Свободнопоршневой генератор газа

 

Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: ступенчатые поршни 2 газогенератора выполнены полыми с открытой задней стенкой, а на боковой поверхности ступени поршня двигателя и гильзе цилиндра выполнены перепускные окна 3 и 4, соединяющие полости буферов 5 и ресивера 6 в единый объем. Устройство позволяет повысить КПД газогенератора на 8-10%, исключить необходимость в перепускной уравнительной трубе между буферными полостями и необходимость в стабилизаторе степени сжатия, позволяет повысить ресурс и надежность работы клапанов компрессора благодаря сниженным температурным условиям работы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 02 В 71/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4857285/06 (22) 07.08.90 (46) 15.10.92. Бюл. М 38 (75) В,А. Ворогушин (56) Асеев Е.Н., Эпштейн А.С. Конструирование и расчет безвальных генераторов газа.

M. Машгиз, стр.190 — 203. (54) СВОБОДНО-ПОРШНЕВОЙ ГЕНЕРАТОР ГАЗА (57) Использование: двигателестроение.

Сущность изобретения: ступенчатые поршни 2 газогенератора выполнены полыми с Ы,„, 1768777 А1 открытой задней стенкой, а на боковой поверхности ступени поршня двигателя и гильзе цилиндра выполнены перепускные окна 3 и 4, соединяющие полости буферов 5 и ресивера 6 в единый объем. Устройство позволяет повысить КПД газогенератора на

8 — 10%, исключить необходимость в перепускной уравнительной трубе между буферными полостями и необходимость в стабилизаторе степени сжатия, позволяет повысить ресурс и надежность работы клапанов компрессора благодаря сниженным температурным условиям работы. 1 ил.

1768777

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к устройствам свободно-поршневых генераторов газа.

Известны свободно-поршневые генераторы газа, содержащие внутренние компрессорные полости, буферные полости, ресивер, рабочий цилиндр с впускными и выпускными окнами и два ступенчатых поршня.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является газогенератор С вЂ” 75, содержащий внутренние компрессорные полости, буферные полости, соединенные между собой перепускной уравнительной трубой, ресивер, рабочий цилиндр и ступенчатые поршни, В указанном свободно-поршневом генераторе газа нагнетание сжатого компрессором воздуха производится в замкнутом объеме ресивера ограниченных размеров, Повышение давления в ресивере в процессе нагнетания достигает Р2 = 1 атм„что приводит к снижению КПД компрессора, а значит, и всего генератора газа на 8 — 10% (там же, стр.197). Буферные полости изолированы от других полостей генератора, поэтому для их регулирования введен специальный агрегат — стабилизатор степени сжатия. Наличие стабилизатора степени сжатия усложняет конструкцию и снижает надежность его работы, что явилось серьезным препятствием к широкому применению свободнопоршневых генераторов газа на транспорте. Уравнительная труба увеличивает габариты установки.

Целью изобрегения является повышение КПД газогенератора путем исключения затрат энергии на нагнетание в замкнутый объем.

Цель достигается тем, что ступенчатые поршни выполнены полыми с открытой задней стенкой, а на боковой поверхности ступени поршня двигателя и гильзе цилиндра выполнены перепускные окна, соединяющие полости буферов и ресивера в единый объем.

На чертеже показана схема свободнопоршневого генератора газа в продольном разрезе.

Устройство включает в себя ступенчатые поршни 1. Поршни выполнены полыми

2 без задней стенки, Ступенчатые поршни

1 установлены в рабочем цилиндре 8, На боковой поверхности поршня двигателя выполнены перепускные окна 3, На боковой поверхности гильзы цилиндра выполнены перепускные окна 4. Через перепускные окна 3 и 4 буферные полости 5 и ресивер 6 соединены в общий объем, Рабочий ци5

40 линдр имеет выпускные 7 и впускные 9 окна.

Выпускные окна охвачены выхлопным коллектором 10. Компрессорные полости 11 имеют всасывающие 12 и нагнетательные

13 клапаны.

Устройство работает следующим образом, B процессе такта расширения, когда ступенчатые поршни 1 движутся к Н.М.Т. (нижняя мертвая точка) воздух из атмосферы засасывается в компрессорную полость

11 через всасывающие клапаны 12. Одновременно происходит уменьшение объема буферных полостей 5, что приводит к вытеснению находящегося в нем сжатого воздуха в ресиверную полость 6 через полый поршень 2 рабочего цилиндра и окна 3 и 4 выполненные на нем и гильзе цилиндра двигателя 8. Также в этом процессе происходит уменьшение суммарного объема буферных полостей 5 и ресивера 6, то реализуется цикл дополнительного поджатия находящегося в нем воздуха. В момент открытия впускных окон 7 цилиндра двигателя сжатый воздух из ресивера 6 начинает поступать в объем цилиндра 8 и продувает их, частично уходя в выхлопной коллектор 10 через выпускные окна 9. В такте сжатия, когда ступенчатые поршни 1 движутся к В,М.Т. (верхней мертвой точке) в рабочем цилиндре 8 происходит перекрытие впускных и выпускных окон и дальнейшее сжатие воздуха с впрыском и воспламенением топлива при подходе к В.М.Т.

Одновременно в полостях компрессора

11 идет сжатие атмосферного воздуха и нагнетание его через нагнетательные клапаны

13 в полость буферов 5, При этом суммарный объем полостей буферов 5 и ресивера 6 увеличивается. Поэтому давление воздуха в нем падает, но до того момента, когда оно сравняется с давлением воздуха, достигнутым в полостях компрессора, В этой точке начинается процесс нагнетания воздуха из компрессорных полостей 11 в буферные 5.

После B.M,Т. процесс двухтактного цикла повторяется.

Разработанная конструкция свободнопоршневого генератора газа, по сравнению с прототипом, имеет больший на 8-10%

КПД компрессора, так как нагнетание воздуха из компрессорных полостей 11 идет в увеличивающийся объем буферных полостей 5, объединенных с ресивером 6, В разработанной конструкции процесс сжатия воздуха до его попадания в рабочий цилиндр 8 фактически разделяется на две ступени. Первая ступень в полостях компрессора 11 до значений давления значительно ниже, чем у прототипа, вторая сту1768777

Составитель B. Ворогушин

Техред М.Моргентал Корректор С. Пекарь

Редактор

Заказ 3629 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 пень — в объединенный буферно-ресиверный полости в такте движения поршней 1 к

Н.М.Т. когда объем этой полости уменьшается. Сжатие во второй ступени совпадает по фазе с продувкой и наполнением рабочего цилиндра, что, как известно, обеспечивает высокий КПД ступени.

По сравнению с прототипом, разработанная конструкция не требует наличия уравнительной трубы между буферными полостями, так как буферные полости соединены между собой через ресивер.

Соединение через ресивер приводит к тому, что отпадает необходимость в стабилизаторе степени сжатия, т.к. изменение давления в полостях буферов и ресивера одинаково.

Эти преимущества существенно упрощают всю конструкцию газогенератора и снижают его массу. Благодаря тому, что степень сжатия в компрессоре 11 (являющегося первой ступенью сжатия) значительно ниже, чем у прототипа, снижена и температура подаваемого воздуха. Следовательно, условия работы всасывающих и особенно, нагнетательных клапанов компрессора 11 существенно улучшаются, а ресурс и надежность работы увеличивается.

Таким образом достигнутое повышение

5 экономичности газогенератора, упрощение конструкции и увеличение надежности его работы создает реальную возможность широкого применения разработанного устройства в транспортных силовых установках.

10 Формула изобретения

Свободнопоршневой генератор газа, содержащий внутренние. компрессорные полости, буферные полости, ресивер, рабочий цилиндр с впускными и выпускными ок15 нами и два ступенчатых поршня, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения

КПД двигателя путем исключения затрат энергии на нагнетание в замкнутый объем, ступенчатые поршни выполнены полыми с

20 открытой задней стенкой, на боковой поверхности ступени поршня двигателя и гильзе рабочего цилиндра выполнены перепускные окна, соединяющие полости буферов и ресивера в единый объем.