которые выполняют возвратно-поступательное движение, вызываемое сгоранием топлива в нем(них). В некоторых примерах возвратно-поступательное движение поршня коленчатого вала может быть преобразовано во вращательное движение коленчатого вала, который может быть соединен с одним или более колес транспортного средства через трансмиссию, для того, чтобы таким образом обеспечивать движение транспортного средства. В других примерах возвратно- поступательное движение поршня коленчатого вала может быть преобразовано в другие составляющие и/или другие формы движения, в том числе, но без ограничения, сочленение стрелы промышленного транспортного средства (например, вилочного погрузчика, экскаватора) и линейная активация. Для этой цели, на иллюстрации по ФИГ. 1 показан вывод 108, обеспечиваемый двигателем 102, который может включать в себя вращательное движение, сочленение или активацию, описанные выше, или любой другой подходящий вывод.[00125] The cylinder(s) 104 may include pistons (e.g., first and second pistons in a single cylinder) that perform a reciprocating motion caused by the combustion of fuel therein. In some examples, the reciprocating motion of the crankshaft piston may be converted into a rotational motion of the crankshaft, which may be connected to one or more wheels of the vehicle via a transmission, in order to thereby provide movement of the vehicle. In other examples, the reciprocating motion of the crankshaft piston may be converted into other components and/or other forms of motion, including, but not limited to, articulation of the boom of an industrial vehicle (e.g., a forklift, an excavator) and linear actuation. For this purpose, the illustration of FIG. 1 shows an output 108 provided by the engine 102, which may include the rotational motion, articulation, or actuation described above, or any other suitable output.

[00126] С двигателем 102 может быть пневматическим образом соединен заборный канал для обеспечения забора воздуха в двигатель, обеспечения смешивания воздуха с топливом для формирования, таким образом, воздуха наддува для сгорания внутри цилиндра. Забранный воздух может быть введен через первый и второй впуски в каждом цилиндре. Забранный воздух или текучая среда может быть сжат/сжата в заборной камере за занимающей конструкцией и продвинут/продвинута в камеру сгорания в пределах занимающей конструкции, когда занимающая конструкция втягивается в направлении заборного канала. Для этой цели, на иллюстрации по ФИГ. 1 показан прием ввода 106 двигателем 102, который может содержать топливовоздушную смесь, гидравлическую текучую среду, свежий воздух, находящийся под атмосферным давлением, сжатый воздух. Ввод 106 может включать в себя любую подходящую комбинацию видов топлива, в том числе, но без ограничения, бензина, дизельного топлива, закиси азота, этанола и природного газа. Заборная заслонка может быть расположена в заборном канале и выполнена с возможностью переменного управления воздухом, засасываемым в двигатель 102, например, в зависимости от массового потока воздуха, объема, давления. Заборный канал может включать в себя различные компоненты, в том числе, но без ограничения, охладитель воздуха наддува, компрессор (например, турбонагнетатель или компрессор с наддувом), заборный патрубок и т.д. Соответствующие заборные клапаны могут переменным образом управлять засасыванием воздуха наддува в цилиндр(ы) 104. Для хранения и подачи топлива (или комбинации топлива), подаваемого в двигатель 102, может быть предусмотрена топливная система.[00126] An intake passage may be pneumatically connected to the engine 102 to provide intake of air into the engine, to provide mixing of air with fuel to thereby form boost air for combustion within the cylinder. The intake air may be introduced through the first and second inlets in each cylinder. The intake air or fluid may be compressed/compressed in the intake chamber behind the occupying structure and pushed/pushed into the combustion chamber within the occupying structure when the occupying structure is drawn in the direction of the intake passage. For this purpose, in the illustration of FIG. 1, the engine 102 shows receiving an input 106, which may contain a fuel-air mixture, a hydraulic fluid, fresh air under atmospheric pressure, compressed air. The input 106 may include any suitable combination of fuels, including, but not limited to, gasoline, diesel fuel, nitrous oxide, ethanol and natural gas. The intake valve may be located in the intake channel and is configured to variably control the air sucked into the engine 102, for example, depending on the mass flow of air, volume, pressure. The intake channel may include various components, including, but not limited to, a charge air cooler, a compressor (for example, a turbocharger or a supercharger), an intake manifold, etc. The corresponding intake valves may variably control the suction of charge air into the cylinder(s) 104. A fuel system may be provided for storing and delivering fuel (or a combination of fuels) delivered to the engine 102.

[00127] С двигателем 102 может быть пневматическим образом соединен выхлопной канал для обеспечения пути, по которому происходит выброс продуктов сгорания воздуха наддува из двигателя в окружающую среду. В выхлопном канале могут быть размещены различные устройства последующей обработки для обработки выхлопных газов, в том числе, но без ограничения, улавливатель NOx, фильтр для улавливания твердых частиц, катализатор и т.д. Для вариантов реализации, в которых предусмотрено ускорение двигателя 102 посредством турбонагнетателя, в выхлопном канале может быть размещена турбина для приведения в действие компрессора турбонагнетателя. Соответствующие выхлопные клапаны могут переменным образом управлять сбросом выхлопных газов из цилиндра(ов) 104.[00127] An exhaust passage may be pneumatically connected to the engine 102 to provide a path through which the combustion products of the boost air from the engine are discharged into the environment. Various after-treatment devices for treating exhaust gases may be located in the exhaust passage, including, but not limited to, a NOx trap, a particulate filter, a catalyst, etc. For embodiments in which the engine 102 is accelerated by a turbocharger, a turbine may be located in the exhaust passage to drive a compressor of the turbocharger. Corresponding exhaust valves may variably control the discharge of exhaust gases from the cylinder(s) 104.

[00128] С различными компонентами в двигателе 102 может быть функционально соединен контроллер 110 для приема ввода с датчика, активации устройств и в целом обеспечения работы двигателя. В результате, контроллер 110 может называться «блоком управления двигателем» (БУД). В качестве примеров, БУД может принимать один или более из следующих вводов: положение дроссельной заслонки, барометрическое давление, работающая шестерня трансмиссии, температура двигателя, а также число оборотов двигателя и изменение числа оборотов двигателя при заданном входном усилии. Как описано более подробно ниже, контроллер 110 может управлять функционированием рабочей конструкции цилиндра, которая переменным образом вводится во внутреннюю камеру цилиндра(ов) 104, согласно рабочему циклу цилиндра(ов).[00128] A controller 110 may be operatively coupled to various components in the engine 102 to receive sensor input, activate devices, and generally provide engine operation. As a result, the controller 110 may be referred to as an "engine control unit" (ECU). As examples, the ECU may receive one or more of the following inputs: throttle position, barometric pressure, operating transmission gear, engine temperature, as well as engine speed and a change in engine speed for a given input force. As described in more detail below, the controller 110 may control the operation of a cylinder working structure that is variably input into an internal chamber of the cylinder(s) 104, according to a duty cycle of the cylinder(s).

[00129] Контроллер 110 может быть реализован любым подходящим образом. В качестве примера, контроллер 110 может включать логическое средство и средство хранения, в котором хранятся машиночитаемые инструкции, исполняемые логическим средством для реализации описанных в настоящем документе подходов. Логическое средство может быть реализовано в виде контроллера, процессора, системы на микросхеме (SoC) и т.д. Средство хранения может быть реализовано в виде постоянного запоминающего устройства (ПЗУ, такого как электронно-стираемое программируемое ПЗУ) и может содержать оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Контроллер 110 может включать в себя интерфейс ввода/вывода (Вв/Выв) для приема вводов и выдачи выводов (например, управляющих сигналов для активации компонентов).[00129] Controller 110 may be implemented in any suitable manner. As an example, controller 110 may include logic and storage that stores machine-readable instructions executable by the logic to implement the approaches described herein. The logic may be implemented as a controller, a processor, a system on a chip (SoC), etc. The storage may be implemented as a read-only memory (ROM, such as an electronically erasable programmable ROM) and may comprise a random access memory (RAM). Controller 110 may include an input/output (I/O) interface for receiving inputs and providing outputs (e.g., control signals for activating components).

[00130] Двигатель 102 может принимать другие формы. Например, двигатель 102 может быть выполнен с возможностью осуществления гидравлической работы, причем цилиндр(ы) 104 включают в себя соответствующие поршни коленчатого вала, которые выполняют возвратно-поступательное движение для переменного сжатия гидравлической текучей среды в них. В данном примере ввод 106 может включать в себя гидравлическую текучую среду, которая подается в цилиндр(ы) 104, такую как масло, вода и/или любая(ые) другая(ие) текучая(ие) среда(ы). Вывод 108 может включать в себя вращательное движение, сочленение, активацию или любой другой подходящий тип механического вывода. В качестве альтернативы или дополнения к механическому выводу, вывод 108 можно рассматривать, как такой, который включает в себя гидравлическую текучую среду, которая нагнетается цилиндром(ами) 104, причем давление, применяемое цилиндрами, может передаваться на гидравлическую текучую среду в других компонентах, которые находятся по меньшей мере в частичном сообщении по текучей среде с цилиндрами. Такой гидравлический вывод может быть использован, в свою очередь, для выработки механического вывода, как, например, в гидравлическом подъемнике. Для вариантов реализации, в которых двигатель 102 выполнен с возможностью реализации гидравлической работы, двигатель и/или другие элементы, которые могут образовывать гидравлический контур, могут включать в себя любую подходящую комбинацию гидравлических компонентов, в том числе, но без ограничения, насоса, клапана, аккумулятора, резервуара, фильтра и т.д. В таких вариантах реализации контроллер 110 может быть выполнен с возможностью управления работой гидравлического(их) цилиндра(ов) 104, двигателя 102 и/или других компонентов гидравлического контура на основе любого(ых) подходящего(их) вывода(ов) датчика (например, давления, состояния клапана, скорости потока).[00130] The engine 102 may take other forms. For example, the engine 102 may be configured to perform hydraulic work, wherein the cylinder(s) 104 include corresponding pistons of the crankshaft that perform a reciprocating motion to alternately compress a hydraulic fluid therein. In this example, the input 106 may include a hydraulic fluid that is supplied to the cylinder(s) 104, such as oil, water and/or any other fluid(s). The output 108 may include a rotational motion, an articulation, an actuation or any other suitable type of mechanical output. As an alternative or in addition to the mechanical output, the output 108 can be considered as including a hydraulic fluid that is pumped by the cylinder(s) 104, wherein the pressure applied by the cylinders can be transmitted to the hydraulic fluid in other components that are at least partially in fluid communication with the cylinders. Such a hydraulic output can be used, in turn, to generate a mechanical output, such as in a hydraulic lift. For embodiments in which the engine 102 is configured to implement hydraulic work, the engine and/or other elements that can form a hydraulic circuit can include any suitable combination of hydraulic components, including, but not limited to, a pump, a valve, an accumulator, a reservoir, a filter, etc. In such embodiments, the controller 110 may be configured to control the operation of the hydraulic cylinder(s) 104, the motor 102, and/or other components of the hydraulic circuit based on any suitable sensor output(s) (e.g., pressure, valve status, flow rate).

[00131] Для повышения мощности цилиндра и предотвращения недостатков, описанных выше и связанных с существующими подходами в отношении повышения мощности цилиндра, цилиндр(ы) 104 включает(ют) в себя занимающую конструкцию 202 цилиндра (т.е. плавающий поршень), которая переменным образом продвигается во внутреннюю камеру цилиндра(ов) и втягивается из нее, в которую вводится(ятся) рабочая(ие) текучая(ие) среда(ы) (например, гидравлическая текучая среда, горючая текучая среда), используемая(ые) для производства мощности. На фигурах показаны примеры вариантов реализации занимающей конструкции цилиндра для цилиндра сгорания, причем занимающая конструкция выполнена подверженной воздействию усилия втягивания и/или продвижения в направлении камеры сгорания, и/или в направлении поршня коленчатого вала посредством электромагнитного активатора, гидравлического нагнетателя, тубронагнетателя или подобного.[00131] In order to increase the cylinder power and to avoid the disadvantages described above and associated with existing approaches with respect to increasing the cylinder power, the cylinder(s) 104 include a cylinder occupying structure 202 (i.e., a floating piston) that is variably advanced into and retracted from an internal chamber of the cylinder(s), into which working fluid(s) (e.g., hydraulic fluid, combustible fluid) used to produce power are introduced. The figures show exemplary embodiments of a cylinder occupying structure for a combustion cylinder, wherein the occupying structure is configured to be subject to a retraction and/or advancement force toward the combustion chamber and/or toward the crankshaft piston by means of an electromagnetic activator, a hydraulic supercharger, a turbo supercharger, or the like.

[00132] На фигурах показан цилиндр 104, включающий в себя занимающую конструкцию 202 цилиндра, которая в настоящем документе также называется вводимым штоком или вторым поршнем. Занимающая конструкция 202 цилиндра действует в качестве второго поршня в дополнение к поршню 204 коленчатого вала (например, поршень 204 коленчатого вала является первым поршнем) и занимающая конструкция 202 частично окружает камеру сгорания.[00132] The figures show a cylinder 104 that includes a cylinder occupying structure 202, which is also referred to herein as an insertion rod or a second piston. The cylinder occupying structure 202 acts as a second piston in addition to the crankshaft piston 204 (for example, the crankshaft piston 204 is the first piston) and the occupying structure 202 partially surrounds the combustion chamber.

[00133] Поршень 204 коленчатого вала соединен с соединительным шатуном, который может быть соединен с другим устройством, таким как коленчатый вал, для того, чтобы таким образом преобразовывать возвратно-поступательное движение поршня коленчатого вала во вращательное движение коленчатого вала или другую форму движения, которое, в свою очередь, может быть использовано для движения транспортного средства, управления электрическим генератором, активацией насоса, активацией устройства и т.д. Возвратно-поступательное движение поршня 204 коленчатого вала может быть вызвано сгоранием воздуха наддува во внутренней камере 208 цилиндра 104. Сгоранием может частично управлять заборный клапан 210, активируемый распределительным валом заборного клапана, который выполнен с возможностью выборочного введения естественного воздуха или воздуха наддува во внутреннюю камеру 208 для сжатия и зажигания в ней. Для зажигания введенного воздуха наддува можно управлять свечой зажигания или накаливания. Продукты сгорания могут быть выброшены через выхлопной клапан 216, активируемый посредством распределительного вала выхлопного клапана. Для сброса тепла наружу из цилиндра 104 в процессе сгорания воздуха наддува и, таким образом, поддержания желаемых рабочих температур и предотвращения термической деградации, между внутренней стенкой цилиндра, которая определяет внутреннюю камеру 208, и внешней стенкой цилиндра, которая определяет внешнее пространство цилиндра может быть размещен охлаждающий кожух. По охлаждающему кожуху посредством охлаждающей системы может циркулировать подходящий охладитель, который может содержать любое(ые) подходящее(ие) веществр(а), такие как воду, незамерзающую жидкость и т.д. Охлаждающая система может включать в себя радиатор, который, например, испускает нагретый охладитель в окружающую среду. Охлаждающая система может включать сжатие текучей среды в частях двигателя, которые могут быть достигнуты охлаждающими кожухами, и декомпрессию текучей среды в пределах цилиндра и вблизи занимающей конструкции, чего с трудом может достичь охлаждающий кожух.[00133] The piston 204 of the crankshaft is connected to a connecting rod, which can be connected to another device, such as a crankshaft, in order to thereby convert the reciprocating motion of the crankshaft piston into a rotational motion of the crankshaft or another form of motion, which, in turn, can be used to move the vehicle, control an electric generator, activate a pump, activate a device, etc. The reciprocating motion of the piston 204 of the crankshaft can be caused by the combustion of boost air in the inner chamber 208 of the cylinder 104. The combustion can be partially controlled by an intake valve 210, activated by a camshaft of the intake valve, which is configured to selectively introduce natural air or boost air into the inner chamber 208 for compression and ignition in it. To ignite the introduced boost air, a spark plug or glow plug can be controlled. The combustion products can be discharged through the exhaust valve 216, activated by the exhaust valve camshaft. In order to dump heat to the outside of the cylinder 104 during the combustion of boost air and thus maintain desired operating temperatures and prevent thermal degradation, a cooling jacket can be placed between the inner wall of the cylinder, which defines the inner chamber 208, and the outer wall of the cylinder, which defines the outer space of the cylinder. A suitable coolant can be circulated through the cooling jacket by means of a cooling system, which can contain any suitable substance(s), such as water, antifreeze, etc. The cooling system can include a radiator, which, for example, emits heated coolant into the environment. The cooling system can include compression of fluid in parts of the engine that can be reached by cooling jackets, and decompression of fluid within the cylinder and near the occupying structure, which can hardly be achieved by a cooling jacket.

[00134] Как было описано выше, цилиндр 104 включает в себя занимающую конструкцию 202 цилиндра, которая переменным образом вводится во внутреннюю камеру 208 для повышения мощности и эффективности цилиндра. Конструкция 202 представляет собой плавающий поршень, который переменным образом продвигается во внутреннюю камеру 208 в соответствии с возвратно-поступательным движением поршня 204 коленчатого вала. В некоторых примерах плавающий поршень 202 может поступательно вводиться во внутреннюю камеру 208 по мере движения поршня 204 коленчатого вала вниз (ссылаясь, например, на ФИГ. 2) через внутреннюю камеру. Занимающая конструкция может иметь камеру или отсек для скопления текучей среды за ней вблизи стороны забора, предназначенную для сжатия текучей среды (камера сжатия 704, ФИГ. 2) при этом камера для сжатия текучей среды выполнена с возможностью реализации функций четырех тактов за два движения поршня коленчатого вала. Однако цилиндр 104 может быть выполнен в соответствии с любым подходящим рабочим циклом, на основании чего может осуществляться управление введением вводимого штока 202 во внутреннюю камеру 208. В целом, занимающая конструкция 202 может вводиться во внутреннюю камеру 208 по мере движения поршня 204 коленчатого вала вниз (ссылаясь, например, на ФИГ. 2).[00134] As described above, the cylinder 104 includes a cylinder occupying structure 202 that is variably introduced into the inner chamber 208 to increase the power and efficiency of the cylinder. The structure 202 is a floating piston that is variably advanced into the inner chamber 208 in accordance with the reciprocating movement of the crankshaft piston 204. In some examples, the floating piston 202 can be progressively introduced into the inner chamber 208 as the crankshaft piston 204 moves downward (referring, for example, to FIG. 2) through the inner chamber. The occupying structure can have a chamber or compartment for collecting fluid behind it near the intake side, designed to compress the fluid (compression chamber 704, FIG. 2), wherein the chamber for compressing the fluid is configured to implement the functions of four strokes in two movements of the crankshaft piston. However, the cylinder 104 can be designed in accordance with any suitable working cycle, based on which the introduction of the insertion rod 202 into the inner chamber 208 can be controlled. In general, the occupying structure 202 can be introduced into the inner chamber 208 as the piston 204 of the crankshaft moves downwards (referring, for example, to FIG. 2).

[00135] Цилиндр 104 может выполнять такт сжатия (например, для двух- или четырехтактного рабочего цикла) или такт выхлопа (например, для четырехтактного рабочего цикла). Вводимый шток 202 может переменным образом вводиться во внутреннюю камеру 208 и извлекаться из нее в соответствии с движением поршня 204 коленчатого вала вниз и вверх (ссылаясь на ФИГ. 2). Соответствие между движением плавающего поршня 202 и поршня 204 коленчатого вала, может принимать любую подходящую форму. В некоторых примерах движение плавающего поршня 202 и поршня 204 коленчатого вала может быть по существу синхронизировано таким образом, чтобы плавающий поршень активировался по существу при такой же скорости и направлении, что и у поршня коленчатого вала.[00135] The cylinder 104 may perform a compression stroke (e.g., for a two- or four-stroke operating cycle) or an exhaust stroke (e.g., for a four-stroke operating cycle). The insertion rod 202 may be variably inserted into and withdrawn from the inner chamber 208 in accordance with the downward and upward movement of the crankshaft piston 204 (referring to FIG. 2). The correspondence between the movement of the floating piston 202 and the crankshaft piston 204 may take any suitable form. In some examples, the movement of the floating piston 202 and the crankshaft piston 204 may be substantially synchronized such that the floating piston is activated at substantially the same speed and direction as the crankshaft piston.

[00136] Занимающая конструкция 202 обеспечивает снижение потребности в заборе у цилиндра 104 и, в результате занятия ею внутренней камеры 208, занимающая конструкция также приводит к тому, чтобы смещенный объем, который используется в процессе сгорания или в гидравлическом процессе, то есть так называемый смещенный «объем сгорания» или смещенный «гидравлический объем», был меньше чем сама внутренняя камера, причем такая внутренняя камера является суммой объема камеры сгорания и рабочего объема поршня коленчатого вала.[00136] The occupying structure 202 provides for a reduction in the demand for intake from the cylinder 104 and, as a result of its occupation of the inner chamber 208, the occupying structure also causes the displaced volume that is used in the combustion process or in the hydraulic process, that is, the so-called displaced "combustion volume" or displaced "hydraulic volume", to be smaller than the inner chamber itself, wherein such an inner chamber is the sum of the volume of the combustion chamber and the working volume of the piston of the crankshaft.

[00137] Электромагнит может быть предназначен для отталкивания или притягивания занимающей конструкции в зависимости от конкретного варианта применения. Фиг. 8. Для чего бы не был предназначен электромагнит (отталкивания или притягивания), другая функция (например, отталкивание или притягивание) может оставаться пассивной. Электромагнитное усилие может быть использовано для втягивания занимающей конструкции на ранней стадии такта расширения с целью реагирования на команду замедления двигателя, транспортного средства или дроссельной заслонки для предотвращения раннего выброса выхлопа. В данном варианте реализации занимающая конструкция 202 включает в себя магнит 227 (например, постоянный магнит) для обеспечения взаимодействия с магнитными полями, генерируемыми электрическими токами, проходящими по катушке 224, Фиг. 2, и электромагнитного продвижения и втягивания занимающей конструкции по типу соленоидного действия. Линии магнитной силы, обеспечиваемые катушкой 224, в частности, ее частями во внутренней камере катушки под верхним концом катушки и над нижним концом катушки, могут быть по, существу параллельны направлению продвижения и втягивания плавающего поршня 202. Для облегчения электромагнитной активации плавающего поршня 202, описанного в настоящем документе, электрическая система 226 может включать в себя источник тока, с помощью которого ток выборочно подается на катушку 224. Электрическая система 226 функционально соединена с контроллером 110, который может управлять электрической системой для выборочного позиционирования вводимого штока 202 и/или обеспечения усилий втягивания и/или продвижения занимающей конструкции 202 в соответствии с рабочим циклом цилиндра 104, как описано выше, и/или на основе любых других подходящих вводов (например, синхронизации распределительного вала по времени, синхронизации клапана по времени, переменных забора или сброса воздуха, других условий работы). В некоторых примерах контроллер 110 может представлять собой контроллер 110 по ФИГ. 1, однако также может включать в себя различные устройства и системы для оказания воздействия на занимающую конструкцию 202 усилиями втягивания или продвижения, или для добавления давления к верхней стороне (например, заборной стороне по ФИГ. 2) занимающей конструкции 202. Такие устройства и системы контроллера 110 могут представлять собой гидравлические или турбонагнетатели, электромагнитные активаторы или любую подходящую систему, которая может управлять усилиями, воздействующими на занимающую конструкцию 202, которые в настоящем документе в целом называются «механизмами применения усилия». Одно или более из катушки 224, электрической системы 226, магнита 227 и контроллера 110 могут образовывать то, что в настоящем документе называется «электромагнитным активатором». В некоторых примерах электромагнитным активатором может считаться соленоид, в котором вводимый шток 202 действует в качестве плунжера, передвигаемого электромагнитным активатором. Следует понимать, что, как показано на ФИГ. 2, усилия втягивания и продвижения применяются к корпусу занимающей конструкции (плавающего поршня) 202.[00137] The electromagnet may be designed to repel or attract the occupant structure depending on the particular application. Fig. 8. Whatever the electromagnet is designed for (repulsion or attraction), the other function (e.g., repulsion or attraction) may remain passive. The electromagnetic force may be used to retract the occupant structure at an early stage of the expansion stroke in order to respond to a command to slow down the engine, vehicle, or throttle valve to prevent early exhaust emission. In this embodiment, the occupant structure 202 includes a magnet 227 (e.g., a permanent magnet) to provide interaction with magnetic fields generated by electric currents passing through the coil 224, Fig. 2, and electromagnetically advance and retract the occupant structure in a solenoid-like manner. The magnetic force lines provided by the coil 224, in particular by its portions in the internal chamber of the coil under the upper end of the coil and above the lower end of the coil, can be substantially parallel to the direction of advancement and retraction of the floating piston 202. To facilitate the electromagnetic activation of the floating piston 202 described in this document, the electrical system 226 can include a current source by which current is selectively supplied to the coil 224. The electrical system 226 is operatively connected to the controller 110, which can control the electrical system for selectively positioning the insertion rod 202 and/or providing retraction and/or advancement forces of the occupying structure 202 in accordance with the operating cycle of the cylinder 104, as described above, and/or based on any other suitable inputs (for example, camshaft timing, valve timing, air intake or exhaust variables, other operating conditions). In some examples, the controller 110 may be the controller 110 of FIG. 1, but may also include various devices and systems for exerting retractive or protractive forces on the occupant structure 202, or for adding pressure to the upper side (for example, the intake side of FIG. 2) of the occupant structure 202. Such devices and systems of the controller 110 may be hydraulic or turbochargers, electromagnetic activators, or any suitable system that can control the forces exerted on the occupant structure 202, which are generally referred to herein as "force applying mechanisms." One or more of the coil 224, the electrical system 226, the magnet 227, and the controller 110 may form what is referred to herein as an "electromagnetic activator." In some examples, the electromagnetic activator may be considered a solenoid, in which the insertion rod 202 acts as a plunger moved by the electromagnetic activator. It should be understood that, as shown in FIG. 2, the retraction and advancement forces are applied to the housing of the occupying structure (floating piston) 202.

[00138] Цилиндр 104, изображенный на Фиг. 2 и Фиг. 3, может быть выполнен с другими признаками, которые повышают мощность цилиндра, такими как выполнение занимающей конструкции и/или поршня коленчатого вала с наличием поверхности зацепления конусообразной формы, которая может соответствовать форме волны сгорания.[00138] The cylinder 104 shown in Fig. 2 and Fig. 3 may be provided with other features that increase the power of the cylinder, such as providing the occupying structure and/or the piston of the crankshaft with a cone-shaped engagement surface that may correspond to the shape of the combustion wave.

[00139] Внутренняя поверхность поршня коленчатого вала может включать в себя выемки и/или выступы для повышения усилий сдвигового напряжения во время относительного движения поршня коленчатого вала.[00139] The inner surface of the crankshaft piston may include recesses and/or projections to increase shear stress forces during relative movement of the crankshaft piston.

[00140] Катушка 224 может быть размещена в корпусе, который взаимодействует с изоляционным барьером, что обеспечивает возможность движения вводимого штока 202 с низким трением и значительное уплотнение между внутренней камерой 208 и корпусом. Катушка 224 приводится в действие электрическим образом посредством электрической системы 226, которая соединена с контроллером 110.[00140] The coil 224 may be housed in a housing that cooperates with an insulating barrier, which allows the insertion rod 202 to move with low friction and provides a significant seal between the internal chamber 208 and the housing. The coil 224 is electrically driven by an electrical system 226 that is connected to the controller 110.

[00141] Занимающая конструкция может быть выполнена из любой одной или более частей или слоев цилиндрической формы. Занимающая конструкция может иметь различные размеры в цилиндрах различных двигателей. Например, формы некоторых занимающих конструкций 202 могут быть выполнены с учетом требований более высокого крутящего момента, но это не является ограничивающим примером. В отличие от поршня коленчатого вала, охлаждение занимающей конструкции может быть затруднительным, однако может быть реализовано решение с использованием сплошного тела из материала с повышенными свойствами переноса тепла или с использованием пустотелого сердечника, заполненного газом, таким как гелий, и взаимодействующего с охлаждающим кожухом в цилиндре. Охлаждение занимающей конструкции может быть достигнуто путем декомпрессии текучей среды на ранней части и поздней части такта расширения. Кроме того, контакт между занимающей конструкцией и внутренней поверхностью цилиндра может осуществляться через опорные кольца до и после охлаждающего кожуха или таким образом, чтобы сжатый воздух мог проходить из отсека сжатия для заполнения небольшого пространства между цилиндром и занимающей конструкцией для минимизации трения.[00141] The occupying structure may be made of any one or more cylindrical shaped parts or layers. The occupying structure may have different dimensions in the cylinders of different engines. For example, the shapes of some of the occupying structures 202 may be made taking into account the requirements of higher torque, but this is not a limiting example. Unlike the crankshaft piston, cooling the occupying structure may be difficult, but a solution may be implemented using a solid body of material with improved heat transfer properties or using a hollow core filled with a gas, such as helium, and interacting with a cooling jacket in the cylinder. Cooling of the occupying structure may be achieved by decompression of the fluid at the early part and the late part of the expansion stroke. In addition, contact between the occupying structure and the inner surface of the cylinder may be achieved through support rings before and after the cooling jacket or in such a way that compressed air can pass from the compression compartment to fill a small space between the cylinder and the occupying structure to minimize friction.

[00142] Занимающая конструкция 202 цилиндра и варианты реализации цилиндра, описанные, в настоящем документе, представлены в качестве примеров и не предназначены для какого-либо ограничения. «Цилиндр», используемый в настоящем документе, не обязательно может иметь геометрическую форму цилиндра, а скорее относится к механическому устройству, в котором возвратно-поступательное движение поршня коленчатого вала используется для выработки полезной работы и мощности. Могут быть использованы несферические геометрические формы, такие как полусферические или скошенные геометрические формы. Могут быть добавлены, исключены или модифицированы различные компоненты цилиндра, в том числе компоненты головки цилиндра, клапаны и т.д. Кроме того, предполагаются альтернативные конфигурации вводимого элемента. Например, вводимый элемент, раскрытый в настоящем документе, может входить во внутреннюю камеру цилиндра снизу, сбоку или с любого другого направления, в том числе под острым или тупым углом, в нелинейном цилиндре 104. Цилиндр 104 сам по себе может иметь изогнутую форму, будучи частью круглой формы двигателя, при этом поршень и плавающий поршень описывают траекторию по окружности или по кривой в ходе рабочего такта. Кроме того, возможны варианты реализации, в которых электромагнитная активация используется для управления плавающим поршнем.[00142] The occupied structure 202 of the cylinder and the embodiments of the cylinder described herein are presented as examples and are not intended to be limiting in any way. The "cylinder" as used herein may not necessarily have the geometric shape of a cylinder, but rather refers to a mechanical device in which the reciprocating motion of a piston of a crankshaft is used to generate useful work and power. Non-spherical geometric shapes, such as hemispherical or beveled geometric shapes, may be used. Various components of the cylinder may be added, eliminated, or modified, including cylinder head components, valves, etc. In addition, alternative configurations of the input element are contemplated. For example, the insertion element disclosed in this document can enter the inner chamber of the cylinder from below, from the side or from any other direction, including at an acute or obtuse angle, in a non-linear cylinder 104. The cylinder 104 itself can have a curved shape, being part of a circular shape of the engine, and the piston and the floating piston describe a trajectory along a circle or along a curve during the working stroke. In addition, embodiments are possible in which electromagnetic activation is used to control the floating piston.

[00143] В некоторых вариантах реализации может быть использовано гибридное решение, в котором текучая среда накачивается механическим, а также магнитным образом, с использованием активатора с магнитной силой, и продвигается к поршню коленчатого вала. Например, текучая среда может сжиматься к плунжеру поршня коленчатого вала без использования гидравлического насоса в ходе активного сжатия, или, например, с наличием второго смежного цилиндра, не оснащенного занимающей конструкцией, предназначенного для сжатия воздуха, и действующего в качестве гидравлического цилиндра для использования его сжатого воздуха в камере сжатия первого цилиндра для повышения своего коэффициента эффективного сжатия или для воздействия назанимающую конструкцию усилием продвижения в ходе рабочего такта. В первом цилиндре, оснащенном занимающей конструкцией 202 также может использоваться гидравлическая текучая среда между занимающей конструкцией и поршнем коленчатого вала для функционирования в качестве гидравлического механизма.[00143] In some embodiments, a hybrid solution may be used, in which the fluid is pumped mechanically and also magnetically, using an activator with a magnetic force, and is advanced toward the piston of the crankshaft. For example, the fluid may be compressed toward the plunger of the piston of the crankshaft without using a hydraulic pump during active compression, or, for example, with the presence of a second adjacent cylinder, not equipped with an occupying structure, designed to compress air, and acting as a hydraulic cylinder to use its compressed air in the compression chamber of the first cylinder to increase its effective compression ratio or to affect the occupying structure with a moving force during the power stroke. In the first cylinder, equipped with an occupying structure 202, a hydraulic fluid may also be used between the occupying structure and the piston of the crankshaft to function as a hydraulic mechanism.

[00144] Варианты реализации занимающей конструкции цилиндра, описанные в настоящем документе, могут обеспечивать различные технические результаты и преимущества. Например, занимающая конструкция 202 цилиндра может снижать требуемый забор текучей среды, описанный, как смещенный объем за каждый такт. В других примерах занимающая конструкция цилиндра может обеспечить возможность использования подобного объема текучей среды для большего расстояния такта. Кроме того, занимающая конструкция цилиндра может обеспечить возможность применения большего усилия на квадратный дюйм к внутренней поверхности поршня коленчатого вала. В некоторых примерах, таких как те, в которых используется электромагнитная активация, занимающая конструкция цилиндра может поддерживать величину давления сгорания путем продвижения занимающей конструкции при инициируемом магнитном поле. В некоторых примерах занимающая конструкция цилиндра может облегчать движение поршня пластинчатого коленчатого вала при спадающем пониженном давлении. В вариантах реализации с гидравлической составляющей плавающий поршень может уменьшать количество текучей среды, требуемой заборным насосом гидравлической текучей среды. Эти и другие технические результаты могут повысить экономичность транспортного средства, в котором реализована занимающая конструкция цилиндра.[00144] The embodiments of the occupying cylinder structure described herein may provide various technical results and advantages. For example, the occupying cylinder structure 202 may reduce the required fluid intake, described as the displaced volume for each stroke. In other examples, the occupying cylinder structure may allow a similar volume of fluid to be used for a greater stroke distance. In addition, the occupying cylinder structure may allow a greater force per square inch to be applied to the inner surface of the crankshaft piston. In some examples, such as those using electromagnetic activation, the occupying cylinder structure may maintain the amount of combustion pressure by advancing the occupying structure when a magnetic field is initiated. In some examples, the occupying cylinder structure may facilitate the movement of the piston of a vane crankshaft when the reduced pressure is decreasing. In embodiments with a hydraulic component, the floating piston may reduce the amount of fluid required by the hydraulic fluid intake pump. These and other technical results can improve the efficiency of a vehicle that incorporates the cylinder-fill design.

[00145] Описанные в настоящем документе этапы, задачи и способы могут повторяться в ходе работы цилиндра с любой подходящей частотой, интервалом, рабочим циклом и т.д., которая может предполагать непрерывную работу или может прерываться (например, в ответ на ввод с контроллера, ввод от оператора).[00145] The steps, tasks, and methods described herein may be repeated during operation of the cylinder at any suitable frequency, interval, duty cycle, etc., which may involve continuous operation or may be intermittent (e.g., in response to input from a controller, input from an operator).

[00146] Камера 208 сгорания может быть окружена частями плавающего поршня 202 и поршня, 204 коленчатого вала, которые могут регулировать ее положения перед сгоранием, делая сам отсек сгорания относительно подвижным или меняющим форму и размер в цилиндре относительно самого цилиндра.[00146] The combustion chamber 208 may be surrounded by portions of the floating piston 202 and the piston, 204 of the crankshaft, which can adjust its positions before combustion, making the combustion chamber itself relatively movable or changing shape and size in the cylinder relative to the cylinder itself.

[00147] Предназначение электромагнита (Фиг. 2 - 226) действовать только для выполнения задачи отталкивания или только для выполнения задачи притягивания, а также использование трехполюсного электромагнитного активатора, дает то, что магнитный активатор впоследствии будет сохранять ориентацию своих полюсов неизменными, а скопление его электронов будет все время оставаться на одной стороне. При использовании такой компоновки ожидается, что напряженность магнитного поля, добавляемая к соленоидной составляющей, может быть усилена в сотни раз в части величины усилия для экономии электрической энергии, потребляемой для перемещения электронов вперед и назад между положительным и отрицательным полюсом.[00147] The purpose of the electromagnet (Fig. 2 - 226) to act only to perform the repulsion task or only to perform the attraction task, as well as the use of a three-pole electromagnetic activator, gives that the magnetic activator will subsequently maintain the orientation of its poles unchanged, and the accumulation of its electrons will always remain on one side. With the use of such an arrangement, it is expected that the magnetic field strength added to the solenoid component can be amplified hundreds of times in terms of the magnitude of the force to save electrical energy consumed to move electrons back and forth between the positive and negative pole.

[00148] Решение для понижения внутреннего давления цилиндра будет двигать второй поршень 202 в противоположном направлении (например, от) поршня коленчатого вала вместо выброса несгоревшего выхлопа за счет использования вторичной силы от электромагнита 226 или другого источника силы.[00148] A solution for reducing the internal cylinder pressure would be to move the second piston 202 in the opposite direction (e.g. away from) the crankshaft piston instead of ejecting unburned exhaust by using a secondary force from the electromagnet 226 or other force source.

[00149] Расположение второго поршня 202 между заборными каналами 210 на стороне камеры, предназначенной для сжатия, и между камерой 804 сгорания вместе с поддержанием повышенного давления текучей среды на заборной стороне способствует поддержанию заборных каналов более чистыми и более надежными в течение длительного времени.[00149] The arrangement of the second piston 202 between the intake passages 210 on the side of the chamber intended for compression and between the combustion chamber 804, together with maintaining an increased pressure of the fluid on the intake side, helps to keep the intake passages cleaner and more reliable over a long period of time.

[00150] Когда занимающая конструкция 202 окружает камеру сгорания, а кромка 202-2 обращена к головке цилиндра и стороне впуска для текучей среды, она продвигается, будучи частью исходного ускорения, в качестве второго поршня, а также она может менять направление при воздействии на нее давления со стороны коленчатого вала после расцепления двух поршней, делая так, что плавающий поршень без помех меняет направление ускорения и останавливается в ходе такта расширения и медленно начинает менять направление на обратное.[00150] When the occupying structure 202 surrounds the combustion chamber, and the edge 202-2 faces the cylinder head and the fluid inlet side, it advances as a second piston as part of the initial acceleration, and it can also change direction when pressure is applied to it from the crankshaft after the two pistons are disengaged, making the floating piston change direction of acceleration without interference and stop during the expansion stroke and slowly begin to reverse direction.

[00151] Следует понимать, что выражение «движение в направлении поршня коленчатого вала» может относиться к направлению к местоположению поршня коленчатого вала, а не к направлению движения поршня коленчатого вала.[00151] It should be understood that the expression "movement in the direction of the crankshaft piston" may refer to the direction toward the location of the crankshaft piston, rather than to the direction of movement of the crankshaft piston.

[00152] Камера сжатия 704 для скопления текучей среды за занимающей конструкцией 202 обеспечивает возможность выполнения четырех тактов за два движения коленчатого вала, что означает уменьшение сил трения путем урезания об/мин (количества оборотов в минуту) двигателя в два раза. Система обеспечивает конфигурации с экономией энергии также за счет управления ускорением и замедлением двигателя при уменьшенных выбросах загрязняющих веществ.[00152] The compression chamber 704 for collecting fluid behind the occupying structure 202 provides the ability to perform four strokes in two crankshaft movements, which means reducing friction forces by cutting the engine RPM (number of revolutions per minute) by half. The system also provides energy-saving configurations by controlling the acceleration and deceleration of the engine with reduced emissions of pollutants.

[00153] Для выполнения четырех тактов за два движения поршня коленчатого вала, изначально свежий воздух или предварительно смешанная текучая среда вводится за занимающую конструкцию 202 в ходе такта расширения в камеру сжатия 704 распределенного впрыска для добавления движущей силы к такту расширения, а также (в качестве части стадии сжатия) для частичного сжатия воздуха. Когда начинается такт сжатия, эта частично сжатая текучая среда переместится в камеру 804 сгорания в качестве способа непрямого впрыска с дальнейшим сжатием (например, полным сжатием) через коммуникационный канал 706, установленный за элемент, занимающий камеру. В другом способе (прямого впрыска) специальный канал может проходить непосредственно вместе со свечой зажигания в камеру 804 сгорания. Выхлопное отверстие 216 может иметь различные положения и конфигурации. Следует понимать, что под определение «предварительно смешанной» текучей среды может подпадать текучая среда распределенного впрыска или текучая среда непрямого впрыска, а «камера предварительного смешивания» может представлять собой камеру канала.[00153] In order to perform four strokes in two movements of the piston of the crankshaft, initially fresh air or pre-mixed fluid is introduced behind the occupying structure 202 during the expansion stroke into the compression chamber 704 of the distributed injection to add driving force to the expansion stroke, and also (as part of the compression stage) to partially compress the air. When the compression stroke begins, this partially compressed fluid will move into the combustion chamber 804 as an indirect injection method with further compression (for example, full compression) through a communication channel 706 installed behind the element occupying the chamber. In another method (direct injection), a special channel can pass directly together with the spark plug into the combustion chamber 804. The exhaust port 216 can have various positions and configurations. It should be understood that the definition of "pre-mixed" fluid may include either a distributed injection fluid or an indirect injection fluid, and the "pre-mixing chamber" may be a channel chamber.

[00154] Когда такт сжатия начинается и поршни начинают втягиваться, частично сжатый воздух в камере сжатия 704 переместится в камеру сгорания для дальнейшего сжатия, изначально он создает эффекты охлаждения с декомпрессией для занимающей конструкции, а также перемещает отработанную текучую среду из области 804 в направлении выхлопного клапана 216, и к тому моменту, когда поршни начнут входить в зацепление и камера сгорания очистится от выхлопа, топливная текучая среда будет полностью или частично впрыснута в одну из камер распределенного впрыска для смешивания со свежим воздухом, а при полном втягивании поршня, сжатие топливовоздушной смеси завершится в камере 804 сгорания. В другом способе прямого впрыска через специальный канал или путь топливо может проходить непосредственно вместе со свечой зажигания в камеру сгорания, а впрыск топлива будет применен к камере сгорания, а не к камере распределенного впрыска. Выхлопное отверстие 216 может принимать различные положения, однако оно может быть выровнено с областью между двумя поршнями по мере того, как они начинают входить в зацепление в ходе такта сжатия.[00154] When the compression stroke begins and the pistons begin to retract, the partially compressed air in the compression chamber 704 will move into the combustion chamber for further compression, initially it creates cooling effects with decompression for the occupying structure, and also moves the spent fluid from the region 804 in the direction of the exhaust valve 216, and by the time the pistons begin to engage and the combustion chamber is cleared of exhaust, the fuel fluid will be fully or partially injected into one of the distributed injection chambers for mixing with fresh air, and when the piston is fully retracted, the compression of the air-fuel mixture will be completed in the combustion chamber 804. In another method of direct injection through a special channel or path, the fuel can pass directly together with the spark plug into the combustion chamber, and the fuel injection will be applied to the combustion chamber, and not to the distributed injection chamber. The exhaust port 216 may take various positions, but it may be aligned with the area between the two pistons as they begin to engage during the compression stroke.

[00155] Далее иллюстрации по ФИГ. 2-10 будут описаны более подробно.[00155] Next, the illustrations of FIGS. 2-10 will be described in more detail.

[00156] На ФИГ. 2-10 показаны различные примеры, компоненты и признаки, которые могут быть включены в занимающую систему цилиндра. Например, цилиндр 104 может включать в себя внутреннюю камеру 208, занимающую конструкцию 202 и поршень 204 коленчатого вала. Внутренняя камера 208 цилиндра 104 модифицирована занимающей конструкцией 202 таким образом, что давление сгорания, применяемое к поршню 204 коленчатого вала, применяется к меньшей площади поверхности поршня 204 коленчатого вала во время ранней части такта расширения и к большей площади поверхности поршня 204 коленчатого вала во время поздней части такта расширения.[00156] FIG. 2-10 shows various examples, components and features that may be included in a cylinder occupying system. For example, a cylinder 104 may include an inner chamber 208 that occupies a structure 202 and a piston 204 of a crankshaft. The inner chamber 208 of the cylinder 104 is modified by the occupying structure 202 such that the combustion pressure applied to the piston 204 of the crankshaft is applied to a smaller surface area of the piston 204 of the crankshaft during the early portion of the expansion stroke and to a larger surface area of the piston 204 of the crankshaft during the late portion of the expansion stroke.

[00157] Например, как изображено на ФИГ. 2, первый впуск 210-1 для текучей среды, включающий в себя воздушный патрубок и однонаправленный клапан, обеспечивает возможность входа воздуха в камеру сжатия при выполнении каждого рабочего такта. Первый впускной патрубок для текучей среды может быть выполнен для естественного наполнения двигателя, или он может быть соединен с каналом или резервуаром для турбонагнетенной текучей среды или нагнетенной с наддувом текучей среды. Второй впуск 210-2 для текучей среды, включающий в себя патрубок для текучей среды и однонаправленный клапан, обеспечивает возможность выборочного входа сжатой текучей среды в цилиндр, в камеру сжатия 704 сжатия или в первичную камеру 804 сгорания для повышения внутреннего давления цилиндра в ответ на механизм применения усилия в результате повышенного сопротивления приводу коленчатого вала или в результате изменения положения дроссельной заслонки, при этом канал 706 для текучей среды обеспечивает возможность перемещения текучей среды от камеры сжатия 704 к камере 804 сгорания в ходе такта втягивания.[00157] For example, as shown in FIG. 2, a first fluid inlet 210-1, including an air duct and a one-way valve, allows air to enter the compression chamber during each power stroke. The first fluid inlet may be configured to naturally fill the engine, or it may be connected to a channel or reservoir for turbocharged fluid or supercharged fluid. The second inlet 210-2 for fluid, including a branch pipe for fluid and a one-way valve, allows selective entry of compressed fluid into the cylinder, into the compression chamber 704 or into the primary combustion chamber 804 to increase the internal pressure of the cylinder in response to the force application mechanism as a result of increased resistance to the crankshaft drive or as a result of a change in the position of the throttle valve, wherein the passage 706 for fluid allows movement of fluid from the compression chamber 704 to the combustion chamber 804 during the intake stroke.

[00158] Например, как изображено на ФИГ. 6, на раннем этапе такта расширения меньшая площадь 802 поверхности подвергается сгоранию в полости 804 сгорания. А на позднем этапе такта расширения сгоранию, которое возникло в полости 804 сгорания, подвергается большая площадь 806 поверхности. Данный замысел применим ко всем примерам, показанным на фигурах. Частичная конусообразная форма или профиль поршня коленчатого вала обеспечивает воздействие продвигающей волны давления сгорания на большую площадь поверхности по сравнению с прямоугольным профилем.[00158] For example, as shown in FIG. 6, in the early stage of the expansion stroke, a smaller surface area 802 is subjected to combustion in the combustion chamber 804. And in the late stage of the expansion stroke, a larger surface area 806 is subjected to the combustion that occurred in the combustion chamber 804. This concept applies to all of the examples shown in the figures. The partial cone shape or profile of the crankshaft piston provides for the action of the propelling combustion pressure wave on a larger surface area compared to a rectangular profile.

[00159] Например, поршень коленчатого вала может включать в себя концевую часть, которая меняется от более тонкого размера 808 до более толстого размера 810 таким образом, что часть более тонкого размера подвергается воздействию давления сгорания раньше, а более толстая часть подвергается воздействию давленния сгорания позже, как показано на ФИГ. 6. Более тонкая часть может быть введена в камеру сгорания или, в качестве альтернативы, размещена непосредственно после конца камеры сгорания. Профиль занимающей конструкции может в точности соответствовать, совпадать или по существу соответствовать профилю поршня коленчатого вала.[00159] For example, the crankshaft piston may include an end portion that changes from a thinner dimension 808 to a thicker dimension 810 such that the thinner portion is exposed to combustion pressure earlier and the thicker portion is exposed to combustion pressure later, as shown in FIG. 6. The thinner portion may be introduced into the combustion chamber or, alternatively, positioned immediately after the end of the combustion chamber. The profile of the occupying structure may exactly match, coincide with, or substantially match the profile of the crankshaft piston.

[00160] Система может быть выполнена таким образом, что сгорание происходит внутри полости 804 в занимающей конструкции 202 для применения давления сгорания и к занимающей конструкции 202 и к поршню 204 коленчатого вала.[00160] The system may be configured such that combustion occurs within cavity 804 in occupying structure 202 to apply combustion pressure to both occupying structure 202 and crankshaft piston 204.

[00161] Занимающая конструкция 202 может представлять собой конструкцию, подвижную относительно цилиндра 104. Движением занимающей конструкции 202 может управлять одно или более усилий, применяемых механизмом 702 применения усилия. Занимающая конструкция 202 может менять направление ускорения в ходе такта расширения.[00161] The occupying structure 202 may be a structure that is movable relative to the cylinder 104. The movement of the occupying structure 202 may be controlled by one or more forces applied by the force applying mechanism 702. The occupying structure 202 may change the direction of acceleration during the expansion stroke.

[00162] Механизм 702 применения усилия может реагировать на положение дроссельной заслонки (например, транспортного средства) благодаря датчикам положения дроссельной заслонки таким образом, что одно или более усилий., применяемых к занимающей конструкции 202, зависят от положения дроссельной заслонки. Механизм 702 применения усилия может быть выполнен с возможностью применения усилия втягивания к занимающей конструкции 202 в ходе такта расширения или такта сжатия.[00162] The force application mechanism 702 may respond to the position of the throttle valve (for example, of the vehicle) thanks to the throttle position sensors in such a way that one or more forces applied to the occupying structure 202 depend on the position of the throttle valve. The force application mechanism 702 may be configured to apply a retracting force to the occupying structure 202 during the expansion stroke or the compression stroke.

[00163] Механизм 702 применения усилия может включать в себя электромагнитный активатор, гидравлическую систему и/или систему принудительной индукции. Примерами систем принудительной индукции являются турбонагнетатели, гидравлические нагнетатели и нагнетатели с наддувом. Занимающая конструкция может быть механическим образом соединена с электромагнитным активатором.[00163] The force application mechanism 702 may include an electromagnetic actuator, a hydraulic system, and/or a forced induction system. Examples of forced induction systems are turbochargers, hydraulic superchargers, and superchargers. The occupying structure may be mechanically connected to the electromagnetic actuator.

[00164] Как показано на ФИГ. 7, позицией 300 обозначен коленчатый вал, позицией 301 обозначен диаметр коленчатого вала, а позицией 302 обозначен шатун коленчатого вала. В цилиндре относительного движения система может обеспечивать больший крутящий момент за счет сжатой текучей среды с наддувом на ранней стадии такта расширения, а соотношение между шатуном (302) коленчатого вала и диаметром (301) коленчатого вала может быть уменьшено до стандартов, которые ниже чем предусмотрены на сегодняшний день в доступных в продаже тяжелых транспортных средствах, для охвата более высокого крутящего момента на основе удлиненного шатуна, приводя к замедленному движению таких тяжелых транспортных средств.[00164] As shown in FIG. 7, 300 denotes a crankshaft, 301 denotes a diameter of the crankshaft, and 302 denotes a connecting rod of the crankshaft. In the relative motion cylinder, the system can provide more torque due to the compressed fluid with a boost at an early stage of the expansion stroke, and the ratio between the connecting rod (302) of the crankshaft and the diameter (301) of the crankshaft can be reduced to standards that are lower than those provided today in commercially available heavy vehicles, to accommodate a higher torque based on an elongated connecting rod, resulting in a slow motion of such heavy vehicles.

[00165] Раскрытая система обеспечивает повышение работы в единицу времени при применении гидравлического турбонагнетателя в качестве механизма вторичного усилия для повышения усилий сжатия в ходе такта расширения, которые передаются в качестве дополнительного повышения давления в отсеке сгорания и в качестве дополнительного приводного усилия. Поддержание положительного приводного усилия в цилиндре минимизирует интервал времени ускорения работы и, в результате, устраняет часть требуемой рабочей энергии. По сравнению с этим, усилия сжатия в традиционном цилиндре приводят к полной потере энергии, которая в конечном итоге вычитается из усилий рабочего такта.[00165] The disclosed system provides an increase in work per unit time by using a hydraulic turbocharger as a secondary force mechanism to increase the compression forces during the expansion stroke, which are transmitted as an additional increase in pressure in the combustion chamber and as an additional drive force. Maintaining a positive drive force in the cylinder minimizes the time interval of acceleration of work and, as a result, eliminates part of the required working energy. In comparison with this, the compression forces in a traditional cylinder lead to a complete loss of energy, which is ultimately subtracted from the forces of the power stroke.

[00166] На иллюстрации по ФИГ. 8 показан первый электромагнит 1802, который может быть активирован в ходе расширения поршня коленчатого вала, обеспечивая действие отталкивания (усилие продвижения). Второй электромагнит 1804 может быть активирован в ходе втягивания поршня коленчатого вала, обеспечивая действие притягивания (усилие втягивания). Полюса 1802, 1804 и 227 обеспечивают трехполюсную электромагнитную компоновку. В традиционной компоновке магнитная компоновка включала бы только два полюса, например, 227 и 1802. В трехполюсной компоновке полюса 1802 и 227, например, всегда будут активны, будучи одинаковыми полюсами для выполнения усилия отталкивания, а полюса 1804 и 227 всегда будут активны для выполнения усилия притягивания. В трехполюсной компоновке электроны не должны перемещаться между полюсами, что не только повысит величину выходного усилия в секунду, но также это может обеспечить повышенную частоту движения.[00166] In the illustration of FIG. 8, a first electromagnet 1802 is shown that can be activated during the expansion of the crankshaft piston, providing a repulsive action (advancement force). A second electromagnet 1804 can be activated during the retraction of the crankshaft piston, providing an attractive action (retraction force). The poles 1802, 1804 and 227 provide a three-pole electromagnetic arrangement. In a traditional arrangement, the magnetic arrangement would include only two poles, for example, 227 and 1802. In a three-pole arrangement, the poles 1802 and 227, for example, will always be active, being the same poles for performing the repulsive force, and the poles 1804 and 227 will always be active for performing the attractive force. In a three-pole arrangement, the electrons do not have to move between the poles, which will not only increase the amount of output force per second, but it can also provide a higher frequency of movement.

[00167] Система может быть выполнена с возможностью частичного осуществления такта сжатия путем сжатия текучей среды на заборной стороне в ходе такта расширения, который также подразумевает применение усилия к занимающей конструкции 202 посредством механизма 702 применения усилия. Соответственно, система может быть выполнена с возможностью реализации функций забора, сжатия, расширения и выброса за два такта за одно сгорание. Компоновка с цилиндром относительного движения инициирует сжатие текучей среды в камере сжатия 704.[00167] The system can be configured to partially perform a compression stroke by compressing the fluid on the intake side during the expansion stroke, which also involves applying a force to the occupying structure 202 by means of the force application mechanism 702. Accordingly, the system can be configured to perform the functions of intake, compression, expansion and ejection in two strokes in one combustion. The arrangement with the relative motion cylinder initiates the compression of the fluid in the compression chamber 704.

[00168] Система может быть выполнена с возможностью доставки текучей среды к камере сжатия 704 занимающей конструкции 202 для повышения давления цилиндра и ускорения двигателя. Система может быть выполнена с возможностью обеспечения замедления двигателя путем применения усилия втягивания к занимающей конструкции 202. Система может быть выполнена с возможностью обеспечения ускорения двигателя путем применения усилия продвижения к занимающей конструкции 202.[00168] The system may be configured to deliver fluid to the compression chamber 704 of the occupying structure 202 to increase cylinder pressure and accelerate the engine. The system may be configured to provide engine deceleration by applying a retractive force to the occupying structure 202. The system may be configured to provide engine acceleration by applying a forward force to the occupying structure 202.

[00169] Канал 706 для текучей среды, который также может называться коммуникационным каналом, может иметь регулирующий клапан для разделения времени управления текучей средой на стадию 1 и стадию 2. Стадия 1 включает скопление текучей среды за занимающим элементом камеры (плавающим поршнем) в ходе такта расширения, который частично сжимает свежий воздух с использованием турбонагнетателя или нагнетателя с наддувом, применение вторичных приводных усилий к поршням или предварительное смешивание текучей среды в ходе применения приводного усилия к поршням. Стадия 2 включает перенос частично сжатого свежего воздуха или предварительно смешанной текучей среды в камеру 804 сгорания в пределах занимающей конструкции 202 через коммуникационный канал, который может содержать множество клапанов и каналов. Коммуникационный канал или каналы может/могут включать в себя канал для входа свежего воздуха и другой канал к выпускному отверстию для выхлопа.[00169] The fluid passage 706, which may also be referred to as a communication passage, may have a control valve for dividing the fluid control time into stage 1 and stage 2. Stage 1 includes accumulation of fluid behind the occupant chamber element (floating piston) during the expansion stroke, which partially compresses fresh air using a turbocharger or supercharger, applying secondary driving forces to the pistons or pre-mixing the fluid during the application of a driving force to the pistons. Stage 2 includes transferring partially compressed fresh air or pre-mixed fluid to the combustion chamber 804 within the occupant structure 202 through the communication passage, which may contain a plurality of valves and passages. The communication passage or passages may/may include a passage for the inlet of fresh air and another passage to the outlet for the exhaust.

[00170] Коммуникационный канал может иметь однонаправленный клапан, и клапан может открываться для того, чтобы частично сжатая текучая среда могла переместиться в камеру сгорания, а также клапан может закрываться в ходе всего такта расширения, или он может открываться в ходе поздней части такта расширения для добавления положительного давления в камеру сгорания и для очистки камеры 804 от выхлопа. Отсек с отверстием для впрыска может расширяться в размере в ходе такта расширения.[00170] The communication channel may have a one-way valve, and the valve may open to allow partially compressed fluid to move into the combustion chamber, and the valve may close during the entire expansion stroke, or it may open during the late portion of the expansion stroke to add positive pressure to the combustion chamber and to clear the chamber 804 of exhaust. The compartment with the injection hole may expand in size during the expansion stroke.

[00171] Благодаря давлению сгорания между поршнем 204 коленчатого вала и занимающей конструкцией 202, система может быть выполнена с возможностью обеспечения ускорения занимающей конструкции 202 в направлении втягивания от поршня 204 коленчатого вала для поглощения части усилий сгорания.[00171] Due to the combustion pressure between the crankshaft piston 204 and the occupying structure 202, the system may be configured to accelerate the occupying structure 202 in a retracting direction away from the crankshaft piston 204 to absorb a portion of the combustion forces.

[00172] На иллюстрации по ФИГ. 9 показана кромка 202-1 занимающей конструкции, обращенная в направлении камеры сжатия, и кромка 202-2 занимающей конструкции, обращенная к первичной камере сгорания, а также кромка 202-3 занимающей конструкции, обращенная ко вторичной камере сгорания, а позицией 202-4 обозначены вырезы во внешней поверхности занимающей конструкции, которые могут подвести отработанную текучую среду ближе к впускной стороне цилиндра. При воздействии сгорания на кромку (202-2) или при наличии повышения гидравлического давления происходит продвижение занимающей конструкции переменным образом во внутренней камере цилиндра сгорания или гидравлического цилиндра, или происходит изменение физических характеристик закона Паскаля в зависимости от положения, при этом плавающий поршень взаимодействует за объем и пространство с горючей текучей средой, и такая конкуренция никогда не вычислялась в законе Паскаля. Выходная мощность такта зависит от поверхности поршня коленчатого вала и расстояния такта. В законе Паскаля с зависимостью от времени подлежит вычислению дополнительная выходная мощность, а также она подлежит добавлению в закон Паскаля с зависимостью от положения. Это добавление пропорционально объему сгорания или гидравлическому объему, смещенному за счет продвижения занимающей конструкции.[00172] In the illustration of FIG. 9, an edge 202-1 of the occupying structure facing the compression chamber and an edge 202-2 of the occupying structure facing the primary combustion chamber, as well as an edge 202-3 of the occupying structure facing the secondary combustion chamber are shown, and the number 202-4 denotes cutouts in the outer surface of the occupying structure that can supply the exhaust fluid closer to the intake side of the cylinder. When combustion acts on the edge (202-2) or when there is an increase in hydraulic pressure, the occupying structure advances in a variable manner in the inner chamber of the combustion cylinder or the hydraulic cylinder, or the physical characteristics of Pascal's law change depending on the position, wherein the floating piston interacts for volume and space with the combustible fluid, and such competition has never been calculated in Pascal's law. The output power of the stroke depends on the surface of the piston of the crankshaft and the distance of the stroke. In Pascal's time-dependent law, the additional output power is to be calculated, and it is to be added to Pascal's position-dependent law. This addition is proportional to the combustion volume or hydraulic volume displaced by the advance of the occupying structure.

[00173] Также, как показано на ФИГ. 9, разница между поверхностью 202-3 и 202-2 приводит к ускорению занимающей конструкции в ходе ранних стадий такта расширения, а затем - к замедлению и втягиванию на поздней стадии.[00173] Also, as shown in FIG. 9, the difference between surface 202-3 and 202-2 causes the occupying structure to accelerate during the early stages of the expansion stroke and then to slow down and retract during the late stage.

[00174] Как показано на ФИГ. 10, раскрытый способ включает на этапе 1902 - начало сгорания в пределах подвижных частей, заключенных между поршнем и занимающей конструкцией цилиндра, на этапе 1904 - ускорение обеих частей во внутренней камере цилиндра до тех пор, пока ускорение занимающей конструкции цилиндра не изменит направление и далее не остановится полностью в ходе такта расширения, на этапе 1906 - раннее начало сжатия текучей среды в ходе такта расширения в специальной камере, на этапе 1908 - дальнейшее продвижение или втягивание занимающей конструкции цилиндра за счет применения усилия посредством вторичного устройства, такого как электромагнитный активатор, гидравлическая система или турбонагнетатель, и на этапе 1910 - обеспечение возможности попадания сжатой текучей среды в камеру сгорания на поздней части такта расширения для очистки первичной камеры сгорания от выхлопа и для применения эффектов охлаждения к занимающей конструкции путем декомпрессии текучей среды; на этапе 1912 - на ранней стадии в ходе такта втягивания, выпуск отработанной текучей среды перед началом зацепления занимающей конструкции и плавающего поршня; на этапе 1914 - завершение сжатия текучей среды путем завершения втягивания занимающей конструкции и поршня коленчатого вала, закрытие впускного клапана для того, чтобы оставить большинство сжатой текучей среды в первичной камере сгорания в пределах занимающей конструкции, при этом оставляя меньшую часть в коммуникационном канале, причем эта меньшая часть будет подвергнута декомпрессии в начале следующего цикла возвратно-поступательного движения для применения эффекта охлаждения к занимающей конструкции.[00174] As shown in FIG. 10, the disclosed method includes, at step 1902, initiating combustion within movable portions enclosed between a piston and an occupant cylinder structure, at step 1904, accelerating both portions within an internal chamber of the cylinder until the acceleration of the occupant cylinder structure reverses direction and then stops completely during an expansion stroke, at step 1906, early initiating compression of a fluid during the expansion stroke in a special chamber, at step 1908, further advancing or retracting the occupant cylinder structure by applying a force via a secondary device such as an electromagnetic activator, a hydraulic system, or a turbocharger, and at step 1910, allowing compressed fluid to enter the combustion chamber during a late portion of the expansion stroke to clear the primary combustion chamber of exhaust and to apply cooling effects to the occupant structure by decompressing the fluid; at step 1912 - early during the retraction stroke, releasing the spent fluid before the engagement of the occupying structure and the floating piston begins; at step 1914 - completing the compression of the fluid by completing the retraction of the occupying structure and the crankshaft piston, closing the intake valve in order to leave the majority of the compressed fluid in the primary combustion chamber within the occupying structure, while leaving a smaller portion in the communication channel, which smaller portion will be decompressed at the beginning of the next reciprocating cycle to apply a cooling effect to the occupying structure.

[00175] На иллюстрации по Фиг. 11 показана выходная работа, измеренная в джоулях.[00175] The illustration of Fig. 11 shows the output work measured in joules.

[00176] Например, когда 50 мг топлива в традиционном цилиндре давали выходную работу приблизительно 150 джоулей, некоторые имитационные испытания раскрытой системы давали приблизительно 400 джоулей. В одном испытании для сгорания мы использовали 25 мг, и 25 мг были рассчитаны, как источник энергии для приведения в действие турбонагнетательного насоса, a выходная работа увеличилась приблизительно до 800 джоулей. В некоторых энергетических исследованиях заявлено, что традиционные двигатели потребляют лишь приблизительно 20% тепловой энергии, доступной в топливе, в качестве результаты нашего имитационного испытания предполагают, что раскрытая система может оптимизировать использование ископаемого топлива. Увеличение выходной работы также может быть вычислено теоретически с помощью следующего уравнения, используемого в пособиях (улучшение производительности пропорционально повышению давления внутри цилиндра и обратно пропорционально смещенному объему) Испытания давления, представленные на Фиг. 17, показывают, что в раскрытой системе было достигнуто повышение давления более чем на 200%, при этом плавающий поршень также может взаимодействовать за пространство с горючей текучей средой приблизительно в 50% рабочего объема. В таком случае, улучшение производительности теоретически может быть оценено в 400% по сравнению с традиционным цилиндром.[00176] For example, when 50 mg of fuel in a conventional cylinder produced an output work of approximately 150 joules, some simulation tests of the disclosed system produced approximately 400 joules. In one test, we used 25 mg for combustion, and 25 mg was calculated as the energy source to drive the turbocharger pump, and the output work increased to approximately 800 joules. Some energy studies have stated that conventional engines consume only approximately 20% of the thermal energy available in the fuel, as the results of our simulation test suggest that the disclosed system can optimize the use of fossil fuel. The increase in output work can also be calculated theoretically using the following equation used in the manuals (the improvement in performance is proportional to the increase in pressure inside the cylinder and inversely proportional to the volume displaced) The pressure tests shown in Fig. 17, show that in the disclosed system a pressure increase of more than 200% was achieved, while the floating piston can also interact with the combustible fluid space in approximately 50% of the working volume. In this case, the performance improvement can theoretically be estimated at 400% compared to a traditional cylinder.

[00177] На иллюстрации по Фиг. 12 показан один из наилучших результатов, связанных с системой распределенного впрыска, при этом имитационное испытание дало нулевой % НС, почти нулевой % СО и NO в выхлопе.[00177] The illustration of Fig. 12 shows one of the best results associated with the distributed injection system, with the simulation test yielding zero % HC, near zero % CO and NO in the exhaust.

[00178] На иллюстрации по Фиг. 13 показан более низкий остаточный углеводород в отработанной текучей среде в раскрытой системе. В некоторых компоновках результаты имитационных испытаний дали нулевой выход НС при завершении рабочего такта.[00178] The illustration of Fig. 13 shows a lower residual hydrocarbon in the exhaust fluid in the disclosed system. In some arrangements, the results of the simulation tests gave a zero HC output at the end of the power stroke.

[00179] На иллюстрации по Фиг. 14 показан график оценки механической выходной работы с использованием прямого впрыска, где новая разработка D3 предлагает увеличенную площадь под графиком работы в единицу времени в отличие от обычного цилиндра. Это составляет приблизительно на 200% более высокую эффективность рабочей энергии, согласно разнице площадей. Традиционное исполнение D1-T3 имеет большую площадь воздействия сгорания (802, ФИГ. 6) в начале такта расширения чем в раскрытой системе D3-T2. В традиционной системе (D1-Т3) предлагается повышенная рабочая энергия в начале такта расширения и пониженная выходная работа позднее в ходе рабочего такта. Большая площадь под графиком наблюдалась ранее при сравнении графиков прямого впрыска и непрямого впрыска в традиционных разработках, а теперь раскрытая система обеспечивает дополнительное повышение на графике выходной механической работы в единицу времени. В некоторых вариантах исполнения раскрытой системы на графике выходной механической работы показано положительное повышение в конце такта, Фиг. 14, и это происходит, когда на расстоянии между поршнем коленчатого вала и плавающим поршнем возвращается повышенное давление, когда поршень коленчатого вала доходит до полной остановки, а плавающий поршень по-прежнему медленно продвигается.[00179] The illustration of FIG. 14 shows a mechanical work output rating graph using direct injection, where the new D3 design offers an increased area under the graph of work per unit time compared to a conventional cylinder. This represents approximately a 200% higher efficiency of working energy, according to the difference in areas. The conventional design D1-T3 has a larger combustion affected area (802, FIG. 6) at the beginning of the expansion stroke than the disclosed system D3-T2. The conventional system (D1-T3) offers increased working energy at the beginning of the expansion stroke and reduced work output later in the power stroke. The large area under the graph has been previously observed when comparing the graphs of direct injection and indirect injection in conventional designs, and now the disclosed system provides an additional increase in the mechanical work output graph per unit time. In some embodiments of the disclosed system, the mechanical work output graph shows a positive increase at the end of the stroke, FIG. 14, and this occurs when the increased pressure returns at the distance between the crankshaft piston and the floating piston, when the crankshaft piston comes to a complete stop, and the floating piston is still slowly moving.

[00180] На иллюстрации по Фиг. 15 показан график работы при применении внезапного усилия продвижения к плавающему поршню, причем мощность, используемая для инициирования такого усилия, была восстановлена до более чем 80%, и это демонстрирует большой потенциал использования раскрытой системы в качестве замены технологий накопления давления, в которых потенциал восстановления мощности составляет не более 25%. Кроме того, потенциал раскрытой системы, способной добавлять вторичные усилия, такие как турбонагнетательные текучие среды через второй впуск, в цилиндр в ходе рабочего такта, предполагает, что больше не требуется жертвовать выходной мощностью двигателя для обеспечения улучшенных крутящих моментов, поскольку повышенный крутящий момент может быть оптимизирован за счет нагнетания с наддувом или турбонагнетания цилиндра, когда высокое сопротивление внезапно начинает создавать проблему для приводного усилия двигателя.[00180] The illustration of Fig. 15 shows a graph of the performance when applying a sudden driving force to a floating piston, wherein the power used to initiate such a force has been restored to more than 80%, and this demonstrates the great potential for using the disclosed system as a replacement for pressure accumulation technologies, in which the power recovery potential is no more than 25%. In addition, the potential of the disclosed system, capable of adding secondary forces, such as turbocharger fluids through a second inlet, to a cylinder during the power stroke, suggests that it is no longer necessary to sacrifice engine output power to provide improved torques, since the increased torque can be optimized by supercharging or turbocharging the cylinder when high resistance suddenly begins to create a problem for the engine's driving force.

[00181] На иллюстрации по ФИГ. 16 показан график зависимости усилия от расстояния. На этом графике показано, что начальное усилие в раскрытом цилиндре D2-T1 меньше чем в обычном цилиндре. Этот график не следует путать с оценкой энергии между новой и традиционной разработками, поскольку производительность рабочей энергии следует оценивать на основе (Усилие*Р(асстояние/с), и это можно называть (работа/с), что может быть представлено, как зависимость работы от времени.[00181] The illustration of FIG. 16 shows a graph of the force versus distance. This graph shows that the initial force in the open cylinder D2-T1 is less than that in the conventional cylinder. This graph should not be confused with the energy evaluation between the new and conventional designs, since the productivity of the working energy should be evaluated based on (Force*P ( distance/s), and this can be called (work/s), which can be represented as the work versus time.

[00182] На иллюстрации по ФИГ. 17 представлены графики зависимости давления от расстояния и давления от времени. Испытание было проведено без нагрузки от сопротивления. Раскрытая система D2-T1 имеет намного большую площадь под кривой чем традиционный цилиндр D1-T1. В ходе такта расширения, когда цилиндр непрерывно поддерживает более высокое внутреннее давление приблизительно на 300%, это будет отражать более высокую тепловую эффективность, более чистое сгорание текучей среды, улучшенный коэффициент выхлопа NO2/NOx. При повторении испытания под нагрузкой от сопротивления, примененной к поршню коленчатого вала, площадь под графиком раскрытой системы D2-T1 (которая затем именуется D2-T3) показывала дополнительное повышение внутреннего давления цилиндра по сравнению с обычным цилиндром, а сгорание текучей среды было дополнительно улучшено, и имитационные испытания дали нулевой выход НС, нулевой выход СО и почти нулевой выход NO (0,000035).[00182] The illustration of FIG. 17 shows graphs of pressure versus distance and pressure versus time. The test was conducted without a drag load. The disclosed D2-T1 system has a much larger area under the curve than the conventional D1-T1 cylinder. During the expansion stroke, when the cylinder continuously maintains a higher internal pressure by about 300%, this will reflect higher thermal efficiency, cleaner combustion of the fluid, improved NO2/NOx exhaust ratio. When repeating the test under a drag load applied to the crankshaft piston, the area under the graph of the disclosed D2-T1 system (which is then referred to as D2-T3) showed an additional increase in the internal pressure of the cylinder compared to the conventional cylinder, and the combustion of the fluid was further improved, and the simulation tests gave zero HC output, zero CO output and almost zero NO output (0.000035).

[00183] Раскрытые в настоящем изобретении способы могут включать: 1) Способ работы гибридного двигателя с использованием двух источников усилия на уровне цилиндра, 2) Способ фильтрации отработанной текучей среды на уровне цилиндра путем преобразования большей части СО и свободных радикалов углеводорода в контролируемый СО2, N2 и NO2 путем повышения относительного внутреннего давления и понижения скорости поршня коленчатого вала. 3) Способ уменьшения вибрации путем использования занимающей конструкции в качестве амортизатора ударов. 4) Способ экономии энергии за счет использования занимающей конструкции в качестве второго базиса в относительности Ньютона-Галилея. 5) Способ зависимости времени от обмена и экономии энергии.[00183] The methods disclosed in the present invention may include: 1) A method of operating a hybrid engine using two sources of force at the cylinder level, 2) A method of filtering exhaust fluid at the cylinder level by converting a majority of CO and hydrocarbon free radicals into controlled CO2, N2 and NO2 by increasing the relative internal pressure and decreasing the speed of the crankshaft piston. 3) A method of reducing vibration by using an occupying structure as a shock absorber. 4) A method of saving energy by using an occupying structure as a second basis in Newton-Galilean relativity. 5) A method of time dependence on exchange and saving energy.

[00184] Благодаря форме занимающей конструкции, в ходе такта расширения реализуется снижение требования в отношении забора текучей среды. Например, если сумма объема камеры сгорания и рабочего объема поршня коленчатого вала составляет 10 кубических дюймов, то в раскрытом цилиндре относительного, движения требование в отношении смещения камеры сгорания в первичной и вторичной камерах сгорания будет составлять приблизительно 5 или 6 кубических дюймов.[00184] Due to the shape of the occupying structure, during the expansion stroke, a reduction in the requirement for fluid intake is realized. For example, if the sum of the volume of the combustion chamber and the working volume of the crankshaft piston is 10 cubic inches, then in the open cylinder of relative movement, the requirement for combustion chamber displacement in the primary and secondary combustion chambers will be approximately 5 or 6 cubic inches.

[00185] Следует понимать, что продвижение занимающей конструкции в цилиндре, в основном в цилиндре сгорания, используется для управления усилием сгорания или гидравлическим усилием для обеспечения большего крутящего момента или повышенной мощности в лошадиных силах, или для оптимизации мощности в различных условиях. Раскрытый цилиндр относительного движения значительно повышает выходную мощность, особенно если оптимизация выполняется в отношении крутящего момента и мощности в лошадиных силах. Такое повышение основано на законе Паскаля с зависимостью от времени. Например, некоторые исследования в области физики описывают, что энергия может быть потрачена в ходе движения транспортного средства за счет трения между колесом и покрытием, что представляет собой лишь небольшой процент энергии, которая тратится на движение. Большая часть неэффективности связана с энергией, потраченной на ускорение поршня коленчатого вала, а если значение такого ускорения, вычисленное за одну секунду в течение часа движения, равняется половине значения у другого транспортного средства такого же веса и для такого же времени движения, то первому транспортному средству понадобится половина топлива для преодоления такого же расстояния. Для такого интервала времени ускорения мы ввели уравнение энергии с зависимостью от времени (E=1/2Mf*g2*t), которое описано в настоящем документе далее. Это уравнение показывает то, каким образом интервал времени (t) ускорения (время ускорения) обменивается с рабочей энергией, вычисленной в джоулях, при этом минимизация значения (t) с 2 секунд до 1 секунды меняет выходную энергию с 1 джоуля до 2 джоулей, что происходит перед оптимизацией выхода, используемого для обеспечения повышенного крутящего момента или повышенной мощности в лошадиных силах. И это является ключевым отличием между настоящей заявкой и прошлыми попытками обеспечения повышенной эффективности двигателя, поскольку тепловая мощность считается фиксированной на кубический дюйм топлива вне зависимости от механического исполнения, при этом минимизация значения интервала времени ускорения существенно меняет выходную энергию.[00185] It should be understood that the advancement of the occupying structure in the cylinder, mainly in the combustion cylinder, is used to control the combustion force or hydraulic force to provide more torque or increased horsepower, or to optimize the power under various conditions. The open relative motion cylinder significantly increases the output power, especially if the optimization is performed with respect to torque and horsepower. Such an increase is based on Pascal's law with time dependence. For example, some studies in the field of physics describe that energy can be spent during the movement of a vehicle due to friction between the wheel and the surface, which is only a small percentage of the energy that is spent on movement. Most of the inefficiency is associated with the energy spent on accelerating the piston of the crankshaft, and if the value of such acceleration, calculated for one second during an hour of movement, is equal to half the value of another vehicle of the same weight and for the same time of movement, then the first vehicle will need half the fuel to cover the same distance. For this acceleration time interval, we have introduced a time-dependent energy equation (E=1/2Mf*g2*t), which is described later in this paper. This equation shows how the acceleration time interval (t) (acceleration time) is exchanged with the work energy calculated in joules, whereby minimizing the value of (t) from 2 seconds to 1 second changes the output energy from 1 joule to 2 joules, which occurs before optimizing the output used to provide increased torque or increased horsepower. And this is a key difference between this application and past attempts to provide increased engine efficiency, since the thermal power is considered fixed per cubic inch of fuel regardless of the mechanical design, and minimizing the acceleration time interval value significantly changes the output energy.

[00186] В раскрытой новой системе один рабочий такт обеспечивается за один цикл возвратно-поступательного движения, а не за каждый второй цикл, что уменьшает потери на трение на 15% общего теплового потенциала. Кроме того, один рабочий такт за каждый второй цикл возвратно-поступательного движения в традиционных двигателях означает, что приблизительно 6000 об/мин является наиболее допустимой границей возвратно- поступательного движения для заданной выходной мощности, при этом могут наблюдаться проблемы сбоя подачи для наполнения двигателя и механического сбоя, а раскрытый способ решает эту проблему благодаря понижению об/мин в два раза. Это означает, что типичное значение об/мин, составляющее 6000, в действительности понижается до 3000 об/мин, при этом достигается преимущество приблизительно в 15% выходной мощности при 50% потерь на трение, большим потреблением воздуха и меньшим количеством механических сбоев. Это происходит до потерь на сжатие, чему также способствует раскрытая система, поскольку каждый джоуль, потраченный на сжатие, является джоулем, используемым непрямым образом для повышения внутреннего давления сгорания, или джоулем, восстановленным за счет добавления усилия к поршню коленчатого вала в ходе рабочего такта.[00186] In the disclosed new system, one power stroke is achieved per reciprocating cycle rather than every other cycle, which reduces friction losses by 15% of the total thermal potential. In addition, one power stroke per every other reciprocating cycle in traditional engines means that approximately 6000 rpm is the most acceptable limit of reciprocating motion for a given output power, where problems of feed failure for engine filling and mechanical failure can be observed, and the disclosed method solves this problem by reducing the rpm by half. This means that the typical rpm of 6000 is actually reduced to 3000 rpm, achieving an advantage of approximately 15% of the output power with 50% of friction losses, higher air consumption and fewer mechanical failures. This occurs before compression losses, which are also aided by the open system, since every joule spent on compression is a joule used indirectly to increase internal combustion pressure, or a joule recovered by adding force to the crankshaft piston during the power stroke.

[00187] Раскрытая система вводит закон Паскаля с зависимостью от времени, где интервал времени ускорения играет роль не только в качестве координаты, что известно из ньютоновской физики или физики специальной теории относительности, но и в качестве формы и источника энергии, где объекты, при своем движении в зависимости от времени, могут обмениваться энергией, измеряемой в джоулях в интервале времени ускорения, и где единица работы, такая как ньютоновская, не будут по существу определяться физическими расстояниями, когда движение действительно зависит от времени. При зависимости от времени недостаточно вычислить физическое расстояние, которое было пройдено поршнем коленчатого вала, для того, чтобы узнать, сколько ньютонов требуется для такого движения, а вместо этого необходимо определить виртуальное пройденное расстояние на основе различных условий давления и смещения текучей среды перед вычислением ньютонов.[00187] The disclosed system introduces Pascal's law with time dependence, where the acceleration time interval plays a role not only as a coordinate, as is known from Newtonian physics or the physics of special relativity, but also as a form and source of energy, where objects, in their motion depending on time, can exchange energy measured in joules in the acceleration time interval, and where the unit of work, such as Newtonian, will not be essentially determined by physical distances when the motion is truly time dependent. With time dependence, it is not enough to calculate the physical distance that has been traveled by the piston of the crankshaft in order to know how many newtons are required for such a movement, but instead it is necessary to determine the virtual distance traveled based on various pressure conditions and fluid displacements before calculating the newtons.

[00188] В раскрытом решении с цилиндром относительного движения полость занимающей конструкции содержит поверхность кромки, обращенную к стороне распределительного вала цилиндра. Площадь поверхности (202-2) меньше чем поверхность кромки, обращенная к поршню коленчатого вала, обеспечивая изначальное ускорение занимающей конструкции в направлении коленчатого вала и в противоположном направлении позднее в ходе такта расширения. Наличие кромки в полости, занимающей конструкции вторичным образом, служит для создания турбулентности движения текучей среды между первичным и вторичным отсеками сгорания для обеспечения улучшенного смешивания текучей среды и более полного сгорания.[00188] In the disclosed solution with a relative motion cylinder, the cavity of the occupying structure comprises an edge surface facing the camshaft side of the cylinder. The surface area (202-2) is smaller than the edge surface facing the piston of the crankshaft, providing an initial acceleration of the occupying structure in the direction of the crankshaft and in the opposite direction later during the expansion stroke. The presence of the edge in the cavity occupying the structure in a secondary manner serves to create turbulence in the movement of the fluid between the primary and secondary combustion chambers to provide improved mixing of the fluid and more complete combustion.

[00189] Кроме того, механизм применения усилия может представлять собой механизм для применения магнитной силы или механизм турбонагнетателя, который может ускорять занимающую конструкцию в ходе такта расширения, вызывая повышение внутреннего давления в камере сгорания без необходимости во внезапном использовании большего количества горючего топлива и без необходимости в увеличении соотношения шатун/диаметр для шатуна коленчатого вала или механической передачи.[00189] In addition, the force application mechanism may be a magnetic force application mechanism or a turbocharger mechanism that can accelerate the occupying structure during the expansion stroke, causing an increase in the internal pressure in the combustion chamber without the need for suddenly using more combustible fuel and without the need for increasing the connecting rod/diameter ratio for the crankshaft connecting rod or mechanical transmission.

[00190] Турбонагнетание и нагнетание с наддувом могут быть использованы в двигателях для повышения коэффициента сжатия у текучей среды перед сгоранием. Турбонагнетание или нагнетание с наддувом в раскрытой системе используются в качестве части механизма применения усилия для управления ускорением двигателя за счет усилия продвижения занимающей конструкции или замедления двигателя путем минимизации давления в камере сжатия. Турбонагнетание в настоящей заявке также может быть механизмом применения усилия, который может соединять множество цилиндров с ветряной турбиной. В современной практике неустойчивые скорости ветра, создающие неустойчивую скорость вращения ветряной турбины, приводят к трудностям при соединении ветряной турбины с электродвигателем, решаемые путем размещения дорогостоящих тормозов или путем размещения аккумулятора давления между ветряной турбиной и электрическим генератором, при этом такой аккумулятор давления должен отвечать более чем за половину всей входной мощности ветра. В раскрытом цилиндре относительного движения, ветряная турбина может активировать и управлять одним или более гидравлическими насосами турбонагнетателя, при этом управляемая текучая среда направляется к одному или более цилиндрам, так что при высокой скорости ветра механизм применения усилия будет направлять текучую среду к большему количеству цилиндров и по-прежнему поддерживать устойчивые скорости управляемых электрических генераторов.[00190] Turbocharging and supercharging can be used in engines to increase the compression ratio of a fluid before combustion. Turbocharging or supercharging in the disclosed system is used as part of a force application mechanism to control the acceleration of the engine by the force of the occupant structure advance or to decelerate the engine by minimizing the pressure in the compression chamber. Turbocharging in the present application can also be a force application mechanism that can connect a plurality of cylinders to a wind turbine. In current practice, unstable wind speeds that create an unstable rotation speed of a wind turbine lead to difficulties in connecting a wind turbine to an electric motor, which is solved by placing expensive brakes or by placing a pressure accumulator between the wind turbine and the electric generator, and such a pressure accumulator must be responsible for more than half of the total input wind power. In the open relative motion cylinder, the wind turbine can activate and control one or more turbocharger hydraulic pumps, whereby the controlled fluid is directed to one or more cylinders, so that at high wind speeds the force application mechanism will direct the fluid to more cylinders and still maintain stable speeds of the controlled electric generators.

[00191] На иллюстрациях по ФИГ. 11 - ФИГ. 17 показаны результаты испытаний с использованием ANSYS-анализа, а также подобные начальные параметры условий сгорания в цилиндрах диаметром 4 дюйма:[00191] The illustrations of FIG. 11 - FIG. 17 show the results of tests using ANSYS analysis, as well as similar initial parameters of combustion conditions in 4-inch diameter cylinders:

Массовый расход впрыска=0,05 кг/с; Время впрыска=0,001 с;Injection mass flow=0.05 kg/s; Injection time=0.001 s;

Давление впрыска=17405 фунт/кв. дюйм; Температура топлива=300 К;Injection pressure=17405 psi; Fuel temperature=300 K;

Масса впрыскиваемого топлива=50 мг; Диаметр форсунки=1 мм; Прибл. число оборотов двигателя=4000 об/мин; Исходные параметры сжатого воздуха:Injected fuel mass=50mg; Nozzle diameter=1mm; Approx. engine speed=4000rpm; Initial compressed air parameters:

Исходный объем=4,81 дюйм3 Давление воздуха=500 фунт/кв. дюйм; Температура воздуха=830 К; Массовая концентрация N2=0,7675; Массовая концентрация О2=0,2325;Initial volume=4.81 in3; Air pressure=500 psi; Air temperature=830 K; Mass concentration of N2=0.7675; Mass concentration of O2=0.2325;

Давление сопротивления=2.0 фунт/кв. дюйм (1074 Н сопротивления на поршне коленчатого вала)Drag pressure=2.0 psi (1074 N drag on crankshaft piston)

[00192] Как показано на графиках по ФИГ. 11-17, удаление углеводородов возможно в цилиндре относительного движения. Испытания Н12С23 показали снижение углеводородов на 500%, где массовая доля в сравниваемых параметрах прямого впрыска была снижена с 6,59% до 0,67% при коэффициенте сжатия 18:1. Использование сжатия 10:1 при усилиях предварительного смешивания и турбонагнетания обеспечивало удаление углеводородов, при этом в выхлопе находилось 0,000000 частей на миллион. Раскрытая опция предварительной смеси отдельно (без турбонагнетания) снизит этот выход черного материала выхлопа до 0,00024%), что составляет на 1000% меньше чем в способе с прямым впрыском. Предварительная смесь может быть частично использована в цилиндре относительного движения с контролируемым уровнем СО2 на выходе, тогда как в традиционном цилиндре предварительное смешившие повысило бы СО2 до уровней, которые везде запрещены.[00192] As shown in the graphs of FIGS. 11-17, the removal of hydrocarbons is possible in the relative motion cylinder. Tests of the H12C23 showed a 500% reduction in hydrocarbons, where the mass fraction in the compared direct injection parameters was reduced from 6.59% to 0.67% at a compression ratio of 18:1. Using a compression of 10:1 with premix and turbocharging efforts provided for the removal of hydrocarbons, with 0.000000 parts per million in the exhaust. The disclosed premix option alone (without turbocharging) will reduce this black material output in the exhaust to 0.00024%), which is 1000% less than the direct injection method. The premix can be partially utilized in a relative motion cylinder with controlled CO2 output, whereas in a traditional cylinder premix would raise CO2 to levels that are prohibited everywhere.

[00193] Снижение неуправляемых выхлопных СО и NO было пропорционально повышению внутреннего давления первичной камеры сгорания, однако при более раннем смешивании топлива с воздухом было возможно достичь удаления СО с нулевым выходом. NO был снижен до 35 частей на миллион по сравнению с 11000 частей в традиционном цилиндре.[00193] The reduction in uncontrolled exhaust CO and NO was proportional to the increase in primary combustion chamber internal pressure, but with earlier fuel/air mixing it was possible to achieve zero-output CO removal. NO was reduced to 35 parts per million compared to 11,000 parts in a conventional cylinder.

[00194] Внутреннее давление в цилиндре относительного движения повышается при повышенных приводных нагрузках с применением турбонагнетательных усилий или с использованием раннего впрыска или предварительно смешанной текучей среды.[00194] The internal pressure in the relative motion cylinder increases under increased drive loads using turbocharger forces or using early injection or premixed fluid.

[00195] Цилиндр относительного движения с зависимостью от времени представляет концепцию отрицательной массы (масса горючей текучей среды, смещенная плавающим поршнем), перемещаемой на положительное расстояние (рабочий такт), что в математическом смысле, в ньютоновских терминах, означает выработку, а не потребление энергии, за счет минимизации интервала времени ускорения движения, при этом раскрытый способ решения данного утверждения выполняется путем использования сложных чисел, направленных на отрицательные значения массы, при этом потенциальной энергии дается объем векторов ускорения в декартовых координатах, и она не рассматривается в качестве системы исчисления в действительных числах.[00195] The time-dependent relative motion cylinder presents the concept of negative mass (mass of combustible fluid displaced by a floating piston) being moved a positive distance (power stroke), which in a mathematical sense, in Newtonian terms, means the production, not the consumption, of energy by minimizing the time interval of acceleration of motion, wherein the disclosed method for solving this statement is accomplished by using complex numbers directed toward negative values of mass, wherein the potential energy is given the volume of acceleration vectors in Cartesian coordinates, and it is not considered as a real number system.

[00196] Отрицательная масса в раскрытом способе представляет собой объем горючей текучей среды, который смещается и уменьшается посредством занимающей конструкции для того, чтобы быть меньше рабочего объема, создаваемого движением поршня коленчатого вала, и вычисляется следующим образом; Отрицательная масса = поверхность поршня коленчатого вала, умноженная на расстояние хода минус доступный объем камеры сгорания).[00196] The negative mass in the disclosed method is the volume of combustible fluid that is displaced and reduced by the occupying structure to be less than the working volume created by the movement of the crankshaft piston, and is calculated as follows: Negative mass = crankshaft piston surface area multiplied by the stroke distance minus the available combustion chamber volume).

[00197] Разница энергии при таком рабочем такте при наличии занимающей конструкции зависит от времени, при этом время становится прямой переменной в уравнении -выходной энергии путем модификации значения физического расстояния, до меньшего виртуального расстояния, вычисляемого в секундах, а не в метрах, где Рабочая энергия = Массовое усилие * Ускорение в квадрате* Т (W=1/2Mf*g2*t), где (t) - это интервал времени общего ускорения для достижения средней скорости исследуемого движения.[00197] The energy difference in such a work cycle in the presence of an occupying structure depends on time, with time becoming a direct variable in the output energy equation by modifying the value of the physical distance to a smaller virtual distance calculated in seconds rather than meters, where Work Energy = Mass force * Acceleration squared * T (W=1/2Mf*g2*t), where (t) is the time interval of the total acceleration to achieve the average speed of the movement under study.

[00198] Поскольку в описанных предпочтительных вариантах реализации изобретения могут быть выполнены различные подробные модификации, вариации и изменения, предполагается, что все составляющие, которые представлены в приведенном выше описании и показаны на сопроводительных чертежах, следует трактовать в качестве иллюстрации, а не в качестве ограничения. Таким образом, объем изобретения должен определяться прилагаемой формулой изобретения и ее законными эквивалентами.[00198] Since various detailed modifications, variations and changes can be made in the described preferred embodiments of the invention, it is intended that all matters presented in the above description and shown in the accompanying drawings be construed as illustrative and not limiting. Accordingly, the scope of the invention should be determined by the appended claims and their legal equivalents.

Claims (52)

1. Система механического цилиндра, содержащая:1. A mechanical cylinder system comprising: цилиндр, включающий в себя внутреннюю камеру; занимающую конструкцию; и поршень коленчатого вала;a cylinder comprising an internal chamber; a housing structure; and a crankshaft piston; в которой внутренняя камера цилиндра модифицирована занимающей конструкцией, имеющей камеру сжатия, при этом занимающая конструкция цилиндра выполнена в виде конструкции цилиндрической формы с полостью в качестве плавающего поршня;in which the inner chamber of the cylinder is modified by a occupying structure having a compression chamber, wherein the occupying structure of the cylinder is made in the form of a cylindrical structure with a cavity as a floating piston; причем занимающая конструкция предусматривает поверхность взаимодействия с камерой сжатия,wherein the occupying structure provides a surface for interaction with the compression chamber, и причем занимающая конструкция в своей полости содержит первичную камеру сгорания во время ранней стадии рабочего такта, иand wherein the occupying structure contains in its cavity a primary combustion chamber during the early stage of the power stroke, and причем занимающая конструкция имеет кромку, которая разделяет первичную и вторичную камеры сгорания,wherein the occupying structure has an edge that separates the primary and secondary combustion chambers, причем давление сгорания, применяемое к поршню коленчатого вала, применяется к меньшей площади поверхности поршня коленчатого вала во время ранней части такта расширения и к большей площади поверхности поршня коленчатого вала во время поздней части такта расширения, иwherein the combustion pressure applied to the crankshaft piston is applied to a smaller surface area of the crankshaft piston during the early portion of the expansion stroke and to a larger surface area of the crankshaft piston during the late portion of the expansion stroke, and причем давление сгорания, применяемое к занимающей конструкции, применяет равнодействующее усилие к занимающей конструкции в направлении поршня коленчатого вала во время ранней части такта расширения и в противоположном направлении во время поздней части такта расширения,wherein the combustion pressure applied to the occupying structure applies a resultant force to the occupying structure in the direction of the crankshaft piston during the early portion of the expansion stroke and in the opposite direction during the late portion of the expansion stroke, причем поверхности занимающей конструкции и поршня коленчатого вала выполнены таким образом, что во время такта расширения происходит расцепление между занимающей конструкцией и поршнем коленчатого вала;wherein the surfaces of the occupying structure and the crankshaft piston are designed in such a way that during the expansion stroke, disengagement occurs between the occupying structure and the crankshaft piston; причем движение занимающей конструкции во время ранней части такта расширения создает усилие всасывания сжимаемой текучей среды в камеру сжатия.wherein the movement of the occupying structure during the early part of the expansion stroke creates a suction force for the compressed fluid into the compression chamber. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что кромка, находящаяся под давлением в полости занимающей конструкции, обуславливает поступательное продвижение занимающей конструкции в цилиндре, взаимодействуя с горючей текучей средой за пространство и обуславливая меньшую потребность в забираемой текучей среде и смещении.2. The system according to item 1, characterized in that the edge, which is under pressure in the cavity of the occupying structure, causes the progressive advancement of the occupying structure in the cylinder, interacting with the combustible fluid medium for space and causing a lower need for the fluid medium being taken in and displacement. 3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что потребность в смещении текучей среды при рабочем такте меньше суммы объема камеры сгорания цилиндра и рабочего объема поршня коленчатого вала во время рабочего такта.3. The system according to item 2, characterized in that the need for displacement of the fluid during the power stroke is less than the sum of the volume of the combustion chamber of the cylinder and the working volume of the crankshaft piston during the power stroke. 4. Система по п. 2, отличающаяся тем, что размеры поверхности занимающей конструкции и поршня коленчатого вала уравновешивают силы сгорания таким образом, что расцепление происходит без механического влияния во время рабочего такта.4. The system according to item 2, characterized in that the dimensions of the surface of the occupying structure and the crankshaft piston balance the combustion forces in such a way that disengagement occurs without mechanical influence during the working stroke. 5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что занимающая конструкция реагирует на механизм применения усилия.5. The system according to item 1, characterized in that the occupying structure responds to the force application mechanism. 6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что механизм применения усилия реагирует на положение дроссельной заслонки посредством датчиков положения дроссельной заслонки таким образом, что одно или более усилий, применяемых к занимающей конструкции, зависят от положения дроссельной заслонки.6. The system of claim 5, wherein the force application mechanism responds to the position of the throttle valve via throttle position sensors in such a way that one or more forces applied to the occupying structure depend on the position of the throttle valve. 7. Система по п. 5, отличающаяся тем, что механизм применения усилия выполнен с возможностью применения усилия втягивания к занимающей конструкции во время такта расширения.7. The system according to claim 5, characterized in that the force application mechanism is designed with the possibility of applying a retraction force to the occupying structure during the expansion stroke. 8. Система по п. 5, отличающаяся тем, что механизм применения усилия выполнен с возможностью применения усилия продвижения к занимающей конструкции во время такта расширения.8. The system according to claim 5, characterized in that the force application mechanism is designed with the possibility of applying a force of advancement to the occupying structure during the expansion stroke. 9. Система по п. 8, отличающаяся тем, что система выполнена с возможностью обеспечения ускорения двигателя путем применения усилия продвижения к занимающей конструкции.9. The system according to claim 8, characterized in that the system is designed with the possibility of providing acceleration of the engine by applying a pushing force to the occupying structure. 10. Система по п. 5, отличающаяся тем, что турбонагнетание или нагнетание с наддувом текучей среды является частью механизма применения усилия.10. The system according to claim 5, characterized in that turbocharging or supercharging of the fluid is part of the force application mechanism. 11. Система по п. 5, отличающаяся тем, что механизм применения усилия включает в себя электромагнитный активатор.11. The system according to item 5, characterized in that the force application mechanism includes an electromagnetic activator. 12. Система по п. 5, отличающаяся тем, что механизм применения усилия включает в себя гидравлическую систему, выполненную в виде цилиндров двигателя, предназначенных для сжатия текучей среды.12. The system according to paragraph 5, characterized in that the force application mechanism includes a hydraulic system made in the form of engine cylinders designed to compress a fluid medium. 13. Система по п. 1, отличающаяся тем, что продвижение занимающей конструкции выполняет декомпрессию части сжатой текучей среды, оставшейся в камере сжатия, обеспечивая эффект охлаждения головки цилиндра.13. The system according to claim 1, characterized in that the advancement of the occupying structure performs decompression of a portion of the compressed fluid medium remaining in the compression chamber, providing a cooling effect for the cylinder head. 14. Система по п. 1, отличающаяся тем, что сжатие текучей среды начинается в камере сжатия во время рабочего такта.14. The system according to claim 1, characterized in that the compression of the fluid begins in the compression chamber during the working stroke. 15. Система по п. 1, отличающаяся тем, что частично сжатая текучая среда в камере сжатия выбрасывается и подвергается декомпрессии в первичную камеру сгорания во время поздней части такта расширения.15. The system of claim 1, wherein the partially compressed fluid in the compression chamber is ejected and decompressed into the primary combustion chamber during the late portion of the expansion stroke. 16. Способ введения занимающей конструкции в систему цилиндра, где система включает в себя цилиндр, включающий в себя внутреннюю камеру, и система включает в себя поршень коленчатого вала;16. A method for introducing an occupying structure into a cylinder system, where the system includes a cylinder including an internal chamber, and the system includes a crankshaft piston; способ включает модификацию внутренней камеры цилиндра с использованием занимающей конструкции таким образом, что давление, применяемое к поршню коленчатого вала, применяется к меньшей площади поверхности поршня коленчатого вала во время ранней части такта расширения и к большей площади поверхности поршня коленчатого вала во время поздней части такта расширения; иthe method includes modifying the internal chamber of the cylinder using an occupying structure such that the pressure applied to the crankshaft piston is applied to a smaller surface area of the crankshaft piston during the early portion of the expansion stroke and to a larger surface area of the crankshaft piston during the late portion of the expansion stroke; and выполнение действия повышения давления в полости занимающей конструкции для применения давления и к занимающей конструкции, и к поршню коленчатого вала таким образом, что занимающая конструкция ускоряется в направлении коленчатого вала во время ранней стадии рабочего такта и в противоположном направлении во время поздней стадии рабочего такта благодаря изменению направления равнодействующей силы, применяемой к поверхностям занимающей конструкции; иperforming the action of increasing the pressure in the cavity of the occupying structure to apply pressure to both the occupying structure and the piston of the crankshaft in such a way that the occupying structure is accelerated in the direction of the crankshaft during the early stage of the power stroke and in the opposite direction during the late stage of the power stroke due to the change in the direction of the resultant force applied to the surfaces of the occupying structure; and где занимающая конструкция цилиндра выполнена в виде конструкции цилиндрической формы с полостью в качестве плавающего поршня;where the occupying structure of the cylinder is made in the form of a cylindrical structure with a cavity as a floating piston; где занимающая конструкция включает в себя цилиндрический корпус для размещения во внутренней камере, при этом цилиндрический корпус определяет первую полость первичной камеры и вторую полость вторичной камеры; иwherein the occupying structure includes a cylindrical body for placement in the inner chamber, wherein the cylindrical body defines a first cavity of the primary chamber and a second cavity of the secondary chamber; and где занимающая конструкция взаимодействует с текучей средой за заполнение объема, который является рабочим, посредством движения поршня коленчатого вала во время такта расширения.where the occupying structure interacts with the fluid medium to fill the volume, which is the working volume, by means of the movement of the crankshaft piston during the expansion stroke. 17. Механический цилиндр, содержащий:17. A mechanical cylinder containing: механический цилиндр, включающий в себя внутреннюю камеру, в которую вводится текучая среда, иa mechanical cylinder comprising an internal chamber into which a fluid is introduced, and поршень коленчатого вала, выполненный с возможностью осуществления возвратно- поступательного движения во внутренней камере;a crankshaft piston designed to perform reciprocating motion in the inner chamber; иAnd занимающую конструкцию цилиндра, которая выполнена в виде конструкции цилиндрической формы с полостью в качестве плавающего поршня, причем занимающая конструкция переменным образом продвигается во внутреннюю камеру цилиндра и втягивается из нее в соответствии с возвратно-поступательным движением поршня коленчатого вала, иa cylinder occupying structure which is made in the form of a cylindrical structure with a cavity as a floating piston, wherein the occupying structure is alternately advanced into and drawn out of the inner chamber of the cylinder in accordance with the reciprocating movement of the crankshaft piston, and в котором занимающая конструкция в своей полости содержит первичную камеру сгорания во время ранней стадии рабочего такта, иwherein the occupying structure contains in its cavity a primary combustion chamber during the early stage of the power stroke, and в котором занимающая конструкция имеет кромку, которая разделяет первичную и вторичную камеры сгорания, иwherein the occupying structure has an edge that separates the primary and secondary combustion chambers, and в котором давление сгорания, применяемое к поршню коленчатого вала, применяется к меньшей площади поверхности поршня коленчатого вала во время ранней части такта расширения и к большей площади поверхности поршня коленчатого вала во время поздней части такта расширения, иwherein the combustion pressure applied to the crankshaft piston is applied to a smaller surface area of the crankshaft piston during the early portion of the expansion stroke and to a larger surface area of the crankshaft piston during the late portion of the expansion stroke, and в котором давление сгорания, применяемое к занимающей конструкции, применяет равнодействующее усилие к занимающей конструкции в направлении поршня коленчатого вала во время ранней части такта расширения и в противоположном направлении во время поздней части такта расширения; иwherein the combustion pressure applied to the occupying structure applies a resultant force to the occupying structure in the direction of the crankshaft piston during the early portion of the expansion stroke and in the opposite direction during the late portion of the expansion stroke; and в котором поверхности занимающей конструкции и поршня коленчатого вала выполнены таким образом, что во время такта расширения происходит расцепление между занимающей конструкцией и поршнем коленчатого вала; иin which the surfaces of the occupying structure and the crankshaft piston are designed in such a way that during the expansion stroke, disengagement occurs between the occupying structure and the crankshaft piston; and в котором четыре такта всасывания, сжатия, сгорания и выброса выполняются за два цикла возвратно-поступательного движения коленчатого вала, иin which the four strokes of suction, compression, combustion and exhaust are completed in two cycles of the reciprocating motion of the crankshaft, and в котором сжатие текучей среды происходит в первичной камере сгорания занимающей конструкции.in which the compression of the fluid occurs in the primary combustion chamber of the occupying structure. 18. Система механического двигателя, содержащая:18. A mechanical engine system comprising: множество цилиндров, расположенных в блоке двигателя, механизм применения усилия, включающий в себя насос турбонагнетания или насос нагнетания с наддувом, или электромагнитный активатор, и дроссельную заслонку; иa plurality of cylinders located in an engine block, a force application mechanism including a turbocharger pump or a supercharger pump or an electromagnetic actuator, and a throttle valve; and в которой блок двигателя включает в себя датчики положения поршня коленчатого вала; иwherein the engine block includes crankshaft piston position sensors; and в которой цилиндр двигателя включает в себя внутреннюю камеру; занимающую конструкцию; поршень коленчатого вала; первый впуск для текучей среды; и второй впуск для текучей среды; иwherein the engine cylinder includes an internal chamber; an occupying structure; a crankshaft piston; a first fluid inlet; and a second fluid inlet; and в которой внутренняя камера цилиндра модифицирована занимающей конструкцией, имеющей камеру сжатия; иwherein the inner chamber of the cylinder is modified by an occupying structure having a compression chamber; and в которой занимающая конструкция обеспечивает поверхность взаимодействия со камерой сжатия; иin which the occupying structure provides an interaction surface with the compression chamber; and в которой занимающая конструкция в своей полости имеет кромку, которая разделяет первичную и вторичную камеры сгорания, иin which the occupying structure has an edge in its cavity that separates the primary and secondary combustion chambers, and в которой занимающая конструкция в своей полости содержит первичную камеру сгорания во время ранней стадии рабочего такта, иin which the occupying structure contains in its cavity a primary combustion chamber during the early stage of the power stroke, and в которой первый впуск для текучей среды, включающий в себя патрубок и клапан, осуществляет выброс текучей среды в камеру сжатия на каждом цикле возвратно-поступательного движения, иwherein the first fluid inlet comprising the nozzle and the valve discharges fluid into the compression chamber on each reciprocating cycle, and в которой второй впуск для текучей среды, включающий в себя патрубок и клапан, осуществляет выброс нагнетенной текучей среды в цилиндр в выборочных циклах возвратно-поступательного движения в ответ на механизм применения усилия.wherein the second fluid inlet, comprising a nozzle and a valve, discharges pressurized fluid into the cylinder in selective reciprocating cycles in response to the force application mechanism.
RU2020140131A 2018-12-28 2019-12-25 Four-stroke cylinder of relative motion with special compression chamber RU2825688C2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/235,272 2018-12-28
AU2019202270 2019-04-02
WOPCT/US2019/068510 2019-12-25
US16/998771 2020-08-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2020140131A RU2020140131A (en) 2022-06-07
RU2825688C2 true RU2825688C2 (en) 2024-08-28

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7159544B1 (en) * 2005-10-06 2007-01-09 Studdert Andrew P Internal combustion engine with variable displacement pistons
RU2370656C2 (en) * 2004-03-17 2009-10-20 Крейг С. БИШОР Device with piston incorporating top elongated elements (versions)
US20120125288A1 (en) * 2010-11-23 2012-05-24 Adam Simpson High-efficiency linear combustion engne
CN104863706A (en) * 2015-04-15 2015-08-26 丁健威 Cylinder-driving two-stroke engine
US20170107894A1 (en) * 2014-03-29 2017-04-20 Paul Jermyn D. Ocampo An engine block and a process for hybrid ignition of an engine
RU2776228C1 (en) * 2021-10-14 2022-07-14 Евгений Николаевич Захаров Internal combustion engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2370656C2 (en) * 2004-03-17 2009-10-20 Крейг С. БИШОР Device with piston incorporating top elongated elements (versions)
US7159544B1 (en) * 2005-10-06 2007-01-09 Studdert Andrew P Internal combustion engine with variable displacement pistons
US20120125288A1 (en) * 2010-11-23 2012-05-24 Adam Simpson High-efficiency linear combustion engne
US20170107894A1 (en) * 2014-03-29 2017-04-20 Paul Jermyn D. Ocampo An engine block and a process for hybrid ignition of an engine
CN104863706A (en) * 2015-04-15 2015-08-26 丁健威 Cylinder-driving two-stroke engine
RU2776228C1 (en) * 2021-10-14 2022-07-14 Евгений Николаевич Захаров Internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5453019B2 (en) Split cycle air hybrid engine
CN102639842B (en) Hydraulic internal combustion engines
EP2572075B1 (en) Free-piston internal combustion engine
JP2001522427A (en) Internal combustion engine
US10781770B2 (en) Cylinder system with relative motion occupying structure
CN103939205A (en) Automotive range extender based on four-stroke linear internal combustion engines and linear motor
RU2825688C2 (en) Four-stroke cylinder of relative motion with special compression chamber
JP7473340B2 (en) Cylinder system with internal structures in relative motion
RU2479733C1 (en) Method for increasing efficiency of expansion process of combustion products by air bypass between compressor cavities of expansion machines in free-piston two-cylinder power module with total external combustion chamber and linear electric generator
JP7638092B2 (en) Four-stroke relative motion cylinder with dedicated compression space
US11352942B2 (en) Four-stroke relative motion cylinder with dedicated compression space
US11248521B1 (en) Four stroke relative motion cylinder with dedicated compression space
RU2785595C2 (en) Cylinder system with internal relative movement device
RU2468224C1 (en) Free-piston double-cylinder energy module of double purpose with common external combustion chamber and linear power generator
CN111512035B (en) Method for operating an internal combustion engine
US10788060B2 (en) Cylinder occupying structure
RU2045666C1 (en) Pulse diesel-generator
RU2525766C1 (en) Circulation of exhaust gases into external combustion chamber of free-piston power module with external combustion chamber
CN111336009A (en) Pressure explosion internal combustion type high-auxiliary transmission power generation mechanism
KR20080103323A (en) Combustor in combustion chamber using high pressure air