DE2157349C3

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Info

Publication number: DE2157349C3
Application number: DE19712157349
Authority: DE
Inventors: Sergej Vasilevitsch Jazenko; Igor Pavlovitsch Komnatnyj; Vadim Grigorjevitsch Kononenko; Stanislav Anisimovitsch Masnitschenko; Serafim Valiljevitsch Schtschekotschichin; Viktor Aleksejevitsch Stelmach; Vitalij Evgenevitsch Strischenko
Original assignee: CHARKOVSKIJ AVIAZIONNYJ INSTITUT CHARKOW (SOWJETUNION)
Current assignee: CHARKOVSKIJ AVIAZIONNYJ INSTITUT CHARKOW (SOWJETUNION)
Priority date: 1971-11-19
Filing date: 1971-11-19
Publication date: 1978-07-06
Also published as: DE2157349A1; DE2157349B2

Description

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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 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 is contained in a housing one internal combustion engine cylinder for the internal combustion engine piston and one for filling with Fuel gas has certain cylinder, the purpose of overflowing the fuel gas with the internal combustion engine cylinder through an opening in communication, which is through a valve with forcibly operated Shut-off member is controlled. Such a pulse piston internal combustion engine is known. It will be beneficial to Execution of single strokes used, e.g. B. in pressing and forging technology for deforming metallic workpieces or in machine scissors for cutting billets or strands 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 <*> des Brenngases durch die Unzuverlässigkeit der Dichtungen an den Verbindungsstellen zwischen Büchse und Gehäuse begrenzt ist. Außerdem sind die Abmessungen beträchtlich, d;i zum Ausgleich des Volumens, das von dem Absperrglied im brenngasge- <>5 füllten Raum eingenommen wird, eine Vergrößerung der Abmesssungen des Gehäuses erforderlich ist. Beim Einsatz der Maschine zum Inpulsschneiden von Knüppeln erschwert eine Vergrößerung der Außenmaße die Einfügung in Mehrstranganlagen mit einem geringen Abstand zwischen den benachbarten Strängen.The disadvantage of this training is that the pressure <*> of the fuel gas due to the unreliability of the seals at the joints between the liner and housing is limited. In addition, the dimensions are considerable, d; i to compensate for the Volume that is occupied by the shut-off member in the fuel gas-filled space, an increase the dimensions of the housing is required. When using the machine for pulse cutting of An enlargement of the external dimensions makes it more difficult to insert the billet in multiple line systems with a small distance between the adjacent strands.

Schließlich führt die Rohrleitung ?Ui' 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 Oberströmung des Brenngases in den Brennkraftmaschinen-Zylinder führt.Finally, the pipeline 'Ui' carries the transmission of the Fluid pressure from the compressed water accumulator to the shut-off element to an increase in the hydraulic Resistance when opening the shut-off member, whereby the opening speed is reduced, what in turn to energy losses in the overflow of the fuel gas into the internal combustion engine cylinder leads.

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 Oberströmung des Brenngases nach der Zündung in den Brennkraftmaschinen-Zylinder verlustarm erfolgtThe 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 Overflow of the fuel gas after ignition into the internal combustion engine cylinder takes place 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 Überstrcmung 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.In the following, the invention will be described based on the description an exemplary embodiment and the drawing further explained sectional representation of part of a pulse piston internal combustion engine according to the invention.

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 Hohlkolbenwänden 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 a spark plug 10 for igniting the fuel gases is seated in it.

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 generated, which is located directly on the housing 1 is mounted.

Der Druckwasserakkumulator 12 ist mit einem durch eine Feder 14 belasteten Rückschlagventil 13, das eine Düse 15 aufweist, versehen. Herrscht im Zy'inder 4 der s größere und im Hohlraum 16 des 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 dieser Richtung schnell erfolgt Herrscht dagegen im Hohlraum 16 der größere Druck, so ist das Rückschlagventil 13 geschlossen, und zur Strömung in Richtung des Zylinders 4 steht nur der Querschnitt der Düse 15 zur Verfugung.The pressurized water accumulator 12 is provided with a check valve 13 loaded by a spring 14, the one Has nozzle 15 is provided. Dominates in Zy'inder 4 of the s larger and in the cavity 16 of the pressurized water accumulator 12 the smaller pressure, the check valve 13 lifts from its seat and it is available Water overflow in the cavity 16 a large cross-section available, so that the flow in this direction takes place quickly, however, prevails in the cavity 16, the check valve 13 is closed, and the flow in the direction of the Cylinder 4, only the cross section of the nozzle 15 is available.

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

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

Der Druck im Hohlraum 16 des Druckwreserakkumulators 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 desThe pressure in the cavity 16 of the Druckwreserakkumulators 12 ensures in the rest state that the Hollow piston 6 closes the overflow opening 5 Through the channel 9, the fuel gas is supplied, which the Cylinder 4 and also the interior space 7 of the hollow piston which is in connection with this through the channels 8 6 fills. To trigger a blow of the internal combustion engine piston 3, the fuel gas is through the Spark plug 10 ignites and burns while increasing the pressure in the (in the drawing) left part of the Zylinders 4.Cylinder 4.

Unter Einwirkung dieses Druckes verschiebt sich der Hohlkolben 6 (in der Zeichnung) nach rechts, wobei er die auf ihn ausgeübte Kraftwirkung des Wassers 11 überwindet Das Wasser 11 wird durch das Rückschlagventil 13 in den Druckwasserakkumulator 12 verdrängt und zwar 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 istUnder the action of this pressure, the hollow piston 6 (in the drawing) moves to the right, where he overcomes the force exerted on it by the water 11. The water 11 is displaced through the check valve 13 into the pressurized water accumulator 12 while opening the check valve 13, so that a rapid overflow of the water 11 in the Pressure water accumulator 12 and a correspondingly quick opening of the overflow opening 5 guaranteed is

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 under high pressure flow through the very quickly fully opened overflow opening 5 and act on the internal combustion engine piston 3, which is used to perform useful work is accelerated.

Bei Beendigung des Arbeitshubs fällt 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 II durch die Düse 15 und somit eine langsame Schließbewegung des Hohlkolbens 6 bewirkt. Dieser setzt sich stoßfrei in die Überströmöffnung 5 unter Absperrung derselben. Nach der Rückkehr des Hohlkolbens 6 und des Brennkraftmaschinen-Kolbens 3 in die jeweilige Ausgangsstellung ist das Arbeitsspiel beendetAt the end of the working stroke, the pressure in the internal combustion engine cylinder 2 and thus also in the Cylinder 4 and in the interior 7 of the hollow piston 6. As a result, the pressure in the pressurized water accumulator 12, which now has a slow overflow, predominates again of the water II through the nozzle 15 and thus a slow closing movement of the hollow piston 6. This sits smoothly in the overflow opening 5 with the same shut off. After the return of the Hollow piston 6 and the internal combustion engine piston 3 in the respective starting position is the working cycle completed

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Impulse piston internal combustion engine which has in a housing an internal combustion engine cylinder for the internal combustion engine piston and a cylinder intended for filling with fuel gas, which is connected to the internal combustion engine cylinder through an opening through a valve for the purpose of overflow of the fuel gas w forcibly operated shut-off member is controlled, characterized in that the shut-off member 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 a displacement of this hollow piston (6) for allows the overflow of the fuel gas into the engine cylinder (2), the hollow piston (S) 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) is in connection, which are executed in the walls of the hollow piston (6), and the other part of the drive for forced closing of the hollow piston (6)

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).