Двигатель с внешним подводом теплоты

 

ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ, содержащий по меньшей мере один цилиндр с плоским днищем, установленный в нем на пружинной опоре поршень, перемещающийся между нижней и верхней мертвыми точками и разделяющий рабочую камеру цилиндра на надпоршневую и подпоршневую полости , сообщенные между собой через нагреватель , регенератор и охладитель, напорную и сливную магистрали, подключенные к подпоршневой полости и снабженные клапанами, камеру привода поршня, размещенную внутри последнего и отделенную от подпоршневой полости при помощи штока, закрепленного одним торцом в днище цилиндра и снабженного перепускньм каналом, соединяющим подпоршневую полость с камерой привода при положении поршня в нижней мертвой точке, и регулятор выходной мощности, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулируемой работы, поршень снабжен дополнительными каналами , сообщенными с камерой привоi (Л да поршня и выполненными с возможностью подключения к перепускному каналу при положении поршня в верхней мертвой точке, а регулятор выходной мощности выполнен в виде регулируемого дросселя и размещен в перепускном канале. со ел to оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU„„1095728 A (59 4 F 02 G 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ гT "1 г ъг р

ДР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ;,,131

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

БИБЛ,И1)Т ". (21) 3512115/25-06 (22) 18 ° 11.82 (46) 30.06 ° 87. Бюл, Р 24 (72) Н.А.Петухов, А.Г.Попов, Е.И.Стародумов, П.А.Манылов и В.В.Барышев (53) 62 1.41 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 919432, кл. F 02 G 1/04, 1980. (54)(57) ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ, содержащий по меньшей мере один цилиндр с плоским днищем, установленный в нем на пружинной опоре поршень, перемещающийся между нижней и верхней мертвыми точками и разделяющий рабочую камеру цилиндра на надпоршневую и подпоршневую полости, сообщенные между собоч через нагреватель, регенератор и охладитель, напорную и сливную магистрали, подключенные к подпоршневой полости и снабженные клапанами, камеру привода поршня, размещенную внутри последнего и отделенную от подпоршневой полости при помощи штока, закрепленного одним торцом в днище цилиндра и снабженного.перепускным каналом, сое" диняющим подпоршневую полость с камерой привода при положении поршня в нижней мертвой точке, и регулятор выходной мощности, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения диапазона регулируемой работы, поршень снабжен дополнительными каналами, соббщенными с камерой привода поршня и выполненными с возможO ностью подключения к перепускному каналу при положении поршня в верхней мертвой точке, а регулятор выходной мощности выполнен в виде регулируемого дросселя и размещен в перепускном канале. ивам

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в двигателях с внешним подводом теплоты.

Известны двигатели с внешним подводом теплоты, содержащие по меньшей мере один цилиндр с плоским днищем, установленный в нем на пружинной опоре поршень, перемещающийся между ниж-1п ней и верхней мертвыми точками и разделяющий рабочую камеру цилиндра на надпоршневую и подпоршневую полости, сообщенные между собой через нагреватель, регенератор и охладитель, 15 напорную и сливную магистрали, подключенные к подпоршневой полости и снабженные клапанами, камеру привода поршня, размещенную внутри последнего и отделенную от подпоршневой полости при помощи штока, закрепленного одним торцом в днище цилиндра и снабженного перепускным каналом, соединяющим подпоршневую полость с камерой привода при положении поршня в нижней мертвой точке, и регулятор вы ходной мощности.

В известных двигателях регулятор мощности не обеспечивает достаточно широкого диапазона регулируемой работы.

Целью изобретения является расширение диапазона регулируемой работы.

Для достижения поставленной цели в двигателе с внешним подводом теплоты, содержащем по меньшей мере один цилиндр с плоским днищем, установленный в нем на пружинной опоре поршень, перемещающийся между нижней и верхней мертвыми точками и разделяющий рабочую камеру цилиндра на надпоршневую и подпоршневую полости, сообщенные между собой через нагреватель, регенератор и охладитель, напорную и слнвную магистрали, подклю45 ченные к подпоршневой полости и снабженные клапанами, камеру привода поршня, размещенную внутри последнего и отделенную от подпоршневой полости при помощи штока, закрепленно50

ro одним торцом в днище цилиндра и снабженного перепускным каналом, соединяющим подпоршневую полость с камерой привода при положении поршня в нижней мертвой точке, и регулятор выходной мощности, поршень снабжен дополнительными каналами, сообщенными с камерой привода поршня и выполненными с воэможностью подключения к пе728 2 репускному каналу при положении поршня в верхней мертвой точке, а регулятор выходной мощности выполнен в виде регулируемого дросселя и размещен в перепускном канале.

На чертеже представлена конструктивная схема двигателя с внешним подводом теплоты, Двигатель содержит по меньшей мере один цилиндр 1 с плоским днищем, установленный в нем поршень 2, перемещающийся между нижней и верхней мертвыми точками и разделяющий рабочую камеру цилиндра 1 на две полости, надпоршневую 3 и подпоршневую 4, сообщенные. между собой через нагреватель 5, регенератор 6 и охладитель 7, Во внутренней полости поршня 2 размещена камера 8 привода, которая отделена от подпоршневой полости 4 при помощи штока 9, закрепленного одним концом в днище цилиндра 1 и снабженного перепускным каналом 10, Поршень 2 снабжен дополнительными каналами 1.1, объединенными со стороны его внутренней поверхности кольцевым коллектором 12, и подпружинен относительно цилиндра 1, причем пружины 13 и 14 размещены в камере

8 привода поршня 2. Дополнительные каналы 11 и кольцевой коллектор 12 сообщены с камерой 8 привода и выполнены с возможностью подключения к перепускному каналу 10 при положении поршня в верхней мертвой точке.

К подпоршневой полости 4 цилиндра 1 подключены напорная 15 и сливная 16 магистрали, снабженные клапанами 17 и 18. Двигатель снабжен также регулятором выходной мощности, выполненным в виде регулируемого дросселя 19 и размещенным в перепускном канале 10, Двигатель с внешним подводом теплоты работает следующим образом.

При подходе поршня 2 к верхней мертвой точке газ перемещается из горячей надпоршневой полости 3 цилиндра 1 через нагреватель 5, регенератор 6 и охладитель 7 в холодную подпоршневую полость 4. Газ при этом охлаждается, давление в камере цилиндра 1 понижается, открывается клапан 18, происходит всасывание иэ сливной магистрали 16 ° Пружина 13 сжимается, накапливая энергию, При положении поршня 2 в верхней мертвой точ5728

50 з 109 ке камера привода 8 сообщается с камерой цилиндра 1 через дополнительные каналы 11, кольцевой коллектор

12 и перепускной канал 10. Усилия, действующие на поршень 2 со стороны камеры цилиндра 1 и камеры 8 привода, выравниваются, и происходит реверс поршня 2 за счет энергии, накоплен- ной в пружине 13 ° Перекрывается сообщение камеры 8 привода с камерой цилиндра 1.

При движении поршня 2 к нижней мертвой точке газ из подпоршневой холодной полости 4 цилиндра 1 через охладитель 7, регенератор 6, и нагреватель 5 перемещается в горячую надпоршневую полость 3. Газ при этом нагревается, давление в камере цилиндра 1 повышается. Давление в камере 8 также повышается за счет уменьшения объема на величину объема штока 9, входящего в камеру 8 привода.

Однако, давление в камере цилиндра,1 растет быстрее, чем в камере 8 привода. Результирующая разность давлений между камерой цилиндра 1 и камерой 8 привода, действующая на площадь штока 9, перемещает поршень 2 к нижней мертвой точке. При давлении в камере цилиндра 1, превышающем давление в напорной магистрали 15, открывается клапан 17 и происходит нагнетание газа в напорную магистраль

15, При подходе поршня 2 к нижней мертвой точке сжимается пружина 14, накапливая энергию, При положении поршня 2 в нижней мертвой точке камера 8 привода сообщается с камерой цилиндра 1 через перепускной канал

10 в штоке .9. Усилия, действующие на поршень 2 со стороны камеры цилиндра

1 и камеры 8 привода, выравниваются и происходит реверс поршня 2 за счет энергии, накопленной в пружине 14.

Перекрывается сообщение камеры 8 привода с камерой цилиндра 1. При движении поршня 2 к верхней мертвой точке гаэ из горячей,надпоршневой полости 3 цилиндра 1 через нагреватель 5, регенератор 6 и охладитель 7 перемещается в холодную подпоршневую

1 полость 4. Газ при этом охлаждается, давление в камере цилиндра 1 понижается. Давление в камере 8 привода также понижается эа счет увеличения объема, соответствующего объему выходящего из камеры 8 привода штока

9, но при меньшей скорости, чем в камере цилиндра 1 ° Результирующая разность давлений между камерой 8 привода и камерой цилиндра 1, действующая на площадь. штока 9, перемещает поршень 2 к верхней мертвой точке.

При достижении давления в камере цилиндра 1 меньшего, чем в сливной магистрали 16, открывается клапан

18 и происходит всасывание газа из сливной магистрали 16. Поршень 2 доходит до верхней мертвой точки и цикл повторяется.

Регулирование выходной мощности двигателя осуществляется изменением частоты работы путем изменения сечения регулируемого дросселя 19, размещенного в перепускном канале 10.

При увеличении проходного сечения регулируемого дросселя 19 уменьшается время на выравнивание усилий,действующих на поршень со стороны камеры цилиндра 1 и камеры 8 привода, а частота работы и выходная мощность двигателя при этом увеличиваются.

При уменьшении проходного сечения регулируемого дросселя 19 время на выравнивание усилий, действующих на поршень со стороны камеры цилиндра 1 . 1 и камеры 8. привода, увеличивается, а частота работы двигателя и выходная мощность двигателя уменьшаются.

Подключение камеры цилиндра к камере привода через дополнительные каналы, коллектор и перепускной канал при положении поршня в верхней мертвой точке, и размещение регули45. руемого дросселя в перепускном канале позволяют изменять степень заполнения камеры привода при положении поршня в крайних мертвых точках, а это приводит к расширению диапазона регулирования скорости работы и выходной мощности предлагаемого двигателя с внешним подводом теплоты.

1095728

Составитель С,Простов

Редактор Н.Сильнягина Техред В. Кадар

Корректор С.Черни

Заказ 4059 Тираж 503

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4