RU2812995C1

RU2812995C1 - Variable compression engine (embodiments) and method of operation of variable compression engine (embodiments)

Info

Publication number: RU2812995C1
Application number: RU2023105568A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Михайлович Криштоп
Original assignee: Анатолий Михайлович Криштоп
Filing date: 2023-03-09
Publication date: 2024-02-06

Abstract

FIELD: engine building.

SUBSTANCE: embodiment of a variable compression engine with a gas-diesel engine and variants of the method of operating a variable compression engine are disclosed. The variable compression engine contains a diesel engine (VCDE) with standard fuel equipment, intake and exhaust valves (9), (10) and an additional compressed air supply system containing an air compressor with a controlled mechanical drive from the crankshaft VCDE and an air receiver with controlled air fittings. In each cylinder (12) there is at least one nozzle (4) for supplying compressed air from the air receiver with controlled air fittings into the volume of each cylinder (12) above piston (11) at the bottom dead centre of pistons (11) when inlet valve (9) or several inlet valves (9) of the VCDE are closed. The VCDE additionally contains at least one knock sensor located on the VCDE cylinder block and a mechanical load sensor installed between the VCDE crankshaft and the VCDE mechanical load shaft. The VCDE also contains a microprocessor control unit that controls operation of the diesel fuel supply systems with standard fuel equipment and an additional compressed air supply system based on signals from the crankshaft position, the knock sensor, and the VCDE mechanical load sensor.

EFFECT: increased power without dangerous vibration.

4 cl, 3 dwg

Description

Группа изобретений относится к поршневым двигателям внутреннего сгорания (ДВС), работающим по циклу Дизеля и конкретно к дизельному двигателю изменяемой компрессии и газодизельному двигателю изменяемой компрессии. Группа изобретений может быть использована для любого вида транспорта: наземного, водного или авиационного, а также любых энергетических установок, например газоперекачивающих станций и позволяет технически просто и высокоэффективно использовать дизельное топливо или дизельное топливо в комбинации с газомоторным топливом с увеличением мощности, крутящего момента и экономичности при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания ДВС, соответствующей степеням сжатия от 18 до 23 в зависимости от нагрузки, что также позволяет поднять КПД двигателя, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси в ДВС сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания ДВС.The group of inventions relates to piston internal combustion engines (ICE) operating on the Diesel cycle and specifically to a variable compression diesel engine and a variable compression gas-diesel engine. The group of inventions can be used for any type of transport: land, water or aviation, as well as any energy installations, for example gas pumping stations, and allows for the technically simple and highly efficient use of diesel fuel or diesel fuel in combination with gas motor fuel with an increase in power, torque and efficiency with a dynamic change in compression in the combustion chambers of the internal combustion engine, corresponding to compression ratios from 18 to 23 depending on the load, which also makes it possible to increase the efficiency of the engine, ensuring that each portion of the air-fuel mixture in the internal combustion engine burns at the optimal compression value in the combustion chambers of the internal combustion engine.

Из существующего уровня техники известны поршневые двигатели внутреннего сгорания: дизельный двигатель, работающий только на дизельном топливе по циклу Дизеля и газодизельный двигатель - газовый двигатель, сконструированный на основе (или переделанный из) дизельного, и работающий также по циклу Дизеля на природном газе (метан) или сжиженных углеводородных газах (пропан-бутан) в качестве топлива, и при этом даже переделанный двигатель обычно также сохраняет возможность работы на дизельном топливе по чисто дизельному циклу.From the existing level of technology, piston internal combustion engines are known: a diesel engine operating only on diesel fuel in the Diesel cycle and a gas-diesel engine - a gas engine designed on the basis of (or converted from) a diesel engine, and also operating in the Diesel cycle on natural gas (methane) or liquefied hydrocarbon gases (propane-butane) as fuel, and even a converted engine usually also retains the ability to operate on diesel fuel in a purely diesel cycle.

Из уровня техники также известны различные варианты технических решений изменения степени сжатия в пределах от 8 до 14 для бензиновых и в пределах от 18 до 23 для дизельных ДВС. При этом каждому значению степени сжатия соответствует определенное значение компрессии, то есть эти характеристики, тесно связаны между собой, хотя по сути, совершенно различны, например компрессия ДВС, имеющего степень сжатия 10:1, должна быть не более 15,8 кг/см2, а компрессия для степеней сжатия от 18:1 до 23:1 в пределах 20-30 кг/см2, Работами над двигателями с изменяемой степенью сжатия занимались конструкторы Saab, Mercedes-Benz, Nissan, Peugeot, Volkswagen и даже Infiniti и при этом выяснили, что при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания ДВС, соответствующей степеням сжатия от 8 до 16 для бензиновых и от 18 до 23 для дизельных ДВС в зависимости от нагрузки удавалось поднять КПД двигателя с увеличением мощности и экономичности, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси в ДВС сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания ДВС.Various variants of technical solutions for changing the compression ratio in the range from 8 to 14 for gasoline engines and in the range from 18 to 23 for diesel internal combustion engines are also known from the prior art. Moreover, each value of the compression ratio corresponds to a certain compression value, that is, these characteristics are closely related to each other, although in essence they are completely different, for example, the compression of an internal combustion engine with a compression ratio of 10:1 should be no more than 15.8 kg/cm2, and compression for compression ratios from 18:1 to 23:1 is within 20-30 kg/cm2. Designers from Saab, Mercedes-Benz, Nissan, Peugeot, Volkswagen and even Infiniti were working on engines with variable compression ratios and at the same time found out that with a dynamic change in compression in the combustion chambers of internal combustion engines, corresponding to compression ratios from 8 to 16 for gasoline and from 18 to 23 for diesel internal combustion engines, depending on the load, it was possible to increase the efficiency of the engine with an increase in power and efficiency, ensuring that each portion of the air-fuel mixture in The internal combustion engine burned at the optimal compression value in the combustion chambers of the internal combustion engine.

Однако из уровня техники неизвестен Двигатель изменяемой компрессии, содержащий дизельный двигатель изменяемой компрессии (далее - ДДИК), позволяющий без опасной вибрации, технически просто и высокоэффективно использовать дизельное топливо с различными физическими свойствами, с увеличением мощности и экономичности при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания ДЦИК, соответствующей степеням сжатия от 18 до 23 в зависимости от нагрузки, позволяющим поднять КПД ДДИК, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания на всех режимах работы ДДИК.However, unknown from the prior art is a variable compression engine containing a variable compression diesel engine (hereinafter - VDC), which allows, without dangerous vibration, technically simple and highly efficient use of diesel fuel with different physical properties, with an increase in power and efficiency with dynamic changes in compression in the VDC combustion chambers , corresponding to compression ratios from 18 to 23 depending on the load, which makes it possible to increase the efficiency of the DDIC, ensuring that each portion of the air-fuel mixture burns at the optimal compression value in the combustion chambers in all operating modes of the DDIC.

Также из уровня техники неизвестен Двигатель изменяемой компрессии, содержащий газодизельный двигатель изменяемой компрессии (далее - ГДДИК) позволяющий без опасной вибрации, технически просто и высокоэффективно использовать комбинированное топливо: природный газ (метан) или сжиженные углеводородные газы (пропан-бутан) в качестве топлива и/или дизельное топливо с различными физическими свойствами, с увеличением мощности и экономичности при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания ГДДИК, соответствующей степеням сжатия от 18 до 23 или более в зависимости от нагрузки, позволяющим поднять КПД ГДДИК, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания на всех режимах работы ГДДИК, с сохранением возможности работы только на дизельном топливе по чисто дизельному циклу.Also unknown from the prior art is a variable compression engine containing a variable compression gas-diesel engine (hereinafter referred to as GDDIC) that allows the use of combined fuel without dangerous vibration, technically simple and highly efficient: natural gas (methane) or liquefied hydrocarbon gases (propane-butane) as fuel and /or diesel fuel with different physical properties, with an increase in power and efficiency with a dynamic change in compression in the combustion chambers of the HDDIK, corresponding to compression ratios from 18 to 23 or more depending on the load, allowing to increase the efficiency of the HDDIK, ensuring that each portion of the air-fuel mixture burned at an optimal compression value in the combustion chambers in all modes of operation of the gas-discharge combustion engine, while maintaining the ability to operate only on diesel fuel in a purely diesel cycle.

Таким образом, остается актуальной задача создания Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ДДИК, позволяющего без опасной вибрации, технически просто и высокоэффективно использовать дизельное топливо с различными физическими свойствами, с увеличением мощности и экономичности при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания дизельного двигателя изменяемой компрессии, соответствующей степеням сжатия от 18 до 23 в зависимости от нагрузки, позволяющим поднять КПД дизельного двигателя изменяемой компрессии, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания на всех режимах работы дизельного двигателя изменяемой компрессии и создания Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДДИК, позволяющего без опасной вибрации, технически просто и высокоэффективно использовать комбинированное топливо: природный газ (метан) или сжиженные углеводородные газы (пропан-бутан) в качестве топлива и/или дизельное топливо с различными физическими свойствами, с увеличением мощности и экономичности при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания ГДДИК, соответствующей степеням сжатия от 18 до 23 или более в зависимости от нагрузки, позволяющим поднять КПД ГДДИК, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания на всех режимах работы ГДДИК, с сохранением возможности работы только на дизельном топливе по чисто дизельному циклу.Thus, the task of creating a variable compression engine containing DDIC, which allows, without dangerous vibration, technically simple and highly efficient use of diesel fuel with different physical properties, with an increase in power and efficiency with dynamic changes in compression in the combustion chambers of a diesel engine of variable compression corresponding to the degrees, remains relevant compression from 18 to 23 depending on the load, which makes it possible to increase the efficiency of a variable compression diesel engine, ensuring that each portion of the air-fuel mixture burns at the optimal compression value in the combustion chambers in all operating modes of a variable compression diesel engine and creating a variable compression engine containing HDDIK , which allows, without dangerous vibration, a technically simple and highly efficient use of combined fuel: natural gas (methane) or liquefied hydrocarbon gases (propane-butane) as fuel and/or diesel fuel with different physical properties, with an increase in power and efficiency with dynamic changes in compression in the combustion chambers of the gas compressor, corresponding to compression ratios from 18 to 23 or more, depending on the load, allowing to increase the efficiency of the gas compressor, ensuring that each portion of the air-fuel mixture burns at the optimal compression value in the combustion chambers in all modes of operation of the gas compressor, while maintaining the ability to operate only on diesel fuel according to the pure diesel cycle.

Задачей достижения технического результата, на который направлена заявленная группа изобретений, является создание Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ДДИК, позволяющего без опасной вибрации, технически просто и высокоэффективно использовать дизельное топливо с различными физическими свойствами, с увеличением мощности и экономичности при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания дизельного двигателя изменяемой компрессии, соответствующей степеням сжатия от 18 до 23 в зависимости от нагрузки, позволяющим поднять КПД дизельного двигателя изменяемой компрессии, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания на всех режимах работы дизельного двигателя изменяемой компрессии и создания Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДДИК, позволяющего без опасной вибрации, технически просто и высокоэффективно использовать комбинированное топливо: природный газ (метан) или сжиженные углеводородные газы (пропан-бутан) в качестве топлива и/или дизельное топливо с различными физическими свойствами, с увеличением мощности и экономичности при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания ГДДИК, соответствующей степеням сжатия от 18 до 23 или более в зависимости от нагрузки, позволяющим поднять КПД ГДДИК, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания на всех режимах работы ГДДИК, с сохранением возможности работы только на дизельном топливе по чисто дизельному циклу.The objective of achieving the technical result to which the stated group of inventions is aimed is to create a variable compression engine containing DDIC, which allows, without dangerous vibration, technically simple and highly efficient use of diesel fuel with different physical properties, with an increase in power and efficiency with dynamic changes in compression in the combustion chambers variable compression diesel engine, corresponding to compression ratios from 18 to 23 depending on the load, allowing to increase the efficiency of the variable compression diesel engine, ensuring that each portion of the air-fuel mixture burns at the optimal compression value in the combustion chambers in all operating modes of the variable compression diesel engine and creation of a Variable Compression Engine containing HDDIK, which allows, without dangerous vibration, technically simple and highly efficient use of combined fuel: natural gas (methane) or liquefied hydrocarbon gases (propane-butane) as fuel and/or diesel fuel with different physical properties, with increasing power and efficiency with a dynamic change in compression in the combustion chambers of the combustion chamber, corresponding to compression ratios from 18 to 23 or more depending on the load, allowing to increase the efficiency of the combustion chamber, ensuring that each portion of the air-fuel mixture burns at the optimal compression value in the combustion chambers in all modes operation of the GDDIC, while maintaining the ability to operate only on diesel fuel in a purely diesel cycle.

Указанная задача (достижение технического результата) решается тем, что предложен Двигатель изменяемой компрессии, по пункту 1 формулы изобретения.The specified problem (achieving a technical result) is solved by the fact that a variable compression engine is proposed, according to paragraph 1 of the claims.

Указанная задача (достижение технического результата) также решается тем, что предложен Двигатель изменяемой компрессии, по пункту 2 формулы изобретения.The specified problem (achieving a technical result) is also solved by the fact that a variable compression engine is proposed, according to paragraph 2 of the claims.

Технический результат достигается также в способе функционирования Двигателя изменяемой компрессии, по пункту 1 формулы изобретения.The technical result is also achieved in the method of operation of the Variable Compression Engine, according to paragraph 1 of the claims.

Технический результат достигается также в способе функционирования Двигателя изменяемой компрессии, по пункту 2 формулы изобретения.The technical result is also achieved in the method of operation of the Variable Compression Engine, according to paragraph 2 of the claims.

Сущность группы изобретений поясняется чертежами Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. З.The essence of the group of inventions is illustrated by the drawings of Fig. 1, Fig. 2, Fig. Z.

На чертеже Фиг. 1 представлен эскиз одного из цилиндров Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДДИК в положении поршня на такте впуска атмосферного воздуха в одном из цилиндров ГДДИК при открытом впускном клапане, закрытом выпускном клапане и движении поршня вниз из положения верхняя «мертвая» точка (ВМТ), где: 9 - впускной клапан, 10 - выпускной клапан, 11 - поршень с поршневыми кольцами, 12 - один из цилиндров в блоке цилиндров ГДДИК, 7 - форсунка подачи газа дополнительной системы подачи газомоторного топлива, 4 - форсунка подачи сжатого воздуха дополнительной системы подачи сжатого воздуха, 8 - форсунка подачи дизельного топлива штатной топливной аппаратуры (на эскизе не показана).In the drawing FIG. Figure 1 shows a sketch of one of the cylinders of a Variable Compression Engine containing a variable compression engine in the piston position on the intake stroke of atmospheric air in one of the cylinders of the variable compression engine with the intake valve open, the exhaust valve closed and the piston moving down from the top dead center (TDC) position, where: 9 - inlet valve, 10 - exhaust valve, 11 - piston with piston rings, 12 - one of the cylinders in the cylinder block GDDK, 7 - gas supply nozzle of the additional gas engine fuel supply system, 4 - compressed air supply nozzle of the additional compressed air supply system, 8 - diesel fuel supply nozzle of standard fuel equipment (not shown in the sketch).

На чертеже Фиг. 2 представлен эскиз одного из цилиндров Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДДИК в положении поршня в нижней «мертвой» точки (НМТ), сразу после такта впуска атмосферного воздуха в одном из цилиндров ГДДИК при уже закрытом впускном клапане и закрытом выпускном клапане.In the drawing FIG. Figure 2 shows a sketch of one of the cylinders of the Variable Compression Engine containing the HDDIK in the piston position at the bottom dead center (BDC), immediately after the intake stroke of atmospheric air in one of the HDDIK cylinders with the intake valve already closed and the exhaust valve closed.

На чертеже Фиг. 3 представлена функциональная схема Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДДИК, где: 1 - микропроцессорный блок управления, 2 - датчик механической нагрузки, установленный между коленчатым валом ГДДИК и механическим валом нагрузки ГДДИК, 3 - датчик детонации, расположенный на блоке цилиндров ГДДИК, 4 - форсунка подачи сжатого воздуха дополнительной системы подачи сжатого воздуха в объем каждого цилиндра над поршнем в нижней «мертвой точке» поршней в блоке цилиндров ГДЦИК, 5 - дополнительная система подачи сжатого воздуха, 6 - дополнительная система подачи газомоторного топлива, 7 - форсунка подачи газа дополнительной системы подачи газомоторного топлива, 8 - форсунка подачи дизельного топлива штатной топливной аппаратуры (калильная свеча не показана), регулирующая момент зажигания сжатой топливовоздушной смеси подачей запальной порции дизельного топлива.In the drawing FIG. Figure 3 shows a functional diagram of a Variable Compression Engine containing a GDDIC, where: 1 - microprocessor control unit, 2 - mechanical load sensor installed between the crankshaft of the GDDIC and the mechanical load shaft of the GDDIC, 3 - knock sensor located on the cylinder block of the GDDIC, 4 - injector compressed air supply of an additional compressed air supply system into the volume of each cylinder above the piston at the bottom “dead center” of the pistons in the GDTsIK cylinder block, 5 - additional compressed air supply system, 6 - additional gas engine fuel supply system, 7 - gas supply nozzle of the additional supply system gas engine fuel, 8 - diesel fuel supply nozzle of standard fuel equipment (glow plug not shown), which regulates the ignition timing of the compressed air-fuel mixture by supplying an ignition portion of diesel fuel.

Функциональная схема Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ДДИК отличается от функциональной схемы Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДЦИК по эскизам Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3 только отсутствием дополнительной системы подачи газомоторного топлива.The functional diagram of a Variable Compression Engine containing a DDIC differs from the functional diagram of a Variable Compression Engine containing a GDCIC according to the sketches of Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3 only by the absence of an additional gas engine fuel supply system.

Как известно из уровня техники в цилиндры дизеля, имеющего турбонаддув, воздух нагнетается компрессором под давлением несколько больше атмосферного и следовательно показатель степени сжатия турбированного дизеля будет отличаться от аналогичного дизеля без турбонаддува, а значение, степени сжатия турбированного дизеля определяется умножением степени сжатия атмосферного дизеля на коэффициент турбокомпрессора.As is known from the prior art, air is pumped into the cylinders of a turbocharged diesel engine by a compressor under pressure slightly higher than atmospheric pressure, and therefore the compression ratio of a turbocharged diesel engine will differ from a similar diesel engine without turbocharging, and the value of the compression ratio of a turbocharged diesel engine is determined by multiplying the compression ratio of an atmospheric diesel engine by the coefficient turbocharger.

Главный принцип работы описанного Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДДИК по схемам Фиг. 1, Фиг. 2 и Фиг.3 заключается в следующем - атмосферный воздух без топлива штатно на всех режимах работы поступает через впускной клапан 9 на такте впуска при движении поршня 11 вниз в цилиндре 12 (Фиг. 1), а подача топлива через форсунку 7, а также при необходимости подача дополнительного сжатого воздуха через форсунку 4 в объем каждого цилиндра осуществляется при уже закрытых клапанах (Фиг. 2), в пространство над поршнем в нижней «мертвой точке» в блоке цилиндров ГДДИК. И таким образом в зависимости от нагрузки двигателя можно очень просто и быстро изменять значение управляемой компрессии в цилиндрах ГДДИК на соответствующих режимах работы, без вышеуказанных недостатков присущих ДВС с изменяемой степенью сжатия - возросшая сложность конструкции и не решенные вопросы с вибрацией.The main principle of operation of the described Variable Compression Engine containing a GDDIC according to the diagrams of Fig. 1, Fig. 2 and Fig. 3 is as follows - atmospheric air without fuel normally in all operating modes enters through the intake valve 9 on the intake stroke when the piston 11 moves down in the cylinder 12 (Fig. 1), and the fuel is supplied through the injector 7, as well as when If necessary, additional compressed air is supplied through nozzle 4 into the volume of each cylinder with the valves already closed (Fig. 2), into the space above the piston at the bottom “dead center” in the GDDIC cylinder block. And thus, depending on the engine load, you can very simply and quickly change the value of the controlled compression in the cylinders of the HDDIK at the appropriate operating modes, without the above-mentioned disadvantages inherent in internal combustion engines with a variable compression ratio - increased design complexity and unresolved issues with vibration.

При этом для создания Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДДИК, позволяющего без опасной вибрации, технически просто и высокоэффективно использовать комбинированное топливо: дизельное и газомоторное топливо, избегая опасного режима детонации с увеличением мощности и экономичности при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания ГДДИК, соответствующей компрессиям для степеней сжатия, например, от 18 до 23 в зависимости от нагрузки, позволяющим поднять КПД двигателя, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси в ДВС сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания на всех режимах работы ГДДИК можно даже взять уже существующий атмосферный дизельный двигатель, например, со штатной неизменяемой степенью сжатия 18:1, штатная компрессия которого должна быть не более 20 кг/см2 и внести в существующую конструкцию дизеля изменения и устройства, описанные по схемам Фиг. 1, Фиг. 2 и Фиг. 3.At the same time, to create a Variable Compression Engine containing a GDDIC, which allows, without dangerous vibration, a technically simple and highly efficient use of combined fuel: diesel and gas engine fuel, avoiding the dangerous detonation mode with an increase in power and efficiency with a dynamic change in compression in the combustion chambers of the GDDIC, corresponding to the compression for compression ratios, for example, from 18 to 23 depending on the load, which makes it possible to increase the efficiency of the engine, ensuring that each portion of the air-fuel mixture in the internal combustion engine burns at the optimal compression value in the combustion chambers in all operating modes of the GDDIC, you can even take an existing naturally aspirated diesel engine , for example, with a standard unchangeable compression ratio of 18:1, the standard compression of which should be no more than 20 kg/cm2 and introduce changes and devices into the existing diesel design, described according to the diagrams in Fig. 1, Fig. 2 and Fig. 3.

И алгоритм работы Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДДИК следующий - при больших нагрузках на ГДДИК, по соответствующему сигналу датчика механической нагрузки 2, установленного между коленчатым валом ГДДИК и механическим валом нагрузки ГДДИК, микропроцессорный блок управления 1 подает через форсунку 7 максимальное количество газомоторного топлива в цилиндры ГДДИК из расчета полного сгорания в объеме только атмосферного воздуха, поступившего через впускной клапан 9, а при малых нагрузках на ГДДИК, по соответствующему сигналу датчика механической нагрузки 2, и с корректировкой по сигналу датчика детонации 3, микропроцессорный блок управления 1 подает через форсунку 7 минимальное количество газомоторного топлива в цилиндры ГДДИК и создает оптимальное значение управляемой компрессии подачей дополнительного сжатого воздуха через форсунку 4 в цилиндрах ГДДИК на всех режимах работы с возможностью корректировки под конкретные физические свойства используемого топлива. А момент зажигания сжатой топливовоздушной смеси регулируется моментом подачи запальной порции дизельного топлива (обычно около 15-30% от общего количества топлива) через форсунку 8 штатной топливной аппаратуры. Алгоритм работы Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ДДИК аналогичен описанному алгоритму работы Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДДИК, но без подачи дополнительного газомоторного топлива и соответственно возможны эксплуатационные ситуации, когда в ГДДИК, например, закончится газомоторное топливо, то ГДДИК сможет продолжить работу, но уже по циклу ДДИК с использованием только дизельного топлива. Если Двигатель изменяемой компрессии, содержащий ГДДИК или ДДИК устанавливается на транспортное средство, то механическая энергия, затраченная на работу воздушного компрессора дополнительной системы подачи сжатого воздуха 5 может быть частично скомпенсирована за счет энергии торможения транспортного средства.And the operating algorithm of the Variable Compression Engine containing the HDDIK is as follows - at heavy loads on the HDDIK, according to the corresponding signal from the mechanical load sensor 2 installed between the crankshaft of the HDDIK and the mechanical load shaft of the HDDIK, the microprocessor control unit 1 supplies the maximum amount of gas engine fuel into the cylinders through injector 7 HDDIK based on complete combustion in the volume of only atmospheric air entering through the inlet valve 9, and at low loads on the HDDIK, according to the corresponding signal of the mechanical load sensor 2, and with adjustment according to the signal of the detonation sensor 3, the microprocessor control unit 1 supplies through injector 7 the minimum the amount of gas engine fuel into the HDDIK cylinders and creates the optimal value of controlled compression by supplying additional compressed air through nozzle 4 in the HDDIK cylinders in all operating modes with the possibility of adjustment to the specific physical properties of the fuel used. And the moment of ignition of the compressed air-fuel mixture is regulated by the moment of supply of the pilot portion of diesel fuel (usually about 15-30% of the total amount of fuel) through injector 8 of the standard fuel equipment. The operating algorithm of a variable compression engine containing a gas motor fuel is similar to the described algorithm of operation of a variable compression engine containing a gas motor fuel, but without the supply of additional gas motor fuel and, accordingly, operational situations are possible when the gas motor fuel runs out in the gas motor fuel, for example, the gas motor fuel will be able to continue operating, but at DDIK cycle using only diesel fuel. If a Variable Compression Engine containing a GDDIC or DDIK is installed on a vehicle, then the mechanical energy expended on the operation of the air compressor of the additional compressed air supply system 5 can be partially compensated by the braking energy of the vehicle.

Таким образом, описанный алгоритм работы Двигателя изменяемой компрессии, именно по возможности изменять давление поршня на топливно-воздушную смесь практически аналогичен известным двигателям внутреннего сгорания изменяемой степени сжатия, который также может практически мгновенно именно изменять давление поршня на топливно-воздушную смесь, соответствующую давлению сжатой топливно-воздушной смеси при изменении степени сжатия в соотношении от 18:1 до 23:1, одновременно предлагая высокоэффективное сжатие при малых нагрузках и низкую компрессию при максимальных нагрузках двигателя, что позволяет высокоэффективно использовать комбинированное топливо: дизельное и газомоторное топливо или только дизельное топливо с различными физическими свойствами.Thus, the described algorithm of operation of the Variable Compression Engine, precisely by changing the piston pressure on the fuel-air mixture, is almost similar to the known internal combustion engines of variable compression ratio, which can also almost instantly change the piston pressure on the fuel-air mixture corresponding to the pressure of the compressed fuel - air mixture when changing the compression ratio in the ratio from 18:1 to 23:1, while simultaneously offering highly efficient compression at low loads and low compression at maximum engine loads, which allows highly efficient use of combined fuel: diesel and gas engine fuel or only diesel fuel with different physical properties.

Описанная группа изобретений позволяет получить высокий экономический и экологический эффект, при использовании на любом виде транспорта и в других технических областях применения Двигателя изменяемой компрессии.The described group of inventions makes it possible to obtain a high economic and environmental effect when used on any type of transport and in other technical areas of application of the Variable Compression Engine.

Благодаря вышеперечисленному, в изобретении достигается технический результат, заключающийся в создании Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ДДИК, позволяющего без опасной вибрации, технически просто и высокоэффективно использовать дизельное топливо с различными физическими свойствами, с увеличением мощности и экономичности при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания дизельного двигателя изменяемой компрессии, соответствующей степеням сжатия от 18 до 23 в зависимости от нагрузки, позволяющим поднять КПД дизельного двигателя изменяемой компрессии, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания на всех режимах работы дизельного двигателя изменяемой компрессии и в создании Двигателя изменяемой компрессии, содержащего ГДДИК, позволяющего без опасной вибрации, технически просто и высокоэффективно использовать комбинированное топливо: природный газ (метан) или сжиженные углеводородные тазы (пропан-бутан) в качестве топлива и/или дизельное топливо с различными физическими свойствами, с увеличением мощности и экономичности при динамическом изменении компрессии в камерах сгорания ГДДИК, соответствующей степеням сжатия от 18 до 23 или более в зависимости от нагрузки, позволяющим поднять КПД ГДДИК, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси сгорала при оптимальном значении компрессии в камерах сгорания на всех режимах работы ГДДИК, с сохранением возможности работы только на дизельном топливе по чисто дизельному циклу.Thanks to the above, the invention achieves a technical result consisting in the creation of a variable compression engine containing DDIC, which allows, without dangerous vibration, technically simple and highly efficient use of diesel fuel with various physical properties, with an increase in power and efficiency with dynamic changes in compression in the combustion chambers of a diesel engine variable compression, corresponding to compression ratios from 18 to 23 depending on the load, which makes it possible to increase the efficiency of a variable compression diesel engine, ensuring that each portion of the air-fuel mixture burns at the optimal compression value in the combustion chambers in all operating modes of a variable compression diesel engine and in creating A variable compression engine containing HDDIK, which allows, without dangerous vibration, technically simple and highly efficient use of combined fuel: natural gas (methane) or liquefied hydrocarbon cans (propane-butane) as fuel and/or diesel fuel with different physical properties, with increased power and efficiency with dynamic changes in compression in the combustion chambers of the combustion chamber, corresponding to compression ratios from 18 to 23 or more depending on the load, which makes it possible to increase the efficiency of the combustion chamber, ensuring that each portion of the air-fuel mixture burns at the optimal compression value in the combustion chambers in all operating modes GDDIK, while maintaining the ability to operate only on diesel fuel in a purely diesel cycle.

Claims

1. Variable compression engine, characterized by the fact that it contains a diesel engine (DDIK) with standard fuel equipment, intake and exhaust valves and an additional compressed air supply system containing an air compressor with a controlled mechanical drive from the crankshaft of the DDIK and an air receiver with controlled air fittings , characterized in that in the DDIK cylinder block in each cylinder there is at least one nozzle for supplying compressed air from an air receiver with controlled air fittings into the volume of each cylinder above the piston at the bottom dead center of the pistons in the DDIK cylinder block, with the intake valve already closed or several intake valves of the DDIK, and the DDIK additionally contains at least one knock sensor located on the DDIK cylinder block, and a mechanical load sensor installed between the DDIK crankshaft and the mechanical load shaft of the DDIK, and at the same time, the DDIK also contains a microprocessor control unit that controls the operation diesel fuel supply systems with standard fuel equipment and an additional compressed air supply system based on signals from the crankshaft position, knock sensor and mechanical load sensor DDIC.

2. Variable compression engine, characterized by the fact that it contains a gas-diesel engine (GDDIK) with standard diesel fuel equipment, intake and exhaust valves and an additional compressed air supply system containing an air compressor with a controlled mechanical drive from the crankshaft GDDIK and an air receiver with controlled air fittings, as well as an additional gas engine fuel supply system with standard gas fuel equipment, characterized in that in the cylinder block of the GDDK in each cylinder there is at least one gas supply nozzle from the standard gas fuel equipment and at least one compressed air supply nozzle from the air receiver with controlled air fittings, into the volume of each cylinder above the piston at the bottom dead center of the pistons in the cylinder block of the gas pressure sensor, with the intake valve or several intake valves already closed, and the gas pressure control valve additionally also contains at least one knock sensor located on the cylinder block of the gas pressure control valve, and a sensor mechanical load, installed between the crankshaft of the GDDK and the mechanical load shaft of the GDDK, and at the same time, the GDDK also contains a microprocessor control unit that controls the operation of the diesel fuel supply system with standard fuel equipment, an additional gas engine fuel supply system with standard gas fuel equipment and an additional supply system compressed air based on signals from the crankshaft position, knock sensor and mechanical load sensor GDDK.

3. The method of functioning of a variable compression engine, which consists in using the engine according to claim 1, while at high loads on the DDIC, according to the corresponding signal from the mechanical load sensor, the microprocessor control unit supplies the maximum amount of diesel fuel to the cylinders of the DDIC from the standard fuel equipment at the rate complete combustion of diesel fuel in the volume of only atmospheric air entering through the intake valve, and at low loads on the DDIK, according to the corresponding signal from the mechanical load sensor, and with adjustment by the signal from the detonation sensor, the microprocessor control unit supplies a minimum amount of diesel fuel to the DDIK cylinders from the standard fuel equipment and creates an optimal variable compression value corresponding to compression ratios from 18 to 23 depending on the load in the DDIK cylinders due to the supply of additional compressed air in all operating modes with the possibility of adjustment when using diesel fuel with different physical properties.

4. The method of operation of a variable compression engine, which consists in using the engine according to claim 2, while at high loads on the gas motor drive, according to the corresponding signal from the mechanical load sensor, the microprocessor control unit supplies the maximum amount of gas engine fuel to the gas motor fuel cylinders based on complete combustion gas engine fuel in the volume of only atmospheric air entering the cylinder through the intake valve, and at low loads on the gas engine fuel pump, according to the corresponding signal from the mechanical load sensor, and with adjustments based on the signal from the detonation sensor, the microprocessor control unit supplies a minimum amount of gas engine fuel to the gas engine fuel cylinders and creates an optimal variable compression value corresponding to compression ratios from 18 to 23 depending on the load in the cylinders of the GDDIC due to the adjustable supply of additional compressed air in all operating modes with the possibility of adjustment when using gas engine fuel with different physical properties, and the moment of ignition of the air mixture compressed in the cylinders and gas motor fuel, the microprocessor control unit regulates the moment of supply of the pilot portion of diesel fuel to the cylinders of the gas motor fuel pump from standard diesel fuel equipment in all load modes on the gas motor fuel pump, and in the event of an emergency situation when it is impossible to supply gas motor fuel, the gas motor fuel pump will be able to continue operating only when using diesel fuel.