RU2016141365A

RU2016141365A - Способ управления аксиально-поршневым двигателем и аксиально-поршневой двигатель

Info

Publication number: RU2016141365A
Application number: RU2016141365A
Authority: RU
Original assignee: Погуляев Юрий Дмитриевич
Priority date: 2016-10-20
Filing date: 2016-10-20
Publication date: 2017-01-11
Also published as: RU2634974C2

Claims

1. Способ управления аксиально-поршневым двигателем, заключающийся в том, что на такте рабочего хода сжигают топливо в верхней мертвой точке, перемещают поршни к нижней мертвой точке давлением газов при расширении газов вдоль осей цилиндров вместе с шатунами и толкателями, расположенными под углом к оси выходного вала, воздействуют толкателями на наклонный диск с плоской несущей поверхностью, закрепленный на оси выходного вала, вращают кривошип с плоской несущей поверхностью, расположенный под углом к оси выходного вала, и вместе с ним выходной вал, осуществляют выпуск отработанных газов после рабочего хода, впуск воздуха или топливовоздушной смеси и заполнение цилиндра перед сжатием, осуществляют подачу топлива, отличающийся тем, что осуществляют запуск двигателя с помощью стартер-генератора, соединенного кинематически с кривошипом и управляемого по заданным программам от электронного блока управления, подают топливо в цилиндры от гидравлического аккумулятора высокого давления через электроуправляемые форсунки под высоким давлением и реализуют четырехтактный дизельный цикл, подвод воздуха и отвод отработанных газов осуществляют через индивидуальные газораспределительные механизмы с механическими клапанами, управляемыми с помощью электромагнитов по программам для заданных режимов от электронного блока управления, перемещают толкатели цилиндрической формы, которые расположены в секторах с цилиндрическими отверстиями под углом к оси силовых цилиндров с возможностью возвратно-поступательного перемещения в своих секторах во время четырехтактного дизельного цикла в направлении осей цилиндров и под утлом к ним внутри отверстий, выполненных в секторах, жестко соединенных с качающейся шайбой, перемещают штоки, соединенные механически с поршнями, как путем перемещения толкателей относительно отверстий, расположенных под углом к центральным осям силовых цилиндров в наклонных сегментах качающейся шайбы, соединенным жестко с качающейся шайбой на шаровой опоре, взаимодействующей с шаровым шарниром, так и за счет перемещения толкателей вдоль центральных осей силовых цилиндров вместе со своими с секторами через штоки, разделенные цилиндрическими шарнирами на верхние неподвижные части, соединенные механически с поршнями, и нижние подвижные части, соединенные в нижней части цилиндрическими шарнирами с толкателями цилиндрической формы, и перемещают с колебаниями толкателей цилиндрической формы вокруг своих продольных осей, колебаниями поршней со штоками вокруг центральных осей штоков и поршней, впуск свежего воздуха и выпуск отработанных газов осуществляют через индивидуальные клапаны с электромагнитным управлением.

2. Способ управления аксиально-поршневым двигателем по п. 1, отличающийся тем, что при пуске открывают за счет управления от электронного блока управления по заданной для пуска программе одновременно все клапаны для впуска воздуха и выпуска отработанных газов во всех силовых цилиндрах с помощью газораспределительных механизмов для каждого силового цилиндра с индивидуальными электромагнитными клапанами, раскручивают с помощью стартер-генератора маховик в виде кривошипа при отсутствии компрессии в силовых цилиндрах до заданной частоты вращения, запасают необходимое для запуска двигателя количество кинетической энергии, включают в работу клапаны впуска воздуха и выпуска отработанных газов и форсунки для впрыска топлива по заданному четырехтактному дизельному циклу в требуемой последовательности, производят запуск двигателя, переводят стартер-генератор на работу в генераторном режиме,

3. Способ управления аксиально-поршневым двигателем по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что запуск аксиально-поршневого двигателя реализуют с помощью электронного блока управления по заданной программе в зависимости от числа силовых цилиндров, как минимум, в две ступени, на первой ступени запускают, как минимум, один силовой цилиндр при отсутствии компрессии во всех остальных, а на второй ступени и последующих ступенях все остальные в порядке через один для четырехтактных дизельных аксиально-поршневых двигателей.

4. Способ управления аксиально-поршневым двигателем по п. 1, отличающийся 1 тем, что при торможениях, спусках, остановках на перекрестках уменьшают число работающих силовых цилиндров, в которые подаются топливо и воздух, открывают для этого по программе управления, заданной с помощью электронного блока одновременно все электроклапаны для впуска воздуха и выпуска отработанных газов в газораспределительных механизмах с индивидуальными электромагнитными клапанами во всех силовых цилиндрах, которые отключаются от работы в требуемые периоды времени, и закрывают форсунки для впрыска топлива по заданному закону в отключаемые от работы силовые цилиндры, уменьшают подачу топлива в оставшиеся силовые цилиндры, уменьшают давление наддува пропорционально числу отключаемых цилиндров

5. Способ управления аксиально-поршневым двигателем по п. 1, отличающийся тем, что при подъемах или обгонах временно увеличивают мощность каждого работающего силового цилиндра в двигателе, открывают для этого по программе управления, заданной с помощью электронного блока управления, раньше достижения поршнями нижней мертвой точки выпускные электроклапаны для каждого газораспределительного механизма каждого силового цилиндра, подают на турбину турбокомпрессора газы с более высокой энергией, увеличивают частоту вращения турбины и турбокомпрессора и увеличивают давление наддува, одновременно увеличивают подачу топлива форсункой для каждого силового цилиндра и увеличивают момент двигателя.

6. Способ управления аксиально-поршневым двигателем по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют реверс вращения выходного вала за счет управления от электронного блока управления по заданной для реверса программе, при этом согласно программе изменяют направление вращения стартер-генератора и одновременно вместе с ним кривошипа, изменяют согласно программе реверса чередование работы силовых цилиндров на противоположное в отличии от прямого вращения, которое нужно при реверсе, подают при этом топливо в форсунки силовых цилиндров в новой последовательности, требуемой при реверсе, открывают впускные клапаны для подачи воздуха под давлением от турбокомпрессора и закрывают выпускные клапаны при выпуске горячих газов в новой последовательности, требуемой при реверсе в соответствии с чередованием силовых цилиндров при реверсе.

7. Способ управления аксиально-поршневым двигателем по пп. 1-6, отличающийся тем, что за счет управления от электронного блока управления по заданной для чередования силовых цилиндров программе, согласно программе во избежание чрезмерного и неравномерного износа отдельных силовых цилиндров, работающих в одиночном режиме или малыми группами при спусках, торможениях, движении с малой скоростью и городе, на остановках на перекрестках, их автоматически чередуют во время работы

8. Аксиально-поршневой двигатель с кривошипом, содержащий цилиндры, головки цилиндров, поршни, шатуны, наклонный диск с плоской несущей поверхностью, выходной вал, толкатели, взаимодействующие с наклонным диском, отличающийся тем, что он снабжен аккумулятором, стартер-генератором, кольцевым гидравлическим аккумулятором высокого давления топлива с датчиком и задатчиком давления, топливным насосом высокого давления, форсунками для подачи топлива под высоким давлением электромагнитным управлением или пьезоприводом, индивидуальными газораспределительным механизмами с механическими клапанами для выпуска отработанных газов и для впуска воздуха с электромагнитным управлением по числу силовых цилиндров, электронным блоком управления с набором программ для управления двигателем на различных требуемых режимах, качающейся шайбой с секторами по числу силовых цилиндров, толкателями цилиндрической формы, сектора по числу силовых цилиндров с толкателями цилиндрической формы соединены жестко с качающейся шайбой на шаровой опоре под углом к качающейся шайбе, взаимодействующей с шаровым шарниром, жестко соединенным с блоком силовых цилиндров, толкатели расположены в секторах с цилиндрическими отверстиями под углом к оси силовых цилиндров с возможностью возвратно-поступательного перемещения в своих секторах во время четырехтактного дизельного цикла в направлении осей цилиндров и под утлом к ним, штоки делятся шарнирами на неподвижные верхние части, механически соединенные с поршнями, и подвижные в угловом направлении нижние части, которые соединены шарнирами с толкателями, штоки вместе с поршнями являются подвижными относительно своих осей при колебаниях поршней со штоками, кольцевой гидравлический аккумулятор высокого давления соединен гидравлически на входе с топливным насосом высокого давления, соединен на выходе с клапаном регулирования высокого давления и через него со сливом, соединен механически с блоком силовых цилиндров и гидравлически с каждой форсункой с электромагнитным или пьезоэлектрическим управлением каждого силового цилиндра по числу силовых цилиндров, которые установлены на головках силовых цилиндров, индивидуальные газораспределительные механизмы с механическими клапанами для выпуска отработанных газов на газовую турбину для привода турбокомпрессора и для впуска воздуха под давлением от турбины турбокомпрессора с электромагнитным управлением, установлены на головках силовых цилиндров, электронный блок управления с программами управления всеми режимами двигателя соединен электрически с форсунками системы подачи топлива с электромагнитным управлением и с электромагнитным приводом клапанов индивидуальных газораспределительных механизмов, стартер-генератором, аккумулятором.

9. Аксиально-поршневой двигатель по п. 8, отличающийся тем, что стенки поршня и стенки цилиндра или только стенки поршня в нем покрыты слоем анодированного пористого алюминия, армированного кремнием.