RU2003133066A - Способ работы теплового двигателя внутреннего сгорания мазаина и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ работы теплового двигателя внутреннего сгорания мазаина и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2003133066A RU2003133066A RU2003133066/06A RU2003133066A RU2003133066A RU 2003133066 A RU2003133066 A RU 2003133066A RU 2003133066/06 A RU2003133066/06 A RU 2003133066/06A RU 2003133066 A RU2003133066 A RU 2003133066A RU 2003133066 A RU2003133066 A RU 2003133066A
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- expansion
- engine
- compression
- fuel
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Claims (2)
1. Способ работы теплового двигателя внутреннего сгорания, включающий рабочий цикл, в том числе и бинарный, с одновременной последовательностью воплощения термодинамических процессов сжатия, подвода теплоты и расширения, с раздельным поступлением компонентов топливной смеси для внутреннего смесеобразования и их обработкой перед впуском, осуществлением внутреннего сгорания топливной смеси с непрерывным, смешанным или пульсирующим подводом теплоты в камере сгорания, в том числе с принудительным воспламенением от электрической искры или с впрыском легкого топлива, с продолженным расширением рабочих тел через объемные или лопаточные устройства с валами отбора мощности для совершения механической работы, включая вал для преодоления внешней нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия и расширения функциональных возможностей теплового двигателя путем пространственно-временного разделения силовых энергетических потоков и совершенствования функциональных систем теплового двигателя для интенсификации тепловыделения с самоустанавливающимся смесеобразованием при внешней нагрузке, в тепловом двигателе дублируют работу раздельных индивидуальных функциональных систем сжатия, подвода теплоты и расширения, соединенных между собой как последовательно, так и параллельно при осуществлении термодинамических процессов сжатия, подвода теплоты и расширения, растягивают по времени независимое от внешней нагрузки одновременное осуществление термодинамических процессов, разделяя механическую работу на собственные потребности теплового двигателя и на преодоление внешней нагрузки, обеспечивают устойчивую, надежную, безотказную и экономную работу теплового двигателя, при работе утилизируют тепловые потери двигателя компонентами топливной смеси, причем в бинарном рабочем цикле теплового двигателя применяют основные и дополнительные компоненты топливной смеси, например, моторное топливо и воздух, а также перекись водорода, воду или антифриз, которые подают в процессе сжатия насосами и компрессорами по магистралям функциональных систем двигателя через последовательный ряд обратных клапанов в теплообменные отсеки, где запасают компоненты топливной смеси, постоянно их восполняют во время работы и подготавливают теплообменными процессами к внутреннему смесеобразованию, в том числе в ресивере запасают, нагревают, ионизируют и озонируют сжатый воздух, затем упреждают процесс подвода теплоты в газораспределительном механизме камеры сгорания, совмещают его с завершением процесса сжатия и интенсифицируют процесс гомогенизации топливной смеси (топлива и воздуха), для чего применяют электротермическую обработку сжатого озонированного воздуха и жидкого топлива в газораспределительном механизме, так как дополнительно подводят теплоту фазового превращения и осуществляют с жидким топливом фазовый переход первого рода, при этом возбуждают атомарно-молекулярную активность и повышают реакционную способность компонентов топливной смеси, а завершают процесс сжатия внутренним смесеобразованием с образованием топливного заряда в камере сгорания, для чего открывают частично или полностью жиклеры плавающего поршня приводом управления газораспределительного механизма, пересекают избыточными давлениями газообразные потоки топлива и воздуха в камере сгорания и образуют вихревую топку с самовоспламенением гомогенной турбулентной топливной смеси, причем в процессе подвода теплоты внутреннего сгорания в камере сгорания дублируют воспламенение и поддерживают горение топливной смеси электрическими разрядами, а также дополнительно окисляют топливную смесь перекисью водорода, чем обеспечивают надежное полное высокоскоростное сгорание топливной смеси и необходимое тепловыделение в камере сгорания, которое осуществляют как после, так и во время внутреннего смесеобразования с частотой колебательных возвратно-поступательных перемещений плавающего поршня при избыточных давлениях процессов сжатия, которые сличают через плавающий поршень с давлениями процессов подвода теплоты и расширения бинарных рабочих тел в камере сгорания перед последующим смесеобразованием, при этом часть тепла используют для подготовки компонентов топливной смеси, в том числе в камере сгорания с комбинированным расширительным соплом подводят теплоту внешнего сгорания и постепенно нагревают воду, применяемую в незамкнутой системе охлаждения двигателя, совмещают процесс расширения рабочих тел с процессом подвода внешней теплоты и превращают в парогенераторе нагретую воду в перегретый пар, перемешивают в комбинированном расширительном сопле перегретый пар с ускоренно истекающим газовым потоком в процессе расширения рабочих тел, создают комбинированный бинарный парогазовый поток, тангенциально направленным суммарным импульсом сил которого воздействуют на трехвальный поршневой ротор, где преобразуют в механическую работу бинарный цикл больших давлений рабочих тел в малых герметичных объемах расширения и малые давление рабочих тел в больших негерметичных объемах расширения, причем при равенстве теплового и механического баланса двигателя ускоренным вращением вала тягового роторного колеса включают обгонные муфты и обеспечивают синхронное вращение валов роторных колес, через которые распределяют механическую работу на собственные потребности модулей сжатия и на преодоление внешней нагрузки двигателя, а при увеличении внешней нагрузки перераспределяют асинхронное вращение роторных колес, замедленным вращением вала тягового роторного колеса и (или) ускоренным вращением валов компрессорных роторных колес выключают обгонные муфты, причем корректируют нарушенный тепловой и механический баланс двигателя ускоренным вращением валов компрессорных роторных колес и увеличивают поступление компонентов топливной смеси через групповой привод механической передачи, восполняют собственные потребности двигателя и восстанавливают его устойчивую работу, таким образом, образуют самонастраивающийся комбинированный бинарный рабочий цикл двигателя, в котором осуществляют как внутренний, так и внешний подвод теплоты для нагрева бинарных рабочих тел с одновременной последовательностью воплощения термодинамических процессов сжатия, подвода теплоты и расширения, где сравнивают по положению плавающего поршня влияние внешней нагрузки с установленным уровнем смесеобразования и тепловыделения, сочетают их и совмещают с непрерывным или смешанным или пульсирующим подводом теплоты в камере сгорания, чем и обеспечивают в автоматическом режиме устойчивую работу теплового двигателя, самоприспосабливающегося к изменению внешней нагрузки с самоустанавливающимся перераспределением установленного смесеобразования в расширенном диапазоне внешних скоростных характеристик двигателя, а в системе управления “человек-машина” ручным режимом работы изменяют установленное смесеобразование, корректируя подачу компонентов топливной смеси через привод управления газораспределительного механизма, в частности их основной тепловыделяющей части (топлива и воздуха), и обеспечивают тепловыделение в камере сгорания, необходимое и достаточное для экономного выполнения двигателем механической работы или по усмотрению человека при определенных режимах работы теплового двигателя включают или отключают как частично, так и полностью, отдельные агрегаты теплового двигателя, например камеры сгорания, изменяют при этом мощность теплового двигателя, поддерживая тепловой и механический баланс в оптимальном диапазоне внешних скоростных характеристик теплового двигателя, обеспечивают его устойчивую работу.
2. Устройство теплового двигателя внутреннего сгорания с внутренним смесеобразованием, подводом теплоты и продолженным расширением рабочих тел, содержащее корпус, размещенные в нем топливные и воздушные фильтры, насосы, компрессоры, стартеры, генераторы, газораспределительные механизмы и регулирующие устройства, камеры сгорания и объемные или лопаточные преобразующие силовые устройства с валами отбора мощности для совершения механической работы, включая вал для преодоления внешней нагрузки, отличающееся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия и расширения функциональных возможностей работы теплового двигателя в тепловой двигатель введены функционально самостоятельные боковые модули сжатия и центральный модуль расширения с тепловыми модулями, тепловой двигатель создан модульным соединением, его индивидуальные магистрали сжатия и расширения скрытно выполнены в модулях, соединены между собой как последовательно, так и параллельно, и окончательно сформированы тепловыми модулями, причем в модуль сжатия введены элементы, осуществляющие термодинамические процессы сжатия, а в модуль расширения введены элементы, осуществляющие термодинамические процессы внутреннего и внешнего подвода теплоты и расширения рабочих тел в бинарном рабочем цикле теплового двигателя, при этом модуль сжатия, закрытый кожухом, собран на основании, где установлены фильтры, роторные насосы, роторно-поршневые компрессоры, стартеры, генераторы и их валы пропущены через основание, в котором установлен групповой привод механической передачи, обеспечивающий кинематическое соединение валов между модулями сжатия и расширения, а в основании выполнены открытые раздельные магистральные каналы сжатия функциональных систем впуска двигателя, куда установлены обратные клапаны для направленной подачи компонентов топливной смеси в модуль расширения, и через основание пропущены эжекторные трубки, соединенные с воздушным фильтром для удаления пыли, а модуль расширения собран в корпусе, который соединен из двух боковых корпусных стенок, выполненных с теплообменными ребрами жесткости, разнообразными монтажными элементами и открытыми нераздельными каналами магистралей сжатия и расширения, в корпусе боковыми стенками сформирована конфигурация единой магистрали сжатия и расширения, а также разнообразные теплообменники, патрубки, фланцы и другие монтажные элементы, выпускные отверстия, центральный монтажно-теплообменный отсек и направляющие отверстия магистралей расширения соединены с периферийно размещенными монтажно-теплообменными отсеками магистралей сжатия, причем в каждом большом монтажно-теплообменном отсеке сформирован патрубок с крепежным фланцем, а внутри патрубка сформированы малые монтажно-теплообменные отсеки и в магистралях сжатия установлены обратные клапаны для направленной односторонней подачи компонентов топливной смеси в тепловые модули, а в центральный монтажно-теплообменный отсек введен трехвальный поршневой ротор, установленный между боковыми корпусными стенками, в трехвальный поршневой ротор введены боковые компрессорные поршневые роторные колеса, выполненные с односторонними пустотелыми валами отбора мощности для обеспечения собственных потребностей двигателя через кинематические соединения с групповыми приводами механических передач в модулях сжатия, а центральное тяговое поршневое роторное колесо выполнено с двухсторонним валом отбора мощности, который для преодоления внешней нагрузки теплового двигателя пропущен через модули сжатия, таким образом, валы роторных колес, установленные в подшипниках с размещенными между валами обгонными муфтами, собраны по принципу “вал в валу” с обеих сторон центрального тягового роторного колеса, а роторные колеса, образующие боковыми поверхностями лабиринтные уплотнения в центральном монтажно-теплообменном отсеке, выполнены с равномерно распределенными по окружности внутренними поршневыми лопастями, обеспечивающими герметичное плотное скольжение по внутренней цилиндрической поверхности центрального монтажно-теплообменного отсека для превращения каждой поршневой лопастью в механическую работу больших давлений рабочих тел в малых объемах расширения в зонах соединения с направляющими отверстиями магистралей расширения, а для превращения поршневыми лопастями в механическую работу малых давлений рабочих тел в больших объемах расширения в центральный монтажно-теплообменный отсек введены постепенно расширяющиеся каналы, плавно превращающие внутреннюю цилиндрическую поверхность в ребристо-цилиндрическую полость центрального монтажно-теплообменного отсека и выпускные отверстия магистралей расширения, куда выведены эжекторные трубки для удаления пыли из воздушных фильтров модулей сжатия и введены капиллярные теплообменники для утилизации тепловых потерь выхлопных газов и снижения их шумов, а в монтажно-теплообменные отсеки магистралей сжатия и направляющие отверстия магистралей расширения введены тепловые модули, осуществляющие при внутреннем смесеобразовании термодинамические процессы внутреннего и внешнего подвода теплоты и расширения рабочих тел в бинарном рабочем цикле теплового двигателя, для чего в тепловой модуль введены газораспределительный механизм, секционный теплообменник и парогенератор, из которых в корпусной конусно-цилиндрической оболочке теплового модуля образована камера сгорания с комбинированным расширительным соплом и сформированы раздельные магистрали сжатия и расширения, образовавшиеся в результате взаимосвязанного соединения разнообразных жиклеров, осевых и радиальных каналов, выполненных в корпусной конусно-цилиндрической оболочке, конусообразной оболочке расширительного сопла, ребристо-канальном куполе испарителя, теплообменной оболочке камеры сгорания и газораспределительном механизме, которые последовательно установлены и соединены внутри корпусной конусно-цилиндрической оболочки теплового модуля, при этом парогенератор создан внутри корпусной конусно-цилиндрической оболочки, где конусообразной оболочкой расширительного сопла и ребристо-канальным куполом испарителя сформировано комбинированное расширительное сопло, и выполнен как газотрубный котел, охватывающий расширяющуюся и сужающуюся внешнюю часть расширительного сопла, тогда как внутренняя часть расширительного сопла, начинающая магистраль расширения, соединена через сквозное отверстие ребристо-канального купола испарителя с камерой сгорания, которая сформирована ребристо-канальным куполом испарителя, секционным теплообменником и совмещена с газораспределительным механизмом, завершающим ее формирование, а секционный теплообменник камеры сгорания создан теплообменной оболочкой камеры сгорания внутри корпусной конусно-цилиндрической оболочки и сформирован с теплообменными отсеками, которые через магистрали сжатия соединены с парогенератором (для воды), камерой сгорания (для окислителя) и газораспределительным механизмом (для топлива), а в газораспределительный механизм введены плавающий поршень, топливный преобразователь, регулировочный клапан и предохранительный клапан, при этом плавающий поршень, завершая формирование камеры сгорания и магистралей сжатия функциональных систем впуска воздуха, топлива и дополнительного окислителя, выполнен с отсеками, кольцевыми, осевыми и радиальными каналами, топливными и воздушными жиклерами для внутреннего смесеобразования в камере сгорания, помещен в секционный теплообменник, перекрывая его окислительные жиклеры, и прижат пружиной, зафиксированной гайкой в корпусной оболочке камеры сгорания, в отсеки плавающего поршня ввернуты свечи зажигания, установлены обратные клапаны автоматической подачи воздуха и введен топливный преобразователь, который выполнен с теплообменным отсеком, кольцевыми, осевыми и радиальными каналами и топливными жиклерами, перекрытыми плавающим поршнем, топливный преобразователь совмещен с регулировочным клапаном, обеспечивающим поступление сжатого воздуха в корпусную конусно-цилиндрическую оболочку теплового модуля, и соединен с приводом управления работой двигателя, в теплообменные отсеки топливного преобразователя и корпусную конусно-цилиндрическую оболочку теплового модуля введены элементы электротермической обработки топлива и воздуха, установлен предохранительный клапан, сбрасывающий избыточное давления сжатого воздуха в газораспределительный механизм или магистраль расширения, каждый тепловой модуль вставлен в патрубок большого монтажно-теплообменного отсека, где его корпусная конусно-цилиндрическая оболочка цилиндрической частью введена в направляющее отверстие магистрали расширения, усеченно-коническими частями прижата к коническим стенкам монтажно-теплообменных отсеков и присоединена к фланцу патрубка крепежными элементами, а вне патрубка размещена в большом монтажно-теплообменном отсеке, при этом усеченно коническими частями в нераздельной магистрали сжатия сформированы раздельные, герметично замкнутые, монтажно-теплообменные отсеки магистралей сжатия, таким образом, в модуле расширения разграничена тепловыми модулями нераздельная конфигурация больших и малых монтажно-теплообменных отсеков и магистральных каналов сжатия, в том числе в каждом большом монтажно-теплообменном отсеке, герметично закрытом крышкой, создан ресивер, куда введен ионизатор для продолжительной ионизации сжатого воздуха, а каждым тепловым модулем выделены, сформированы и завершены индивидуальные магистрали сжатия и расширения функциональных систем двигателя, причем функциональные системы, обеспечивающие рабочий цикл двигателя, объединены, продублированы и выполнены с последовательными и параллельными соединениями, упрощая в тепловом двигателе одновременное и независимое от внешней нагрузки осуществление термодинамических процессов сжатия, подвода теплоты и расширения, при котором обеспечено приводом управления подключение отдельных агрегатов теплового двигателя, например камер сгорания, а также расширены функциональные возможности теплового двигателя, обеспечивающие при различных режимах эксплуатации его устойчивую работу.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003133066/06A RU2263799C2 (ru) | 2003-11-11 | 2003-11-11 | Способ работы теплового двигателя внутреннего сгорания мазеина и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003133066/06A RU2263799C2 (ru) | 2003-11-11 | 2003-11-11 | Способ работы теплового двигателя внутреннего сгорания мазеина и устройство для его осуществления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003133066A true RU2003133066A (ru) | 2005-04-27 |
RU2263799C2 RU2263799C2 (ru) | 2005-11-10 |
Family
ID=35635782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003133066/06A RU2263799C2 (ru) | 2003-11-11 | 2003-11-11 | Способ работы теплового двигателя внутреннего сгорания мазеина и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2263799C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9909509B2 (en) | 2012-12-03 | 2018-03-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas turbine fuel supply method and arrangement |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2991234C (en) * | 2015-07-02 | 2018-07-03 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control method and control device for internal combustion engine |
RU2620034C1 (ru) * | 2016-06-27 | 2017-05-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" | Способ работы трансмиссии автомобиля |
RU199020U1 (ru) * | 2020-03-24 | 2020-08-07 | Вячеслав Степанович Калекин | Поршневой двигатель |
-
2003
- 2003-11-11 RU RU2003133066/06A patent/RU2263799C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9909509B2 (en) | 2012-12-03 | 2018-03-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas turbine fuel supply method and arrangement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2263799C2 (ru) | 2005-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4825827A (en) | Shaft power generator | |
ES2955854T3 (es) | Sistema de energía y método para producir energía útil a partir de calor proporcionado por una fuente de calor | |
JP2005517850A (ja) | 加熱構造を有するスクロール膨張器と、これを利用したスクロール型熱交換システム | |
CN107476996B (zh) | 发电机组 | |
RU2003133066A (ru) | Способ работы теплового двигателя внутреннего сгорания мазаина и устройство для его осуществления | |
EP3420201B1 (en) | Waste heat recovery cascade cycle and method | |
RU2199020C2 (ru) | Способ работы комбинированной газотурбинной установки системы газораспределения и комбинированная газотурбинная установка для его осуществления | |
JP7473119B2 (ja) | 熱サイクルを実現するように構成された熱機械及びかかる熱機械によって熱サイクルを実現する方法 | |
WO2021034221A1 (ru) | Газопаровая энергетическая установка по антони циклу | |
WO2022124933A1 (ru) | Двигатель прерывистого горения по антони циклу | |
GB2074249A (en) | Power Plant | |
US9574446B2 (en) | Expander for recovery of thermal energy from a fluid | |
RU2076929C1 (ru) | Способ получения пиковой мощности на парогазовой газотурбинной установке и парогазовая установка для осуществления способа | |
RU2811448C2 (ru) | Газопаровая энергетическая установка | |
JP2007270621A (ja) | 内燃エンジンシステム | |
JP2007270622A (ja) | 内燃エンジンシステム | |
RU2811729C2 (ru) | Парогазовая энергетическая установка | |
CN115450751B (zh) | 一种改善内燃机变工况性能及余热回收效率的系统工作方法 | |
RU2038504C1 (ru) | Комбинированный газотурбинный двигатель | |
US20100300099A1 (en) | Air-medium power system | |
RU2232356C2 (ru) | Способ получения тепловой энергии и устройство для его осуществления | |
RU2735880C1 (ru) | Способ применения газовоздушного термодинамического цикла для повышения КПД малогабаритного турбодвигателя | |
CN116085112A (zh) | 一种基于增压换热器的燃气轮机及其控制方法 | |
WO2009008743A1 (en) | Circular run gear-piston engine | |
RU2335636C2 (ru) | Способ работы теплового двигателя и газопаровой турбодвигатель романова |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051112 |