RU2016141368A - Способ управления аксиально-поршневым двигателем и аксиально-поршневой двигатель - Google Patents

Claims (9)

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 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, осуществляют дизельный четырехтактный цикл, для этого подают топливо в силовые цилиндры от гидравлического аккумулятора высокого давления через электроуправляемые форсунки под высоким давлением, подвод воздуха и отвод отработанных газов осуществляют через индивидуальные газораспределительные механизмы с клапанами, управляемыми с помощью электромагнитов, толкатели цилиндрической формы перемещают внутри отверстий вдоль их центральных осей, выполненных в сегментах, жестко соединенных с качающейся шайбой в направлении этих отверстий возвратно-поступательно во время четырехтактного дизельного цикла в направлении центральных осей цилиндров и под углом к ним, 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, соединенными 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 и с колебаниями толкателей цилиндрической формы относительно своих продольных осей, колебаниями поршней со штоками вокруг центральных осей штоков и поршней с возвратно-поступательным перемещением цилиндрических шарниров, соединяющих толкатели цилиндрической формы со штоками вдоль осей пальцев, перпендикулярных центральным осям штоков в рамках, жестко соединенных со штоками поршней силовых цилиндров, 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 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 циклу топлива в требуемой последовательности, производят запуск двигателя, переводят стартер-генератор на работу в генераторном режиме.

3. Способ управления аксиально-поршневым двигателем по п. 2, отличающийся тем, что запуск аксиально-поршневого двигателя реализуют в зависимости от его 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 тем, что при торможениях, спусках, остановках на перекрестках, открывают одновременно все электроклапаны для впуска воздуха и выпуска отработанных газов с помощью электронного блока управления в газораспределительных механизмах каждого из силовых цилиндров 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 открывают раньше достижения поршнями нижней мертвой точки выпускные электроклапаны каждого силового цилиндра и его газораспределительного механизма, подают на турбину турбокомпрессора газы с более высокой энергией, увеличивают частоту вращения турбины и турбокомпрессора и увеличивают давление наддува, одновременно увеличивают подачу топлива форсункой и увеличивают момент двигателя.

6. Способ управления аксиально-поршневым двигателем по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что осуществляют реверс вращения выходного вала за счет того, останавливают двигатель, изменяют направление вращения стартер-генератора и одновременно вместе с ним кривошипа, изменяют чередование работы силовых цилиндров на противоположное, которое нужно при реверсе, подают топливо в форсунки и открывают и впускные клапаны для воздуха под давлением от турбокомпрессора и закрывают выпускные клапаны при выпуске горячих газов по программам, реализуемым электронным блоком управления в соответствии с чередованием силовых цилиндров при реверсе.

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

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, системой наддува, 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 с электромагнитным управлением или пьезоприводом, индивидуальными газораспределительным механизмами с клапанами для выпуска отработанных газов и для впуска воздуха с электромагнитным управлением по числу силовых цилиндров, электронным блоком управления, 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 цилиндрической формы расположены в секторах в отверстиях цилиндрической формы с возможностью колебательного движения вокруг центральных осей толкателей цилиндрической формы, расположенных под углом к осям силовых цилиндров и соединенных со штоками силовых цилиндров шарнирно, причем цилиндрический шарнир для каждого штока каждого силового цилиндра установлен в рамке, жестко соединенной со штоком и поршнем, на валу, перпендикулярно центральной оси штока каждого силового цилиндра с возможностью перемещения по валу вдоль его оси, перпендикулярной центральной оси штока с поршнем, а также возможностью штока с поршнем колебаться вокруг своей центральной оси, кольцевой гидравлический аккумулятор высокого давления соединен гидравлически на входе с топливным насосом высокого давления, соединен на выходе с клапаном регулирования высокого давления, соединен механически с блоком силовых цилиндров и гидравлически с форсунками с электромагнитным или пьезоэлектрическим управлением по числу силовых цилиндров, которые установлены на головках силовых цилиндров, индивидуальные газораспределительные механизмы каждого силового цилиндра с электроклапанами для выпуска отработанных газов соединены с газовой турбиной для привода турбокомпрессора системы наддува и через электроклапаны для впуска воздуха под давлением от турбины турбокомпрессора через интеркулер соединены с каждым силовым цилиндром и установлены на блоке силовых цилиндров, электронный блок управления 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.