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


 


Владельцы патента RU 2548527:

Рыбаков Анатолий Александрович (RU)

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.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ближайший прототип заявленного изобретения «Способ синхронизации движения поршней спаренного двухцилиндрового свободнопоршневого энергомодуля», Патент 2441993. Энергомодуль действует следующим образом. Продукты сгорания из камеры сгорания 1 (см. чертеж) по трубопроводу 2 через газораспределительный клапан 3 поступают в правую (по чертежу) торцевую полость поршня 4 левой расширительной машины 5, а по трубопроводу 6 и через газораспределительный клапан 7 - в левую торцевую полость поршня 8 правой расширительной машины 9. Под действием расширяющихся продуктов сгорания поршни 4, 8 и соединенные с ними якоря линейного электрогенератора 10, 11 начинают расходиться. Якоря могут представлять собой постоянные магниты либо электромагниты, намагничиваемые катушкой подмагничивания 12. Магнитный поток генератора замыкается по контуру: якорь 11, статорный магнит 13, якорь 10 и снова якорь 11. При расхождении якорей 10, 11 их магнитные потоки пересекаются, в результате чего в статорном магните 13 изменяется магнитный поток и, как следствие, в статорной катушке 14 генерируется импульс электроэнергии. При достижении поршнями и якорями точек крайнего расхождения система управления переводит газораспределительные клапаны 3, 7, 15, 16 в противоположные положения. Теперь продукты сгорания из камеры сгорания 1 по трубопроводу 2 и через газораспределительный клапан 15 поступают в левую торцевую полость поршня 17, а по трубопроводу 6 и через газораспределительный клапан 16 - в правую торцевую полость поршня 18. Поршни и соединенные с ними якоря генератора начинают сходиться, и в статорной катушке 14 генерируется импульс противоположного знака. При расхождении поршней отработавшие продукты сгорания выбрасываются в атмосферу через выпускные клапаны 15 и 16, а при схождении - через выпускные клапаны 3 и 7. Одновременно через обратные клапаны 19, 20, 21, 22 из соответствующих полостей поршней по трубопроводам 23, 24 в камеру сгорания 1 подается воздух, а через обратные клапаны 25, 26, 27, 28 засасывается воздух из атмосферы.

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как следует из описания принципа действия энергомодуля, велика вероятность жестких ударов поршневых групп о торцы цилиндров энергомодуля. Для предотвращения ударов поршневых групп о торцы цилиндров в любой свободнопоршневой машине необходим механизм, предотвращающий такие удары. Действие известных подобных механизмов основано на механических связях. Цель заявленного изобретения - достигнуть того же эффекта в свободнопоршневых машинах, без применения каких-либо механических связей.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ предотвращения газораспределительными клапанами ударов поршневых групп о торцы цилиндров двухцилиндрового свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля состоит в следующем.

При движении поршневых групп в составе поршней 4, 17 в левом цилиндре и поршней 8, 18 в правом цилиндре из одной крайней точки движения в другую крайнюю точку система управления на основании отслеживаемых мгновенных скоростей поршневых групп определяет момент времени перевода газораспределительных клапанов 3, 15, 7, 16 в противоположные положения с таким расчетом, чтобы при прибытии поршневых групп к крайним точкам движения их скорости оказались равны нулю. Затем при приближении поршневых групп к крайним точкам движения система управления в соответствии с определенным моментом времени переводит газораспределительные клапаны 3, 15 и 7, 16 в противоположные положения. В результате поступление продуктов сгорания из внешней камеры сгорания 1 в полость поршня 4 и выброс отработавших продуктов сгорания из полости поршня 17 в левом цилиндре и в полость поршня 8 и выброс продуктов сгорания прекращается, давление оставшихся в полости поршня 17 и в полсти поршня 18 оставшихся продуктов сгорания увеличивается, а скорость движения уменьшается до их остановки, в результате чего исключается удар поршневых групп о торцы цилиндров. Затем система управления газораспределительными клапанами организует в цилиндрах энергомодуля газообмен, обеспечивающий движение поршневых групп в противоположные крайние точки движения.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ предотвращения газораспределительными клапанами ударов поршневых групп о торцы цилиндров двухцилиндрового свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля, включающего систему управления, цилиндры с газораспределительными клапанами и поршневыми группами в составе каждой двух соединенных штоком поршней и внешнюю камеру сгорания, отличающийся тем, что 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.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Затраты на НИОКР и производство заявленного изобретения не могут значительно отличаться от таковых при проектировании и отработке классических компрессоров.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

На чертеже дана принципиальная схема поршневого спаренного двухцилиндрового свободнопоршневого энергомодуля: 1 - камера сгорания; 2, 6, 23, 24 - трубопровод; 3, 7, 15, 16 - газораспределительный клапан; 4, 8, 17, 18 - поршень расширительной машины; 5, 9 - расширительная машина; 10, 11 - якорь; 12 - катушка подмагничивания якоря; 13 - статорный магнит; 14 - статорная катушка; 19, 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28 - обратный клапан.

Способ предотвращения газораспределительными клапанами ударов поршневых групп о торцы цилиндров двухцилиндрового свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля, включающего систему управления, цилиндры с газораспределительными клапанами и поршневыми группами в составе каждой двух соединенных штоком поршней и внешнюю камеру сгорания, отличающийся тем, что 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.



 

Похожие патенты:

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

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

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.

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

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

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

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.

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.

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.
Наверх