BG105831A - Combined piston engine - Google Patents
Combined piston engine Download PDFInfo
- Publication number
- BG105831A BG105831A BG105831A BG10583101A BG105831A BG 105831 A BG105831 A BG 105831A BG 105831 A BG105831 A BG 105831A BG 10583101 A BG10583101 A BG 10583101A BG 105831 A BG105831 A BG 105831A
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- piston
- cylinder
- pistons
- steam
- piston engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B9/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups
- F01B9/02—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with crankshaft
- F01B9/023—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding groups with crankshaft of Bourke-type or Scotch yoke
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B7/00—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
- F01B7/02—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons
- F01B7/04—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons acting on same main shaft
- F01B7/06—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons acting on same main shaft using only connecting-rods for conversion of reciprocatory into rotary motion or vice versa
- F01B7/08—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons acting on same main shaft using only connecting-rods for conversion of reciprocatory into rotary motion or vice versa with side rods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B7/00—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
- F01B7/02—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons
- F01B7/04—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons acting on same main shaft
- F01B7/06—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons acting on same main shaft using only connecting-rods for conversion of reciprocatory into rotary motion or vice versa
- F01B7/10—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with oppositely reciprocating pistons acting on same main shaft using only connecting-rods for conversion of reciprocatory into rotary motion or vice versa having piston-rod of one piston passed through other piston
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/065—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle the combustion taking place in an internal combustion piston engine, e.g. a diesel engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/28—Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
- F02B75/282—Engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders the pistons having equal strokes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
- F02F7/0087—Ceramic materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G3/00—Combustion-product positive-displacement engine plants
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
- F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
- F02G5/04—Profiting from waste heat of exhaust gases in combination with other waste heat from combustion engines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Двигателят има изход както на механична, така и на пневматична и хидравлична енергия и може да се използва в различни промишлени отрасли, по-специално в транспорта за задвижване и рекурперация на енергия. Той има повишен кпд, пълна уравновесеност надвижещите се части, ниско специфично тегло и голяма дълговечност. Комбинираният бутален двигател сесъстои от двигател с вътрешно горене, съдържащ една или повече цилиндрови секции с вътрешно горене (30), двигател с външно горене, съдържащ най-малкоедна цилиндрова секция с външно горене (36) или парна турбина (116), които са свързани помежду си чрез кондензатор за пара (114), топлообменници за предварително подгряване с отработена пара (111) и с отработени газове (112 и 106). Отпадъчната топлина от охлаждането и отработените газове на цилиндровите секции с вътрешно горене се използва за производство на пара, която задвижва двигателя с външно горене.The engine has an output of both mechanical, pneumatic and hydraulic power and can be used in a variety of industries, in particular for power drive and recuperation. It has an increased efficiency, complete equilibrium, overweight, low specific gravity and long life. The combined piston engine consists of an internal combustion engine comprising one or more internal combustion engine sections (30), an external combustion engine comprising the smallest cylindrical section with an external combustion (36) or a steam turbine (116) which are connected (114), heat exchanger (111) for exhaust preheating and exhaust gas (112 and 106). The waste heat from the cooling and exhaust gases of the internal combustion engine cylinders is used to produce steam that drives the engine with external combustion.
Description
КОМБИНИРАН БУТАЛЕН ДВИГАТЕЛPISTON ENGINE COMBINED
Изобретението се отнася до комбиниран бутален двигател,преобразуващ химическата енергия на горивата в механична, пневматична и хидравлична енергия и може да намери приложение във всички промишлени отрасли , използващи конвенционални двигатели с вътрешно горене и особено в отрасъл “Транспорт”, където комбинирания бутален двигател може да бъде успешно използван за рекуперация на енергия.The invention relates to a combined piston engine that converts the chemical energy of fuels into mechanical, pneumatic and hydraulic energy and can be used in all industrial sectors using conventional internal combustion engines, and especially in the transport industry, where the combined piston engine can be successfully used for energy recovery.
Комбинираните бутални двигатели намират най-широко приложение за задвижване на транспортни средства . При тези двигатели обикновено се използват турбокомпресори , които използвайки енергията на отработените газове , компресират · · · ··········* · се повишава,·* как^с’««‘мощнсста на в голяма част от двигателите , подавания въздух, с което двигателя , така и неговия КПД.Combined reciprocating engines find the widest possible application for vehicle propulsion. Typically, these engines use turbochargers, which, using exhaust gas energy, compress and increase the power of most engines. , the supply air with which the engine and its efficiency.
В последно време , предназначени за мощни товарни автомобили , се използват по два компресора , свързани последователно . Първият нагнетява пресен въздух в цилиндрите ,а втория служи за създаване на механична енергия , която с помоща на редуктор и хидравличен съединител се подава на вала на двигателя . По този начин КПД при дизелови двигатели може да бъде увеличен до около 40-44 %.Recently designed for high-power trucks, two compressors connected in series have been used. The former injects fresh air into the cylinders, and the latter generates mechanical energy, which is fed to the motor shaft by means of a gearbox and a hydraulic clutch. Thus, the efficiency of diesel engines can be increased to about 40-44%.
По-значителен напредък по отношение на ефективното използване на отпадната топлина при работа на бутален двигател с вътрешно горене е постигнат при експериментите с адиабатни двигатели, комплектовани с мощни газови турбини , но високата цена на тези двигатели , както и малкия им ресурс, не позволяват промишленото им използване.Significant advances in the efficient use of waste heat in the operation of reciprocating piston engines have been made in experiments with adiabatic engines complete with powerful gas turbines, but the high cost of these engines, as well as their low resources, do not allow for industrial use them.
Целта на настоящото изобретение е да бъде създаден комбиниран бутален двигател с висок КПД и голяма надежност, универсален по предназначение и годен за широко промишлено приложение.It is an object of the present invention to provide a combined piston engine of high efficiency and high reliability, versatile in purpose and suitable for wide industrial applications.
Същноста на изобретението се състои в ефективното използване на топлината на охлаждане и топлината на отработените газове, отделяни при работа на двигател с вътрешно горене, за производство на пара ,с която се задвижва двигател с външно горене. Последният може да бъде , както бутален парен двигател, така и парна турбина.The essence of the invention consists in the effective use of the heat of cooling and the heat of the exhaust gases emitted by the operation of an internal combustion engine to produce steam driven by an external combustion engine. The latter can be both a piston steam engine and a steam turbine.
Осъществяването на идеята за оползотворяване и на двата вида отпадъчна топлина,се постига с помоща на двигател с вътрешно горене, съставен от една или повече топлоизолирани цилиндрови секции с вътрешно горене , на бутален парен двигател .съставен от една или повече топлоизолирани цилиндрови секции с външно горене или парна турбина, на бутална помпа ’за·· висшо* нйЛягаАе и поредица от топлообменни апарати .обединени в обща конструктивно технологична схема.The realization of the idea of utilization of both types of waste heat is achieved with the help of an internal combustion engine consisting of one or more insulated combustion cylinder sections, of a reciprocating steam engine consisting of one or more insulated combustion cylinder sections. or a steam turbine, a piston pump, for a higher and a series of heat exchangers, combined in a common structural design.
Производството на пара в комбинирания бутален двигател се извършва чрез постепенно повишаване температурата на охлаждащата течност на цилиндровата секция с вътрешно горене чрез принудителното й придвижване през поредица от топлообменни апарати .което става в следната последователност: - Охлаждащата течност , отделяща се в кондензатор за втечняване на пара.с помоща на помпа за високо налягане се нагнетява едновременно в © топлообменник за отработена пара и топлообменник за отработени газове за предварително подгряване , след което течността преминава в охладителните канали на цилиндровата секция с вътрешно горене , където се загрява до висока температура. От каналите на цилиндровата секция с вътрешно горене , течноста преминава през топлообменник, загряван до висока температура от отработените газове, където течноста се превръща в пара, която чрез паропроводи се отвежда до инжекторите за впръскване на пара на буталната парна машина или до входа на парната турбина .Отработената от парните 0 машини пара преминава чрез топлообменника за отработена пара и свързания с него кондензатор за втечняване , а втечнената охлаждаща течност с помоща на помпата за високо налягане се подава на топлообменниците за предварително подгряване , след което цикълът се повтаря.The production of steam in the combined piston engine is carried out by gradually increasing the temperature of the coolant of the cylinder section by internal combustion by forcing it through a series of heat exchangers. This is done in the following sequence: - The coolant released into condensation is condensed. . with the help of a high-pressure pump, it is simultaneously pumped into a © steam exhaust heat exchanger and a pre-heating exhaust gas exchanger and then liquid. the shaft passes into the cooling ducts of the internal combustion cylinder section where it is heated to high temperature. From the ducts of the internal combustion cylinder, the fluid passes through a heat exchanger heated to a high temperature of the exhaust gas, where the liquid is converted into steam, which is piped to the steam injector steam injectors or to the steam turbine inlet. .The steam exhausted from the steam engines is passed through the exhaust heat exchanger and the associated condenser for liquefaction, and the liquefied coolant is supplied to the heat exchanger by means of a high pressure pump. pre-heating cycles, after which the cycle is repeated.
Механичната констукция на комбинирания бутален двигател се състои от една или повече топлинно изолирани цилиндрови секции с вътрешно горене , една или повече цилиндрови секции с външно горене или парна турбина , при което цилиндровите секции са разположени симетрично, едностранно или двустранно около херметично затворен картер, в който е лагеруван едновалов или • · • · двувалов коляно-кулисен или коляношотовмлко&.сиькрЬхйвиращ механизъм, а във вътрешноста на всеки цилиндър са разположени по два броя срещуположно лежащи монолитни или съставни бутала,всяко едно от които чрез един или повече осево лагерувани бутални пръти директно, чрез траверси или чрез допълнителни бутала и синхронизиращи пръти и чрез едноканални или двуканални кулиси и кулисни лагери или мотовилки и мотовилкови лагери са свързани наймалко с едно или две колена на едноваловия или двувалов синхронизиращ механизъм, при което буталата заедно със свързаните към тях бутални пръти, траверси, допълнителни бутала, синхронизиращи пръти, кулиси и кулисни лагери, мотовилки и мотовилкови лагери образуват две или повече подвижни бутални групи с еднакви маси, които са свързани помежду си чрез противоположно разположените колена от коляновия вал на синхронизиращия механизъм , а към картера и към цилиндрите на цилиндровите секции са монтирани хидравлични или компресорни цилиндри , буталата на които са свързани директно с буталните или синхронизиращите пръти или директно към кулисите на синхронизиращия механизъм.The mechanical design of the combined piston engine consists of one or more thermally insulated combustion cylinders, one or more combustion cylinders or a steam turbine, wherein the cylindrical sections are arranged symmetrically, unilaterally or bilaterally around a hermetically sealed cartridge. a single-shaft or • • • • two-shaft crankshaft or crankshaft crankshaft mechanism is mounted, and in the interior of each cylinder there are two pieces of opposite monolithic or articulated pistons, each of which is connected by at least one or two elbows to one shaft by means of one or more axially bearing piston rods directly, by traverses or by additional pistons and synchronizing rods, and by single or double channel scaffolds and ball bearings or reels and reel bearings. or a two-shaft timing mechanism, wherein the pistons together with the associated piston rods, sleepers, auxiliary pistons, timing rods, stage and ball bearings, reels and reel bearings form two or more movable piston groups of the same mass, which are connected to each other by opposite crankshaft elbows of the synchronization mechanism, and hydraulic or compressor cylinders are mounted on the crankcase and on the cylinders of the cylinders, the pistons of which are connected directly to the pistons rods or directly to the back of the synchronization mechanism.
ЦС с вътрешно горене могат да бъдат както монолитни, така и съставни. Монолитната цилиндрова секция представлява цилиндрова втулка със симетрично оформени в краищата й фланци с отвори за закрепване и отвори за входящ и изходящ въздух, необходими за използуване на задбуталното пространство за компресиране на пресен въздух. При двутактово изпълнение, в тялото на цилиндровата втулка са оформени прозорци за пресен въздух и отработени газове, които чрез проходни канали са свързани с фланци за закрепване на тръбопроводите за пресен въздух и отработени газове. Освен това във тялото на цилиндровата втулка са оформени отвори с резбови съединения за закрепване на инжектори за впръскване на гориво, горивоподгряващи и горивозапалителни свещи, а така също с ···· ···· · · Q · · · · · · · · ···· охладителни канали за високо наляганй^:..: 'Internal combustion engines can be either monolithic or composite. The monolithic cylinder section is a cylindrical sleeve with symmetrically formed flanges at its ends, with mounting holes and inlet and outlet openings necessary to use the pusher space to compress fresh air. In the two-stroke version, fresh air and exhaust windows are formed in the cylinder sleeve body, which are connected through flanges through flange fittings to secure the fresh air and exhaust gas pipelines. Furthermore, in the body of the cylinder liner are formed holes with threaded joints for securing the injectors for fuel injection, and gorivopodgryavashti gorivozapalitelni candles, as well as with ···· ···· · · Q · · · · · · · · ···· high pressure cooling ducts ^: ..: '
накрайници за присъединяване.connection tips.
При четиритактово изпълнение , вместо прозорци за пресен въздух и отработени газове в средата на цилиндровата втулка са монтирани смукателни и изпускателни клапани. Фланците за присъединяване на смукателните и изпускателните тръбопроводи са разположени периферно в средната част на цилиндровата втулка .Suction and exhaust valves are installed in the middle of the cylinder sleeve instead of the fresh air and exhaust windows in the four stroke design. The suction and exhaust pipe connection flanges are located peripherally in the middle of the cylinder sleeve.
Съставната ЦС се характеризира с това, че се състои от две цилиндрови втулки със симетрично оформени в краищата им фланци с -отвори за закрепване и отвори за входящия и изходящия въздух, които са свързани помежду си чрез централно разпределително тяло. При двутактов режим, във всяка една цилиндрова втулка са оформени прозорци за пресен въздух или отрабтени газове, свързани със съответни фланци, а в централното разпределително тяло са монтирани, също чрез резбови съединения, инжектори за гориво,горивоподгряващи и горивозапалителни свещи. Освен това в централното разпределително тяло могат да бъдат монтирани клапани за входящ въздух или изгорели газове, което допринася за значително ускоряване и подобряване газообмена в работната камера на цилиндровата секция.The composite CS is characterized by the fact that it consists of two cylindrical bushings with symmetrically formed flanges at their ends, with openings for fixing and openings for the inlet and outlet air, which are interconnected through a central distribution body. In the two-stroke mode, fresh air or exhaust gases connected to the respective flanges are formed in each cylinder sleeve, and in the central distribution body are also fitted through threaded connections, fuel injectors, fuel heating and spark plugs. In addition, intake air or exhaust gas valves can be installed in the central distribution unit, which contributes to a significant acceleration and improvement of gas exchange in the cylinder chamber operating chamber.
При четиритактово изпълнение подаването на свежия въздух и извеждането на отработените газове се осъществява само през съответните клапани, разположени в централното разпределително тяло. В предвид на това,че клапаните са разположени напречно на оста на цилиндровата секция, кострукцията на централното разпределително тяло позволява в него да бъдат монтирани повече от четири клапана на цилиндрова секция, което допринася за значително намаляване на съпротивлението при напълване на работното пространство със свеж въздух и освобождаване на отработените газове.In a four-stroke design, the supply of fresh air and exhaust gas is carried out only through the respective valves located in the central distribution body. Given that the valves are transverse to the axis of the cylinder section, the design of the central distribution body allows it to be fitted with more than four valves per cylinder section, which contributes to a significant reduction in the resistance to filling the workspace with fresh air and exhaust gas release.
• · w ······· · · ·• · w · · · · · · · ·
Освен това, конструкцията на цен^алйбтю/^п^ечкгелно тяло позволява работното пространатво на цилиндровата секция да бъде разделено на две равни обособени пространства, в които могат да се организират самостоятелни работни процеси при четиритактов работен цикъл.In addition, the construction of a price-alloy body allows the working space of the cylinder section to be divided into two equal separate spaces in which independent work processes can be organized over a four-stroke duty cycle.
За намаляване триенето в цилиндрите, а също така за повишаване на работната температура на цилиндровите секции с вътрешно горене, вътрешните работни повърхнини на цилиндрите са покрити с топлопроводима техническа керамика. Със същата цел буталата на тези цилиндрови секции са съставени от няколко степенчати металокерамични втулки, които са монтирани върху метална или металокерамична основа, а от към челата си буталата са затворени с топлоизолационни металокерамични шайби. В околовръстните канали, образувани от степенчатите втулки, се монтират по два броя металокерамични самоуплътняващи се сегментни пръстени, които увеличават дълготрайността на буталоцилиндровата група.To reduce the friction in the cylinders, as well as to increase the operating temperature of the combustion sections of the cylinders, the inner working surfaces of the cylinders are covered with thermally conductive technical ceramics. For the same purpose, the pistons of these cylindrical sections are made up of several stepped metal-ceramic bushes that are mounted on a metal or metal-ceramic base, and from the front of their pistons are closed with heat-insulating metal-ceramic washers. In the annular grooves formed by the stepped bushings, two pieces of metal-ceramic self-sealing segment rings are mounted, which increase the durability of the piston cylinder group.
Самоуплътняващите се сегментни пръстени имат правоъгълно напречно сечение, а в единият им край е оформено разширение с пръстенообразна ниша, в която е разположен другия край на пръстена. Пръстените са монтирани огледално по двойки в един канал, по такъв начин че разширените им части съвпадат, а прорезите им са изместени един спрямо друг. Съставното изпълнение на буталата е за предпочитане пред монолитното, поради трудностите които възникват при поставянето на металокерамичните пръстени в каналите, имайки предвид тяхната малка екастичност.The self-sealing segment rings have a rectangular cross-section, and at one end there is an extension with a ring niche in which the other end of the ring is located. The rings are mirrored in pairs in one channel so that their extended parts match and their slots are displaced relative to each other. The composite design of the pistons is preferable to the monolithic, because of the difficulties that arise in placing the ceramic metal rings in the channels, given their low elasticity.
Цилиндровата секция с външно горене не се различава съществено от цилиндровата секция с вътрешно горене , с изключение на това че вместо инжектори за впръскване на гориво, горивоподгряващи и горивозапалителни свещи в средната част на • · цилиндъра са монтирани инжектр^ з^фр^кваяе >+а:пара и клапани за изпускане на отработената пара. Освен това вътрешната работна повърхност на цилиндъра е покрита с топлоизолационна техническа керамика, а тялото й се изработва без охладителни канали.The external combustion cylinder section does not differ significantly from the internal combustion cylinder section, except that instead of fuel injectors, fuel heaters and spark plugs are fitted in the middle of the cylinder. a: steam and exhaust valves. In addition, the inner working surface of the cylinder is covered with thermal insulation technical ceramics, and its body is made without cooling ducts.
Синхронизиращия механизъм на комбинирания бутален двигател може да бъде едновалов или двувалов коляно-кулисен или коляно-мотовилков. Синхронизирането на буталата на един или два симетрично разположени около картера цилиндри се извършва чрез един или два колянови вала , всеки един от които съдържа една или повече групи от по три броя колена, разположени в една равнина, при което средните им колена са разположени противоположно - на 180° спрямо страничните колена. Към всяко едно коляно от синхронизиращия механизъм са монтирани кулиси с кулисни лагери или мотовилки с мотовилкови лагери. При едновалови коляно-кулисни синхронизиращи механизми, кулисите са едноканални с перпендикулярни или наклонени канали спрямо осите на свързаните към тях бутални или синхронизиращи пръти, а при двувалови синхронизиращи механизми, кулисите са двуканални и също така могат да бъдат с перпендкулярни или наклонени канали. При използване на кулиси с наклонени кулисни канали се осъществява по благоприятно натоварване на кулисите, кулисните лагери и колената на синхронизиращия механизъм при премиване през горна мъртва точка. Кулисните лагери са част от синхронизиращия механизъм и могат да бъдат, както плъзгащи така и търкалящи, като при използване на търкалящи лагери, коляновите валове на синхронизиращия механизъм се конструират сглобяеми. При използване на търкалящи лагери във всеки кулисен канал се намират най-малко по два или три търкалящи лагери, при което в кулисния канал са оформени съответно две или три надлъжни работни писти, които са разположени симетрично от двете страни на кулисния канал, така че противоположните участъци на работните писти да бъдат освободели./ιφέτό:‘е: ΉΒο&κόρπΜΟ за свободното разминаване между кулисата и лагерите , чиито външни черупки се движат в противоположна на лагерните оси посока.The synchronization mechanism of the combined reciprocating engine may be single or double shaft crankshaft or crankshaft. The synchronization of the pistons of one or two cylindrical cylinders symmetrically arranged around the crankcase is carried out by one or two crankshafts, each of which contains one or more groups of three knees arranged in one plane, with their middle knees opposite. 180 ° relative to the lateral knees. To each knee of the synchronization mechanism are mounted scaffolds with ball bearings or reels with reel bearings. In single-shaft crankshaft synchronization mechanisms, the scaffolds are single-channel with perpendicular or inclined grooves relative to the axes of the associated piston or synchronization rods, and in two-wave synchronization mechanisms, the scenery are dual-channel and may also be perpendicular or inclined. When using backdrops with sloping backwash channels, a favorable load is applied to the backdrops, backstage bearings and the knees of the synchronization mechanism when passing through an upper dead point. The ball bearings are part of the synchronization mechanism and can be either sliding or rolling, and when using the rolling bearings, the crankshafts of the synchronization mechanism are designed to be assembled. When using roller bearings, at least two or three roller bearings are provided in each scaffold channel, whereby two or three longitudinal work runs are formed in the scaffold, which are symmetrically arranged on both sides of the scaffold so that opposite / ιφέτό: 'is: ΉΒο & κόρπΜΟ for the free discrepancy between the stage and the bearings whose outer shells move in the opposite direction to the bearing axes.
При двуваловите синхронизиращи механизми, освен чрез двуканални кулиси и кулисни лагери, мотовилки и мотовилкови лагери, валовете на синхронизиращия механизъм са свързани помежду си с една, две или повече двойки зъбни колела, а механичната енергия може да се извежда, както от единия така и от двата вала едновременно.In two-shaft synchronization mechanisms, except through two-channel scaffolds and ball bearings, reels and reel bearings, the shafts of the synchronization mechanism are connected to one, two or more pairs of gears, and mechanical energy can be derived from both one and from both shafts simultaneously.
В зависимост от броя на буталните и синхронизиращите © пръти, както и в зависимост от разположението им спрямо картера и цилиндрите, механичната конструкция на всяка цилиндрова секция може да има няколко варианти на изпълнение.Depending on the number of piston and timing rods, as well as their position relative to the crankcase and cylinders, the mechanical construction of each cylinder section may have several variants.
При първи вариант механичната конструкция има три бутални пръта, разположени в равнина, преминаваща през надлъжната ос на цилиндровата секция и е успоредна на оста на коляновия вал на синхронизиращия механизъм. При този вариант буталния прът на поотдалеченото от картера бутало, което ще наречем външно, преминава осево през вътрешното бутало и е свързан със средната Ф кулиса на синхронизиращия механизъм. Уплътняването между буталния прът и тялото на първото бутало се осъществява с помоща на топлоустойчиви графитни уплътнители. За намаляване триенето и топлопредаването от работната камера през буталния прът на външното бутало до кулисата, този бутален прът е поставен в цилиндрична втулка, изработена от техническа топлоизолационна керамика. Синхронизирането на първото бутало се осъществява с помоща на два бутални пръта, захванати неподвижно към задната част на буталото и свързани с двете странични кулиси на синхронизиращия механизъм.In the first embodiment, the mechanical structure has three piston rods arranged in a plane passing through the longitudinal axis of the cylinder section and parallel to the axis of the crankshaft of the synchronization mechanism. In this embodiment, the piston rod of the piston distal to the crankcase, which we will call outwardly, extends axially through the inner piston and is connected to the middle F of the timing mechanism. The sealing between the piston rod and the body of the first piston is accomplished by means of heat-resistant graphite seals. To reduce friction and heat transfer from the working chamber through the piston rod of the outer piston to the stage, this piston rod is mounted in a cylindrical sleeve made of technical thermal insulation ceramics. The first piston is synchronized with the help of two piston rods, fixed to the rear of the piston and connected to the two lateral scaffolds of the synchronization mechanism.
II
• ф ф · Ф · Φ· · 9• ф ф · Ф · Φ · · 9
9ФФФФ ФФФФ ФФФФ ФФФ ффф· ·« ·9FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
При втори вариант синхронизирането :на ’^тапата се извършва с помоща на два бутални и два синхронизиращи пръта, при което всички пръти са разположени в една равнина, успоредна на коляновия вал на синхронизиращия механизъм. При този вариант първото бутало чрез буталния си прът е свъзано със средната кулиса, а второто е свързано със страничните две кулиси чрез буталния си прът и междинно компресорно бутало, към което неподвижно са свързани двата синхронизиращи пръта.In the second embodiment, the synchronization : the plug is made by means of two piston and two synchronizing rods, all the rods being arranged in a plane parallel to the crankshaft of the synchronization mechanism. In this embodiment, the first piston is connected to the middle stage by its piston rod, and the second is connected to the lateral two scenes by a piston rod and an intermediate compressor piston to which the two synchronizing rods are fixed.
При трети вариант на изпълнение .буталата на всеки един цилиндър от цилиндровата секция са свързани със синхронизиращия механизъм чрез два бутални и четири синхронизиращи пръта. Първо бутало е свързано с помоща на бутален прът , закрепен неподвижно към средната кулиса на синхронизиращия механизъм, а второто бутало чрез буталния си прът е свързано с допълнително бутало или с траверса, към която неподвижно са свързани две двойки синхронизиращи пръти , като всяка двойка синхронизиращи пръти е свързана с една от станичните две кулиси на синхронизиращия механизъм. Двете двойки синхронизиращи пръти се намират в две различни равнини, преминаващи през страничните кулиси и са перпендикулярни на оста на синхронизиращия механизъм.In a third embodiment, the pistons of each cylinder of the cylinder section are connected to the timing mechanism by two piston and four timing rods. The first piston is connected by a piston rod fixed to the middle stage of the synchronization mechanism, and the second piston is connected by its piston rod to an additional piston or a crossbar to which two pairs of synchronizing rods are fixedly connected, each pair of synchronizing rods. is connected to one of the two frames of the synchronization mechanism. The two pairs of timing rods are located in two different planes passing through the lateral scenery and are perpendicular to the axis of the timing mechanism.
При четвърти вариант на изпълнение, всяка цилиндрова секция съдържа по два паралелно разположени цилиндъра, а синхронизирането на четирите бутала се извършва с помоща на четири бутални и два синхронизиращи пръта. Вътрешните две бутала, чрез буталните си пръти директно са свързани с двете странични кулиси на синхронизиращия механизъм, а външните две бутала чрез междинно бутало или траверса са свързани с двойка синхронизаращи пръти, които са закрепени неподвижно към средната кулиса на синхронизиращия механизъм. Двата синхронизиращи пръта лежат в • · юIn a fourth embodiment, each cylinder section comprises two cylinders in parallel, and the four pistons are synchronized by means of four piston and two synchronizing rods. The inner two pistons, through their piston rods, are directly connected to the two lateral faces of the synchronization mechanism, and the outer two pistons via an intermediate piston or beam are connected to a pair of synchronization rods, which are fixedly fixed to the middle annulus of the synchronization mechanism. The two synchronization rods lie in •
равнина, перпендикулярана ·· ·· • · · • · · • · · · на оста • ·· · · · · *··* синхройиЗйращия механизъм и преминава през средната кулиса.plane perpendicular to the axis of the synchronization mechanism and passes through the middle stage.
В описаните по-горе вариантни изпълнения синхронизиращия механизъм може да бъде както едновалов така и двувалов, колянокулисен или коляно-мотовилков. Освен това синхронизиращият механизъм може да бъде монолитен или съставен от две или повече части , съдържащи по три колена , а връзката помежду им се осъществъва чрез шлицево съединение или елекромагнитен съединителIn the embodiments described above, the synchronization mechanism can be either single-shaft or double-shaft, crankcase or crank. In addition, the synchronization mechanism can be monolithic or composed of two or more parts containing three knees, and the connection between them is made by a slotted connection or an electromagnetic connector.
В сравнение с известните комбинирани бутални двигатели, комбинираният бутален двигател съгласно настоящето изобретение, има редица предимства, по-важни от които са следните:Compared to the known combined piston engines, the combined piston engine of the present invention has a number of advantages, more important of which are the following:
• Висок КПД , който се дължи на ефективно използване и на двата вида отпадъчна топлина - на топлината .отвеждана при охлаждане на двигателя с вътрешно горене и на топлината, отвеждана с отработените газове.• High efficiency due to the efficient use of both waste heat - the heat dissipated during cooling of the internal combustion engine and the exhaust heat.
• Ниско ниво на шума , което се постига чрез топлоизолацията на цилиндровите секции с вътрешно и външно горене , а така също и на принудителното преминаване на отработените газове през лабиринта от тръби на топлообменните апарати.• Low noise, which is achieved by the thermal insulation of the cylinder sections with internal and external combustion, as well as the forced passage of exhaust gases through the maze of pipes of heat exchangers.
• Дълговечност , постигната чрез елиминиране на триенето между буталата и цилиндрите , липсата на трептения, вследствие на лесното и пълно балансиране на движещите се части и разтоварване на основните лагери от газовите сили.• Durability achieved by eliminating friction between pistons and cylinders, lack of vibration, due to the easy and complete balancing of moving parts and unloading of the main bearings by gas forces.
• Голяма единична мощност на комбинирания бутален двигател, която се постига благодарение на късия колянов вал и пълното уравновесяване на двигателя, която се постига дори с една цилиндрова секция.• High single output of the combined piston engine, which is achieved thanks to the short crankshaft and complete balancing of the engine, which is achieved even with a single cylinder section.
е е · ··· · ·· · • Цилиндрите и на двете цилиндрови ·· секции” ”Са натоварени осево от газовите сили , поради което могат значително да бъдат олекотени. e is · ··· · ·· · • The cylinders of both cylindrical sections are loaded axially by the gas forces and can be considerably lightened.
• Цилиндровите секции с вътрешно и външно горене могат директно да преобразуват химическата енергия на горивата в пневматична и хидравлична енергия, които успешно могат да бъдат използвани за акумулиране и рекуперация на енергия в транспортни средства и в много други специални машини.• Cylinder sections with internal and external combustion can directly convert the chemical energy of fuels into pneumatic and hydraulic energy, which can be successfully used for the accumulation and recovery of energy in vehicles and in many other special machines.
• Късият колянов вал и компактната механична конструкция на цилиндровите секции , позволяват да бъде конструиран комбиниран бутален двигател от модулен тип с много голяма мощност и възможност за ръчно или автоматично включване и изключване на модулите в зависимост от моментните нужди на задвижваната машина.• The short crankshaft and the compact mechanical design of the cylinder sections allow the construction of a combined piston engine of modular type with very high power and the ability to manually or automatically switch on and off the modules depending on the immediate needs of the driven machine.
• Разположението на цилиндровите секции в една равнина позволява да бъдат конструирани компактни двигатели, които да бъдат вграждани много ниско в различни транспортни средства, с което се понижава центъра на тежеста им.• The arrangement of the cylinder sections in one plane allows compact engines to be constructed, which can be fitted very low in different vehicles, thus reducing their center of gravity.
• Конструкцията и формата на цилиндровите секции с вътрешно горене, както и минималното триене в бутало-цилиндровата група позволяват работната температура на секциите да се повиши в граници , в които успешно може да бъде овладяна чрез съвременните технически средтва и материали.• The design and shape of the combustion cylinder sections, as well as the minimum friction in the piston-cylinder group, allow the operating temperature of the sections to rise to the limits that can be successfully controlled by modern technical means and materials.
• Двустепенното и тристепенно оползотворяване на топлината чрез топлообменни апарати , поставени по пътя на охлаждащата течност , позволява температурата на изходящите газове и отработена пара, да бъде сведена до минимум, което води до ефективно използване на тази топлина и превръщането й в полезна работа.• The two- and three-step recovery of heat by heat exchangers placed along the coolant path allows the temperature of the exhaust gases and exhaust steam to be kept to a minimum, which results in the efficient use of this heat and its conversion into useful work.
• * • ·•
Предварителни изчисления показват, не. δ.СравН^нйе о -други комбинирани двигатели, КПД на комбинирания бутален двигател, изпълнен съгласно натоящото изобретение , може да достигне 65Preliminary calculations show no. Comparison of other combined engines, the efficiency of the combined piston engine according to the present invention can reach 65
70%, а при използване на рекуперация в някои транспортни средства70%, and when using recovery in some vehicles
да достигне и до 85-90%.up to 85-90%.
Конструкцията на комбинирания бутален двигател е изяснена по-подробно чрез приложените фигури, където:The design of the combined piston engine is further elucidated by the following figures, where:
• Фиг.1 - представлява надлъжен разрез на една цилиндрова секция с вътрешно горене и една цилиндрова секция с външно горене , свързани с общ двувалов коляно-кулисен синхронизиращ механизъм с механичен и хидравличен изход на енергия и синхронизиращи пръти, съгласно първо вариантно изпълнение на механичната конструкция • Фиг.2 - надлъжен разрез на една цилиндрова секция с вътрешно горене и една цилиндрова секция с външно горене, свързани с общ едновалов коляно-кулисен синхронизиращ механизъм, изпълнен с плъзгащи кулисни лагери и изходи на механична, пневматична и хидравлична енергии, съгласно второ вариантно изпълнение на механичната констукция • Фиг.З - представлява надлъжен разрез на една цилиндрова секция с вътрешно горене и една цилиндрова секция с външно горене , свързани с общ двувалов пълно опорен коляно-кулисен синхронизиращ механизъм и изходи на механична, пневматична и хидравлична енергии и синхронизиращи пръти, съгласно трето вариантно изпълнение на механичната конструкция • Фиг.4 - представлява надлъжен разрез на една двуцилиндрова секция с вътрешно горене и една двуцилиндрова секция с външно горене, свързани с общ синхронизиращ механизъм и изходи на пневматична и хидравлична енергии и• Figure 1 - is a longitudinal section of one cylinder section of internal combustion and one cylinder section of external combustion, connected to a common two-shaft crankcase synchronization mechanism with mechanical and hydraulic energy output and synchronization rods, according to the first variant embodiment of the mechanical construction • Fig. 2 - longitudinal section of one cylinder section with internal combustion and one cylinder section with external combustion, connected by a common single-shaft crankcase synchronization mechanism, filled with sliding ball bearings and outputs per meter. mechanical, pneumatic and hydraulic energies according to the second embodiment of the mechanical construction • Fig. 3 - is a longitudinal section of one cylinder section with internal combustion and one cylinder section with external combustion, connected to a common two-shaft fully supported crankcase synchronization mechanism and outputs of mechanical, pneumatic and hydraulic energies and synchronizing rods, according to a third embodiment of the mechanical structure • Figure 4 - is a longitudinal section of a two-cylinder internal combustion section and is the bottom two-cylinder combustion section connected to a common synchronization mechanism and outputs of pneumatic and hydraulic energy, and
I iI i
13 *:./ .:. синхронизиращи пръти, съгласна “ “ “четвърто вариантно изпълнение на механичната конструкция • Фиг.5 - представлява надъжен разрез на цилиндрова секция с вътрешно горене , изпълнена по трето вариантно решение в равнина , перпендикулярна на оста на двувалов коляно-кулисен синхронизиращ механизъм с кулисни канали , перпендикулярни на буталните и синхронизиращите пръти и изход на пневматична и механична енергия. 13 *: ./.:. synchronizing rods according to the fourth embodiment of the mechanical structure • Fig. 5 is a longitudinal section of a cylindrical internal combustion section made according to a third variant in a plane perpendicular to the axis of a two-shaft crankcase synchronization mechanism perpendicular to the piston and timing rods and output of pneumatic and mechanical energy.
• Фиг.6 - представлява надлъжен разрез на цилиндрова секция с вътрешно горене изпълнена по трето вариантно изпълнение в равнина, перпендикулярна на остите на двувалов коляно-кулисен синхронизиращ механизъм с кулисни канали , наклонени спрямо буталните и синхронизиращите пръти и изход на певматична и механична енергия.6 is a longitudinal sectional view of an internal combustion cylindrical section made in the third embodiment in a plane perpendicular to the axes of a two-shaft crankcase synchronization mechanism with tubular grooves inclined towards the piston and timing rods and the output of pneumatic and mechanical energy.
• Фиг.7 - представлява надлъжен разрез на цилиндрова секция с вътрешно горене , съгласно втори вариант на изпълнение на механичната конструкция в равнина, перпендикулярна на оста на двувалов коляно-мотовилков синхронизиращ механизъм и изход на пневматична и механична енергия.Fig. 7 is a longitudinal section view of a cylindrical internal combustion section according to a second embodiment of a mechanical structure in a plane perpendicular to the axis of a two-shaft crank-synchronizing mechanism and an output of pneumatic and mechanical energy.
• Фиг.8 - перставлява надлъжен разрез на цилиндър от монолитна двутактова цилиндрова секция с вътрешно горене.• Fig. 8 is a longitudinal section view of a cylinder of a monolithic two-stroke internal combustion cylinder section.
• Фиг.9 - представлява надлъжен разрез на цилиндър от съставна четиритактова цилиндрова секция с вътршно горене и централно разпределително тяло с четири клапана .Fig. 9 is a longitudinal section view of a cylinder of a compound four-stroke internal combustion cylinder section and a central valve body with four valves.
• Фиг.10 - представлява надлъжен разрез на цилиндър от съставна четиритактова цилиндрова секция с вътрешно горене и централно разпределително тяло с осем клапана.• Figure 10 - is a longitudinal section view of a cylinder of a compound four-stroke internal combustion cylinder and a central valve body with eight valves.
• Фиг.11 - представлява надлъжен разрез на цилиндър от съставна четиритактова цилиндрова секция с вътрешно горене и• Figure 11 - is a longitudinal section view of a cylinder of a compound four-stroke internal combustion cylinder section and
! '5 j! '5 j
II
I ·······.*!·*· ·“ »· ····· ·· централно разпределително тяло^р^вд&йй®..работното цилиндрово пространство на две равни части .I · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
• Фиг.12 - представлява напречен разрез на цилиндрова секция с вътрешно горене от фиг.2 по А-А.Fig. 12 is a cross-sectional view of a cylindrical internal combustion section of Fig. 2A-A.
• Фиг. 13 - представлява напречен разрез на цилиндрова секция с вътрешно горене от фиг.З по В-В.• FIG. 13 is a cross-sectional view of a cylinder section of internal combustion of Fig. 3B according to B-C.
• Фиг. 14 - представлява напречен разрез на цилиндрова секция с вътрешно горене от фиг.4 по С-С.• FIG. 14 is a cross-sectional view of a cylindrical internal combustion section of FIG. 4 according to C-C.
• Фиг. 15 - представлява надлъжен разрез на съставно бутало на двутактова цилиндрова секция с вътрешно горене.• FIG. 15 is a longitudinal section view of a composite piston of a two stroke internal combustion cylinder section.
• Фиг. 16 - представлява изглед на самоуплътняващ се сегментен пръстен.• FIG. 16 is a view of a self-sealing segment ring.
• Фиг. 17 - представлява разрез от сектор на колянов вал и средна кулиса с три търкалящи се лагера от фиг.4 • Фиг. 18 - представлява надлъжен разрез на комбиниран бутален двигател , изпълнен с две двойки цилиндрови секции с вътрешно и външно горене , разположени симетрично, двустранно около картер с едновалов коляно-кулисен синхронизиращ механизъм и схема на връзките между механичната конструкция на двигателя и свързаните с него топлинни апарати.• FIG. 17 is a sectional view of a crankshaft section and a center stage with three rolling bearings of FIG. 4; FIG. 18 is a longitudinal section view of a combined reciprocating engine made up of two pairs of cylindrical sections with internal and external combustion arranged symmetrically, bilaterally around a crankcase with a single-shaft crank-timing mechanism and a diagram of the connections between the mechanical construction of the engine and the associated heat apparatus .
• Фиг. 19 - представлява надлъжен разрез на комбиниран бутален двигател , съдържащ четири двуцилиндрови секции с вътрешно горене , разположени симетрично двустранно около едновалов коляно-кулисен синхронизиращ механизъм и схема на връзките между механичната конструкция на двигателя , топлинните апарати и двигателя с външно горене, който в случая е парна турбина.• FIG. 19 is a longitudinal section view of a combined piston engine comprising four two-cylinder internal combustion sections arranged symmetrically bilaterally about a single-shaft crankshaft synchronization mechanism and a diagram of the connections between the mechanical structure of the engine, the heat apparatus and the combustion engine, which in this case steam turbine.
Механичната конструкция на комбинирания бутален двигател , съгласно първо вариантно изпълнение , се състои от цилиндър с вътрешно горене 30 и един цилиндър с външно горене 36 , които са разположени ш ·· ·· ·· ·· **.The mechanical design of the combined piston engine according to the first variant embodiment consists of an internal combustion cylinder 30 and an external combustion cylinder 36, which are disposed w · · · · · · **.
•о · ·· · · j ·,,· : : · симетрично едостранн^·* ·ofrorio · /херметично• o · · · · j · ,, ·:: symmetrically one-sided ^ / * · ofrorio · / tight
- ·»·· ·· ·· ···' · ·· ··· затворен картер 9 , във вътрешността на който е лагеруван двувалов коляно-кулисен синхронизиращ механизъм с колянов вал 14. Във вътрешността на всеки цилиндър 30 и 36 са монтирани по два броя срещуположно лежащи съставни бутала 24,31 и 43,38 , които саA closed crankcase 9, inside which is mounted a two-shaft crankshaft synchronization mechanism with a crankshaft 14. Inside each cylinder 30 and 36 are mounted two pieces of reciprocally assembled pistons 24,31 and 43,38 which are
свързани неподвижно с кулисите на синхронизиращия механизъм, като буталата 31 и 38 чрез бутални пръти 18 и 42 са свързани със средните кулиси 15 и 56 , а буталата 24 и 43 са свързани със страничните кулиси 10,11 и 52,53 чрез двойките бутални пръти за цилиндъра с вътрешно горене 16 и 17 , а за цилиндъра с външно горене 44 и 46.Буталните пръти 18 и 42 минават осево през буталата 24 и 43, а уплътняването между буталата и прътите се осъществява с помоща на графитни уплътнители , непосочени на фигурата.За намаляване на топлопренасянето от работната камера към картера, буталните пръти 18 и 42 са поставени във втулки , изработени от топлоизолационна техническа керамика . Със същата цел , картера е отделен от цилиндровите секции с помоща на топлоизолационни фланци 21 и 49 . Захранването с пресен въздух на цилиндровата секция с вътрешно горене се осъществява чрез използване на задбуталните пространства и на двете цилиндрови секции за компресиране , използвайки междинни тела 23 и 48 с вградени обратни клапани .непосочени на фигурата и клапани 33,33а и 35,35а, вградени в затварящите капаци 32 и 34 на цилиндровите секции 30 и 36. Впръскването на гориво в работната камера на цилиндър 30 се осъществява с помоща на инжектор 28, а впръскването на пара в цилиндър 36 се осъществява чрез инжектори за пара 40 и 41. Подаването на пресен въздух в цилиндровата секция с вътрешно горене се извършва чрез прозорци, вградени в тялото на цилиндъра , завършващи с фланец 26а , а изгорелите газове се отвеждат чрез прозорци с фланец 26 . Отвеждането на отработената пара се ·· ·· ·· ·· -16 ’ .*·: :.: :*.··*..: : : извършва чрез канали, подобни на каналите ц:ц|4я^ндроваза секЦи4.с вътрешно горене и клапан разположен в средната част на цилиндъра, непосочен на фигурата. Този клапан стои в отворено положение по време на движението на буталата към горна мъртва точка и се затваря непосредствено преди впръскването на пара в цилиндъра.fixedly coupled to the backs of the timing mechanism, with the pistons 31 and 38 through the piston rods 18 and 42 being connected to the middle scenes 15 and 56, and the pistons 24 and 43 being connected to the lateral scenes 10,11 and 52,53 by the pairs of piston rods for internal combustion cylinders 16 and 17, and for external combustion cylinders 44 and 46. The piston rods 18 and 42 pass axially through the pistons 24 and 43, and the sealing between the pistons and rods is accomplished by means of graphite gaskets, not shown in the figure. reducing the heat transfer from the working chamber to the crankcase, pushing The rods 18 and 42 are housed in bushings made of thermal insulation technical ceramics. For the same purpose, the crankcase is separated from the cylinder sections by means of thermal insulation flanges 21 and 49. The fresh air supply to the internal combustion cylinder section is accomplished by utilizing the propeller spaces of both cylindrical compression sections using intermediate bodies 23 and 48 with integral non-return valves. Not listed in the figures and valves 33,33a and 35,35a incorporated in the closure flaps 32 and 34 of the cylinder sections 30 and 36. Fuel injection into the working chamber of cylinder 30 is carried out by means of an injector 28, and steam injection into cylinder 36 is carried out by steam injectors 40 and 41. Fresh feed inc uh in the cylinder section with internal combustion is performed by windows built into the body of the cylinder terminating in a flange 26a, and the exhaust gases are discharged through the windows with the flange 26. Removal of spent steam ·· ·· ·· ·· - 16 '. * ·::.:: *. * .. ··::: done through channels similar to channels w: w | 4H-ndrovaza sekTsi4. with internal combustion and a valve located in the middle of the cylinder not shown in the figure. This valve remains in the open position during the piston movement to the upper dead point and closes immediately before steam is injected into the cylinder.
За намаляване топлинните загуби, цилиндровите секции са топлоизолирани с топлоизолация 25 , а охладителните канали 27 са разчетени за работа при високо налягане и висока работна температура - 350 - 400 °C.To reduce heat loss, the cylinder sections are insulated with thermal insulation 25 and the cooling ducts 27 are designed for high pressure operation and high operating temperature of 350-400 ° C.
Връзката между двата вала на синхронизиращия механизъм се осъществява с помоща на зъбни колела 1,12,54,55 от единия вал и зацепените с тях зъбни колела 1а, 12а,54а и 55а от другия вал , непоказани нафигурата. За получаване на хидравлична енергия , към свободната стена на картера и съосно на цилиндровите секции , неподвижно са монтирани трицилиндрови хидравлични помпи 3 и 64. Буталата на хидравлични помпи 3 и 64 са свъзни неподвижно към кулисите на синхронизиращия механизъм, при което средните бутала 5 и 61 са свързани със средните кулиси 15 и 56 и работят на опън, а страничните бутала от хидравличните помпи 4,66 и 60,62 са свързани съответно със страничните кулиси 10,11 и 52,53 и работят на натиск. Лагеруването на буталните пръти 16,17,18,42,44 и 46 се осъществява чрез лагерни втулки 19,20,22,50,47 и 51 , а хидравличните бутала 4,5,66,63,61 и 60 , лагеруват във втулки 8,7,6,59,58 и 57.The connection between the two shafts of the synchronization mechanism is made by means of gears 1,12,54,55 from one shaft and the gears 1a, 12a, 54a and 55a of the other shaft, not shown in the figure. For the production of hydraulic energy, three cylindrical hydraulic pumps 3 and 64 are fixedly mounted to the free wall of the crankcase and axially of the cylinder sections. The pistons of the hydraulic pumps 3 and 64 are fixed to the backs of the timing mechanism, wherein the middle pistons 5 and 61 are connected to the middle linkages 15 and 56 and are tensile, and the hydraulic piston side pistons 4.66 and 60.62 are respectively connected to the lateral frames 10.11 and 52.53 and are pressurized. The bearing of the piston rods 16,17,18,42,44 and 46 is carried out by bearing bushes 19,20,22,50,47 and 51, and the hydraulic pistons 4,5,66,63,61 and 60 are mounted in bushes 8,7,6,59,58 and 57.
Механичната конструкция на комбинирания бутален двигател, съгласно второ вариантно изпълнение , се състои както при първи вариант , от една цилиндрова секция с вътрешно горене и една цилиндрова секция с външно горене , които са разположени симетрично едностранно около картер 9 , във вътрешността на който е разположен едновалов коляно-кулисен синхронизиращ механизъм с пълноопорен колянов вал 14. Във всеки един от цилиндрите 30 и 36 са монтирани по две срещуположно лежащи ·· ·· ··..··. ,··, бутала 24,о*1‘*и **зЬ,«$3.The mechanical design of the combined piston engine according to the second embodiment consists, as in the first variant, of a single cylinder combustion section and one cylindrical combustion section arranged symmetrically one-sidedly around a crankcase 9, within which a single shaft is arranged crankshaft synchronization mechanism with full crankshaft 14. In each of the cylinders 30 and 36 are mounted two opposite lying ·· ·· ·· .. ··. , ··, pistons 24, o * 1 '* and ** 3b, «$ 3.
Бутало 24 с помоща на бутален прът18, лагеруван осево във втулки , непосочени на фигурата , е свързано директно със кулиса15, а бутало 31 чрез буталния си прът 74, лагеруван в междинно тяло 72 и втулка 73 е свързано с компресорно бутало 75 , което чрез синхронизиращите пръти 16 и 17 , лагерувани във втулки 70 и 76, е свързано с кулиси 11 иThe piston 24, by means of a piston rod 18, pivoted axially into the sleeves not shown in the figure, is directly connected to the coupling 15, and the piston 31 is connected via its piston rod 74 to the intermediate body 72, and the sleeve 73 is connected to the compressor piston 75, which is synchronized via rods 16 and 17, which are mounted in bushes 70 and 76, are connected to clips 11 and
10.10.
Бутало 43 от цилиндър 36 чрез буталния си прът 91, лагеруван в междинно тяло 48, е свързано неподвижно със средна кулиса 56 , а бутало 38 чрез буталния си прът 42, лагеруван в междинно тяло 87 и втулка 83 е свързано с компресорно бутало 80, което чрез синхронизиращи пръти 89 и 91 е свързано с кулиси 52 и 53 . За въвеждане и извеждане на комресиран пресен въздух в задбуталните пространства на цилиндри 30 и 36 са монтирани междинни тела 23,72 и 48,87. За намаляване на топлинните загуби , цилиндри 30 и 36 външно са топлинно изолирани с топлоизолации 25 и 37 , а към картера са отделени с топлоизолационни фланци 21 и 49. Към страната, противоположна на картера, към цилиндри 30 и 36, чрез топлоизолационни фланци 68 и 85, са монтирани компресорни цилиндри 71 и 77, които служат за компресиране на газове, необходими за промишлеани нужди . Въвеждането и извеждането на газовете се извършва чрез клапани 33,33а и 35,35а, при еднодействащи компресори . При двойнодействащи , въвеждането и извеждането на газовете се извършва чрез обратни клапани, монтирани в основата на компресорните цилинри, което не е показано на фиг.2.The piston 43 of the cylinder 36 through its piston rod 91, which is mounted in the intermediate body 48, is fixedly connected to the middle stage 56, and the piston 38 through its piston rod 42, which is mounted in the intermediate body 87 and the sleeve 83 is connected to the compressor piston 80, which through the synchronization rods 89 and 91 is connected to the scaffolds 52 and 53. Intermediate bodies 23,72 and 48,87 were installed for the intake and extraction of compressed fresh air into the piston spaces of cylinders 30 and 36. To reduce heat loss, cylinders 30 and 36 are externally thermally insulated with thermal insulations 25 and 37, and are discharged to the crankcase by thermal insulation flanges 21 and 49. To the opposite side of the crankcase, to cylinders 30 and 36, by thermal insulation flanges 68 and 85, compressor cylinders 71 and 77 are installed, which serve to compress the gases needed for industrial purposes. The gas intake and discharge is performed through valves 33,33a and 35,35a, with single-acting compressors. In the case of double acting, gas intake and removal is performed by check valves mounted at the base of the compressor cylinders, which is not shown in Figure 2.
Съгласно второ вариантно изпълнение , синхронизиращите и буталните пръти 16,17 и 18,74 за цилиндър 30 и 89,90,42, 91 за цилиндър 36 са разположени в равнина, преминаваща през оста на коляновия вал на синхронизиращия механизъм. За цилиндър 30 това е ш· показано на фиг.12, която предстаЕляЙГ “ рЗзрКз “ ώ компресорния цилиндър 71 по А-А. Наред с възможноста за получаване на пневматична енергия , вариантното решение има изход и на хидравлична енергия , което е осъществено с помоща на две трицилиндрови хидравлични помпи с позиции 3 и 64. Хидравличните бутала на тези помпи, както и при първи вариант , са закрепени неподвижно към кулисите на синхронизиращия механизъм. В предвид на различната кинематична схема на синхронизиращите и буталните пръти в този вариант , средните хидравлични бутала 5 и 61, свързани със средните кулиси 15 и 56 работят на натиск, а страничните буталаAccording to a second embodiment, the timing and piston rods 16.17 and 18.74 for cylinder 30 and 89.90,42, 91 for cylinder 36 are arranged in a plane passing through the axis of the crankshaft of the timing mechanism. For cylinder 30, this is shown in FIG. 12, which is a compressor cylinder 71 of AA. Along with the possibility of receiving pneumatic energy, the variant solution also has the output of hydraulic energy, which is realized by means of two three-cylinder hydraulic pumps of positions 3 and 64. The hydraulic pistons of these pumps, as in the first variant, are fixed to the scenery behind the clock. In view of the different kinematic scheme of the synchronizing and piston rods in this embodiment, the middle hydraulic pistons 5 and 61 associated with the middle housings 15 and 56 are pressurized and the side pistons
4,66 и 62,60, свързани със съответните кулиси 11,10 и 52,53 работят на опън. Използването на трицилиндрови хидравлични помпи спомага за симетрично разпределение на силите / действащи върху колената на коляновия вал и освобождава от натоварване корпуса на картера и основните лагери , носещи коляновия вал.4.66 and 62.60 associated with the respective backstages 11.10 and 52.53 are tensile. The use of three-cylinder hydraulic pumps promotes a symmetrical distribution of forces / acting on the crankshaft elbows and relieves the crankcase and main bearings of the crankshaft from loading.
При трето вариантно изпълнение (фиг.З), механичната конструкция на комбинирания бутален двигател се състои от цилиндрова секция с вътрешно горене и цилиндрова секция с външно горене , разположени едностранно около картер 9, а във вътрешноста на картера е разположен едновалов коляно-кулисен синхронизиращ механизъм с пълноопорен колянов вал 14. Както и при предишните варианти , във всеки един от цилиндрите 30 и 36 са монтирани по две срещуположно лежащи бутала 24,31 и 38,43. Бутало 24 с помоща на бутален прът 18, лагеруван осево в междинно тяло 23 и лагерна втулка 20 , (фиг.З) е свързано директно със средна кулиса 15, а бутало 31 чрез буталния си прът 74 , лагеруван в междинно тяло 72, е свързано с компресорно бутало75, което чрез синхронизиращите пръти 16,16а и 17,17а (фиг.З и 13) е свързано с кулиси 11 и 10. Бутало 43 от цилиндър 36 чрез буталния си прът 91, лагеруван в междинно тяло 48, е свързано неподвижно със средна кулиса 56, а бутало 38 чрез буталнияIn the third embodiment (FIG. 3), the mechanical design of the combined piston engine consists of a cylindrical internal combustion section and a cylindrical external combustion section arranged one-sidedly around the crankcase 9, and a single-shaft crankcase is located inside the crankcase. with full crankshaft 14. As in the previous variants, two opposite pistons 24,31 and 38,43 are mounted in each of the cylinders 30 and 36. The piston 24 is connected by a piston rod 18 axially to the intermediate body 23 and the bearing sleeve 20, (FIG. 3) is connected directly to the middle stage 15, and the piston 31 is connected via its piston rod 74, which is supported in the intermediate body 72. with a compressor piston75, which is connected by means of the synchronization rods 16,16a and 17,17a (Figs. 3 and 13) to the nozzles 11 and 10. The piston 43 of the cylinder 36 is connected by its piston rod 91, which is supported in the intermediate body 48, to a fixed position. with a middle stage 56 and a piston 38 through the piston
.- ···· ···· ·« · Ίθ · · 4 · « · · · · · ·· си прът 42, лагеруван в междинно тяло 87 е Й.кЬ^гфесорнсз..- · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 12 · 12
бутало 80, което чрез синхронизиращи пръти 89,89а и 90,90а е свързано с кулиси 52 и 53 . Въвеждането и извеждането на компресирания пресен въздух от задбуталните пространства на цилиндри 30 и 36 се осъществява чрез междинни тела 23,72 и 48,87 и обратни клапани 96,96а,94,94а,81,81 а и 95,95а (фиг.З).the piston 80, which is connected to the sockets 52 and 53 by means of synchronization rods 89,89a and 90,90a. The introduction and removal of the compressed fresh air from the piston spaces of cylinders 30 and 36 is carried out through intermediate bodies 23,72 and 48,87 and check valves 96,96a, 94,94a, 81,81 a and 95,95a (Fig. 3B). ).
Намаляването на топлинните загуби и при този вариант се осъществява с помоща на топлоизолации 25,37 и топлоизолационни фланци 21,68,85 и 49.Reduction of heat losses in this variant is realized by means of thermal insulations 25,37 and thermal insulation flanges 21,68,85 and 49.
Трето вариантно изпълнение, освен механична има изход и на пневматична и хидравлична енергия. Пневматичния изход се осъществява чрез компресорни цилиндри 71 и 77 и клапани 33,33а и 35,35а , а хидравличният изход се осъществява с помоща на еднобутални хидравлични помпи 3 и 64 и съответните им обратни клапани 97,97а и 98,98а (фиг.З).In the third embodiment, in addition to mechanical, there is output of pneumatic and hydraulic energy. The pneumatic outlet is carried out by means of compressor cylinders 71 and 77 and valves 33,33a and 35,35a, and the hydraulic outlet is carried out by means of single-piston hydraulic pumps 3 and 64 and their respective check valves 97,97a and 98,98a (Fig. 3B). ).
Хидравличните бутала 5 и 61 при този вариант са свързани директно със средните кулиси 11 и 56 на синхронизиращия механизъм и работят на натиск.In this embodiment, the hydraulic pistons 5 and 61 are directly connected to the center bearings 11 and 56 of the timing mechanism and are pressurized.
Както при първо и второ вариантно изпълнение , така и при трети вариант коляно-кулисния синхронизиращ механизъм е изпълнен с плъзгащи кулисни лагери.In both the first and second variants, and in the third variant, the crankshaft synchronization mechanism is provided with sliding ball bearings.
Впръскването на гориво в работната камера на цилиндър 30 се осъществява с помоща на инжектор 28, а впръскването на пара с инжектори 40 и 41 . Извеждането на отработената пара се извършва с помоща на прозорци и клапани , непоказани на фиг.З.The injection of fuel into the working chamber of the cylinder 30 is carried out with the help of an injector 28, and the steam injection with injectors 40 and 41. Exhaust steam is removed by means of windows and valves not shown in Fig. 3.
При четвътрто вариантно изпълнение фиг.4 цилиндровите секции са двуцилинндрови, при което двата цилиндъра могат да бъдат както самостоятелни, така и свързани помежду си с проходен отвор. Изпълнението с проходен отвор е желателно за да се осигури еднакво газово налягане и в двата цилидъра на секцията при евентуална • · ·· · · ·· ·« · ···· ···· · · · · ··· ···· · · · 20 разлика в количествата на впръскано/фЧрИиррют ИжекУбриЧе 28 (фиг.4). Еднакво налягане и в двата цилиндъра се получава и когато впъскването на горивото се извършва в проходния отвор между цилиндрите само от един инжекгор. В този случай проходния отвор се оформя като горивна камера, в която се осигурява висока температура по време на работа .In the fourth embodiment of FIG. 4, the cylinder sections are two-cylinder, wherein the two cylinders can be both stand-alone and connected to each other by a through hole. The through hole design is desirable in order to ensure uniform gas pressure in both cylinders of the section in the event of possible 20 difference in the amounts of injected / fIrrIrut IzEkUbrIce 28 (Figure 4). The same pressure in both cylinders is obtained when the injection of fuel is carried out in the through hole between the cylinders by only one injector. In this case, the through hole is shaped as a combustion chamber in which a high temperature during operation is ensured.
Както и при предишните варианти, във всеки цилиндър се монтират по два броя срещуположно лежащи бутала , като в случая техния брой е два пъти по-голям.Така в цилиндрова секция 30 са монтирани бутала 24 и 24а , които чрез буталните си пръти 18 и 18а са свързани директно със страничните две кулиси 11 и 10 , а противоположно лежащите бутала 31 и 31а, чрез буталните си пръти 74 и 74а , компресорно бутало 75 и синхринизиращи пръти 16 и 16а ( фиг.4 и 14) са свързани неподвижно с кулиса 15.As with the previous variants, two cylindrical pistons are mounted in each cylinder, in which case their number is twice as large. Thus, in the cylinder section 30, pistons 24 and 24a are mounted, which through their piston rods 18 and 18a are connected directly to the lateral two pylons 11 and 10, and opposite the pistons 31 and 31a, through their piston rods 74 and 74a, the compressor piston 75 and the synchronizing rods 16 and 16a (Figures 4 and 14) are fixedly connected to the piston 15.
Бутала 43 и 43а от цилиндровата секция с външно горене 36 чрез буталните си пръти 91 и 91а са свързани директно със странични две кулиси 52 и 53 от синхронизиращия механизъм , а противоположно лежащите бутала 38 и 38а чрез буталните си пръти 42 и 42а, компресорно бутало 80 и синхронизиращи пръти 89 и 89а са свързани неподвижно със средна кулиса 56.The pistons 43 and 43a of the external combustion cylinder section 36 through their piston rods 91 and 91a are connected directly to the side two housings 52 and 53 of the synchronization mechanism, and opposite pistons 38 and 38a through their piston rods 42 and 42a, compressor piston 80 and timing rods 89 and 89a are fixedly connected to the center stage 56.
Както при трети вариант, изхода на пневматична енергия се осъществява с помоща на компресорни цилиндри 71 и 77 , съответните допълнителни компресорни бутала 75,80 и и съответните им бутални клапани 33,33а и 35,35а.As in the third embodiment, the outlet of pneumatic energy is accomplished by means of compressor cylinders 71 and 77, respective additional compressor pistons 75,80 and their respective piston valves 33,33a and 35,35a.
Захранването на цилиндрите с вътрешно горене с пресен въздух се осъществява чрез междинните тела 23,23а ;72,72а;48.48а и 83,83а , както и чрез съответните им обратни клапани , които не са показани на фигурата.The intake of fresh air internal combustion cylinders is supplied through the intermediate bodies 23,23a; 72,72a; 48.48a and 83,83a, as well as through their respective non-return check valves.
Хидравличната енергия при този вариант се извежда чрез две трицилиндрови бутални помпи позиции 3 и 64 , при което двете тройки е · · · · · · · · · хидравлични бутални пръти са свързани неподвижно *и директно към съответните кулиси от синхронизиращия коляно-кулисен механизъм. Кулисните лагери при този вариант са изпълнени с по три броя търкалящи лагери . По-нагледно това е показано на фиг. 17, където в увеличен мащаб са показани лагерите и пистите, по които се търкалят.The hydraulic energy in this variant is output by two three-cylinder piston pumps positions 3 and 64, wherein the three threads are hydraulic piston rods fixedly connected * and directly to the respective nozzles by the synchronizing crank mechanism. The ball bearings in this variant are made up of three rolling bearings. This is more clearly shown in FIG. 17, where on a larger scale are shown the roller bearings and runways.
Синхронизиращия механизъм на комбинирания бутален двигател може да бъде изпълнен , както с едноканални дака и с двуканални кулиси Освен това кулисните им канали могат да бъдат ,перпендикулярни към осите на буталните или синхронизиращите пръти ф или пък наклонени .The synchronization mechanism of the combined reciprocating engine may be provided both with single-channel dams and with dual-channel scenes. In addition, their scaffold grooves may be perpendicular to the axes of the piston or synchronizing rods u or inclined.
Синхронизиращ механизъм с двуканални кулиси и перпендикулярно разположение на кулисните канали е показан на фиг.5. Кулисните лагери 102 и 102а при това изпълнение , както се вижда от фигурата, са търкалящи. За разлика от плъзгащите, | търкалящите кулисни лагери могат да бъдат капсуловани или не и ! изискват минимално мазане . Имайки в предвид , че картера на комбинирания бутален двигател е херметично затворен, в него неA synchronization mechanism with two-channel scenery and perpendicular arrangement of scaffold channels is shown in Fig. 5. The roller bearings 102 and 102a are, in this embodiment, as shown in the figure, rolling. Unlike sliders, the ball bearings may or may not be encapsulated! require minimal lubrication. Considering that the crankcase of the combined piston engine is sealed, it does not
I могат да проникват отработени газове , които химически да разграждат картерното масло. Благодарение на това, маслото може да запази фI can penetrate the exhaust gases that chemically break down the crankcase oil. Thanks to this, the oil can keep u
смазочните си качества през целия период на експлоатация на комбинирания бутален двигател . Смазването на буталата не е предмет на настоящето изобретение, но във всички случаи то ще се осъществява самостоятелно и независимо от мазането на синхронизиращия механизъм.its lubricating properties throughout the life of the combined piston engine. Piston lubrication is not an object of the present invention, but in all cases it will be performed independently and independently of lubrication of the synchronization mechanism.
Синхронизиращ механизъм с наклонени кулисни канали е I показан на фиг.6 . Кулисните лагери , както и при вече разгледания j случай, са търкалящи. Наклонените кулисни канали осигуряват поjA synchronization mechanism with inclined channel channels is shown in FIG. 6. The ball bearings, as in the case already considered, are rolling. The sloping back channels provide more
I благоприятно натоварване на колената на коляновия вал при j преминаването им през горна мъртва точка , поради което са за »*·,»*· ·· · · · · предпочитане , особено когато комбинирания бутален двигател еI favorably load the crankshaft elbows as they pass through the upper dead center, which is why they are preferred, especially when the combined piston engine is
Г t · изпълнен като дизелов с голямо индикаторно налягане.T t · made as a diesel with high indicator pressure.
Освен коляно-кулисен, синхронизиращия механизъм може да бъде изпълнен и като коляно мотовилков .Това нагледно е показано на фиг.7 , където с позиции 100 100а са означени две мотовилки на двувалов коляно-мотовилков механизъм, които са съединени неподвижно с буталния прът 5, чрез конзола 101. В този случай буталния прът 5 е общ за работно бутало 24 и хидравличното бутало на хидравлична помпа 3.In addition to the crankshaft, the synchronization mechanism can also be designed as a crank crank. This is illustrated in FIG. 7, where the positions 100 100a denote two cranks of a two-crank crank mechanism that are fixedly connected to the piston rod 5, through the bracket 101. In this case, the piston rod 5 is common to the piston 24 and the hydraulic piston of the hydraulic pump 3.
Както вече беше отбелязано работните бутала в цилиндровите © секции с вътрешно и външно горене могат да бъдат както монолитни , така и съставни.As already noted, the pistons in the © internal and external combustion sections can be either monolithic or composite.
Надлъжен разрез на съставно бутало е показн на фиг.15, където с позиция 24.1 е показана металната или металокерамична основа на бутало 24 , а с позиция 24.2 са показани степенчатите керамични втулки. С позиция 24.3 е означена топлоизолационната керамична шайба , която за гарантиране на меахничната й якост е притисната с метален пръстен 24.5, изпълнен от специална топлоустойчива стомана. Връзката между металния пръстен и 0 металокерамичната основа може да бъде изпълнена чрез залепване или чрез занитване , което не е показано на фигурата.A longitudinal section of a composite piston is shown in FIG. 15, where position 24.1 shows the metal or ceramic base of a piston 24, and position 24.2 shows step ceramic bushings. Heading 24.3 indicates a heat-insulating ceramic washer which is pressurized with a metal ring 24.5 made of special heat-resistant steel to ensure its mechanical strength. The connection between the metal ring and the 0 ceramic base can be made by gluing or riveting, which is not shown in the figure.
В каналите , образувани между основата , степенчатите втулки и топлоизолационната шайба 24.3 са монтирани по два броя самоуплътняващи се пръстени . Изглед на тези пръстени е показан на фиг.16.In the grooves formed between the base, the stepped bushings and the heat-insulating washer 24.3, two self-sealing rings are mounted. An outline of these rings is shown in Fig. 16.
Действието на комбинирания бутален двигател , изпълнен с две цилиндрови секции с вътрешно горене и две цилиндрови секции с външно горене е изяснено чрез фиг.18, а действието на комбимирания бутален двигател , изпълнен с четири двуцилиндрови секции с вътрешно горене и парна турбина е изяснено чрез фиг.19.The effect of the combined piston engine made with two internal combustion sections and two cylinders with external combustion is clarified by FIG. 18, and the effect of the combined piston engine made with four two-cylinder internal combustion sections and steam turbine is clarified .19.
Действието ·· ·· ·· ·· .* . ·»·· ···· ι : j 23 :· *: : на комбинирания“ бутЯлеЧ двигател по фиг.18 е следното : след първоначално завъртане на маховик 67, с помоща на стартер , бутала 24 и 31 от цилиндър 30 се приближават едно към друго , компресирайки , намиращия се помежду им пресен въздух. Малко преди преминаване на буталата през горна мъртва точка ,чрез инжектор 28 се впръсква гориво , което с помоща на подгревателни или запалителни свещи се запалва, предизвиквайки раздалечаване на бутала 24 и 31 . Едновременно с това чрез коляновия вал на синхронизиращия механизъм, буталата от противоположно лежащия цилиндър 16 и 17 започват да се приближават , подготвяйки цилиндър 118 за работа . Малко, преди горна мъртва точка между буталата 116 и 117 чрез инжектор 28а се подава порция гориво , която се възпламенява , предизвиквайки раздалечаване на буталата 116 и 117 и приближаване на буталата 24 и 31 , след което цикъла се повтаря . Това означава че двигателя с вътрешно горене , съставен от две цилиндрови секции с вътрешно горене е започнал да работи и задвижвайки на празен ход цилиндровите секции с външно горене. Празния ход на цилиндровите секции с външно горене продължава до повишаване температурата на охлаждащата течност до степен за получаване на пара . През време на тази подготовка циркулация на охлаждаща течност не се извъшва , тъй като на подкачващи помпи 113 и 113а не е подаден сигнал за включване от управляващата апаратура (терморегулатор и датчик за налягане), непоказани на фигурата.The action ·· ·· ·· ··. *. · »·· ···· ι: j 23 : · *:: of the combined“ piston engine ”in Fig. 18 is the following: after the initial rotation of the flywheel 67, with the help of a starter, the pistons 24 and 31 of the cylinder 30 are approached. to each other, compressing the fresh air between them. Shortly before the pistons pass through the upper dead center, fuel is injected through the injector 28, which ignites with the help of heating or spark plugs, causing the pistons 24 and 31 to be separated. At the same time, through the crankshaft of the synchronizing mechanism, the pistons of the opposite-lying cylinder 16 and 17 begin to approach, preparing cylinder 118 for operation. Shortly before the upper dead point between the pistons 116 and 117, a portion of the fuel is ignited through the injector 28a, which ignites, causing the pistons 116 and 117 to be separated and the pistons 24 and 31 to approach, and then the cycle is repeated. This means that the internal combustion engine consisting of two cylinder sections of internal combustion has started to run and idling the cylinder sections with combustion. The idling of the combustion sections of the cylinders continues to raise the coolant temperature to a degree of steam generation. During this preparation, the circulation of the coolant does not occur because the pumping pumps 113 and 113a are not signaled for switching on by the control equipment (thermostat and pressure sensor) not shown in the figure.
През време на подготовката за работа клапаните за отработена пара 115 и 115а са отворени за да не затрудняват излишно работата на цилиндровите секции с вътрешно горене.During the start-up process, the exhaust valves 115 and 115a are opened so as not to impede the operation of the combustion cylinder sections.
След достигане на необходимата температура и налягане, управляващата апаратура вкючва подкачващите помпи 113 и 114 , при което охлаждащата течност , изпомпвана от кондензатор 114 се подава ·« ·· ·· ·· .· ···· ··»· * ··· ···· · J · ол ·· · · ♦ · · 1 · j ϊ :After reaching the required temperature and pressure, the control apparatus switches on the pumping pumps 113 and 114, whereby the coolant pumped from the condenser 114 is fed to the pump. ···· · J · ol ·· · · 1 · · 1 · j ϊ:
za * * ,· *··* *·» ·· ··· за предварително подгряване в топлообменниците? за отработена пара 111,111а и топлообменници за отработени газове 112,112а. Следza * *, · * ·· * * · »·· ··· for preheating in heat exchangers? for exhaust steam 111,111a and exhaust heat exchangers 112,112a. Next
напускане на тополообменниците за предварително подгряване , охлаждащата течност постъпва в охладителните канали на цилиндровата секция с вътрешно горене , където се загрява допълнително до предварително зададена температура. След излизане от охладителните канали течноста се подава в топлообменници 106,106а, където се изпарява и повишава температурата си от постъпващите отработени газове, излизащи директно от изходящите колектори на цилиндровите секции с вътрешно горене.leaving the preheat heat exchanger, the coolant enters the cooling ducts of the internal combustion cylinder section, where it is further heated to a predetermined temperature. After leaving the cooling ducts, the liquid is fed into heat exchangers 106,106a, where it evaporates and raises its temperature from the inlet exhaust gas coming directly from the outlet manifolds of the combustion cylinder sections.
След достигане на подходяща температура и налягане , чрез паропроводи 107 и 107а парата достига до инжекторите за впръскване на пара 115 и 115а, чрез които периодично , преди достигането на горна мъртва точка , се подава между буталата на едната или другата цилиндрови секции с външно горене.After reaching the proper temperature and pressure, steam reaches the steam injectors 115 and 115a via steam lines 107 and 107a, which periodically, before reaching a dead center point, is fed between the pistons of one or the other combustion sections of the cylinder.
Действието на комбинирания бутален двигател с четири двутактови секции с вътрешно горене и парна турбина фиг.19 е следното: след завъртане на маховик 67 чрез кулисите , буталните и синхронизиращаи пръти буталата 24,24а и 31,31а от първа цилиндрова секция започват да се приближават едно към друго, компресирайки пресения въздух, намиращ се между тях . Малко преди достигането на горна мъртва точка в пространството между буталата чрез инжекторите за гориво (непоказани на фигурата) се впръсква порция гориво , която се възпламенява от подгряващи или запалителни свещи. След преодоляване на горна мъртва точка буталата от първа цилиндрова секция се отдалечават едно от друго , а буталата от втора цилиндрова секция 124,124а и 125,125а започват такт компресия. С движението на буталата от първа и втора цилиндрова секция чрез коляновия вал на синхронизиращия механизъм се задвижат и ·· ·· / 25 : : буталата 324,324а и 331,331а от трета и буклата·’’424,424а’’’и 431,431а от четвърта цилиндрови секции, при което фазата на запалване на трета и четвърта цилиндрови секции е изместена на 90° спрямо фазите на зпалване на първа и втора цилиндрови секции.The operation of the combined piston engine with four two-stroke internal combustion and steam turbine sections of Fig. 19 is as follows: after rotation of the flywheel 67, the pistons 24,24a and 31,31a of the first cylindrical section begin to approach one after the rotation of the flywheel 67 to another by compressing the fresh air between them. Shortly before reaching the upper dead point in the space between the pistons, a portion of the fuel is injected through the fuel injectors (not shown in the figure), which is ignited by heating or spark plugs. After overcoming the upper dead point, the pistons from the first cylinder section are separated from each other, and the pistons from the second cylinder section 124,124a and 125,125a begin a compression stroke. With the movement of the pistons of the first and second cylinder section through the crankshaft of the synchronizing mechanism is in motion and ·· ·· / 25:: piston 324,324a and 331,331a from the third and boucle · '' 424,424a '''and the fourth 431,431a cylinder sections, wherein the ignition phase of the third and fourth cylinder sections is displaced 90 ° relative to the ignition phases of the first and second cylinder sections.
След достигане на зададените параметри за температура и налягане управляващата апаратура (непоказана на фигурата) подава сигнал за включване на електромагнитния съединител 119, който включва подкачваща помпа за високо налягане 113.Upon reaching the set temperature and pressure parameters, the control apparatus (not shown in the figure) sends a signal to activate the electromagnetic connector 119, which includes a high pressure pump 113.
С включването на помпа 113, охлаждащата течност , изпомпвана от кондензатор 114 се подава на топлообменници за предварително подгряване с отработена пара 111 и отработени газове 112. След напускане на топлообменниците за предварително подгряване , охлаждащата течност постъпва в охладителните канали на цилиндровите секции на двигателя с вътрешно горене, където се загрява допълнително до предварително зададена темпертура и налягане. След излизане от охладителните канали охлаждащата течност се подава в топлообменник 106, където се изпарява и повишава допълнително температурата си от постъпващите в топлообменника отработени газове , излизащи непосредствено от изходящите колектори на цилиндровите секции с вътрешно горене . След достигането на подходяща температура и налягане , чрез паропровод 107 парата се отвежда до турбина 116, която директно или чрез електромегнитен съединител и редуктор , предава енергията си на коляновия вал на двигателя с вътрешно горене.By switching on the pump 113, the coolant pumped from the condenser 114 is fed to the preheat exchanger with exhaust steam 111 and the exhaust gas 112. After leaving the preheat exchanger, the coolant enters the cooling ducts of the cylinder sections of the cylinder sections. combustion, where it is further heated to a predetermined temperature and pressure. After leaving the cooling ducts, the coolant is fed to a heat exchanger 106, where it evaporates and further raises its temperature from the exhaust gases entering the heat exchanger directly from the outlet manifolds of the internal combustion cylinder sections. After reaching the proper temperature and pressure, steam is drawn through steam line 107 to a turbine 116 which, directly or through an electromagnetic clutch and gearbox, transmits its energy to the crankshaft of the internal combustion engine.
Отработената от парната турбина пара се подава на топлообменника за предварително подгряване 111, след което постъпва в кондензатор 114 за втечняване и повторение на цикъла.The steam exhausted from the steam turbine is fed to the preheat exchanger 111 and then fed to the condenser 114 for liquefaction and repetition of the cycle.
Освен механична енергия, комбинирания бутален двигател (фиг.19) , чрез компресорните си цилиндри и бутала , произвежда и пневматична енергия с параметри , зависещи · ох · ·. схемата на свързване на компресорните цилиндри.In addition to mechanical energy, the combined piston engine (Fig. 19), through its compressor cylinders and pistons, also produces pneumatic energy with parameters that depend on · oh · ·. the circuit of the compressor cylinders.
При изход на пневматична енергия с високо налягане, вместо с въздушно охлаждане компресорните цилиндри , могат да бъдат използвани за предварително подгряване на охлаждащата течност , което ще доведе до повишаване на КПД.When high-pressure pneumatic energy is output, instead of air-cooled, the compressor cylinders can be used to pre-heat the coolant, which will increase the efficiency.
Claims (13)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BG105831A BG105831A (en) | 2001-08-20 | 2001-08-20 | Combined piston engine |
PCT/BG2002/000021 WO2003016701A1 (en) | 2001-08-20 | 2002-08-15 | Combined piston engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BG105831A BG105831A (en) | 2001-08-20 | 2001-08-20 | Combined piston engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BG105831A true BG105831A (en) | 2003-02-28 |
Family
ID=3928501
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BG105831A Pending BG105831A (en) | 2001-08-20 | 2001-08-20 | Combined piston engine |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
BG (1) | BG105831A (en) |
WO (1) | WO2003016701A1 (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006104996A (en) * | 2004-10-04 | 2006-04-20 | Tokyo Institute Of Technology | Power transmission device of engine |
EP1876323A1 (en) * | 2006-06-01 | 2008-01-09 | Perewusnyk, Josef | Combustion engine with auto ignition of the air-fuel mix |
GB0710852D0 (en) * | 2007-06-06 | 2007-07-18 | Cox Powertrain Ltd | Internal combustion engines |
NO328416B1 (en) * | 2008-03-14 | 2010-02-15 | Odd Bernhard Torkildsen | Combined internal combustion engine and steam engine |
AU2013202222B2 (en) * | 2008-03-14 | 2015-07-09 | Torkildsen, Odd Bernhard MR | Combustion engine having mutually connected pistons |
DE102010038542A1 (en) * | 2010-07-28 | 2012-02-02 | Robert Bosch Gmbh | piston engine |
DE102010038532A1 (en) * | 2010-07-28 | 2012-02-02 | Robert Bosch Gmbh | Piston machine for converting heat into mechanical energy |
DE102011076396A1 (en) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | Robert Bosch Gmbh | Crank loop drive |
GB2494371B (en) * | 2011-05-24 | 2013-12-04 | Cox Powertrain Ltd | Internal combustion engine with an opposed piston configuration |
US9416723B2 (en) * | 2013-04-08 | 2016-08-16 | Kenneth W. Cowans | Air supply concepts to improve efficiency of VCRC engines |
GB202014614D0 (en) * | 2020-09-16 | 2020-10-28 | Carnot Ltd | Internal combustion engine |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE265227C (en) * | ||||
US1390281A (en) * | 1917-10-15 | 1921-09-13 | Hayward Nv | Engine |
GB139536A (en) * | 1918-11-20 | 1920-02-20 | James Fogden Humphrey | An improvement in internal combustion engines of the single-acting, double piston, two-stroke type |
FR639164A (en) * | 1926-08-09 | 1928-06-15 | Brown | Control method for installations comprising internal combustion engines and steam engines |
DE538506C (en) * | 1927-11-18 | 1931-11-14 | Schmidt Sche Heissdampf Ges M | Two-pressure steam power plant combined with an internal combustion engine |
GB455301A (en) * | 1936-01-13 | 1936-10-19 | Cyril Leonard Cremer | Improvements in two-stroke cycle internal combustion engines |
DE941758C (en) * | 1952-02-07 | 1956-04-19 | Willibald Krasnitzky | Combined combustion and steam power plant |
DE2308127C3 (en) * | 1973-02-19 | 1979-09-06 | Walter 2105 Seevetal Franke | Two-stroke internal combustion engine with two or three compression chambers |
JPS6030451A (en) * | 1983-07-29 | 1985-02-16 | Hino Motors Ltd | Heat insulating device for engine |
US4936262A (en) * | 1985-12-05 | 1990-06-26 | Paul Marius A | Regenerative thermal engine |
-
2001
- 2001-08-20 BG BG105831A patent/BG105831A/en active Pending
-
2002
- 2002-08-15 WO PCT/BG2002/000021 patent/WO2003016701A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2003016701A1 (en) | 2003-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4791787A (en) | Regenerative thermal engine | |
KR101321558B1 (en) | Double piston cycle engine | |
US6095100A (en) | Combination internal combustion and steam engine | |
US5222466A (en) | Internal combustion engine with flexible/piston cylinder | |
US4936262A (en) | Regenerative thermal engine | |
WO2009066178A2 (en) | Heat engines | |
KR20010020289A (en) | Internal combustion engine | |
WO2003027541A1 (en) | Method and apparatus for diminishing the consumption of fuel and converting reciprocal piston motion into rotary motion | |
BG105831A (en) | Combined piston engine | |
RU2214525C2 (en) | Method of operation of power plant with piston internal combustion engine (versions) and power plant for implementing the method | |
US3143850A (en) | Supercharged integral compression engine | |
CN101253316A (en) | Steam enhanced double piston cycle engine | |
US4638635A (en) | Internal combustion engine system | |
EP0211076B1 (en) | Compound rotary-reciprocal engine | |
RU2361098C1 (en) | Two-cycle internal combustion engine | |
RU2246625C2 (en) | Method of operation of internal combustion engine and device for implementing the method | |
US6119640A (en) | Internal combustion engine with slot-type gas distribution | |
EP0006747A1 (en) | Internal-combustion engine with additional expansion | |
RU2136920C1 (en) | Method of operation of two-stroke internal combustion engine | |
RU2072434C1 (en) | Internal combustion engine and method of its operation | |
RU2269017C2 (en) | Internal combustion engine with additional pistons | |
US4644752A (en) | Engine system for ships | |
RU2094632C1 (en) | Internal combustion engine | |
RU32200U1 (en) | Powertrain SEKO | |
KR20080038273A (en) | Steam enhanced double piston cycle engine |