Свободнопоршневой двигатель внутреннего сгорания с гидравлической передачей мощности

 

Сущность изобретения: двигатель внутреннего сгорания содержит поршни 8 двухстороннего действия, соединенные между собой при помощи штока 11. Давление газов в камере 3 сгорания преобразуется в Давление рабочей жидкости в полостях 13 и передается на исполнительные органы 52 гидросистемы. Схема содержит элементы автоматического управления пуском и регулирования подачи топлива, позволяющие осуществлять работу двигателя в циклическом режиме. 1 ил.

„„80„„1740726 A 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

I g1)5 F 02 " 71/04.у

„l

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

2 внутреннего сгорания содержит nopmни 8 двухстороннего действия, соединенные между собой при помощи штока 11. Давление газов в камере 3 сгорания преобразуется в давление рабочей жидкости в полостях 13 и переда ется на исполни тельные орга ны 52 гидросистемы.. Схема содержит элементы автоматического управления пуском и регулирования подачи топлива, позволяющие осуществлять работу двигателя в циклическом режиме. 1 ил.!

1

S

1

1 !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4822817/06 (22) 06 ..04 .90 (46) l5.06.92.Fåë. 22 (72) С.Д.Гулин, С.Б.Власов, А,А.Сорокин и А.Н.Кулапов (53) 621.432(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 1301998, кл. F 02 В 71/04, 1985. (54) СВОБОДНОПОРИНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ МОЩНОСТИ (57) Сущность изобретения: двигатель

", 1

I

I

t р

I

l

I

I

1740726 Д

Изобретение относится к машийостроению и может быть использовано при создании гидравлических машин, агрегатированных свободнопоршневыми двигателями с гидравлической передачей мощности.

Известен свободнопоршневой двигатель внутреннего сгорания с гидравлической передачей мощности, содержащий корпус с цилиндрами и размещенными в них поршнями двухстороннего действия, жестко связанными между собой при помощи. штока и образующими наружные газовые и внутренние насосные гидравлические полости, силовой гидропровод с баком, напор- < ными, сливными и всасывающими. магистралями исполнительными гидродви гателями, распределителями, запорной и регулирующей аппаратурой, систему топливопитания с насосом, снабженным рейкой и запорным краном, .форсунками и приводом насоса, пусковое устройство с аккумулятором энергии, распределительной, запорной, регулирующей аппаратурой и рычагом упра вления.

Недостатком известной установки является отсутствие управления пусковым устройством и регулирования подачей топлива по величине нагрузки на исполнительных двигателях.

Цель изобретения - повышение топ" ливной экономичности при работе в циклических режимах.

Указанная цель достигается тем, что свободнопоршневой двигатель внутреннего сгорания с гидравлической передачей мощности, содержащий корпус с цилиндрами и размещенными в них поршнями двухстороннего действия, жестко связанными межлу собой при помощи штока и образую-. щими наружные газовые и внутренние насосные гидравлические полости, силовой гидропровод с баком, напорными, сливными и всасывающими магистралями, распределителями, запор" ной и регулирующей аппаратурой, сис- .тему топливопи1ания с насосом, снабженным рейкой и запорным краном, форсунками и приводом насоса, пусковое устройство с аккумулятором энергии, распределительной, запорной, регулирующей аппаратурой и рычагом управления, снабжен элементами автоматического управления пусковым устройством и регулирования подачи топлива по величине нагрузки на исполнительных двигателях, выполненными в виде механической связи между рычагом управления пускового устройства и распределительной аппатурой исполнительных гидродвигателей, гидравлической связи между рейкой топливного насоса и сливной магистралью снабженной ! / предохранительными клапанами вышеуказанной гидравлической связи и дросселем ниже еь, при этом аккумулятор энергии пускового устрЬйства выполнен в виде гидропневмоаккумулятпра а шток снабжен упорами для привода топливного насоса и распределителя насосных гидравлических полостей цилиндров.

На чертеже представлена схема

2О свободнопоршневого двигателя (СПД) внутреннего сгорания с гидравлической передачей мощности °

СПД внутреннего сгорания с гидравлической передачей мощности 1 со25 держит камеры 2 и 3 сгорания с форсунками ч и 5, топливный насос 6, систему подачи воздуха в камеры сгорания (не показана), Поршни 7 и 8 расположены внутри цилиндров 9 и 10 и связаны между собой штоком 11. Оппозитно камерам 2 и 3 сгорания располо" жены насосные камеры .12 и 13. Привод насоса 6 осуществляется посредством рычага 14, сообщенного с рабочим органом насоса и упоров 15 и 16, раз"

З5 мещенных на штоке 11.

Распределитель насосных гидравлических полостей цилиндров 17 представляет собой двухпозиционный золотнико" вый клапан, который состоит из золот® ников 18 и 19, расположенных внутри корпусов 20 и 21 и сообщенных между собой штоком 22. Управляющие полости

23 и 2ч распределителя насосных поло" стей lj сообщены с насосными камера"5 ми 12 и 13 СПД, а на штоке 22 расположен упор 25, который установлен с возможностью соприкосновения с упо- 1 рами 15 и 16 при пуске СПД. Насосные камеры 12 и 13 СПД сообщены с масляным баком 26 и распределительной аппаратурой 27 всасывающей 28 и напорной 29 линиями. Напорная линия

29 содержит предохранительный клапан 30, который отрегулирован на мак55 симально допустимое давление в гидросистеме и сообщен с масляным ба" ком 26. Перед распределительной аппаратурой 17 в напорной линии разме-.

5 щены обратный клапан 31 и золотнико. вый клапан 32. Клапан 32 содержит золотник 33, полость 34 управления, которая сообщена со всасывающей линией

28 и, возвратную пружину 35. Напорная линия сообщена с приводом 36 рейки топливного насоса 6. Блок гидрораспределителей 27 сообщен с масляным баком .26 сливной линией.

Пусковое устройство 37 содержит гидропневмоаккумулятор 38, кран 39, золотниковый клапан 40, дроссель 41,пусковой клапан 42 и обратный клапан

43, последовательно сообщенные меж- 15 ду собой. Гилролиния между краном 39 и клапаном 40 сообщена с напорной линией между распределительной аппаратурой исполнительных гидродвигателей 27 и клапаном 32. Клапан 40 со- 20 держит золотник 44, полость 45 управления и возвратную пружину 46, Пусковой клапан 42 содержит рычаг 47 управления, который имеет механическую связь с рычагами управления (не по- 25 казан) распределительной аппаратуры

27, золотник 48 и возвратную пружину

49. Пусковое устройство 37 сооб:;ено гидролинией с напорной линией 29.

Запорный кран (не показан) насо- ЗО са 6 оснащен приводом 50, который сообщен гидролинией со сливной линией предохранительного клапана 30 перед дросселем 51. В состав гидросис" темы входят исполнительные органы 52.

СПД внутреннего сгорания с гидравлической передачей мощности работает следующим образом.

При поочередной работе камер 2 и

3 сгорания СПД происходит возвратно- поступательное .; перемещение поршней

7 и 8 и штока 11. При движении поршня

7 или 8 к форсунке 4 или 5 имеет место в соответствующей насосной камере 12 или 13 такт всасывания, а при . движении поршня от форсунки - такт нагнетания. В момент начала измене-. ния направления движения поршней происходит перемещение золотников 18 и .19 и- штока 22 в ту сторону, в ко. торую происходит движение поршней за счет давления и разрежения, возни. кающих в полостях 23 и 24, При этом происходит всасывание рабочей жидко i5 сти из бака 26 и нагнетание распределительной аппаратуры 27, а от него к исполнительным органам 52. Клапан 32 открыт за счет разрежения в полости, 726 6

34, которая сообщена со всасывающей линией 28.

Таким образом происходит работа

СПД в установившемся режиме при включенных исполнительных органах 52.

При отключении исполнительных ор:ганов рабочая жидкость нагнетается в гидропневмоаккумулятор 38. Кран 39 открыт. Так как в линии 28 присутствует разрежение за счет всасывания жидкости и бака, клапан 32 открыт, а клапан 40 закрыт.

По окончании зарядки гидропневмоаккумулятора 38 имеет. место повышение давления в гидросистеме. При этом срабатывает клапан 30 и жидкость поступает в бак 26 ° Между дросселем

51 и клапаном 30 возникает избыточное давление жидкости, она передается по гидролинии на привод 50 запорного крана насоса 6, происходит прекращение подачи топлива СПД. Таким образом происходит останов СПД при отключенных исполнительных органов 57 по окончании зарядки гидропневмоаккулятора 38.

При работе СПД в установившемся режиме при включенных органах 52 и в режиме зарядки гидропневмоаккумулятора при отключенных исполнительных органах регулирование подачи топли ва прои з водится посредс твом привода 36, который сообщен с напорной линией 29. Увеличение нагрузки на исполнительные органы вызывает увеличение давления в гидросистеме и увеличение количества подаваемого топлива в камеры горания.

При включении распределительной аппаратуры исполнительных гидродвигателей ?7 имеет место подача жидкости на исполнительные органы от гидропневмоаккумулятора 38. Кран

39 открыт. Ввиду отсутствия разрежения во всасывающей линии клапан

40 открыт.. Дроссель 41 отрегулирован на подачу такого количества жидкости в единицу времени, которое необходимо для создания минимальной пусковой частоты колебаний поршней.

Посредством кинематической связи между рычагами управления распределительной аппаратурой 27 и рычагом

47 происходит открытие клапана 42.

При этом золотник 48 перемещается вправо и удерживается в таком положении при наличии давления жидкости, 0726 8

Свободнопоршнево." i двигатель внутреннего сгорания с гидравлической передачей мощности содержащий корпус с цилиндрами и размещенными в них поршнями двухстороннего действия, жестко связанными между собой при помощи штока и Образующими наружные

"азовые и внутренние насосные гидравлические полости, силовой гидропривод с баком, напорными, сливными и всасывающими магистралями, исполнительными гидродвигателями, распределителями, запорной и регулирующей an" паратурой, систему топливопитания с

5 насосом, снабженным рейкой и запорным краном, форсунками и приводом насоса, пусковое устройство с акку17ч которая поступает от гидропневмоаккумулятора. Жидкость под давлением поступает через распределитель насос-. ных полостей 17 в насосные камеры СПД 1. При нахождении золотников 18 и 19 в левом положении жидкость поступает в камеру 13 и порш" ни 7 и 8 перемещаются вправо. В край нем правом положении поршней происходит перевод золотников 18 и

19 в правое положение посредством упоров 25, 15 и 16, Золотники распределителя 17 фиксируются в крайних положениях благодаря наличию . давления в полостях 23 и 24. После перехода золотников 18-и 19 в правое положение жидкость под давлением поступает в полость 12 и поршни 7 и 8 перемещаются впево. В крайнем левом положении поршней происходит перевод-золотников 18 и 19 в левое положение посредством упоров 25, 15 и 16. Далее циклы колебаний nopw" ней 7 и 8 повторяются. Отработанная жидкость из насосных камер 12 и поступает через распределитель насосных полостей 17 во всасывающую линию и далее в масляный бак. При сливе жидкос и бак через линию 28 имеет место наличия давления в линии 28, он передается в полость 34, золотник 33 перемещается вправо и клапан 32 закрывается.

Таким образом, проис",одит запуск СПД. По окончан запуска

СП/1 частота колебаний поршней 7 и

8 превышает пусковую и в насосных камерах поочередно возникает разрежение, которое передается в полости 23 и 24 и перемещение золотников 18 и 19 обеспечивает всасывание жидкости из бака 26, при этом за счет разрежения в линии 28 золотник 33 перемещается пружиной

35 влево и клапан 32 открывается и происходит нагнетание жидкости через распределительную аппаратуру

27 к органам 52. При наличии разре.жения в линии 28 и, следовательно, разрежения в полости 45, золотник 44 перемещается вправо, пружина 46 сжимается, клапан 40 закрывается, что обеспечивает отключение пускового устройства по окончании запуска. В момент перехода СПП с пускового ре- жима на установившийся режим имеет место наличие мгновенного разрежения в линии между клапаном 42 и клапаном

t0

«40

43, при этом пружина 49 перемещает золотник 48 влево и клапан 42 закрывается при отсутствии нагрузки на рычаг 47 от рычагов распределительной аппаратуры 27, Последующее включение клапана 42 при наличии давления в линии 29 без нагрузки на рычаг 47 исключается благодаря наличию обратного клапана 43.

Если такая нагрузка имеет место., то пусковое устройство отключается клапаном 40 и находится в положении

"Закрыто" до окончания работы СПД, т,е, при наличии разрежения яо всасывающей линии, При останове СПД имеет место сброс давления в линии 29 до клапана 31, нагрузка с рычага 47 снята и пружина 49 перемещает золотник 48 влево и пусковой клапан 42 находится в положении "Закрыто". Клапан 40 при отсутствии разрежения в линии 2с открыт, таким образом пусковое устройство 37 находится в состоянии готовности к пуску СПД и подачи жидкОсти

< на исполнительные органы в период пуска и переходного режима. Кран 39 предназначен для аварийного отключения гидропневмоаккумулятора 38 от гидросистемы.

Применение изобре ения позволяет повысить экономичность гидравлической силовой установки при работе на цикличных режимах за счет останова СПД при отключении исполнительных органов и запуске СПД при «х последующем включении.

Формула изобретения мулятором энергии, распределительной, Составитель

Техред М.Моргентал Корректор H.CaM60pcKBR

Редактор В.Киштулинец

Тираж, Подписное комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2302

ВНИИПИ. Государственного

113035, Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

9 1740726 10 запорной, регулирующей аппаратурой и телей, гидравлической связи между рычагом управления, о т л и ч а ю - рейкой топливного насоса и сливной шийся тем, что, с целью повыше- магистралью, снабженной предохраниния топливной экономичности при ра" 5 тельными клапанами вышеуказанной боте в циклических режимах, он снаб- гидравлической связи и дросселем ниже жен элементами автоматического уп- ее, при этом аккумулятор энергии пуравления пусковым устройством и pery- скового устройства выполнен в виде .лирования подачи топлива по величине гидропневмоаккумулятора, а шток нагрузки на исполнительных двигателях, 19 снабжен упорами для привода топливвыполненными в виде механической свя- ного насоса и распределителя насосзи между рычагом управления пусково- ных гидравлических. полостей цилиндго устройства и распределительной an- ров. паратурой исполнительных гидродвига-.