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

Авторы патента:

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

Владельцы патента RU 2543908:

Рыбаков Анатолий Александрович (RU)

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.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ближайший аналог заявленного изобретения - патент 2398118 «Поршневой двигатель с внешней камерой сгорания». Реферат изобретения:

«Изобретение относится к области энергомашиностроения. Поршневой двигатель с внешней камерой сгорания, содержащий внешнюю камеру сгорания с форсункой и свечой зажигания, газораспределительный клапан, перепускной клапан и клапан впуска воздуха, силовой поршень и поршень компрессора с шатунно-кривошипными механизмами, соединительный вал, маховик и вал отбора мощности, при этом процесс преобразования химической энергии топлива в механическую энергию разделен на процесс сгорания топлива во внешней камере сгорания и на процесс расширения продуктов сгорания в цилиндре поршневой расширительной машины, согласно изобретению двигатель снабжен пневмоаккумулятором, воздух в который поступает из надпоршневой полости компрессора и который пополняет воздухом внешнюю камеру сгорания в процессе горения. Изобретение обеспечивает увеличение удельной мощности и многотопливность двигателя. »

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель заявленного изобретения состоит в том, чтобы обеспечить реверсирование вращения коленчатого вала однотактного двигателя с внешней камерой сгорания.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сущность заявленного изобретения поясняется на примере однотактного двигателя с внешней камерой сгорания и кривошипно-шатунным механизмом (далее - однотактный двигатель) в одноцилиндровом исполнении. Действует он следующим образом. При пуске двигателя система управления подает во внешнюю камеру сгорания 1 форсункой 2 дозу топлива и воспламеняет его свечой зажигания 3 (см. фиг.). Топливо горит и, если поршни 4 и 5 находится в положении как показано на фигуре, то продукты сгорания из внешней камеры сгорания 1 по трубопроводу 6 через открытый впускной клапан 7 поступают в нижнюю (по рисунку) рабочую полость поршня 4. Под воздействием поступающих в нижнюю рабочую полость поршня 4 продуктов сгорания поршень 4, штоки 8, 9 и поршень 5 начинают движение вверх. Поскольку нижняя площадь поверхности поршня 4 больше его верхней площади поверхности на разность площадей поперечного сечения штоков 8 и 9, то давление сжимаемого в верхней компрессорной полости поршня 4 воздуха больше давления продуктов сгорания в его нижней полости. Поэтому воздух из верхней компрессорной полости поршня 4 через обратный клапан 10 поступает во внешнюю камеру сгорания 1, поддерживая в ней процесс горения периодически подаваемого форсункой 2 топлива. В нижнюю компрессорную полость поршня 5 через обратный клапан 11 засасывается воздух из атмосферы, а из верхней рабочей полости поршня 5 воздух (в дальнейшем отработавшие продукты сгорания) через выпускной клапан 12 выбрасывается в атмосферу. Таким образом, энергия продуктов сгорания через шток 9 и шатун 13 передается коленвалу 14. По прибытию поршней 4 и 5 в окрестности верхней мертвой точки система управления переводит впускной клапан 7 и выпускной клапан 12 в закрытое, а впускной клапан 15 и выпускной клапан 16 в открытое положение. Теперь продукты сгорания из внешней камеры сгорания 1 по трубопроводу 17 через впускной клапан 15 поступают в верхнюю рабочую полость поршня 5. Поршни 4 и 5 начинает движение вниз и коленвал двигателя 14 продолжает вращение в прежнем направлении. Сжимаемый в нижней компрессорной полости поршня 5 воздух через обратный клапан 18 поступает во внешнюю камеру сгорания 1, обеспечивая горение периодически подаваемого форсункой 2 топлива. В верхнюю компрессорную полость поршня 4 через обратный клапан 19 засасывается воздух из атмосферы, а из его нижней рабочей полости отработавшие продукты сгорания через выпускной клапан 16 выбрасываются в атмосферу.

Управление рециркуляцией выхлопных газов на всех режимах работы положительно влияет на экономические и экологические характеристики двигателя. Для обеспечения рециркуляции выхлопных газов в цилиндр двигателя с целью оптимизации процесса сгорания топлива во всем диапазоне нагрузок на двигатель система управления для каждого такта определяет соответствующие задаваемой мощности моменты времени закрытия и открытия газораспределительных клапанов массу выхлопных газов для ввода их в компрессорные полости поршней 4 и 5. При движении поршней 4 и 5 из нижней крайней точки в верхнюю крайнюю точку отработавшие продукты сгорания из верхней рабочей полости поршня 5 через выпускной клапана 12 выбрасываются в атмосферу. В заранее определенный системой управления момент времени система управления закрывает выпускной клапана 12 и открывает перепускной клапан 21. Оставшаяся в верхней рабочей полости поршня 5 часть выхлопных газов через перепускной клапан 21 перетекает в нижнюю компрессорную полость поршня 5 и смешивается там с всасываемым через обратный клапан 11 атмосферным воздухом. При последующем движении поршней 4 и 5 из верхней крайней точки в нижнюю смесь выхлопных газов с воздухом через обратный клапан 18 поступает во внешнюю камеру сгорания 1. Одновременно в заранее определенный системой управления момент времени система управления закрывает выпускной клапана 16 и открывает перепускной клапан 22. Оставшаяся в нижней рабочей полости поршня 4 часть выхлопных газов через перепускной клапан 22 перетекают в верхнюю компрессорную полость поршня 5, и там смешивается с всасываемым через обратный клапан 19 воздухом, после чего смесь выхлопных газов с воздухом через обратный клапан 10 поступает во внешнюю камеру сгорания 1.

Реверсирование вращения коленвала однотактного двигателя осуществляется следующим образом. Если перед пуском однотактного двигателя в одноцилиндровом исполнении поршни 4 и 5 находятся в верхней или нижней мертвой точках, то коленвал 14 и шатун 13 окажутся в положении неустойчивого равновесия. Следовательно, и направление вращения коленвала при пуске окажется стохастичным, непредсказуемым. Задание направления вращения коленвала 14 в этом случае осуществляется следующим образом. Система управления механизмом сцепления соединяет стартер с коленвалом двигателя, проворачивает его и разъединяет их валы. Цель предпусковой операции - вывести коленвал 14 и шатун 13 из положения неустойчивого равновесия. В дальнейшем система управления форсункой 2 подает топливо в камеру сгорания 1 и воспламеняет его свечой зажигания 3. Одновременно система управления определяет мгновенное положение поршней 4 и 5 и коленвала 14. Затем открывает впускной клапан 7 или 15 в зависимости от того, в каком направлении задается вращение коленвала 14. Если угол поворота коленвала относительно штока 9 менее прямого угла и обеспечивает вращение коленвала в задаваемом направлении при движении поршней 4 и 5 из нижней крайней точки в верхнюю точку, система управления открывает впускной клапана 7. В противном случае система управления открывает впускной клапан 15. В обоих случаях поступающие в рабочие полости поршней продукты сгорания через поршни 4, 5, штоки 8, 9 и шатун 13 вращают коленвал 14 в заданном направлении. Однотактный двигатель с двумя и более цилиндрами не нуждается в стартере. В многоцилиндровом исполнении двигателя, как минимум, в одном из цилиндров всегда окажется такой, в котором поршни находятся в положении, при поступлении продуктов сгорания, в рабочие полости которых обеспечивается вращение коленвала двигателя в любом задаваемом направлении.

Как видно из пояснения принципа действия двигателя, расширение продуктов сгорания в основном происходит только при выбросе их из цилиндра в конце движения поршней, не производя никакой полезной работы. Увеличение эффективности расширения продуктов сгорания в цилиндре во всем диапазоне нагрузок на двигатель осуществляется следующим образом. По аналогии с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) цилиндр однотактного двигателя можно представить условно разделенным на два объема. Первый соответствует камере сгорания ДВС - виртуальная камера сгорания. Остальной объем цилиндра, по сути дела, как и в ДВС, - виртуальный рабочий объем. Например, для начала движения поршней 4 и 5 из нижнего положения в верхнее, система управления открывает впускной клапан 7 и продукты сгорания поступают из камеры сгорания 1 в виртуальную камеру сгорания цилиндра (часть нижней рабочей полости поршня 4 от его начала движения). Температура и давление поступающих в виртуальную камеру сгорания цилиндра при этом практически равна таковым в камере сгорания 1. Поршни начинают движение снизу вверх и, когда пройдут соответствующий виртуальной камере сгорания путь, система управления закрывает впускной клапан 7. Доступ продуктов сгорания в цилиндр прекращается и начинается процесс их расширения во всей нижней рабочей полости поршня 4 - в виртуальной камере сгорания и в виртуальном рабочем объеме цилиндра. Одновременно система управления отслеживает текущие значения скорости поршней 4 и 5, давление продуктов сгорания в камере сгорания 1, в нижней рабочей полости поршня 4 и давления сжимаемого в его верхней компрессорной полости воздуха. В соответствии с этими значениями система управления определяет момента времени открытия перепускного клапана 20, обеспечивающего максимальное расширение продуктов сгорания в нижней рабочей полости поршня 4 к моменту прибытия поршней 4 и 5 в верхнюю мертвую точку, и переводит в этот момент времени перепускной клапан 20 в открытое положение. В результате сжатый в верхней компрессорной полости поршня 4 воздух через перепускной клапан 20 перетекает в нижнюю компрессорную полость поршня 5. Противодействие воздуха в нижней рабочей полости поршня 4 движению поршней резко уменьшается. К этому моменту в нижнюю компрессорную полость поршня 5 уже поступило некоторое количество воздуха из атмосферы. Поступающий туда же через перепускной клапан 20 до определенной степени сжатый в верхней компрессорной полости поршня 4 воздух дополнительно заряжает нижнюю компрессорную полость поршня 5, и засасывание воздуха из атмосферы через обратный клапан 11 прекращается. При этом энергия, затрачиваемая на сжатие воздуха на данной фазе такта, также вместе с воздухом перебрасывается туда же. При этом поступающий сжатый воздух, расширяясь, сообщает дополнительный импульс кинетической энергии поршням 4 и 5. Энергия на преодоление динамического сопротивления в клапане 11 переносятся на клапан 19. То есть моменты времени открытия и закрытия впускного клапана 7 и перепускного клапана 20 система управления определяет таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность процесса расширения продуктов сгорания.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ оптимизации процесса расширения продуктов сгорания в цилиндре однотактного двигателя с внешней камерой сгорания во всем диапазоне нагрузок на двигатель, включающего систему управления, цилиндр двигателя с впускными клапанами, перепускным клапаном и двумя поршнями, каждый из которых имеет рабочую и компрессорную полости, и внешнюю камеру сгорания, отличающийся тем, что для обеспечения оптимальной степени расширения продуктов сгорания в рабочих полостях поршней цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания система управления открывает впускной клапан цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания, и продукты сгорания из внешней камеры сгорания поступают в рабочую полость одного из поршней цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания, одновременно система управления отслеживает текущие значения скорости поршней цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания, давления продуктов сгорания во внешней камере сгорания однотактного двигателя с внешней камерой сгорания, давления продуктов сгорания в рабочей полости поршня цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания 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 однотактного двигателя с внешней камерой сгорания, поле чего начинается процесс расширения продуктов сгорания в рабочей полости поршня цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания, затем в момент времени, соответствующий максимальному расширению продуктов сгорания в рабочей полости поршня цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания к моменту прибытия обеих поршней цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания в противоположную крайнюю точку движения, система управления открывает перепускной клапана цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания, в результате чего сжатый в компрессорной полости поршня цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания воздух через перепускной клапан перетекает в компрессорную полость другого поршня цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания, 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 однотактного двигателя с внешней камерой сгорания.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Затраты на НИОКР заявленного изобретения не могут значительно отличаться от таковых при проектировании и отработки классических ДВС.

При современном состоянии развития электроники создание автоматической системы управления вполне ординарная задача.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Фигура. Принципиальная схема однотактного двигателя с внешней камерой сгорания.

1 - внешняя камера сгорания; 2 - форсунка; 3 - свеча зажигания; 4, 5 - поршень двигателя; 6, 17 - трубопровод; 7, 15 - впускной клапан; 8, 9 - шток; 10, 11, 18, 19 - обратный клапан; 12, 16 - выпускной клапан; 13 - шатун; 14 - коленвал двигателя; 20, 21, 22 - перепускной клапан.

Похожие патенты:

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.

Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель // 2517957

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Задача изобретения - повышение КПД двигателя и снижение вибронагрузок.

Поршневая машина с магнитной опорой поршня // 2502882

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 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.

Способ пневматического привода двухклапанного газораспределителя свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания // 2641997

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ пневматического привода двухклапанного газораспределителя свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания состоит в следующем. Сжатый воздух для привода пневматического двухклапанного газораспределителя энергомодуля отбирается из магистрали подачи сжатого воздуха во внешнюю камеру сгорания, поступает в пневмоаккумулятор и заряжает его. Для открытия газораспределительного клапана система управления устанавливает золотник управления положением газораспределительного клапана в положение, при котором воздух из пневмоаккумулятора поступает в ту полость поршня привода газораспределительного клапана, при поступлении сжатого воздуха в которую газораспределительный клапан открывается, и продукты сгорания из внешней камеры сгорания поступают в полость поршня расширительной машины энергомодуля. Для закрытия газораспределительного клапана система управления переводит золотник управления положением газораспределительного клапана в положение, при котором воздух из пневмоаккумулятора поступает в ту полость поршня привода газораспределительного клапана, при поступлении сжатого воздуха в которую газораспределительный клапан закрывается. После такта выпуска отработавших продуктов сгорания клапан впуска продуктов сгорания переводится в закрытое, а клапан выпуска отработавших продуктов сгорания в открытое положение. Для этого система управления переводит золотник управления потоком воздуха клапана впуска-выпуска в положение, при котором воздух из пневмоаккумулятора поступает в ту полость поршня привода клапана впуска-выпуска, при поступлении сжатого воздуха в которую клапан впуска продуктов сгорания закрывается, а клапан выпуска отработавших продуктов сгорания открывается. Отработавшие продукты сгорания из полости поршня расширительной машины энергомодуля выбрасываются в выхлопной коллектор. Для возвращения клапана впуска продуктов сгорания в открытое, а клапан выпуска отработавших продуктов сгорания в закрытое положение система управления переводит золотник управления потоком воздуха клапана впуска-выпуска в положение, при котором воздух из пневмоаккумулятора поступает в ту полость поршня привода клапана впуска-выпуска, при поступлении сжатого воздуха в которую клапан впуска продуктов сгорания открывается, а клапан выпуска отработавших продуктов сгорания закрывается. Изобретение обеспечивает повышение интенсивности процессов газообмена в цилиндрах свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания во всем диапазоне нагрузок на энергомодуль. 2 ил.

Способ управления дозой топлива пневматическим приводом топливной форсунки свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания // 2642006

Предложен способ управления дозой топлива пневматическим приводом топливной форсунки свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания (ВКС). Сжатый воздух для привода топливной форсунки отбирается из магистрали подачи сжатого воздуха в ВКС 1, поступает в пневмоаккумулятор 31 и заряжает его. Для установки подачи необходимой дозы топлива в ВКС 1 система управления устанавливает установщик 32 дозы топлива в соответствующее задаваемой дозе топлива положение. Для подачи топлива в ВКС 1 система управления переводит золотник 33 управления подачей сжатого воздуха в положение, при котором сжатый воздух из пневмоаккумулятора 31 поступает в одну из полостей поршня 36 привода топливной форсунки. Под действием давления воздуха поршень 36 движется в сторону ВКС 1, соединяется с плунжером 37 топливной форсунки и вместе с ним движется до упора в ограничитель 38. Топливо из полости плунжера 37 подается в ВКС 1. Для подготовки топливной форсунки к очередному циклу подачи топлива система управления переводит золотник 33 управления подачей сжатого воздуха в положение, при котором сжатый воздух из пневмоаккумулятора 31 поступает в другую полость поршня 36 привода топливной форсунки. Поршень 36 движется в противоположную сторону от ВКС. Плунжер 37 топливной форсунки под действием пружины 43 плунжера также перемещается в противоположную сторону от ВКС. При этом топливо из топливного бака через обратный клапан 44 всасывается в полость плунжера топливной форсунки. 3 ил.