Силовая установка

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к стационарным поршневым двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение КПД и долговечности установки. Сущность изобретения заключается в том, что в качестве движущей силы используется сила гравитации, действующая на массивный поршень, и для преобразования поступательного движения во вращательное применяется бесконечная гибкая передача, которая соединяется специальным замком (защелкой) после достижения верхней мертвой точки, а усилие от поршня передается на вал отбора мощности с минимальными потерями на трение. 1 ил.

 

Изобретение относится области машиностроения, а именно к стационарным поршневым двигателям внутреннего сгорания.

Известно устройство, содержащее двойную колонну труб: внутреннюю и наружную, установленную в скважине, а установка для подъема жидкости установлена на нижнем конце внутренней колоны труб. На боковой поверхности камеры высокого давления выполнены сопла по винтовой линии со смещением на угол с количеством сопел в одном витке (Патент №2308593, опубликовано 20.10.2006 г., МПК Е21В 43/00).

В известном устройстве очень низкая эффективность из-за угловых и инерционных потерь мощности. Само устройство имеет сложную конструкцию, недолговечно.

Наиболее близким техническим решением является устройство, состоящее из цепей, взаимодействующих с несущими шестернями посредством гравитационных регуляторов, которые соединены попарно валами отбора мощности, укрепленными перемычкой. В устройстве гравитационная работа превращается в механическую (Заявка №2006 145740, опубликовано 27.06.2008. МПК F03G 3/00).

В устройстве - прототипе не предусмотрено преобразование линейного движения массивного поршня во вращательное движение вала отбора мощности, в связи с чем усложняется работа известного технического решения.

В большинстве случаев требуется вращательное движение, например, для привода колес транспортных средств, для вращения ротора электрического генератора, компрессоров, насосов и других машин, что в известном устройстве достичь невозможно.

Технический результат изобретения - повышение КПД и долговечности установки.

Техническое решение достигается тем, что в качестве движущей силы используется сила гравитации, действующая на массивный поршень, а для преобразования поступательного движения поршня во вращательное движение вала отбора мощности применяется бесконечная гибкая передача, которая соединяется с ним специальным замком (защелкой, обеспечивающей прерывистое одностороннее вращательное движение гибкой передачи) после достижения верхней мертвой точки, а усилие от поршня передается на момент вращения вала отбора мощности с минимальными потерями на трение. В качестве топлива применяется взрывчатое вещество, не требующее предварительного сжатия атмосферного воздуха или горючей смеси.

В изобретении поршень в цилиндре при движении вверх механически не связан с приводом вала отбора мощности. Поэтому резкие динамические нагрузки, возникающие при взрыве горючей смеси, не передаются на привод вала отбора мощности, что очень важно с точки зрения надежности и долговечности силовой установки. С другой стороны, это позволяет подбирать размеры цилиндра и поршня с таким расчетом, чтобы давление в цилиндре в конце рабочего хода равнялось атмосферному давлению. А это в свою очередь увеличивает мощность за счет полного срабатывая давления газов и уменьшения тепловых потерь, уносимых в атмосферу с выхлопными газами, уменьшает шум выхлопа, меньше засоряет окружающую среду.

В изобретении высота подъема (подбрасывания) поршня может быть подобрана исходя из конструктивных и эксплуатационных соображений и поэтому период времени между рабочими циклами может изменяться в широких пределах от нескольких секунд до нескольких часов. Это позволяет подобрать такой режим работы, чтобы установка могла работать эффективно, используя в качестве топлива взрывчатые вещества, которые не требуют предварительного сжатия атмосферного воздуха и впрыска топлива под высоким давлением.

При этом, благодаря тихоходности, установка успевает охлаждаться естественным путем.

Таким образом, в изобретении сведены к минимуму все возможные потери мощности, характерные для известных ДВС. В сущности, данную силовую установку можно назвать гравитационным двигателем внутреннего сгорания (ГДВС).

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематически изображен общий вид силовой установки, содержащей камеру сгорания, поршень 2, направляющая поршня 3, бесконечная гибкая передача 4, вал отбора мощности 5, редуктор 6 и электрогенератор 7.

Установка работает следующим образом: при взрыве горючей смеси (не показан) давление в камере сгорания (в цилиндре) 1 подбрасывает свободный поршень 2 по направляющей 3 на определенную высоту. В верхней мертвой точке поршень фиксируется на ветви гибкой передачи специальным замком, например собачкой, являющейся звеном храпового механизма. При этом замок одним концом соединен с поршнем 2 и подпружинен так, чтобы он мог поворачиваться на определенный угол. При движении поршня 2 к верхней мертвой точке свободный конец замка прижат пружиной к гибкой передаче 4 (например, цепи) и скользит по ее поверхности. В верхней мертвой точке свободный конец замка попадает в прорезь между звеньями цепи и удерживает поршень 2 от свободного падения. В результате сила тяжести поршня 2 через гибкую передачу 4 вращает вал 5 отбора мощности, соединенный с генератором электрического тока 7 через редуктор 6. После возвращения поршня в нижнюю мертвую точку рабочий цикл повторяется (перезарядка камеры сгорания взрывчатым веществом на чертеже не показана, однако установка может успешно работать на взрывчатых веществах, подлежащих утилизации с использованием для перезарядки механизма типичного автоматического стрелкового оружия).

Силовая установка, содержащая двигатель внутреннего сгорания, камеру сгорания, цилиндр, поршень и привод, преобразующий поступательное движение поршня во вращательное движение вала отбора мощности, отличающаяся тем, что для преобразования поступательного движения поршня во вращательное движение вала применяется бесконечная гибкая передача, и в качестве движущей силы используется сила гравитации, причем поршень при движении вверх не связан механически с приводом вала, а в верхней мертвой точке соединяется с одной из ветвей гибкой передачи замком (защелкой).