Способ предотвращения ударов поршня о стенки цилиндра одноцилиндровой свободнопоршневой тепловой машины внешнего сгорания

Авторы патента:

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

Владельцы патента RU 2653613:

Рыбаков Анатолий Александрович (RU)

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ предотвращения ударов поршня о стенки цилиндра одноцилиндровой свободнопоршневой тепловой машины внешнего сгорания, включающей поршень, систему управления, выпускной клапан и амортизатор, согласно изобретению при движении поршня из исходной точки движения в крайнюю точку движения система управления открывает выпускной клапан в момент времени, обеспечивающий остановку поршня в крайней точке движения, а при движении из крайней точки движения в исходную точку движения энергия движения поршня гасится установленным между поршнем и торцом цилиндра амортизатором. Изобретение обеспечивает предотвращение ударов поршня о стенки цилиндра. 1 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ближайший прототип заявленного изобретения патент РФ 2548527 «Способ предотвращения газораспределительными клапанами ударов поршневых групп о торцы цилиндров двухцилиндрового свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля».

ЦЕЛЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель заявленного изобретения состоит в предотвращении ударов поршня о стенки цилиндра одноцилиндровой свободнопоршневой тепловой машины внешнего сгорания.

СУЩНОСТЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сущность заявленного изобретения поясняется описанием принципа действия тепловой машины внешнего сгорания с линейным электрогенератором.

Тепловая энергия от топки подводится к теплообменнику 1 (см. чертеж) и нагревает воздух во внутренней полости теплообменника 1. В момент времени, когда температура и давление газа в теплообменнике 1 достигнет введенного в систему управления предела максимальной величины давления и температуры воздуха, система управления открывает впускной клапан 2, чрез который воздух поступает в рабочую (правую по чертежу) полость поршня 3. Под действием воздуха поршень 3 начинает движение из исходной точки движения в конечную точку движения. Из компрессорной (левой) полости поршня 3 воздух через обратный клапан 4 заряжает пневмоаккумулятор 5. Магнитный поток статорного магнита 6 замыкается через якорь электрогенератора 7. В результате движения якоря электрогенератора 7 площадь поверхности якоря электрогенератора 7 и примыкающей к якорю электрогенератора 7 площади поверхности статорного магнита электрогенератора 6 уменьшается. Соответственно изменяется магнитный поток в якоре электрогенератора 7 и статорном магните электрогенератора 6, и в катушке электрогенератора 8 генерируется импульс электроэнергии. В момент времени прибытия поршня 3 в конечную (левую) крайнюю точку движения система управления закрывает клапан 2 и открывает выпускной клапан 9. Якорь электрогенератора 7 притягивается к противоположному полюсу статорного магнита электрогенератора 6. В результате поршень 3 движется в исходное для генерирования очередного импульса электроэнергии положение. Отработавший воздух из рабочей полости поршня 3 через открытый выпускной клапан 9 выбрасывается в атмосферу, а воздух из атмосферы через обратный клапан 10 засасывается в компрессорную полость поршня 3. Одновременно система управления открывает клапан теплообменника 11 и воздух из пневмоаккумулятора 5 поступает в теплообменник 1, в котором происходит очередной цикл нагрева воздуха, при котором температура и давление газа в теплообменнике 1 достигнет введенного в систему управления предела максимальной величины давления и температуры воздуха. После чего цикл генерирования импульса электроэнергии повторяется.

Предотвращение ударов поршня 3 о стенки цилиндр осуществляется следующим образом. При движении поршня 3 из исходной точки движения в крайнюю точку движения система управления открывает выпускной клапан 9 в момент времени, обеспечивающий остановку поршня 3 в крайней точке движения, а при движении из крайней точки движения в исходную точку движения энергия движения поршня 3 гасится установленным между поршнем 3 и торцом цилиндра амортизатором 12.

РАСКРЫТИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ предотвращения ударов поршня о стенки цилиндра одноцилиндровой свободнопоршневой тепловой машины внешнего сгорания, включающей поршень, систему управления, выпускной клапан и амортизатор, отличающийся тем, что при движении поршня из исходной точки движения в крайнюю точку движения система управления открывает выпускной клапан в момент времени, обеспечивающий остановку поршня в крайней точке движения, а при движении из крайней точки движения в исходную точку движения энергия движения поршня гасится установленным между поршнем и торцом цилиндра амортизатором.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Затраты на НИОКР заявленного изобретения не могут существенно отличаться от таковых при проектировании классического ДВС.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Чертеж: принципиальная схема одноцилиндровой свободнопоршневой тепловой машины внешнего сгорания, где:

1 - теплообменник; 2 - впускной клапан; 3 - поршень; 4 - обратный клапан; 5 - пневмоаккумулятор; 6 - статорный магнит; 7 - якорь электрогенератора; 8 - катушка электрогенератора; 9 - выпускной клапан; 10 - обратный клапан; 11 - клапан теплообменника; 12 - амортизатор.

Изобретение относится к области машиностроения. Технический результат заключается в повышении степени диспергирования топлива, подаваемого во внешнюю камеру сгорания свободнопоршневого энергомодуля с общей камерой сгорания.

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с электрическим генератором // 2645191

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с электрическим генератором и может использоваться для выработки электроэнергии и перекачки жидкости. Двигатель содержит цилиндр 1 с поршнями 2 объемного насоса, соединенными между собой штоком 3.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.