RU2102622C1 - Двигатель с внешним подводом теплоты - Google Patents
Двигатель с внешним подводом теплоты Download PDFInfo
- Publication number
- RU2102622C1 RU2102622C1 RU96106328A RU96106328A RU2102622C1 RU 2102622 C1 RU2102622 C1 RU 2102622C1 RU 96106328 A RU96106328 A RU 96106328A RU 96106328 A RU96106328 A RU 96106328A RU 2102622 C1 RU2102622 C1 RU 2102622C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- engine
- cylinder
- radius
- diameter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: в двигателе внешнего сгорания один из нагревателей и надпоршневое пространство цилиндра сообщены каналом, перекрываемым стенкой поршня на высоте 0,7-0,85 хода поршня от НМТ, а механизм преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение выходного вала выполнен в виде планетарного редуктора, соединенного с поршнем через шток, причем сателлит планетарного редуктора имеет диаметр в два раза меньше диаметра эпицикла и установлен на водиле с радиусом, равным радиусу сателита. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателестроению, и может быть использовано при создании двигателей с внешним подводом теплоты.
Известны двигатели с внешним подводом теплоты, включающие цилиндр, рабочий поршень, поршень-вытеснитель, источник внешнего подвода теплоты, регенератор, устройство преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение выходного вала [1,2]
Известные двигатели обладают рядом недостатком: низкий эффективный КПД, низкая литровая мощность и большой удельный вес; сложность конструкции двигателя и механизма передачи поступательного движения поршня во вращательное движение выходное вала, сложность удержания рабочего тела в цилиндре (гелия, водорода и др.).
Известные двигатели обладают рядом недостатком: низкий эффективный КПД, низкая литровая мощность и большой удельный вес; сложность конструкции двигателя и механизма передачи поступательного движения поршня во вращательное движение выходное вала, сложность удержания рабочего тела в цилиндре (гелия, водорода и др.).
В качестве прототипа выбран наиболее близкий по совокупности существенных признаков к предлагаемому двигатель, включающий картер с цилиндром, поршень, не менее двух нагревателей, сообщающихся с рабочим объемом цилиндра посредством каналов с клапанами, теплообменник, связывающий надпоршневое и подпоршневое пространство в конце расширения, механизм преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение выходного вала [3]
Недостатком известного двигателя является низкий КПД, сложность конструкции двигателя, большая удельная масса и объем, сложность конструкции герметизации рабочего тела в цилиндре, быстрый износ поршневой группы, сложность конструкции механизма передачи возратно-поступательного движения поршня во вращательное движение выходного вала.
Недостатком известного двигателя является низкий КПД, сложность конструкции двигателя, большая удельная масса и объем, сложность конструкции герметизации рабочего тела в цилиндре, быстрый износ поршневой группы, сложность конструкции механизма передачи возратно-поступательного движения поршня во вращательное движение выходного вала.
Предлагаемое изобретение позволяет повысить КПД двигателя, упростить его конструкцию, снизить удельную массу, объем и износ, упростить герметизацию рабочего тела в цилиндре, снизить общую стоимость двигателя, один из нагревателей и надпоршневое пространство цилиндра сообщены каналом, перекрываемым стенкой поршня на высоте 0,70-0,85 хода поршня от НМТ, а механизм преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение выходного вала выполнен в виде планетарного редуктора, соединенного с поршнем через шток, причем сателлит планетарного редуктора имеет диаметр в два раза меньше диаметра эпицикла и установлен на водиле с радиусом, равным радиусу сателлита.
Указанные отличия являются существенными, так как проявляются в свойствах, которыми не обладают известные двигатели с внешним подводом теплоты:
сообщение одного из нагревателей с надпоршневой полостью цилиндра каналом, перекрываемым стенкой поршня на высоте 0,7-0,85 хода поршня от НМТ, позволяет осуществлять рабочий процесс с меньшими затратами на сжатие и изохорически сжимать основную массу рабочего тела, что значительно повышает КПД и упрощает конструкцию двигателя, снижает удельную его массу, удельный объем;
введение механизма преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение выходного вала в виде планетарного редуктора, соединенного с поршнем через шток, в котором сателлит имеет диаметр в два раза меньше эпицикла и установлен на водиле с радиусом, равным радиусу сателлита, уменьшает износ цилиндро-поршневой группы, так как тангенциальные усилия в данном случае отсутствуют, введение в двигатель этого механизма еще больше снижает габариты и вес двигателя.
сообщение одного из нагревателей с надпоршневой полостью цилиндра каналом, перекрываемым стенкой поршня на высоте 0,7-0,85 хода поршня от НМТ, позволяет осуществлять рабочий процесс с меньшими затратами на сжатие и изохорически сжимать основную массу рабочего тела, что значительно повышает КПД и упрощает конструкцию двигателя, снижает удельную его массу, удельный объем;
введение механизма преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение выходного вала в виде планетарного редуктора, соединенного с поршнем через шток, в котором сателлит имеет диаметр в два раза меньше эпицикла и установлен на водиле с радиусом, равным радиусу сателлита, уменьшает износ цилиндро-поршневой группы, так как тангенциальные усилия в данном случае отсутствуют, введение в двигатель этого механизма еще больше снижает габариты и вес двигателя.
Все это в конечном итоге позволяет значительно улучшить эффективные показатели двигателя (топливную экономичность, литровую мощность, общую стоимость двигателя, износ и др.).
Аналогичные решения в процессе поиска не найдены.
На чертеже представлена схема двигателя с внешним подводом теплоты.
Двигатель содержит корпус 1 с цилиндром 2, внутренняя полость которого разделена поршнем 3 в надпоршневую (А) и подпоршневую (B) полости, сообщающиеся между собой при положении поршня в НМТ теплообменником 4, канал 5 соединяет полость надпоршневого пространства (A) с нагревателем 6, а второй нагреватель 7 сообщен непосредственно с головкой цилиндра 2, поршень 3 через шток 8 сообщен с сателлитом 9 и связан с эпициклом 10 через водило 11, тепло нагревателям 6 и 7 сообщается от источника теплоты 12.
Двигатель работает следующим образом. От источника теплоты 12 тепло передается нагревателям 6 и 7. От нагревателя 7 тепло через головку цилиндра 2 передается постоянно в надпоршневую полость А. В эту же полость передается тепло от нагревателя 6 через канал 5, но только тогда, когда канал 5 не перекрыт поршнем 5. При движении поршня 3 вверх на высоте 0,7-0,85 от НМТ канал 5 перекрывается стенкой поршня 3 и подача тепла от нагревателя 6 прекращается. В нагревателе 6 резко поднимается давление и температура по изохорическому закону и продолжается этот процесс от 30-90o по углу поворота выходного вала. В течение этого времени идет процесс сжатия и расширения только под влиянием источника теплоты 7. Здесь имеет место политропно-изотермический процесс. При движении поршня вниз и открытии канала 5 накопившееся тепло в нагревателе 6 устремляется в полость (А), совершая работу по политропному процессу.
Анализ работы циклов по диаграммам P и Т показал, что среднее индикаторное давление в предлагаемом двигателе в сравнении с известными двигателями подобного типа возрастает более, чем в 1,5 раза. По индикаторным показателям предлагаемый двигатель превосходит двигатели внутреннего сгорания на 10-15 процентов.
Поршень, двигаясь вниз через шток 8, передает давление на сателлит 9, где он к сателлиту присоединен шарнирно в точке 0. В силу того, что радиус водила 11 равен радиусу сателлита 9, а радиус сателлита равен 0,5 радиуса эпицикла 10, точка 0 совершает строго возвратно-поступательное движение, не имея тангенциальных усилий на штоке, и далее через водило 11 передает вращательное движение на выходной вал.
Из процесса работы двигателя видим, что использование новой совокупности элементов двигателя с внешним подводом теплоты выгодно отличает его от прототипа, так как позволяет повысить КПД двигателя, упростить его конструкцию, снизить удельную массу и габариты, а также износ, упростить герметизацию рабочего тела в цилиндре, снизить общую стоимость двигателя.
Кроме указанного выше экономического эффекта, использование предлагаемого технического решения позволяет:
многократно снизить выбросы в атмосферу токсичных компонентов,
обеспечить бесшумную работу двигателя,
использовать любые источники тепла,
значительно снизить расход топлива (Gt/Ne) и иметь его ниже, чем в двигателях внутреннего сгорания.
многократно снизить выбросы в атмосферу токсичных компонентов,
обеспечить бесшумную работу двигателя,
использовать любые источники тепла,
значительно снизить расход топлива (Gt/Ne) и иметь его ниже, чем в двигателях внутреннего сгорания.
Источники информации, принятые во внимание.
1. Двигатели Стирлинга. Перевод с английского под редакцией д.т.н. профессора Бродянского В.М. М. "Мир", 1975.
2. Г. Ридер, Ч. Хупер. Двигатели Стирлинга. Перевод с английского. М. "Мир", 1985.
3. Авт.св. СССР N 1387562, кл. F 02 G 1/04, 1987.
Claims (1)
- Двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий картер с цилиндром, поршень, не менее двух нагревателей, сообщающихся с рабочим объемом цилиндра, теплообменник, преобразователь возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение выходного вала, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД двигателя, упрощения его конструкции, снижения его удельной массы, объема и износа, упрощения конструкции герметизации рабочего тела в цилиндре, снижения общей стоимости двигателя, один из нагревателей и надпоршневое пространство цилиндра сообщены каналом, перекрываемым стенкой поршня на высоте 0,7 0,85 хода поршня от НМТ, а механизм преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение выходного вала выполнен в виде планетарного редуктора, соединенного с поршнем через шток, причем сателлит планетарного редуктора имеет диаметр, в два раза меньший диаметра эпицикла, и установлен на водиле с радиусом, равным радиусу сателлита.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96106328A RU2102622C1 (ru) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | Двигатель с внешним подводом теплоты |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96106328A RU2102622C1 (ru) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | Двигатель с внешним подводом теплоты |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2102622C1 true RU2102622C1 (ru) | 1998-01-20 |
RU96106328A RU96106328A (ru) | 1998-05-27 |
Family
ID=20178788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96106328A RU2102622C1 (ru) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | Двигатель с внешним подводом теплоты |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2102622C1 (ru) |
-
1996
- 1996-04-02 RU RU96106328A patent/RU2102622C1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4413474A (en) | Mechanical arrangements for Stirling-cycle, reciprocating thermal machines | |
CA2584731C (en) | Heat engine | |
US4255929A (en) | Hot gas engine with dual crankshafts | |
US7937943B2 (en) | Heat engines | |
US20020162316A1 (en) | Fluidic-piston engine | |
US5678406A (en) | Energy generating system | |
US20080271711A1 (en) | Four-Stroke Free Piston Engine | |
US4306414A (en) | Method of performing work | |
US5077976A (en) | Stirling engine using hydraulic connecting rod | |
US4691515A (en) | Hot gas engine operating in accordance with the stirling principle | |
RU2102622C1 (ru) | Двигатель с внешним подводом теплоты | |
CN101270688B (zh) | 活塞转子内燃机 | |
US3220178A (en) | Heat engine | |
EP0078848B1 (en) | Mechanical arrangements for stirling-cycle, reciprocating, thermal machines | |
CN1546853A (zh) | 多元旋转无曲轴概念内燃机 | |
WO1997003283A1 (en) | A stirling machine | |
RU2189481C2 (ru) | Устройство и способ работы двигателя андреева | |
CN105804869A (zh) | 一种双轴活塞发动机 | |
CN1659371A (zh) | 将热能转换为动能的方法和装置 | |
KR101749213B1 (ko) | 단일 피스톤형 스털링 기관 | |
US4649801A (en) | Compound displacement mechanism for simplified motors and compressors | |
AU595795B2 (en) | Regenerative thermal engine | |
RU2005899C1 (ru) | Двигатель стирлинга | |
RU2094632C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
CN1399061A (zh) | 由热能同时转变成机械能与流体压力能的方法及其装置 |