RU149692U1 - Двигатель гидротурбинный гидравлический - Google Patents

Abstract

1. Двигатель гидротурбинный гидравлический внутреннего сгорания, содержащий гидротурбину, бак рабочей жидкости, отличающийся тем, что двигатель дополнительно содержит нагнетательный и всасывающий трубопроводы, нагнетательные и рабочие цилиндры с поршнями, при этом диаметр поршней нагнетательных цилиндров меньше диаметра поршней рабочих цилиндров.2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что нагнетательных цилиндров может быть от двух до двух десятков.3. Двигатель по п. 2, отличающийся тем, что каждый из нагнетательных цилиндров снабжен двумя обратными клапанами.4. Двигатель по п. 3, отличающийся тем, что нагнетательный и всасывающий трубопроводы снабжены электромагнитными клапанами.5. Двигатель по п. 4, отличающийся тем, что рабочие цилиндры снабжены контактами электромагнитных клапанов.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к гидротурбинным гидравлическим двигателям внутреннего сгорания, и предназначена для широкого использования во всех устройствах, в частности в машинах и механизмах, а также в бытовых и промышленных установках.

Широко известны различные конструкции гидротурбинных двигателей внутреннего сгорания, использующие энергию сгоревшего в цилиндрах горючего, преобразующие возвратно-поступательное движение поршней в цилиндрах во вращательное движение рабочего вала с помощью без шатунного силового механизма.

Известен двигатель внутреннего сгорания (SU авторское свидетельство, 11278, F02G/02, 1929 г.), состоящий из поршневого без шатунного ДВС, турбины приводимой во вращение жидкостью, перегоняемой назад и вперед поршнями, при этом ДВС содержит две пары поршней расположенных в цилиндрах, образующих камеры сгорания и каждая пара поршней на общем штоке имеет третий поршень, приводящий в движение рабочее тело (жидкость).

К недостаткам известного двигателя следует отнести достаточно высокую сложность конструкции камер сгорания, наличие трех поршней, что значительно усложняет конструкцию двигателя в целом и снижает надежность в процессе эксплуатации, а также невозможность изменения направления вращения гидротурбины, невозможности отключения гидротурбины при работающем двигателе.

Известен, принятый за прототип, двухтактный гидротурбинный двигатель внутреннего сгорания (патент РФ на полезную модель №98482, F02B 71/04, опубл. 20.10.2010), выполненный с пневматическим приводом системы газораспределения и регулируемой степенью сжатия, содержащий корпус с гидротурбиной, один или несколько цилиндров с поршнями, жестко соединенными штоками между собой и перемещающимися в насосных камерах, трубопровод.

К недостаткам известного двигателя относятся ограниченность применения известного двигателя в виду невозможности изменения направления вращения гидротурбины, невозможности отключения гидротурбины при работающем двигателе.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относятся недостаточная мощность двигателя, для увеличения которой требуется установка дополнительных цилиндров, кроме того необходим узел согласования работы цилиндров, что в целом приводит к усложнению конструкции двигателя, больший расход топлива по сравнению с предлагаемой полезной моделью и большие габариты.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является разработка усовершенствованного гидротурбинного гидравлического двигателя с улучшенными техническими характеристиками.

Техническим результатом является увеличение КПД, экономичность и компактность предлагаемого гидротурбинного гидравлического двигателя.

Поставленная задача достигается тем, что гидротурбинный гидравлический двигатель, содержащий гидротурбину, бак рабочей жидкости, согласно полезной модели, двигатель дополнительно снабжен нагнетательным и всасывающим трубопроводами, рабочими и нагнетательными цилиндрами с поршнями, при этом нагнетательных цилиндров может быть от двух до двух десятков, содержащих обратные клапаны, нагнетательный и всасывающий трубопроводы снабжены электромагнитными клапанами, а рабочие цилиндры содержат контакты электромагнитных клапанов.

Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

Применение в конструкции двигателя рабочих и нагнетательных цилиндров с обратными клапанами позволяет увеличить силу давления жидкости в системе согласно закону Паскаля, что приводит к увеличению КПД двигателя. Вследствие уменьшения размеров нагнетательных цилиндров, уменьшается количество расхода топлива. В аналогах для увеличения мощности двигателя необходимо увеличивать размеры цилиндров, при этом цилиндры занимают наибольший объем в конструкции подобных двигателей. В заявляемом двигателе, с применением гидравлической связи нагнетательного и рабочего цилиндров, возможно применение уменьшенных нагнетательных цилиндров, что в целом позволяет изготавливать двигатель компактным.

На чертеже представлен заявляемый гидротурбинный гидравлический двигатель.

Двигатель гидротурбинный гидравлический содержит рабочие цилиндры 1, 2 с поршнями 3, 4 и нагнетательные цилиндры 5, 6, с поршнями 7, 8 соответственно, обратными клапанами 9, 10, всасывающий трубопровод 11 с электромагнитными клапанами 12, 13 и нагнетательный трубопровод 14 с электромагнитными клапанами 15, 16, контакты электромагнитных клапанов 17, 18, размещенные в рабочих цилиндрах 1, 2, трубопроводы 19, 20 с запорными вентилями 21, 22, 23, 24, которые соединяют трубопроводы 19, 20 с турбиной 25, и соединительные трубопроводы 26, 27 с запорными вентилями 28, 29, 30. Запорный вентиль 28 соединяет трубопроводы 19, 20, а запорные вентили 29, 30 соединяют трубопроводы 19, 20 с баком рабочей жидкости 31.

Принцип работы гидротурбинного гидравлического двигателя основан на законе Паскаля (давление, приложенное к внешней поверхности жидкости, не нарушающее ее равновесия, передается всем точкам этой жидкости без изменения), поэтому в заявляемом двигателе возможно применение диаметра нагнетательных цилиндров в 10 или более раз меньше в отношении диаметра рабочих цилиндров.

Работа гидротурбинного гидравлического двигателя внутреннего сгорания осуществляется следующим образом.

Пуск двигателя осуществляется подачей сжатого воздуха, с последующей подачей топлива (не показано) в один из нагнетательных цилиндров, например, цилиндр 5. При запуске двигателя поршень 7 из цилиндра 5 перекачивает жидкость из всасывающего трубопровода 11 в нагнетательный трубопровод 14, через обратные клапаны 9, 10, при открытом электромагнитном клапане 15 в рабочий цилиндр 1. Поршень 3 в рабочем цилиндре 1 под давлением жидкости идет в верхнюю мертвую точку, одновременно передавая давление жидкости по трубопроводу 19 на лопатки турбины 25. При открытых запорных вентилях 21 и 24 турбина 25 вращается по часовой стрелке, или против часовой стрелки при открытии запорных вентилей 22, 23. После турбины 25 жидкость по трубопроводу 20 поступает в рабочий цилиндр 2, выжимая поршень 4 в нижнюю мертвую точку. Переключение электромагнитных клапанов в двигателе происходит следующим образом, при достижении поршнем 3 рабочего цилиндра 1 верхней мертвой точки, замыкаются контакты 17, подавая сигнал электромагнитным клапанам 12, 16 на закрытие, и соответственно клапанам 13 и 15 на открытие, после чего осуществляется рабочий ход в рабочем цилиндре 2 по аналогичному циклу. При закрытых вентилях 21, 22, 23, 24 и открытом вентиле 28 трубопровода 27 осуществляется холостой ход двигателя, при котором турбина 25 не вращается.

Увеличение уровня жидкости в баке 31, открытием запорных вентилей 29 или 30, увеличивает скорость вращения турбины 25, с уменьшением давления на лопатках турбины, а при уменьшении уровня жидкости в баке 31, скорость турбины 25 уменьшается, давление на лопатках турбины увеличивается.

Предлагаемый двигатель использует для своей работы энергию сгорания топлива. Такой двигатель позволяет экономить топливо при одинаковом создаваемом усилии от 5 до 10 раз на валу турбины в сравнении с аналогами. Для движения нагнетательных цилиндров в заявляемом двигателе можно использовать энергию любого вида.

Claims (5)

1. Двигатель гидротурбинный гидравлический внутреннего сгорания, содержащий гидротурбину, бак рабочей жидкости, отличающийся тем, что двигатель дополнительно содержит нагнетательный и всасывающий трубопроводы, нагнетательные и рабочие цилиндры с поршнями, при этом диаметр поршней нагнетательных цилиндров меньше диаметра поршней рабочих цилиндров.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что нагнетательных цилиндров может быть от двух до двух десятков.

3. Двигатель по п. 2, отличающийся тем, что каждый из нагнетательных цилиндров снабжен двумя обратными клапанами.

4. Двигатель по п. 3, отличающийся тем, что нагнетательный и всасывающий трубопроводы снабжены электромагнитными клапанами.

5. Двигатель по п. 4, отличающийся тем, что рабочие цилиндры снабжены контактами электромагнитных клапанов.

Images