WO2023038544A1 - Устройство впрыска воздуха в двс - Google Patents
Устройство впрыска воздуха в двс Download PDFInfo
- Publication number
- WO2023038544A1 WO2023038544A1 PCT/RU2022/050132 RU2022050132W WO2023038544A1 WO 2023038544 A1 WO2023038544 A1 WO 2023038544A1 RU 2022050132 W RU2022050132 W RU 2022050132W WO 2023038544 A1 WO2023038544 A1 WO 2023038544A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- air
- internal combustion
- combustion engine
- cylinder
- injection nozzle
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
- F02B33/44—Passages conducting the charge from the pump to the engine inlet, e.g. reservoirs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N9/00—Starting of engines by supplying auxiliary pressure fluid to their working chambers
- F02N9/04—Starting of engines by supplying auxiliary pressure fluid to their working chambers the pressure fluid being generated otherwise, e.g. by compressing air
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Definitions
- the air injection device in the internal combustion engine belongs to the engine industry and can be used in the gas distribution mechanism of 4-stroke and 2-stroke internal combustion engines.
- the closest in its technical essence is the turbocharging system of an internal combustion engine according to patent No. 2472950 with priority dated 20.04.2011, publ. 10/27/2012, containing a turbine, a compressor, gas supply channels, an intake manifold, an exhaust gas bypass valve with a pneumatic element, a charge air bypass channel on which a charge air bypass valve is installed, a charge air cooler and a control unit.
- a turbine containing a turbine, a compressor, gas supply channels, an intake manifold, an exhaust gas bypass valve with a pneumatic element, a charge air bypass channel on which a charge air bypass valve is installed, a charge air cooler and a control unit.
- To the first, second, third, fourth inputs of the control unit are connected, respectively, the temperature and pressure sensors installed in the intake manifold, the position sensor of the fuel supply element and the crankshaft speed sensor installed on the engine.
- a bypass valve of the charge air and an electromagnetic valve that controls the supply of charge air to the supra-membrane space of
- the air injection device in the internal combustion engine contains a compressor, an air injector, a fuel injector, a spark plug, an internal combustion engine cylinder, a vertically located high-pressure tank equipped with a pressure gauge, an air injection valve, an excess pressure relief valve, at least at least one air pipeline connected to each air injector installed directly in the cylinders of the internal combustion engine, each cylinder is equipped with exhaust ports located opposite each other, and the air injector is made in such a way that the air passage holes are located around the fuel injector.
- the high-pressure reservoir on the internal combustion engine is located vertically; in this arrangement, it is integrated into the internal combustion engine cooling system to cool the hot air, and since the air is hot and the coolant is cold, condensate accumulates in the reservoir.
- a manometer is installed in the upper part of the tank to control the pressure in the tank and an additional valve is installed to pump air into the tank using a pump. Installing an air pipeline to supply air to the nozzles in the upper part of the tank, and a safety valve to relieve excess pressure at the bottom of the tank allows you to release, in addition to excess pressure, the condensate accumulating in the tank.
- the lubrication system of the crankshaft, connecting rods, pistons and bearings is made as on a 4-stroke internal combustion engine, circulating, without constant oil consumption, because there are no purge windows - the crankcase does not communicate with the cylinder, since there is air nozzle for supplying air to the cylinder.
- the air nozzle is used instead of pressurization, i.e. this design allows 1.5 or 2 times more air to be supplied to the cylinder.
- the claimed device allows the use of internal combustion engines in 2 or 3 modes, for example, cruise mode - air supply, like a conventional atmospheric internal combustion engine, sport mode - air supply 1.5 times more, drive mode air supply 2 times more. All modes are controlled by the ECU (electronic control unit) of the engine.
- FIG. 1 shows the device for injecting air into the internal combustion engine compressor 1, air injector 2, fuel injector 3, high pressure tank 4, safety valve 5, air pipeline 6, internal combustion engine cylinder 7, exhaust ports 8, pressure gauge 9 , air injection valve 10, spark plug I.
- Figure 2 shows compressor 1, air nozzle 2, fuel nozzle 3, high pressure tank 4, safety valve 5, air line 6, cylinder 7, pressure gauge 9, air injection valve 10 , spark plug 11, exhaust valve 12.
- the air injection device in the internal combustion engine works as follows.
- a reciprocating compressor 1 is installed on the internal combustion engine, which is driven by a belt or chain from the engine crankshaft.
- Compressor 1 pressurizes air into pressure reservoir 4 which is integrated into the engine cooling system, i.e. cooled by liquid in the cooling system.
- the tank 4 is located vertically, a safety valve 5 is installed in the lower part to relieve excess pressure above the norm, air pipelines 6 depart from the tank 4 to the air nozzles 2 installed directly in the internal combustion engine cylinders 7, and the cylinder 7 of the 2-stroke internal combustion engine is equipped with exhaust windows 8 located against each other, and cylinder 7 of a 4-stroke internal combustion engine contains one valve 12, which operates only on the exhaust gases.
- air nozzle 2 When the piston reaches TDC, air nozzle 2 opens and injects air into cylinder 7 displacing the remnants of exhaust gases from the combustion chambers. After purging the combustion chamber, the exhaust valve 12 closes, the piston goes down to the BDC, and the air injector 2 injects such an amount of air that the internal combustion engine computer determined by receiving information from the gas pedal (handle) position sensor, then the fuel injector 3 fires the spark plug 11 and the cycle repeats.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Устройство впрыска воздуха в ДВС относится к моторостроению и может быть использовано в газораспределительном механизме 4-х и 2-х тактном двигатели внутреннего сгорания. Техническим результатом заявленного изобретения является расширение технических средств за счёт обеспечения наполнения цилиндра воздухом, что в свою очередь ведёт к увеличению тяги во всем диапазоне оборотов двигателя, вследствие чего уменьшается выброс вредных веществ в атмосферу. Указанный технический результат достигается за счёт того, что устройство впрыска воздуха в ДВС содержит компрессор, воздушную форсунку, топливную форсунку, свечу зажигания, цилиндр ДВС, вертикально расположенный резервуар высокого давления, снабжённый манометром, клапаном для закачки воздуха, предохранительным клапаном сброса лишнего давления, по крайней мере, одним воздушным трубопроводом, соединённым с каждой воздушной форсункой установленной непосредственно в цилиндры ДВС, причём каждый цилиндр снабжён выхлопными окнами, расположенными друг против друга, а воздушная форсунка выполнена таким образом, что отверстия для прохождения воздуха расположены вокруг топливной форсунки.
Description
Устройство впрыска воздуха в ДВС
Устройство впрыска воздуха в ДВС относится к моторостроению и может быть использовано в газораспределительном механизме 4-х и 2-х тактном двигатели внутреннего сгорания.
Известен двигатель внутреннего сгорания с наддувом, описанный в патенте № 2543109 с приоритетом от 11.02.11г. где двигатель внутреннего сгорания механически приводит в действие компрессор, параллельно компрессору установлен компрессорный байпасный клапан для обхода компрессора, а параллельно турбине высокого давления установлен турбинный байпасный клапан для обхода турбины высокого давления.
Самым близким по своей технической сущности является система турбонаддува двигателя внутреннего сгорания по патенту №2472950 с приоритетом от 20.04.2011 г. опубл. 27.10.2012 г. содержащая турбину, компрессор, газоподводящие каналы, впускной коллектор, перепускной клапан отработавших газов с пнемоэлементом, байпасный канал наддувочного воздуха, на котором установлен перепускной клапан надувочного воздуха, охладитель наддувочного воздуха и блок управления. К первому, второму, третьему, четвертому входам блока управления подключены соответственно датчики температуры и давления, установленные во впускном коллекторе, датчик положения органа топливоподачи и датчик частоты вращения коленчатого вала, установленные на двигателе. К выходам блока управления подключены соответственно перепускной клапан наддувочного воздуха и электромагнитный клапан, управляющий подводом надувочного воздуха в надмембранное пространство пневмоэлемента перепускного клапана отработавших газов.
Но данные устройства не позволяют избавиться от недостатков конструкции турбонаддува с использованием энергии выхлопных газов. Для создания давления наддувочного газа необходимо потратить энергию выхлопных газов, что означает потерю мощности на преодоление сопротивления турбины и соосного с ней компрессора. Кроме того, также не преодолена сложность конструкции, ее многодетальность и ограниченный ресурс, так как колеса турбины и компрессора соответсвенно, являются телами вращения и с соответсвующими эксплутационными требованиями, такими как создание условий для охлаждения турбины на холостом ходу, обеспечением подачи масла в зону масляного клина. Сложность, многодетальность, определенные условия эксплуатации только снижает надежность системы в целом. Кроме того, проблемой является эффект турбоямы, для преодоления которого приходится еще более усложнять конструкцию элементов турбонаддува.
Техническим результатом заявленного изобретения является расширение технических средств за счет обеспечения наполнения цилиндра воздухом, что в свою очередь ведёт к увеличению тяги во всем диапазоне оборотов двигателя, вследствие чего уменьшается выброс вредных веществ в атмосферу.
Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство впрыска воздуха в ДВС содержит компрессор, воздушную форсунку, топливную форсунку, свечу зажигания, цилиндр ДВС, вертикально расположенный резервуар высокого давления снабженный манометром, клапаном для закачки воздуха, предохранительным клапаном сброса лишнего давления, по крайней мере одним воздушным трубопроводом соединенным с каждой воздушной форсункой установленной непосредственно в цилиндры ДВС, причем каждый цилиндр снабжен выхлопными окнами расположенными друг против друга, а воздушная форсунка выполнена таким образом, что отверстия для прохождения воздуха расположены вокруг топливной форсунки. Резервуар высокого давления на ДВС расположен вертикально при таком расположении для охлаждения горячего воздуха он интегрирован в систему охлаждения ДВС, а поскольку воздух горячий, а охлаждающая жидкость холодная, в резервуаре скапливается конденсат. В верхней части резервуара установлен манометр для контроля давления в резервуаре и установлен дополнительный клапан для закачки воздуха в резервуар с помощью насоса. Установка воздушного трубопровода для подачи воздуха к форсункам в верхней части резервуара, а предохранительного клапана, для сброса избыточного давления в нижней точке резервуара позволяет сбрасывать помимо избыточного давления и накапливающийся в резервуаре конденсат. При длительной остановки двигателя, например неделя, месяц существует вероятность потере воздуха при не герметичности системы и выходе всего воздуха из резервуара высокого давления в этом случаи для запуска двигателя в верхней части резервуара расположен клапан для закачки воздуха в резервуар с помощью насоса можно использовать насос которым накачивают колёса. После закачки воздуха и при подъеме давление в резервуаре 2-3 атмосферы, производят запуск двигателя, и дальше воздух качает уже компрессор не моторе. Воздушная форсунка выполнена таким образом, что отверстия для прохождения воздуха выполнены вокруг топливной форсунки. Такая конструкция воздушной форсунки, позволяет на 4-х тактных ДВС избавиться от большого количества клапанов и разных систем контролирующих подъем и опускания клапанов и времени их открытия и закрытия, а на 2-х тактном ДВС позволяет отказаться от постоянного расхода масла. Систему смазки коленвала, шатунов, поршней и подшипников выполнены как на 4-х тактном ДВС циркуляционной, без постоянного расхода масла, т.к. продувочные окна отсутствуют - картер не сообщается с цилиндром, поскольку есть
воздушная форсунка для подачи воздуха в цилиндр. Таким образом воздушная форсунка используется вместо наддува, т.е. указанная конструкция позволяет подавать в цилиндр в 1,5 или в 2 раза больше воздуха. Кроме того, заявленное устройство позволяет использовать ДВС в 2-х или 3-х режимах, например режим круиз - подача воздуха, как у обычного атмосферного ДВС, режим спорт - подача воздуха в 1,5 раза больше, режим драйв подача воздуха в 2 раза больше. Всеми режимами управляет ЭБУ (электронный блок управления) двигателя.
Суть технического решения поясняется чертежами, где на фигуре 1 изображено устройство впрыска воздуха в ДВС компрессор 1, воздушная форсунка 2, топливная форсунка 3, резервуар высокого давления 4, предохранительный клапан 5, воздушный трубопровод 6, цилиндр ДВС 7, выхлопные окна 8, манометр 9, клапан для закачки воздуха 10, свеча зажигания И. На фигуре 2 компрессор 1, изображена воздушная форсунка 2, топливная форсунка 3, резервуар высокого давления 4, предохранительный клапан 5, воздушный трубопровод 6, цилиндр 7, манометр 9, клапан для закачки воздуха 10, свеча зажигания 11, выпускной клапан 12.
Устройство впрыска воздуха в ДВС работает следующим образом. На двигатель внутреннего сгорания устанавливается поршневой компрессор 1, который приводит в движение ремнем или цепью, от коленвала двигателя. Компрессор 1 нагнетает воздух в резервуар высокого давления 4, который интегрирован в охлаждающую систему двигателя, т.е. охлаждается жидкостью в системе охлаждения. Резервуар 4 расположен вертикально, в нижней части установлен предохранительный клапан 5 для сброса лишнего давления сверх нормы, от резервуара 4 отходят воздушные трубопроводы 6 к воздушным форсункам 2 установленные непосредственно в цилиндры ДВС 7, причем цилиндр 7 2-х тактного ДВС снабжён выхлопными окнами 8 расположенными друг против друга, а цилиндр 7 4-х тактного ДВС содержит один клапан 12, который работает только на выхлоп отработанных газов. В 2-х тактном ДВС поршень, совершая рабочий ход, движется к НМТ (нижняя мёртвая точка), в момент открытия поршнем выхлопных окон 8 на половину их высоты, воздушная форсунка 2 производит впрыск воздуха, количество которого определяет ЭБУ ДВС, получая информацию от датчика положения педали (рукоятки) газа, таким образом новая порция воздуха заполняя цилиндр 7 выдавливает оставшиеся отработанные газы из него. Поршень дошёл до НМТ выхлоп произошёл, поршень пошёл к ВМТ далее срабатывает топливная форсунка 3 свеча зажигания 11. В 4-х тактном ДВС произошёл рабочий ход, поршень достиг НМТ, открывается клапан 12 на выброс отработанных газов. Поршень пошёл на верх в ВМТ (верхняя мёртвая точка) выдавливая выхлопные газы. Когда поршень достиг ВМТ открывается воздушная форсунка 2 и производит впрыск воздуха в
цилиндр 7 вытесняя остатки отработанных газов из камер сгорания. После продувки камеры сгорания выпускной клапан 12 закрывается, поршень пошёл вниз к НМТ, а воздушная форсунка 2 впрыскивает такое количество воздуха которое определило ЭБУ ДВС получив информацию от датчика положения педали (рукоятки) газа, далее срабатывает топливная форсунка 3 свеча зажигания 11 и цикл повторяется.
Claims
1. Устройство впрыска воздуха в ДВС содержит компрессор, воздушную форсунку, топливную форсунку, свечу зажигания, цилиндр ДВС отличающееся тем, что устройство содержит вертикально расположенный резервуар высокого давления снабженный манометром, клапаном для закачки воздуха в резервуар с помощью насоса, предохранительным клапаном сброса лишнего давления, по крайней мере одним воздушным трубопроводом соединенным с воздушной форсункой установленной непосредственно в цилиндры ДВС, причем каждый цилиндр снабжен выхлопными окнами расположенными друг против друга.
2. Устройство впрыска воздуха в ДВС по п. 1 отличается тем, что воздушная форсунка выполнена таким образом, что отверстия для прохождения воздуха расположены вокруг топливной форсунки.
ЗАМЕНЯЮЩИЕ ЛИСТЫ (ПРАВИЛО 26)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021126880A RU2767659C1 (ru) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | Устройство впрыска воздуха в ДВС |
| RU2021126880 | 2021-09-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2023038544A1 true WO2023038544A1 (ru) | 2023-03-16 |
Family
ID=80737261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2022/050132 WO2023038544A1 (ru) | 2021-09-13 | 2022-04-18 | Устройство впрыска воздуха в двс |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2767659C1 (ru) |
| WO (1) | WO2023038544A1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2027877C1 (ru) * | 1992-07-02 | 1995-01-27 | Владимир Борисович Хохлов | Двигатель внутреннего сгорания |
| WO2011162714A1 (en) * | 2010-06-24 | 2011-12-29 | Cargine Engineering Ab | Internal combustion engine for a vehicle comprising at least one compressor cylinder connected to a compressed-air tank |
| RU150290U1 (ru) * | 2014-09-01 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Компрессор" ( ОАО "Компрессор") | Ресивер пускового воздуха и система пускового воздуха |
| RU2622457C1 (ru) * | 2013-11-20 | 2017-06-15 | Джр. ДОРЧ Ричард В. | Двигатель внутреннего сгорания на основе изотермического сжатия, способ его работы и его управления |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2011986A (en) * | 1932-01-19 | 1935-08-20 | Fuel Oil Motors Corp | Internal combustion engine and method of operation |
| JPS63113116A (ja) * | 1986-04-30 | 1988-05-18 | Hino Motors Ltd | エンジンのシリンダ内エア吹き込み装置 |
| JP2007263100A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Hiroaki Kondo | 水蒸気爆破エンジン |
| RU2516046C2 (ru) * | 2011-12-07 | 2014-05-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Аркон" | Способ работы двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления |
-
2021
- 2021-09-13 RU RU2021126880A patent/RU2767659C1/ru active
-
2022
- 2022-04-18 WO PCT/RU2022/050132 patent/WO2023038544A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2027877C1 (ru) * | 1992-07-02 | 1995-01-27 | Владимир Борисович Хохлов | Двигатель внутреннего сгорания |
| WO2011162714A1 (en) * | 2010-06-24 | 2011-12-29 | Cargine Engineering Ab | Internal combustion engine for a vehicle comprising at least one compressor cylinder connected to a compressed-air tank |
| RU2622457C1 (ru) * | 2013-11-20 | 2017-06-15 | Джр. ДОРЧ Ричард В. | Двигатель внутреннего сгорания на основе изотермического сжатия, способ его работы и его управления |
| RU150290U1 (ru) * | 2014-09-01 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Компрессор" ( ОАО "Компрессор") | Ресивер пускового воздуха и система пускового воздуха |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2767659C1 (ru) | 2022-03-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5701872A (en) | Vertical engine | |
| US8209980B2 (en) | Cylinder head of internal-combustion engine | |
| KR101698113B1 (ko) | 가스 엔진 구동 시스템 및 선박 | |
| KR102242378B1 (ko) | 대형 2행정 단류 소기식 기체 연료 엔진 및 그 제어 방법 | |
| US7412949B1 (en) | Dual head piston engine | |
| JP7013529B2 (ja) | ガス燃料モードを有する大型２ストロークユニフロー掃気機関 | |
| JP5842078B1 (ja) | 始動空気システムを備えた自己着火式大型低速ターボ過給式２ストローク内燃エンジン | |
| US6058907A (en) | Control for direct injected two cycle engine | |
| US6119453A (en) | Feed back control utilizing catalyst | |
| JPH11182679A (ja) | 内燃エンジン | |
| US6357417B2 (en) | Start up control for engine | |
| RU2767659C1 (ru) | Устройство впрыска воздуха в ДВС | |
| US8371255B2 (en) | Two stroke engine with regular lubrication system | |
| RU2316658C1 (ru) | Дизельный двигатель | |
| US6112707A (en) | Engine fuel system with a super charged air compressor | |
| GB2226595A (en) | Internal combustion engine | |
| US6227165B1 (en) | Engine control strategy and system | |
| GB2524110A (en) | A fluid pump assembly for an internal combustion engine | |
| US20140053817A1 (en) | Internal combustion engine | |
| CN109404158B (zh) | 一种v型大功率中速柴油机 | |
| US11078855B2 (en) | Internal combustion engine and method for controlling such an internal combustion engine | |
| JP4046824B2 (ja) | 筒内噴射式２サイクルエンジン | |
| CA2619915C (en) | Two stroke engine with regular lubrication system | |
| US20250067226A1 (en) | Internal combustion engine system | |
| GB2425808A (en) | Supercharged two-stroke engine with separate direct injection of air and fuel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22867789 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 22867789 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |