DE2157349B2 - PULSE PISTON COMBUSTION MACHINE - Google Patents

PULSE PISTON COMBUSTION MACHINE

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DE2157349B2 DE19712157349 DE2157349A DE2157349B2 DE 2157349 B2 DE2157349 B2 DE 2157349B2 DE 19712157349 DE19712157349 DE 19712157349 DE 2157349 A DE2157349 A DE 2157349A DE 2157349 B2 DE2157349 B2 DE 2157349B2
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Vitalij Evgenevitsch; Komnatnyj Igor Pavlovitsch; Jazenko Sergej Vasilevitsch; Kononenko Vadim Grigorjevitsch; Masnitschenko Stanislav Anisimovitsch; Stelmach Viktor Aleksejevitsch; Schtschekotschichin Serafim Valiljevitsch; Charkow Strischenko (Sowjetunion)
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Charkovskij Aviazionnyj Institut, Charkow (Sowjetunion)
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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Impulskolben-Brennkraftmaschine, die in einem Gehäuse einen Brennkraftmaschinen-Zylinder für den Brennkraftmaschinen-Kolben und einen zum Füllen mit Brenngas bestimmten Zylinder aufweist, der zweck Überströmung des Brenngases mit dem Brennkraftmaschinen-Zylinder durch eine öffnung in Verbindung steht, die durch ein Ventil mit zwangsweise betätigtem Absperrglied gesteuert wird. Eine solche Impulskolben-Brennkraftmaschine ist bekannt. Sie wird vorteilhaft zur Ai Ausführung einzelner Schläge eingesetzt, z. B. in der Pressen- und Schmiedetechnik zum Verformen von metallischen Werkstücken oder in Maschinenscheren zum Schneiden von Knüppeln oder Strängen aus Stranggußanlagen.The present invention relates to a pulse piston internal combustion engine which has an internal combustion engine cylinder in a housing for the internal combustion engine piston and a cylinder intended to be filled with fuel gas, which is connected to the internal combustion engine cylinder through an opening for the purpose of overflowing the fuel gas which is controlled by a valve with a forcibly operated shut-off member. Such a pulse piston internal combustion engine is known. It is advantageously used for Ai execution of individual strikes, z. B. in press and forging technology for deforming metallic workpieces or in machine shears for cutting billets or strands from continuous casting plants.

Bei der bekannten Ausbildung hat das Absperrglied die Form eines Stabes, der in einer Führungsbüchse sitzt, die im Gehäuse angeordnet und durch Dichtungen hermetisch mit ihr verbunden ist. Der Antrieb zum zwangsweisen Schließen des Absperrgliedes stellt einen Druckwasserakkumulator dar, der außerhalb des Gehäuses angeordnet und mit dem Absperrglied durch eine den Flüssigkeitsdruck übertragende Rohrleitung verbunden ist.In the known design, the shut-off member has the shape of a rod which is in a guide sleeve sits, which is arranged in the housing and hermetically connected to her by seals. The drive to forcible closing of the shut-off element represents a pressurized water accumulator which is outside the Housing arranged and with the shut-off member through a pipe transmitting the fluid pressure connected is.

Nachteilig ist bei dieser Ausbildung, daß der Druck c« des Brenngases durch die Unzuverlässigkeit der Dichtungen an den Verbindungsstellen zwischen Büchse und Gehäuse begrenzt ist. Außerdem sind die Abmessungen beträchtlich, da zum Ausgleich des Volumens, das von dem Absperrglied im brenngasge- f>5 füllten Raum eingenommen wird, eine Vergrößerung der Abmesssungen des Gehäuses erforderlich ist. Beim Einsatz der Maschine zum Inpulsschneiden von 349The disadvantage of this design is that the pressure c "of the fuel gas is limited by the unreliability of the seals at the connection points between the liner and the housing. In addition, the dimensions are considerable, since a magnification of the Abmesssungen of the housing is necessary to balance occupied 5 crowded room of the cut-off member in brenngasge- f> the volume. When using the machine for pulse cutting of 349

Knüppeln erschwert eine Vergrößerung der Außenmaße die Einfügung in Mehrstranganlagen mit einem geringen Absland zwischen den benachbarten Strängen.An enlargement of the external dimensions makes it more difficult to insert the billet in multiple line systems with a little distance between the neighboring strands.

Schließlich führt die Rohrleitung zur Übertragung des Flüssigkeitsdruckes vom Preßwasserakkumulator zum Absperrglied zu einer Vergrößerung des hydraulischen Widerstandes beim öffnen des Absperrglieds, wodurch die öffnungsgeschwindigkeit verringert wird, was wiederum zu Energieverlusten bei der Überströmung des Brenngases in den Brennkraftmaschinen-Zylinder führt.Finally, the pipeline leads to the transmission of the liquid pressure from the press water accumulator to the Shut-off member to increase the hydraulic resistance when opening the shut-off member, whereby the opening speed is reduced, which in turn leads to energy losses during the overflow of the fuel gas leads into the engine cylinder.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Beseitigung der beschriebenen Mängel eine Impulskolben-Brennkraftmaschine zu schaffen, die mit hohen Drücken betrieben und kompakt gebaut werden kann und bei der die Übersirömung des Brenngases nach der Zündung in den Brennkrafimaschinen-Zylinder verlustarm erfolgt.The object of the invention is to provide a pulse piston internal combustion engine while eliminating the deficiencies described to create that can be operated at high pressures and built compactly and in which the After ignition, the fuel gas flows over into the combustion engine cylinder with little loss.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Ausbildung wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Absperrglied des Ventils in Form eines Hohlkolbens ausgebildet ist, der in dem mit Brenngas gefüllten Zylinder mit einem Spiel untergebracht ist, das eine Verschiebung dieses Hohlkolbens für die Überströmung des Brenngases in den Brennkraftmaschinen-Zylinder zuläßt, wobei der Hohlkolben den Zylinder in zwei Teile trennt, von denen der mit Brenngas gefüllte Teil mit dem Innenraum des Hohlkolbens durch Kanäle in Verbindung steht, die in den Wänden des Hohlkolbens ausgeführt sind, und der andere Teil den Antrieb zum zwangsweisen Schließen des Hohlkolbens enthält.Based on the training described at the outset, this object is achieved according to the invention proposed that the shut-off member of the valve is designed in the form of a hollow piston, which is in the with Fuel gas-filled cylinder is housed with a game that a displacement of this hollow piston for the overflow of the fuel gas into the engine cylinder allows, the hollow piston separates the cylinder into two parts, of which the one with Fuel gas-filled part communicates with the interior of the hollow piston through channels that are in the walls of the hollow piston are carried out, and the other part is the drive for forced closing of the hollow piston.

Zweckmäßigerweise ist der Antrieb zum zwangsweisen Schließen des Hohlkolbens ein am Gehäuse befestigter Druckwasserakkumulator, welcher ein die Verbindung zum Zylinder herstellenden Rückschlagventil mit Düse aufweist.The drive for the forced closing of the hollow piston is expediently on the housing attached pressurized water accumulator, which has a check valve that connects to the cylinder with nozzle.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung weiter erläutert. Die Zeichnung zeigt die schnittbildliche Darstellung eines Teils einer erfindungsgemäßen Impulskolben-Brennkraftmaschine.The invention is explained below with reference to the description of an exemplary embodiment and the drawing further explained. The drawing shows the sectional representation of part of an inventive Impulse piston internal combustion engine.

Die Impulskolben-Brennkraftmaschine besteht aus einem Gehäuse 1, in dem der Brennkraftmaschinen-Zylinder 2 ausgebildet ist, in welchem sich der Brennkraftmaschinen-Kolben 3 bewegt. Oberhalb des Brennkraftmaschinen-Kolbens 3 ist im Gehäuse 1 ein Zylinder 4 ausgebildet, der mittels einer Überströmöffnung 5 mit dem Brennkraftmaschinen-Zylinder 2 verbindbar ist.The pulse piston internal combustion engine consists of a housing 1 in which the internal combustion engine cylinder 2 is formed, in which the internal combustion engine piston 3 moves. Above the engine piston 3, a cylinder 4 is formed in the housing 1, which by means of an overflow opening 5 with the internal combustion engine cylinder 2 can be connected.

Diese öffnung 3 ist im Ruhezustand durch ein Absperrglied in Form eines Hohlkolbens 6 verschlossen. Im Zylinder 4 sitzt dieser Hohlkolben 6 mit axialem Spiel zur Ausführung eines Öffnungshubs, durch den die Überströmung von im Zylinder 4 und im Innern des Hohlkolbens 6 befindlichen Brenngasen nach deren Zündung ermöglicht wird. Die Brenngase können ein aus gasförmigem oder flüssigem Kraftstoff mit einem Oxydationsmittel aufbereitetes Gemisch darstellen.This opening 3 is closed in the idle state by a shut-off element in the form of a hollow piston 6. In the cylinder 4, this hollow piston 6 sits with axial play to perform an opening stroke through which the Overflow of fuel gases located in the cylinder 4 and inside the hollow piston 6 after their Ignition is enabled. The fuel gases can be made of gaseous or liquid fuel with a Oxidizing agents represent prepared mixture.

Der Hohlkolben 6 trennt den Zylinder 4 in zwei Teile, von denen einer durch in den Hohikolbenwänden ausgeführte Kanäle 8 mit dem Innenraum 7 des Hohlkolbens in Verbindung steht. In diesem Teil mündet ein Kanal 9 zur Zuführung des Brenngases, und es sitzt in ihm eine Zündkerze 10 zur Zündung der Brenngase.The hollow piston 6 separates the cylinder 4 into two parts, one of which passes through the hollow piston walls executed channels 8 is in communication with the interior 7 of the hollow piston. In this part flows a channel 9 for supplying the fuel gas, and there is a spark plug 10 in it for igniting the fuel gases.

Der andere Teil des Zylinders 4 ist mit unter Druck stehendem Wasser 11 gefüllt, das die Rückseite des Hohlkolbens in dem Sinne beaufschlagt, daß dieser mit seiner Vorderseite die Überströmöffnung 5 verschließt. Der Flüssigkeitsdruck wird durch einen Druckwasser-The other part of the cylinder 4 is filled with pressurized water 11, which is the back of the The hollow piston is acted upon in the sense that it closes the overflow opening 5 with its front side. The fluid pressure is determined by a pressurized water

akkumulator 12 erzeugt, der unmittelbar am Gehäuse 1 montiert ist.Accumulator 12 is generated, which is mounted directly on the housing 1.

Der Druckwasserakkumulator 12 ist mit einem durch eine Feder 14 belasteten Rückschlagventil 13, das eine Düse 15 aufweist, versehen. Herrsch; im Zylinder 4 der > größere und im Hohlraum 16 de;; Druckwasserakkumulators 12 der kleinere Druck, so hebt das Rückschlagventil 13 von seinem Sitz ab, und es steht zur Wasserüberströmung in den Hohlraum 16 ein großer Querschnitt zur Verfugung, so daß die Strömung in i< > dieser Richtung schnei! erfolgt. Herrscht dagegen im Hohlraum 16 der größere Druck, so ist das Rückschlagventil 13 geschlossen, und zur Strömung in Richtung des Zylinders 4 sieht nur der Querschnitt der Düse 15 zur Verfugung. i<The pressurized water accumulator 12 is provided with a check valve 13 loaded by a spring 14, the one Has nozzle 15 is provided. Rulership; in the cylinder 4 the> larger and in the cavity 16 de ;; Pressurized water accumulator 12 the lower pressure, the check valve 13 lifts from its seat and it is available Water overflow into the cavity 16 has a large cross-section available, so that the flow in i < > this direction snow! he follows. If, on the other hand, the greater pressure prevails in the cavity 16, then it is the check valve 13 closed, and the flow in the direction of the cylinder 4 only sees the cross section of the nozzle 15 Disposal. i <

Der Hohlraum 16 ist zur Erzeugung des Drucks im Wasser in seinem oberen Bereich mit Preßgas gefüllt.The cavity 16 is filled in its upper area with compressed gas to generate the pressure in the water.

Der Betrieb der Impuiskolben-Brennkraftmaschine verläuft wie folgt:The operation of the pulse piston internal combustion engine is as follows:

Der Druck im Hohlraum 16 des Druckwasserakku- μ niulators 12 gewährleistet im Ruhezustand, daß der Hohlkolben 6 die Überströmöffnung 5 schließt. Durch den Kanal 9 wird das Brenngas zugeführt, das den Zylinder 4 sowie auch den mit diesem durch die Kanäle 8 in Verbidung stehenden Innenraum 7 des Hohlkolbens ^ 6 füllt. Zur Auslösung eines Schlags des Brennkraftmaschinen-Kolbens 3 wird das Brenngas durch die Zündkerze 10 entzündet und verbrennt unter Erhöhung des Drucks im (in der Zeichnung) linken Teil des Zylinders 4.The pressure in the cavity 16 of the pressurized water accumulator μ Niulators 12 ensures in the rest state that the hollow piston 6 closes the overflow opening 5. By the channel 9 is supplied with the fuel gas, which the cylinder 4 as well as the with this through the channels 8 connected interior 7 of the hollow piston ^ 6 fills. To trigger an impact on the internal combustion engine piston 3, the fuel gas is ignited by the spark plug 10 and burns while increasing the pressure in the (in the drawing) left part of the cylinder 4.

Unter Hinwirkung dieses Druckes verschiebt sich der Hohlkolben 6 (in der Zeichnung) nach rechts, wobei er die auf ihn ausgeübte Kraliwirkung des Wassers 11 überwindet. Das Wasser !1 wird durch das Rückschlagventil 13 in den Druckwasserakkumulator 12 verdrängt, und /war unter öffnen des Rückschlagventils 13, so daß eine schnelle Überströmung des Wassers 11 in den Druckwasserakkumulator 12 und ein entsprechend schnelles öffnen der Überströmöffnung 5 gewährleistet ist.With the effect of this pressure, the hollow piston 6 (in the drawing) moves to the right, where he overcomes the kale effect of the water 11 exerted on him. The water! 1 is through the check valve 13 displaced into the pressurized water accumulator 12, and / was opening the check valve 13, so that a rapid overflow of the water 11 in the pressurized water accumulator 12 and a corresponding rapid opening of the overflow opening 5 is guaranteed.

Die unter hohem Druck stehenden Brenngase strömen durch die sehr schnell voll geöffnete Überströmöffnung 5 und beaufschlagen den Brennkraftmaschinen-Kolben 3, der zur Ausführung einer Nutzarbeit beschleunigt wird.The fuel gases, which are under high pressure, flow through the overflow opening, which opens very quickly 5 and act on the internal combustion engine piston 3, which is used to perform useful work is accelerated.

Bei Beendigung des Arbeitshubs fallt der Druck im Brennkraftmaschinen-Zylinder 2 und damit auch im Zylinder 4 und im Innenraum 7 des Hohlkolbens 6. Dadurch überwiegt wieder der Druck im Druckwasserakkumulator 12, der jetzt eine langsame Überströmung des Wassers 11 durch die Düse 15 und somit eine langsame Schließbewegung des Hohlkolbens 6 bewirkt. Dieser setzt sich stoßfrei in die Überströmöffnung 5 untep Absperrung derselben. Nach der Rückkehr des Hohlkolbens 6 und des Brennkraftmaschinen-Kolbens 3 in die jeweilige Ausgangsstellung ist das Arbeitsspiel beendet.Upon completion of the working stroke of the pressure in the engine cylinder falls 2 and thus also in the cylinder 4 and in the interior 7 of the hollow piston 6. This outweighs again the pressure in the Druckwasserakkumulator 12, the now slow up-flow of water 11 through the nozzle 15 and thus slow closing movement of the hollow piston 6 causes. This is made smoothly in the overflow 5 unte p shutoff same. After the return of the hollow piston 6 and the internal combustion engine piston 3 to the respective starting position, the working cycle is ended.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

21 Patentansprüche:21 claims: 1. Impulskolben-Brennkraftmaschine, die in einem Gehäuse einen Brennkraftmaschinen-Zylinder für · den Brennkraftmaschinen-Kolben und einen zum Füllen mit Brenngas bestimmten Zylinder aufweist, der zwecks Überströmung des Brenngases mit dem Brennkraftmaschinen-Zylinder durch eine Öffnung in Verbindung steht, die durch ein Ventii mit u· zwangsweise betätigtem Absperrglied gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrglied des Ventils in Form eines Hohlkolbens (6) ausgebildet ist, der in dem mit Brenngas gefüllten Zylinder (4) mit einem Spiel untergebracht ist, das is eine Verschiebung dieses Hohlkolbens (6) für die Überströmung des Brenngases in den Brennkraftmasehinen-Zylinder (2) zuläßt, wobei der Hohlkolben (6) den Zylinder (4) in zwei Teile trennt, von denen der mit Brenngas gefüllte Teil mit dem :;> Innenraum (7) des Hohlkolbens (6) durch Kanäle (8) in Verbindung steht, die in den Wänden des Hohlkolbens (6) ausgeführt sind, und der andere Teil den Antrieb zum zwangsweisen Schließen des Hohlkolbens (6) enthält. i\ 1. Impulse piston internal combustion engine which has an internal combustion engine cylinder for Valve is controlled with a forcibly actuated shut-off element, characterized in that the shut-off element of the valve is designed in the form of a hollow piston (6) which is accommodated in the cylinder (4) filled with fuel gas with a clearance that is a displacement of this hollow piston (6) allows the fuel gas to flow over into the internal combustion engine cylinder (2), the hollow piston (6) separating the cylinder (4) into two parts, of which the part filled with fuel gas with the:;> interior (7) of the hollow piston (6) through channels (8) which are executed in the walls of the hollow piston (6), and the other part of the drive for the forced Contains closing the hollow piston (6). i \ 2. Impulskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb zum zwangsweisen Schließen des Hohlkolbens (6) ein am Gehäuse (1) befestigter Druckwasserakkumulator (12) ist, welcher ein die Verbindung zum Zylinder (4) herstellendes Rückschlagventil (13) mit Düse (15) aufweist.2. Impulse piston internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the drive a pressurized water accumulator attached to the housing (1) for the forced closing of the hollow piston (6) (12), which has a check valve (13) that connects to the cylinder (4) Has nozzle (15).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2338133A1 (en) * 1976-01-13 1977-08-12 Knaebel Horst DEVICE THAT CAN BE USED TO ABRENTLY PRODUCE A LOAD ON A BODY INTENDED TO BE FACTORY, PROCESSED OR CHARGED

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2338133A1 (en) * 1976-01-13 1977-08-12 Knaebel Horst DEVICE THAT CAN BE USED TO ABRENTLY PRODUCE A LOAD ON A BODY INTENDED TO BE FACTORY, PROCESSED OR CHARGED

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