Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель

Авторы патента:

Болотин Николай Борисович (RU)

F02B71/00 - Свободнопоршневые двигатели; двигатели без вращающихся рабочих валов

Владельцы патента RU 2517957:

Болотин Николай Борисович (RU)

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Задача изобретения - повышение КПД двигателя и снижение вибронагрузок. Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель содержит корпус двигателя, две пары оппозитно установленных цилиндров и две поршневые группы, при этом каждая поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, внутри которого в средней части установлены пальцы, корпус двигателя выполнен с образованием зазора между ним и поршневыми группами, поршневые группы связаны между собой механизмом синхронизации. Механизм синхронизации имеет главный вал, проходящий сквозь корпус в обе стороны, а вне корпуса установлены и соединены с главным валом муфты обгона, которые имеют выходные валы, соединенные с генераторами. Механизм синхронизации выполнен в виде двуплечего рычага, жестко связанного с главным валом и с пальцами внутри поршневых групп. Двигатель содержит блок управления, а в каждом цилиндре установлен датчик давления, соединенный электрической связью с блоком управления. Двигатель содержит установленный в каждом цилиндре датчик положения поршня, соединенный электрической связью с блоком управления. Изобретение обеспечивает повышение надежности двигателя и упрощение конструкции. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, конкретно - к свободнопоршневым двигателям.

Известен свободнопоршневой двигатель по а.с. СССР №985365, МКИ 5 F02В 71/04, опубл. 30.12.82, содержащий дизельный двигатель внутреннего сгорания, линейный генератор и систему подачи топлива. Двигатель представляет собой цилиндр с торцевыми камерами сгорания, в районе которых расположены впускные и выпускные клапаны. Внутри цилиндра расположены поршни, соединенные перемычкой (штоком).

Генератор состоит из статора, якоря и систем возбуждения и снятия нагрузки. Статор выполнен в виде обмоток статора и обмоток возбуждения. Эти обмотки укреплены на внешней поверхности цилиндра. Якорь выполнен в виде обмоток токоприемной и возбуждения, которые уложены внутри поршней и соединены друг с другом последовательно. Система возбуждения выполнена в виде присоединительных клемм возбуждения, а система съема нагрузки выполнена в виде клемм съема нагрузки.

Система подачи топлива представляет собой форсунки, расположенные в торцевых частях цилиндра и предназначенные для подачи топлива в камеру сгорания.

Процесс преобразования энергии делится на два основных цикла: первый цикл - преобразование энергии из химической энергии топлива в механическую энергию движения поршней, а второй - механическая энергия движения поршней преобразуется в электрическую энергию. Первый цикл представляет собой рабочий процесс двухтактного дизельного двигателя, а второй, в свою очередь, делится на два этапа. На первом этапе посредством пересечения обмоткой первого поршня магнитного поля, созданного первой обмоткой статора (обмоткой возбуждения), производится возбуждение магнитного поля в первом поршне. На втором этапе происходит образование и съем электроэнергии, причем обмотка первого поршня играет роль обмотки возбуждения для второго поршня.

Использование принципа электромагнитов в обеих частях линейного генератора позволяет получить высокую мощность магнитного поля и, как следствие, минимизировать размеры установки.

Однако известное устройство имеет следующие недостатки. При работе устройства движение одного поршня используется для возбуждения магнитного поля в другом. Это приводит к потере рабочего процесса первого поршня для производства энергии на токосъем. Неполное использование рабочего процесса двухтактного дизельного двигателя для производства энергии на токосъем является причиной низкого кпд. Кроме того, от перегрева обмоток до температуры 500-600°С их магнитные свойства снижаются, что также понижает кпд двигателя.

Известен свободнопоршневой двигатель по а.с. СССР №1733650, МКИ 5 F02В 71/04, опубл. 15.05.92 г., состоящий из дизельного двигателя внутреннего сгорания, линейного генератора, системы подачи топлива и системы охлаждения.

Этот двигатель содержит цилиндр с выпускными клапанами в торцевых частях двигателя и продувочным окном в центральной части двигателя. Внутри гильзы расположен поршень со штоком.

Генератор состоит из статора, якоря, системы возбуждения и системы съема нагрузки. Статор выполнен в виде обмоток, закрепленных на внешней поверхности цилиндра. Якорь представляет собой обмотку, уложенную внутри поршня. Система возбуждения выполнена из щеток и проводов возбуждения. Щетки расположены внутри поршня. Они являются первой частью скользящего контакта системы возбуждения с обмоткой якоря. Второй частью скользящего контакта является пластина приема тока возбуждения, расположенная на обмотке якоря. Пластина соединена с выводами обмотки якоря. Провода подвода возбуждения расположены в штоке.

Система подачи топлива включает в себя две форсунки, расположенные в оппозитных частях цилиндра. Система охлаждения состоит из двух водяных форсунок, также расположенных в оппозитных частях цилиндра.

Преобразование энергии осуществляется так же, как в вышеприведенном двигателе, и состоит из двух циклов: первый цикл - преобразование энергии из химической энергии топлива в механическую энергию движения поршней, второй - механическая энергия движения поршней преобразуется в электрическую энергию. Первый цикл представляет собой рабочий процесс двухтактного дизельного двигателя. Второй цикл, в отличие от вышеприведенного двигателя, состоит из одного этапа и представляет собой рабочий процесс линейного генератора с непосредственным возбуждением. Исключение одного этапа достигается благодаря системе непосредственного возбуждения, провода которой проходят через шток.

Принцип работы системы охлаждения состоит в том, что при достижении определенной (600-800°С) температуры отработанных газов через специальные водяные форсунки в камеру сгорания подается охлаждающая жидкость, которая, испаряясь и смешиваясь с отработанными газами, образует охлаждающую среду, которая охлаждает камеру сгорания. Система охлаждения обеспечивает снижение температуры отработанных газов до 100-200°С. Но температура охлажденных отработанных газов все-таки ниже, чем температура поршня и обмотки якоря, т.к. сначала охлаждаются отработанные газы, а затем они отбирают излишек теплоты у поршня и обмотки. Из-за этого температура поршня и обмоток снижается только до 250-300°С.

Достоинством этого двигателя является повышение кпд за счет полного использования рабочего процесса двухтактного двигателя для производства электроэнергии на токосъем. Кроме того, кпд повышается за счет снижения потерь магнитного поля благодаря уменьшению температуры обмоток (в частности, обмотки якоря).

Однако известное устройство имеет следующие недостатки. Отсутствие непосредственного контакта охлаждающей среды с обмоткой якоря, расположенной внутри поршня, приводит к недостаточному охлаждению обмотки. Температура обмотки снижается только до 250-300°С. При этом потери электромагнитного поля на медных обмотках на 50% больше, чем потери электромагнитного поля при температуре в 20°С.

Кроме того, подача охлаждающей жидкости в камеру сгорания приводит к резким перепадам температуры, а как следствие, к колебанию магнитного поля и силы вырабатываемого тока, что также влияет на снижение кпд.

Известен свободнопоршневой двигатель по патенту РФ №218668231, МПК F02B 71/034, опубл. 27.02.2002 г., прототип.

Этот двигатель содержит дизельный двигатель внутреннего сгорания, выполненный из цилиндра с форсунками, внутри которого расположен поршень со штоком, линейный генератор, выполненный из обмоток статора, расположенных на цилиндре, из обмотки якоря, расположенной на поршне и контактирующей с системой возбуждения, состоящей из щеток с проводами подвода возбуждения, систему съема нагрузки и систему охлаждения, в него дополнительно введены два отсекательных кольца системы охлаждения, закрепленных на штоке, и охлаждающие трубки, соединенные с внутрипоршневой камерой, при этом обмотка якоря расположена на штоке поршня, каждое отсекательное кольцо установлено между обмоткой и торцевыми частями поршня, а щетки установлены в теле цилиндра.

Недостатки: невысокий кпд из-за отсутствия системы своевременного открывания и закрывания клапанов и низкая надежность из-за применения обмоток и токосъемников во взрывоопасной среде: парах масло с топливом. Кроме того, не проработана система запуска ГТД.

Задачи создания изобретения: упрощение конструкции и увеличение надежности двигателя.

Решение указанных задач достигнуто в четырехцилиндровом свободнопоршневом двигателе, содержащем корпус двигателя, две пары оппозитно установленных цилиндров и две поршневые группы, согласно изобретению каждая поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, внутри которого в средней части установлены пальцы, корпус двигателя выполнен с образованием зазора между ним и поршневыми группами, поршневые группы связаны между собой механизмом синхронизации, имеющим главный вал, проходящий сквозь корпус в обе стороны, а вне корпуса установлены и соединены с главным валом муфты обгона, которые имеют выходные валы, соединенные с генераторами.

Механизм синхронизации выполнен в виде двуплечего рычага, жестко связанного с главным валом и с пальцами внутри поршневых групп.

Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель содержит блок управления.

В каждом цилиндре установлен датчик давления, соединенный электрической связью с блоком управления.

Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель содержит установленный в каждом цилиндре датчик положения поршня, соединенный электрической связью с блоком управления.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1…4, где:

на фиг.1 представлена схема двигателя,

на фиг.2 приведена схема поршневой группы и пары оппозитных цилиндров,

на фиг.3 приведен разрез А-А,

на фиг.4 приведена электрическая схема двигателя.

Свободнопоршневой двигатель (фиг.1…4) содержит корпус двигателя 1, две пары оппозитно установленных цилиндров 2…5 и две поршневые группы 6 и 7. При этом поршневые группы 6 и 7 выполнены в виде единого узла с двумя торцами 8 и 9 и цилиндрическим пустотелым корпусом 10, в средней части которого выполнено отверстие 11 и установлен палец 12. Корпус двигателя 1 выполнен с образованием полости 13 между ним и поршневыми группами 6 и 7. Корпус двигателя 1 соединен с цилиндрами 2…5 фланцами 14. С обеих сторон поршневая группа 6 и 7 имеет компрессионные и маслосъемные кольца соответственно 15 и 16.

Особенностью предложенного четырехцилиндрового свободнопоршневого двигателя является то, что у него синхронизирована работа поршневых групп. Синхронизация в ДВС широко применяется и осуществляется коленчатым валом. В свободнопоршневых двигателях коленчатый вал отсутствует.

Механизм синхронизации 17 (фиг.1...3) выполнен в виде двухплечего рычага 18, жестко связанного с главным валом 19, установленным на подшипниках 20, установленных в приливах 21 корпуса 22. Главный вал 19 проходит через среднюю часть этого рычага. На концах двуплечего рычага 18 выполнены прямоугольные пазы 23, через которые проходят пальцы 12, установленные в поршневых группах 6 и 7 по прессовой посадке в приливах 24 поршневых групп 6 и 7 (фиг.3).

Концы главного вала 19 соединены с муфтами обгона 25 и 26, выходные валы 27 и 28 соединены с генераторами 29 и 30.

Кроме того, двигатель содержит всасывающие коллекторы 31 и общий всасывающий коллектор 32, а также выхлопные коллекторы 33 и общий выхлопной коллектор 34. Во всасывающих коллекторах 31 установлены топливные форсунки 35 и впускной клапан 36 с приводом 37. В выхлопных коллекторах 33 установлены выпускные клапаны 38 с приводами 39. В каждом цилиндре 2...5 имеется электросвеча 40.

Двигатель может содержать блок управления 41, а в каждом цилиндре 2...5 может быть установлен датчик давления 42, соединенный электрической связью 43 с блоком управления 41. Двигатель может содержать установленный на каждом цилиндре 2…5 датчик положения поршня 44, соединенный электрической связью 43 с блоком управления 41 (фиг.4).

Генераторы 29 и 30 соединены электрическими проводами 45 с коммутатором 46. Коммутатор 46 электрическими проводами 45 соединен с аккумулятором 47 и электродвигателем 48 и предназначен для коммутации всех потребителей и источников электроэнергии.

На корпусе двигателя 1 выполнено заправочное отверстие 49, выходящее в полость 13 и соединенное маслопроводом 50, содержащим кран 51, с маслобаком 52.

Топливная система двигателя содержит топливный бак 53, к которому присоединен топливопровод 54, содержащий топливный насос 55 с приводом 56, соединенный с топливными форсунками 35.

Для запуска двигателя предназначена система запуска (фиг.3), которая содержит редуктор 57, установленный на валу 19, вал 58, преобразователь 59 и привод 60. Преобразователь 59 предназначен для преобразования вращательного движения вала привода 60 в колебательное.

Электрическая схема двигателя приведена на фиг.4.

Работа двигателя осуществляется следующим образом.

Для запуска двигателя подается сигнал с блока управления 41 на коммутатор 46, который включает привод 60. Привод 60 передает вращательное движение на преобразователь 59 и далее через вал 58 и редуктор 57 на вал 19. Поршневая группа 6 приходит в движение, при этом открывается соответствующий впускной клапан 36 (какой клапан необходимо открыть, определяет блок управления, используя показания датчиков угла поворота и скорости вращения). Одновременно включается привод 56 и топливо насосом 55 подается в соответствующую топливную форсунку 35 и далее во всасывающий коллектора 32. Потом подается напряжение на электросвечу 40 соответствующего цилиндра и происходит воспламенение топливовоздушной смеси в этом цилиндре.

После запуска двигателя блок управления 41 переключает коммутатор 46 и отключает привод 60. Идет зарядка аккумулятора 47 и при необходимости включают электродвигатель 48.

Так как электродвигатель 48 может работать от аккумулятора 47 длительное время, это обеспечивает сохранение окружающей среды, например, при работе двигателя на автомобиле в черте города.

Применение изобретения позволит:

- повысить КПД двигателя за счет применения механизма активации,

- повысить мощность,

- снизить вибронагрузки за счет применения механизма синхронизации.

1. Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель, содержащий корпус двигателя, две пары оппозитно установленных цилиндров и две поршневые группы, отличающийся тем, что каждая поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, внутри которого в средней части установлены пальцы, корпус двигателя выполнен с образованием зазора между ним и поршневыми группами, поршневые группы связаны между собой механизмом синхронизации, имеющим главный вал, проходящий сквозь корпус в обе стороны, а вне корпуса установлены и соединены с главным валом муфты обгона, которые имеют выходные валы, соединенные с генераторами.

2. Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель по п.1, отличающийся тем, что механизм синхронизации выполнен в виде двуплечего рычага, жестко связанного с главным валом и с пальцами внутри поршневых групп.

3. Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что он содержит блок управления,

4. Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что в каждом цилиндре установлен датчик давления, соединенный электрической связью с блоком управления.

5. Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что он содержит установленный в каждом цилиндре датчик положения поршня, соединенный электрической связью с блоком управления.

Изобретение относится к поршневой машине. Она содержит поршень (3) и корпус (2).

Способ запуска сваебойного дизель-молота и устройство для его осуществления // 2496942

Изобретение относится к машиностроению, в частности к технике запуска сваебойных дизель-молотов, и может быть использовано для улучшения воспламенения дизельных топлив в камерах сгорания сваебойных молотов.

Генератор энергии // 2491434

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение при снабжении гидропневмоэнергией механизмов, работающих от гидропневмоаккумулятора, для подзарядки гидропневмоаккумуляторов.

Генератор энергии // 2491433

Генератор энергии // 2489584

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение при снабжении гидропневмоэнергией механизмов, работающих от гидропневмоаккумулятора для подзарядки гидропневмоаккумуляторов.

Генератор энергии // 2489583

Пневматический способ привода механизма сцепления валов секций расширительных машин с валом отбора мощности поршневого двигателя с питанием рабочим телом, генерируемым свободнопоршневым генератором газов с общей внешней камерой сгорания // 2472952

Изобретение относится к области энергомашиностроения. .

Свободнопоршневой двигатель // 2445479

Изобретение относится к двигателестроению. .

Способ синхронизации движения поршней спаренного двухцилиндрового свободнопоршневого энергомодуля // 2441993

Изобретение относится к области энергомашиностроения. .

Четырехцилиндровый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания со свободно движущимся поршнем возвратно-поступательного переменного хода и с воспламенением от сжатия предварительно перемешанной смеси // 2398120

Изобретение относится к свободнопоршневым двигателям внутреннего сгорания. .

Свободнопоршневой двигатель // 2539906

Изобретение относится к свободнопоршневым двигателям в системе генерирования электроэнергии. Свободнопоршневой двигатель, содержащий цилиндр и единственный элемент поршня, содержащий поршень с двумя концами, выполненный с возможностью движения в цилиндре, в котором элемент поршня делит цилиндр на две отдельные камеры, в каждую из которых подается сжимаемая рабочая текучая среда от одного или более впускного средства, при этом поршень расположен с возможностью движения над и мимо впускного средства на каждом такте так, что текучая среда пополняется в одной камере, когда поршень сжимает текучую среду в другой камере, при этом поршень выполнен удлиненным и имеет длину, по меньшей мере, в пять превышающую его диаметр, причем цилиндр имеет длину, по меньшей мере, в десять раз превышающую его диаметр, и средство впуска содержит золотниковый клапан. Изобретение обеспечивает сокращение расходов на средство генерирования электрической энергии. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 25 ил.

Способ оптимизации процесса расширения продуктов сгорания в цилиндре однотактного двигателя с внешней камерой сгорания // 2543908

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ включает систему управления, цилиндр двигателя с впускными клапанами, перепускным клапаном и двумя поршнями, каждый из которых имеет рабочую и компрессорную полости, и внешнюю камеру сгорания, при этом для обеспечения оптимальной степени расширения продуктов сгорания в рабочих полостях поршней цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания система управления открывает впускной клапан цилиндра и продукты сгорания из внешней камеры сгорания поступают в рабочую полость одного из поршней цилиндра, одновременно система управления отслеживает текущие значения скорости поршней цилиндра, давления продуктов сгорания во внешней камере сгорания, давления продуктов сгорания в рабочей полости поршня цилиндра и давления сжимаемого в его компрессорной полости воздуха, и после начала движения поршней в определенный системой управления момент времени начала расширения продуктов сгорания система управления закрывает впускной клапан цилиндра, поле чего начинается процесс расширения продуктов сгорания в рабочей полости поршня цилиндра, затем в момент времени, соответствующий максимальному расширению продуктов сгорания в рабочей полости поршня цилиндра к моменту прибытия обеих поршней цилиндра в противоположную крайнюю точку движения, система управления открывает перепускной клапана цилиндра, в результате чего сжатый в компрессорной полости поршня цилиндра воздух через перепускной клапан перетекает в компрессорную полость другого поршня цилиндра, при этом энергия, затрачиваемая на сжатие воздуха на данной фазе такта, также вместе с воздухом перебрасывается туда же, сообщая дополнительный импульс энергии обоим поршням цилиндра. Изобретение обеспечивает реверсирование вращения коленчатого вала однотактного двигателя с внешней камерой сгорания. 1 ил.

Способ привода поршней компрессора энергией газов из внешней камеры сгорания двухцилиндрового свободнопоршневого с оппозитным движением поршней энергомодуля // 2544118

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ включает два цилиндра компрессора с поршнями компрессора и газораспределительными клапанами, двухцилиндровый свободнопоршневой с оппозитным движением поршней энергомодуль в составе внешней камеры сгорания с форсункой и свечой зажигания, двух цилиндров с поршнями и газораспределительными клапанами, и систему управления, при этом система управления впрыскивает топливо форсункой во внешнюю камеру сгорания энергомодуля, воспламеняет топливо свечой зажигания, подает продукты сгорания из внешней камеры сгорания энергомодуля в цилиндры энергомодуля, газораспределительными клапанами приводит поршни энергомодуля и соединенные с ними поршни компрессора в колебательные движения, в цилиндрах компрессора газораспределительными клапанами обеспечивает всасывание газа из источника газа в цилиндр компрессора и после сжатия газа в цилиндре компрессора газораспределительными клапанами подает сжатый газ потребителю. Изобретение обеспечивает сжатие газа с высокой удельной производительностью за счет энергии газов из внешней камеры сгорания. 1 ил.

Ступенчатый способ сжатия газа группой свободнопоршневых с оппозитным движением поршней энергомодуля, соединенных с поршнями компрессора сжатия газов // 2545259

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Ступенчатый способ сжатия газа группой свободнопоршневых с оппозитным движением поршней компрессорами с приводом их поршней энергией газов из внешней камеры сгорания двухцилиндрового свободнопоршневого с оппозитным движением поршней энергомодуля, включающий внешнюю камеру сгорания, поршни энергомодуля и соединенные с ними поршни компрессора, поступающие из внешней камеры сгорания энергомодуля в полости поршней энергомодуля продукты сгорания приводят в колебательное движение поршни энергомодуля и соединенные с ними поршни компрессора, сжимают газ поршнями компрессора первой ступени сжатия и подают сжатый газ для всасывания и последующего сжатия газа компрессором второй ступени сжатия газа, отличающийся от компрессора первой ступени сжатия меньшей площадью поршней компрессора, откуда таким же образом подается для всасывания и сжатия компрессором следующей ступени сжатия газа, площади поршней которого также меньше площади поршней предыдущего компрессора. Изобретение обеспечивает повышение удельной производительности. 1 ил.

Способ предотвращения газораспределительными клапанами ударов поршневых групп о торцы цилиндров двухцилиндрового свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля // 2548527

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ, включающий систему управления, цилиндры с газораспределительными клапанами и поршневыми группами в составе каждой двух соединенных штоком поршней и внешнюю камеру сгорания, в соответствии с изобретением при движении поршневых групп из одной крайней точки движения в другую крайнюю точку движения система управления в каждом цилиндре на основании отслеживаемой мгновенной скорости поршневой группы переводит газораспределительные клапаны в противоположные положения, при этом при прибытии поршневой группы в крайнюю точку движения скорость поршневой группы равна нулю, и при приближении поршневой группы к крайней точке движения система управления переводит газораспределительные клапаны в противоположные положения, и поступление продуктов сгорания из внешней камеры сгорания в полость одного поршня и выброс отработавших продуктов сгорания из полости другого поршня прекращается, давление оставшихся в полости другого поршня продуктов сгорания увеличивается, что приводит в результате сжатия оставшихся в другой полости поршня продуктов сгорания к торможению и остановке поршневой группы в конечной точке движения, в результате чего исключается удар поршневой группы о торец цилиндра, после чего система управления газораспределительными клапанами организует в цилиндрах энергомодуля газообмен, обеспечивающий движение поршневой группы в противоположную крайнюю точку движения. Изобретение обеспечивает предотвращение ударов поршневых групп о торцы цилиндров. 1 ил.

Двигатель внутреннего сгорания с кольцевым поршнем и центральный вал такого двигателя // 2568696

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания содержит кольцевой поршень и центральный вал для такого двигателя. Двигатель внутреннего сгорания содержит блок цилиндров по меньшей мере с одной камерой сгорания и кольцевой поршень с центральной камерой. Кольцевой поршень двигателя выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в камере сгорания. Двигатель внутреннего сгорания также содержит центральный вал, прикрепляемый к блоку цилиндров и выполненный с возможностью посадки, по меньшей мере, частично внутрь центральной камеры кольцевого поршня. Центральный вал содержит по меньшей мере один канал, выполненный с возможностью направления текучей среды внутрь и наружу центральной камеры кольцевого поршня. Изобретение обеспечивает повышение эффективности охлаждения кольцевого поршня. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Способ предотвращения газораспределительными клапанами ударов поршневых групп о торцы цилиндров компрессора и энергомодуля в компрессоре с приводом поршней компрессора свободнопоршневым энергомодулем // 2572148

Изобретение относится к энергомашиностроению. Способ предотвращения газораспределительными клапанами ударов поршневых групп о торцы цилиндров компрессора и энергомодуля в компрессоре с приводом поршней компрессора свободнопоршневым энергомодулем, включающего систему управления, два цилиндра с впускными и выпускными клапанами и внешнюю камеру сгорания, при этом поступление из внешней камеры сгорания через впускные клапаны в один из цилиндров, в каждом из которых оппозитно движутся поршневые группы в составе поршня компрессора и двух поршней энергомодуля с рабочими и компрессорными полостями, в рабочую полость одного поршня энергомодуля продуктов сгорания, приводит в движение поршневую группу с выбросом в атмосферу отработавших продуктов сгорания из рабочей полости другого поршня энергомодуля, при этом система управления на основании отслеживаемой мгновенной скорости поршневой группы в каждом цилиндре закрывает выпускные клапаны, причем после прибытия поршневой группы в крайнюю точку движения скорость поршневой группы окажется равна нулю, и при приближении поршневой группы к крайней точке движения система управления закрывает выпускной клапан, в результате чего выпуск отработавших продуктов сгорания из рабочей полости поршня прекращается и давление оставшихся в силовой полости поршня продуктов сгорания увеличивается, что приводит к торможению и остановке поршневой группы в конечной точке движения, что исключает удар поршневой группы о торец цилиндра, и в момент, близкий к остановке поршневой группы, система управления организует впускными и выпускными клапанами газообмен поступающих из внешней камеры сгорания продуктов сгорания, обеспечивающий движение поршневой группы в противоположную крайнюю точку движения. Изобретение обеспечивает предотвращение ударов поршневых групп о торцы цилиндров. 1 ил.

Линейный двигатель внутреннего сгорания с высоким кпд // 2577425

Изобретение относится к свободнопоршневым двигателям внутреннего сгорания. Различные варианты осуществления настоящего изобретения направлены на получение линейного двигателя внутреннего сгорания, содержащего: цилиндр, имеющий стенку цилиндра и два конца, причем цилиндр содержит секцию сгорания, расположенную в центральной части цилиндра; два оппозитных поршневых узла, приспособленных для прямолинейного перемещения внутри цилиндра, причем каждый поршневой узел расположен по одну сторону секции сгорания напротив другого поршневого узла, каждый поршневой узел содержит пружинный шток и поршень, включающий сплошную переднюю часть, примыкающую к секции сгорания, и пневматическую часть; и две линейные электромагнитные машины, приспособленные для непосредственного преобразования кинетической энергии поршневого узла в электрическую энергию и приспособленные для непосредственного преобразования электрической энергии в кинетическую энергию поршневого узла для обеспечения работы сжатия во время такта сжатия. Изобретение обеспечивает достижение высоких степеней сжатия/расширения, а также повышение КПД. 4 н. и 26 з.п. ф-лы, 20 ил.

Способ охлаждения поршневых групп свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания // 2615297

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ охлаждения поршневых групп свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания, содержащей внешнюю камеру сгорания, компрессорные полости энергомодуля, систему управления, клапан охлаждения, радиатор и поршневые группы, согласно изобретению в момент времени, когда в камеру сгорания из компрессорных полостей поршней поступит достаточная для поддержания горения топлива масса сжимаемого воздуха, система управления открывает клапан охлаждения, в результате чего воздух протекает через радиатор, где охлаждается до рабочей температуры, а затем протекая через внутренне каналы поршневых групп, отнимает тепло от их стенок и выбрасывается в атмосферу. Изобретение обеспечивает улучшение охлаждения поршневых групп свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания. 1 ил.

Способ повышения степени диспергирования топлива пневматическим приводом топливной форсунки свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания // 2637591

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи энергетических установок с общей внешней камерой сгорания (ВКС). Предложен способ повышения степени диспергирования топлива пневматическим приводом топливной форсунки свободнопоршневого энергомодуля с общей ВКС 1, согласно которому сжатый воздух отбирается из магистрали 23, 24 подачи сжатого воздуха в ВКС 1 и поступает в пневмоаккумулятор 31 по магитсрали 29. Для подачи топлива в ВКС 1 система управления переводит золотник 32 управления подачей сжатого воздуха в положение, при котором сжатый воздух из пневмоаккумулятора поступает в полость над поршнем 35 привода топливной форсунки, в результате чего поршень 35 с ускорением движется в сторону ВКС 1, накапливает кинетическую энергию и через плунжер 36 топливной форсунки передает ее топливу в полости под плунжером. Вследствие этого кинетическая энергия движущихся деталей переходит в энергию сжатия топлива и энергию упругой деформации стенок полости под плунжером. Топливо из полости под плунжером подается в ВКС. При этом энергия сжатия топлива и упругой деформации стенок полости под плунжером топливной форсунки преобразуется в энергию диспергирования топлива. 3 ил.