RU2005886C1 - Способ работы пневмодвигателя казанцева - Google Patents
Способ работы пневмодвигателя казанцева Download PDFInfo
- Publication number
- RU2005886C1 RU2005886C1 SU4932547A RU2005886C1 RU 2005886 C1 RU2005886 C1 RU 2005886C1 SU 4932547 A SU4932547 A SU 4932547A RU 2005886 C1 RU2005886 C1 RU 2005886C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- chamber
- rod
- air motor
- rod chamber
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
Сущность изобретения: рабочую среду подают в штоковую камеру пневмодвигателя. Отработанный газ выпускают в атмосферу из поршневой камеры. Во время хода поршня в сторону штоковой камеры ее соединяют с поршневой. После завершения рабочего хода поршня подачу газа в пневмодвигатель прекращают. Сообщают штоковую камеру с поршневой на время завершения рабочего хода поршня в сторону штоковой камеры. Затем поршневую камеру сообщают с атмосферой и перекрывают канал, соединяющий камеры. Затем возобновляют подачу газа из ресивера в штоковую камеру. 2 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к пневмодвигателям паровозов.
Известен способ работы поршневого двигателя внутреннего сгорания, который состоит в том, что в камеру сгорания вводят рабочую среду и воспламеняют ее при минимальном объеме поршневой камеры, а при максимальном объеме этой камеры отработанный газ выпускают в атмосферу. Недостаток этого способа состоит в том, что давление газа в камере сгорания за время рабочего хода чрезвычайно не равномерно и в том, что не задействуют штоковую камеру.
Известен способ работы поршневого двигателя возвратно-поступательного действия, состоящий в том, что газ сжимают во внешней системе и через рессивер подают к распределителю, с помощью которого сжатый газ распределяют поочередно в штоковую или поршневую камеры пневмодвигателя. Этот способ позволяет выравнить давление на поршень на протяжении цикла. Однако расход газа на каждый цикл составляет сумму объемов штоковой и поршневой камер.
Известен способ работы поршневого двигателя возвратно-поступательного движения, состоящий в том, что газ сжимают во внешней системе и через рессивер подают к распределителю, с помощью которого сжатый газ распределяют поочередно в штоковую или поршневую камеры пневмодвигателя. Отработанный газ из штоковой или поршневой камеры, через добавочный распределитель, подают в исполнительные цилиндры других устройств. Этот способ позволяет экономить энергию отработанного газа, но при наличии дополнительных цилиндров. Однако расход газа на каждый цикл составляет сумму объемов штоковой и поршневой камер.
Известен способ работы поршневого пневмодвигателя возвратно-поступательного действия, состоящий в том, что сжатый газ от рессивера подают в штоковую камеру, а отработанный газ выпускают в атмосферу через поршневую камеру. При этом во время хода поршня в сторону штоковой камеры ее соединяют с поршневой. Этот способ сокращает расход сжатого газа на величину объема штоковой камеры. (Прототип).
Недостаток этого способа состоит в том, что он позволяет выбрасывать в атмосферу объем газа, равный объему поршневой камеры за каждый цикл, т. е. он обуславливает низкий КПД пневмодвигателя.
Целью изобретения является повышение КПД пневмодвигателя за счет более полного использования энергии сжатого газа.
Эта цель достигается благодаря тому, что после завершения рабочего хода поршня в сторону поршневой камеры, подачу рабочей среды в пневмодвигатель прекращают, затем сообщают штоковую камеру с поршневой на время, пока завершится рабочий ход в сторону штоковой камеры, после чего поршневую камеру сообщают с атмосферой и перекрывают канал, соединяющий штоковую камеру с поршневой, а после этого возобновляют подачу рабочей среды в штоковую камеру пневмодвигателя. Предлагаемая последовательность работы поршневого пневмодвигателя в известных аналогах не обнаружена. Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критерию "Новизна".
Анализ известных технических решений в области поршневых пневмодвигателей возвратно-поступательного движения позволяет сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение в два и более раз повышает КПД работы поршневого пневмодвигателя в сравнении с прототипом. Это представляет собой определенный шаг в развитии техники, т. е. обуславливает предложенному решению соответствие критерию "Изобретательский уровень".
На фиг. 1 представлено графическое изображение циклов работы пневмодвигателя в системе координат: ход поршня (х); сила, приложенная к поршню (F); на фиг. 2 - схема пневмодвигателя для реализации описанного способа.
В пневмодвигателе перекрывают канал 4, соединяющий штоковую камеру 5 с поршневой камерой 6 и открывают канал 7, соединяющий поршневую камеру 6 с атмосферой, после чего рабочую среду подают в штоковую камеру 5 пневмодвигателя, а отработанный газ выпускают в атмосферу из поршневой камеры 6. При этом рабочая среда давит на поршень 8 силой Fшт. (см. график 1). После завершения рабочего хода поршня 8 в сторону поршневой камеры 6, подачу газа в пневмодвигатель прекращают. Затем открывают канал 4 и запирают канал 7. Каналом 4 сообщают штоковую камеру 5 с поршневой камерой 6 на время, пока завершится рабочий ход поршня 8 в сторону штоковой камеры 5. При этом ходе поршня 8 давление в камере 6 Рп равно давлению в камере 5. Но в силу разницы рабочих площадей поршня 8, сила Fп, приложенная к поршневой площади поршня, превышает силу, приложенную к штоковой площади поршня во столько раз, во сколько раз поршневая площадь Sп превышает шток оковую площадь Sшт.поршня 8 (отношение Sп/Sшт, есть редукция (i) пневмодвигателя). С помощью этой разнице сил осуществляют ход поршня 8 в обратную сторону, т. е. от L до 0. Однако в связи с тем, что при ходе поршня 8 в сторону штоковой камеры 5, суммарный объем камер штоковой Qшт и поршневой Qпвозрастает, а так как притока рабочей среды при этом ходе нет, то давление Рп в камерах падает и, следовательно, пропорционально ему уменьшается сила Fпх, с помощью которой перемещают поршень 8 от L до 0. После завершения рабочего хода поршня 8 в сторону штоковой камеры 5, канал 7 открывают и поршневую камеру 6 сообщают с атмосферой, а канал 4, соединяющий штоковую камеру 5 с поршневой 6, перекрывают, а после этого возобновляют подачу газа из рессивера в штоковую камеру 5 пневмодвигателя, т. е. цикл повторяют.
Параметры пневмодвигателя определяют по формулам
Qсх. = Sшт. ˙х - Sшт.˙ (L - x);
Рпх. = Ршт. ˙ Qшт./Qсх; Fпх. =
= (Sп - Sшт) ˙ Рпх; А = Ашт. - Ап;
КПД = КПДшт. - КПДп, где Sшт - рабочая площадь поршня 8 в штоковой камере 5;
Sп - рабочая площадь поршня 8 в поршневой камере 6;
Qшт - объем штоковой камеры 5;
Qсх - объем суммы штоковой 5 и поршневой 6 камер в координате Х;
Ршт - давление в штоковой камере;
Рпх - давление в поршневой камере 6 и штоковой камере 5, при координате Х;
Fшт - сила, приложенная к поршню 3 при ходе его в сторону поршневой камеры 6 (см. график 1);
Fпх - результат сил, приложенных к поршню 8 при ходе его в сторону штоковой камеры 5, в координате Х (см. графики 2 и 3);
Ашт - работа штоковой камеры 5, при ходе поршня 8 в сторону поршневой камеры 6 (определяется площадью, заключенной между графиком 1 и осью 0-L);
Ап - работа поршневой 6 и штоковой 5 камер, при ходе поршня 8 в сторону штоковой камеры 5 (определяется площадью, заключенной между осью 0-L и графиком 2 или графиком 3);
КПДшт - КПД штоковой камеры 5, при движении поршня 8 в сторону поршневой камеры;
КПДп - КПД совместной работы поршневой 6 и штоковой 5 камер, при движении поршня 8 в сторону штоковой камеры, когда нет подачи рабочей среды в пневмодвигатель.
Qсх. = Sшт. ˙х - Sшт.˙ (L - x);
Рпх. = Ршт. ˙ Qшт./Qсх; Fпх. =
= (Sп - Sшт) ˙ Рпх; А = Ашт. - Ап;
КПД = КПДшт. - КПДп, где Sшт - рабочая площадь поршня 8 в штоковой камере 5;
Sп - рабочая площадь поршня 8 в поршневой камере 6;
Qшт - объем штоковой камеры 5;
Qсх - объем суммы штоковой 5 и поршневой 6 камер в координате Х;
Ршт - давление в штоковой камере;
Рпх - давление в поршневой камере 6 и штоковой камере 5, при координате Х;
Fшт - сила, приложенная к поршню 3 при ходе его в сторону поршневой камеры 6 (см. график 1);
Fпх - результат сил, приложенных к поршню 8 при ходе его в сторону штоковой камеры 5, в координате Х (см. графики 2 и 3);
Ашт - работа штоковой камеры 5, при ходе поршня 8 в сторону поршневой камеры 6 (определяется площадью, заключенной между графиком 1 и осью 0-L);
Ап - работа поршневой 6 и штоковой 5 камер, при ходе поршня 8 в сторону штоковой камеры 5 (определяется площадью, заключенной между осью 0-L и графиком 2 или графиком 3);
КПДшт - КПД штоковой камеры 5, при движении поршня 8 в сторону поршневой камеры;
КПДп - КПД совместной работы поршневой 6 и штоковой 5 камер, при движении поршня 8 в сторону штоковой камеры, когда нет подачи рабочей среды в пневмодвигатель.
Примечание: 1. Параметры, с целью упрощения расчетов, Qшт; Ршт; Fшт; Sшт; Ашт; и L, приняты равными единице;
2. КПДшт, с целью упрощения определения эффективности предлагаемого способа, условно принят равным 100% .
2. КПДшт, с целью упрощения определения эффективности предлагаемого способа, условно принят равным 100% .
При этом формулы примут вид
Qсх = Х + i - iх; Pпх= ;
Fпх= ; A= 1+lni;
КПД = 100% + lni ˙ 100% . где i = Sп/Sшт - редукция пневмодвигателя;
х - координата поршня 8 в интервале от 0 до L;
L = 1 - полный ход поршня 8.
Qсх = Х + i - iх; Pпх= ;
Fпх= ; A= 1+lni;
КПД = 100% + lni ˙ 100% . где i = Sп/Sшт - редукция пневмодвигателя;
х - координата поршня 8 в интервале от 0 до L;
L = 1 - полный ход поршня 8.
Площадь, заключенная между графиками 1 и 2, определяет работу (А) пневмодвигателя имеющего редукцию i = 4, а между графиками 1 и 3 - определяют работу пневмодвигателя имеющего редукцию i = 7. Т. о. площади, заключенные между графиками 1 и 2; 1 и 3, характеризуют динамометрические параметры пневмодвигателей за время цикла. Работа цикла пневмодвигателя, имеющего редукцию i = 4, превышает работу его штоковой камеры, принятой за единицу работы, в 2,38 раз, а пневмодвигателя имеющего редукцию i= 7 - в 2,94 раза, т. е. А= Ашт.+ Ап= 1 + ln 4= 2,38; А = 1 + ln 7= 2,94. Т. к. за время цикла рабочую среду подают в пневмодвигатель только на время движения поршня 8 в сторону поршневой камеры (см. график 1), то обратный ход поршня 8 осуществляется без дополнительного притока рабочей среды. Из этого следует, что КПД с использованием предложенного способа работы поршневого пневмодвигателя выше, чем у прототипа, в первом примере в 2,38 раз и составит к нему 238% , а во втором примере - 294% , не беря во внимание потери на трение, тепловые потери и пр. (56) Патент ФРГ N 1298752, кл. В 06 В 1/18, 1970.
Claims (1)
- Способ работы пневмодвигателя, заключающийся в том, что рабочую среду подают в штоковую камеру пневмодвигателя, а отработанный газ выпускают в атмосферу из поршневой камеры, при этом во время хода поршня в сторону штоковой камеры ее соединяют с поршневой, отличающийся тем, что после завершения рабочего хода поршня в сторону поршневой камеры подачу газа в пневмодвигатель прекращают, затем сообщают штоковую камеру с поршневой на время, пока завершится рабочий ход поршня в сторону штоковой камеры, после чего поршневую камеру сообщают с атмосферой и перекрывают канал, соединяющий штоковую камеру с поршневой, а после этого возобновляют подачу газа из ресивера в штоковую камеру пневмодвигателя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4932547 RU2005886C1 (ru) | 1991-04-29 | 1991-04-29 | Способ работы пневмодвигателя казанцева |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4932547 RU2005886C1 (ru) | 1991-04-29 | 1991-04-29 | Способ работы пневмодвигателя казанцева |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005886C1 true RU2005886C1 (ru) | 1994-01-15 |
Family
ID=21572571
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4932547 RU2005886C1 (ru) | 1991-04-29 | 1991-04-29 | Способ работы пневмодвигателя казанцева |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2005886C1 (ru) |
-
1991
- 1991-04-29 RU SU4932547 patent/RU2005886C1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ATE105606T1 (de) | Brennkraftmaschine. | |
CA2289568A1 (fr) | Dispositif permettant de faire varier la cylindree et/ou le rapport volumetrique effectifs d'un moteur a pistons pendant son fonctionnement | |
GEP20043274B (en) | Operating Method and Device for Supplementary Compressed Air Injection Engine Operating With Mono-Energy Or Bi-Energy in Two or Three Powering Modes | |
CU22762A3 (es) | Método para hacer funcionar un motor reductor de contaminación | |
EP0249833A3 (en) | An engine retarding system and method of a gas compression release type | |
ATE405734T1 (de) | Verbrennungsmotor mit dampfexpansionshub | |
SE7709322L (sv) | Gasmotordriven hydraul(vetske)pump | |
RU2005886C1 (ru) | Способ работы пневмодвигателя казанцева | |
SE7602264L (sv) | Kolvmotor | |
EA200100121A1 (ru) | Способ управления камерой расширения двигателя, уменьшающего загрязнение окружающей среды, и камера расширения для его реализации | |
SE9604342L (sv) | Förfarande och anordning för att eliminera kolvstångsrusning vid start av pneumatisk motor | |
RU96111965A (ru) | Способ работы силовой установки машины, способ регулирования работы силовой установки машины и силовая установка машины | |
IS5305A (is) | Vél | |
FR2441073A1 (fr) | Compresseur a action directe equipe d'un piston monobloc | |
DK0536233T3 (da) | Indretning til drift af et i aksial retning frem- og tilbagegående værktøj | |
SU1280187A1 (ru) | Поршневой компрессор | |
WO1995003490A1 (en) | Hydraulically actuated cylinder valve | |
JPH0886281A (ja) | 空圧回路を備えた真空ポンプ | |
GEP20012565B (en) | Method of Carrying Out the Process of Combustion in the Reciprocating Motor and Device for its Execution | |
ES463028A1 (es) | Perfeccionamientos en motores hidraulicos de movimiento al- ternativo. | |
ES8306652A1 (es) | Extractor alternativo suministrador de vacio, para los dispositivos servo-freno of para cualquier otra finalidad. | |
US3157165A (en) | Free piston engine | |
GB1372813A (en) | Hot gas engines | |
FR2439300A1 (fr) | Moteur a quatre temps, avec chambre de pre-admission | |
BARBER | Variable-compression-ratio pistons for high power output diesel engines(Ph. D. Thesis) |