RU2107831C1 - Free-piston engine - Google Patents

Free-piston engine Download PDF

Info

Publication number
RU2107831C1
RU2107831C1 RU96106779A RU96106779A RU2107831C1 RU 2107831 C1 RU2107831 C1 RU 2107831C1 RU 96106779 A RU96106779 A RU 96106779A RU 96106779 A RU96106779 A RU 96106779A RU 2107831 C1 RU2107831 C1 RU 2107831C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
engine
shock absorber
piston
energy
valve
Prior art date
Application number
RU96106779A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96106779A (en
Inventor
Валерий Иванович Семенов
Original Assignee
Валерий Иванович Семенов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Иванович Семенов filed Critical Валерий Иванович Семенов
Priority to RU96106779A priority Critical patent/RU2107831C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2107831C1 publication Critical patent/RU2107831C1/en
Publication of RU96106779A publication Critical patent/RU96106779A/en

Links

Images

Landscapes

  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering, transport engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: engine has piston arranged in cylinder and kinematically coupled with energy accumulator by shock absorber, system of valves and energy consumer. Additional shock absorber is placed between engine cylinders and energy consumer to converter engine piston vibration energy into linear displacements of vehicle. EFFECT: enlarged operating capabilities. 7 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания. The invention relates to transport machinery, in particular to internal combustion engines.

Известная конструкция двигателя внутреннего сгорания представляет собой относительно жесткую конструкцию превращения поступательного движения поршня во вращательное, которое передается через трансмиссию к транспортному средству [1]. The known design of the internal combustion engine is a relatively rigid structure for converting the translational motion of the piston into rotational, which is transmitted through the transmission to the vehicle [1].

Данное техническое решение представляет собой сложную конструкцию, приводящую к значительным затратам на изготовление деталей, приводит к потерям в КПД за счет трения. This technical solution is a complex design, leading to significant costs for the manufacture of parts, leading to losses in efficiency due to friction.

Известен двухтактный двигатель с двумя впускными клапанами для продувки цилиндра воздухом и наполнения топливной смесью [2]. Known two-stroke engine with two intake valves for purging the cylinder with air and filling the fuel mixture [2].

Конструкция изобретения обеспечивает вентиляцию камеры сгорания от отработанных газов, более полное сгорание топливной смеси, что усложняет в двигателе конструкцию и решает узкие задачи. The design of the invention provides ventilation of the combustion chamber from the exhaust gases, more complete combustion of the fuel mixture, which complicates the design of the engine and solves narrow problems.

Известны конструкции двигателя внутреннего сгорания, в которых меняется степень сжатия [3]. Known designs of an internal combustion engine in which the compression ratio is changed [3].

Однако это требует дополнительных устройств и не имеет широкого диапазона применения различных видов топлива. However, this requires additional devices and does not have a wide range of applications for various types of fuel.

Известен свободно-поршневой двигатель, где обратный ход поршня осуществляется под действием энергии сжатого воздуха, сжатый воздух производит также продувку цилиндра [4]. Known free-piston engine, where the reverse piston is carried out under the influence of compressed air energy, compressed air also purges the cylinder [4].

Данный двигатель незначительно уменьшает ускорение, передаваемое от поршня к потребителю энергии, и не может быть широко применен для нужд транспорта. This engine slightly reduces the acceleration transmitted from the piston to the energy consumer, and cannot be widely used for transportation needs.

Цель изобретения состоит в трансформации поступательного движения поршня с большим ускорением в поступательное движение агрегата двигателя и транспортного средства с малым ускорением и увеличении времени действия тяглового усилия, обеспечении независимой работы каждого агрегата двигателя. The purpose of the invention is to transform the translational motion of the piston with high acceleration into the translational motion of the engine unit and the vehicle with low acceleration and increase the operating time of the draft force, ensuring the independent operation of each engine unit.

Это достигается тем, что прямодействующий свободно-поршневой двигатель внутреннего сгорания располагается в направлении движения транспортного средства и передает энергию от поршня, кинематически связанного с энергоаккумулятором, системе клапанов. Двигатель содержит амортизаторы и потребитель энергии. This is achieved by the fact that a direct-acting free-piston internal combustion engine is located in the direction of vehicle movement and transfers energy from a piston kinematically connected with the energy accumulator to the valve system. The engine contains shock absorbers and an energy consumer.

Технический результат позволяет обеспечить упрощение конструкции, повысить эффективность, применять технологию, детали и материалы обычного двигателя (гильзы, поршня, кольца, клапаны, седла клапанов, их направляющие и т.д.). The technical result allows to simplify the design, increase efficiency, apply the technology, parts and materials of a conventional engine (liners, pistons, rings, valves, valve seats, their guides, etc.).

Сущность изобретения поясняется схемами на фиг. 1-6 по обеспечению рабочего цикла агрегата двигателя и фиг. 7 - расположение агрегата на двигателе. The invention is illustrated by the diagrams in FIG. 1-6 to ensure the duty cycle of the engine assembly and FIG. 7 - the location of the unit on the engine.

На фиг. 1-6 обозначены цилиндр 1, выпускной клапан 2 системы высокого давления, амортизатор 3, масляный клапан 4, энергоаккумулятор 5, поршень 6, выпускной клапан 7, воздушный клапан 8, клапан 9 топливной смеси, масляный клапан 10, клапан 11 системы высокого давления. In FIG. 1-6, cylinder 1, exhaust valve 2 of the high pressure system, shock absorber 3, oil valve 4, energy accumulator 5, piston 6, exhaust valve 7, air valve 8, valve 9 of the fuel mixture, oil valve 10, valve 11 of the high pressure system are indicated.

На фиг. 7 обозначены крестовины 1, амортизатор 2 основной, кронштейн 3 крепления агрегата двигателя, агрегат 4 двигателя. In FIG. 7 marked crosses 1, the main shock absorber 2, the bracket 3 for mounting the engine assembly, the engine assembly 4.

Двигатель состоит из отдельных агрегатов, набираемых в зависимости от требуемой мощности. Каждый агрегат работает независимо друг от друга и состоит из цилиндра 1, в котором находится поршень 6, соединенный посредством пальца с энергоаккумулятором 5, который принимает и передает усилие амортизатору 3. Герметичность агрегата двигателя обеспечивается головкой с клапанами 8 и 9 и кронштейном 3 (фиг.7) с клапанами 2, 11 и закрепленном на нем амортизаторе 3 (фиг. 1-6). The engine consists of individual units, recruited depending on the required power. Each unit operates independently of each other and consists of a cylinder 1, in which there is a piston 6 connected by means of a finger to the energy accumulator 5, which receives and transmits the force to the shock absorber 3. The tightness of the engine unit is ensured by the head with valves 8 and 9 and the bracket 3 (Fig. 7) with valves 2, 11 and a shock absorber 3 fixed on it (Fig. 1-6).

Для осуществления работы двигателя необходимы система низкого давления воздуха, система высокого давления отработанных газов, система смазки, система питания, система выпуска отработанных газов, система охлаждения. Все эти системы едины для всех агрегатов. To carry out engine operation, a low air pressure system, a high exhaust gas pressure system, a lubrication system, a power system, an exhaust system, a cooling system are required. All these systems are the same for all units.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.

На фиг. 1 проиллюстрирована продувка цилиндра воздухом под давлением 8-10 КПа через клапан 8, выпускной клапан 7 открыт. Клапаны 2, 9, 1 закрыты. Через открытый клапан 4 под давлением поступает масло в пространство, ограниченное кольцами энергоаккумулятора и поршня. Отработанное масло уходит в масляную систему через клапан 10. In FIG. 1 illustrates the purge of the cylinder with air at a pressure of 8-10 KPa through the valve 8, the exhaust valve 7 is open. Valves 2, 9, 1 are closed. Through the open valve 4 under pressure, oil enters the space bounded by the rings of the energy accumulator and the piston. The used oil goes into the oil system through valve 10.

На фиг. 2 показано наполнение цилиндра топливной смесью полости 11, клапаны 7, 8 закрыты, клапан 9 открыт; на фиг. 3 - сжатие, через дозирующий жиклер отработанный газ из системы высокого давления поступает через клапан 11 плавно в полость 1, что обеспечивает сжатие топливной смеси в полости 11, необходимой для создания степени сжатия заданного вида топлива; клапаны 4, 10, 8, 9 закрыты. In FIG. 2 shows the filling of the cylinder with the fuel mixture of the cavity 11, valves 7, 8 are closed, valve 9 is open; in FIG. 3 - compression, through the metering jet, the exhaust gas from the high pressure system flows smoothly into the cavity 1 through the valve 11, which provides compression of the fuel mixture in the cavity 11, which is necessary to create the compression ratio of a given type of fuel; valves 4, 10, 8, 9 are closed.

Фиг. 4 - поясняет воспламенение топливной смеси. FIG. 4 - Explains the ignition of the fuel mixture.

Под воздействием давления газов в полости 11 поршень передает усилие энергоаккумулятору 5 (фиг. 5). В полости 1 кольцами энергоаккумулятора 5 создается давление, под действием которого газ через клапан 2 возвращается в систему высокого давления. Клапан 11 закрыт. Under the influence of gas pressure in the cavity 11, the piston transfers the force to the energy accumulator 5 (Fig. 5). In the cavity 1, the rings of the energy accumulator 5 create a pressure, under the action of which the gas through the valve 2 returns to the high pressure system. Valve 11 is closed.

Энергоаккумулятор 5 передает энергию амортизатору 3 (фиг. 6). Сила противодействия амортизатора 3 гасится давлением отработанных газов по мере выхода их через клапан 7 до снижения давления в полости 11 менее чем на 8-10 КПа. Далее начинаются процессы, изображенные на фиг. 1. The energy accumulator 5 transfers energy to the shock absorber 3 (Fig. 6). The counteraction force of the shock absorber 3 is damped by the pressure of the exhaust gases as they exit through the valve 7 until the pressure in the cavity 11 decreases by less than 8-10 KPa. Next, the processes depicted in FIG. one.

Недостатком в предложенном механизме работы двигателя является необходимость поиска вращательного момента для обеспечения работы дополнительных устройств. The disadvantage of the proposed mechanism of the engine is the need to search for torque to ensure the operation of additional devices.

Устраняется это, например, на автомобиле приводом генератора, насоса охлаждающей жидкости, компрессора, вентилятора от колес или расчета работы этих устройств от колебания основного амортизатора. Для работы отопителя на автомобиле без его движения возможно использование автономного отопителя. This is eliminated, for example, in a car driven by a generator, coolant pump, compressor, fan from the wheels, or by calculating the operation of these devices from oscillations of the main shock absorber. To operate the heater on a car without its movement, it is possible to use an autonomous heater.

К преимуществам относится возможность менять мощность двигателя количеством силовых агрегатов, их независимая работа, регулируемая степень сжатия позволяет применять бензины всех марок, газ, дизельное топливо, керосин. Двигатель может работать в условиях детонации. Меньшая металлоемкость, использование деталей и технологий обычного двигателя внутреннего сгорания - достоинство предлагаемой конструкции. The advantages include the ability to change the engine power by the number of power units, their independent operation, an adjustable compression ratio allows the use of gasoline of all grades, gas, diesel fuel, kerosene. The engine can operate in detonation conditions. Less metal consumption, the use of parts and technologies of a conventional internal combustion engine is the advantage of the proposed design.

Источники информации
1. Илларионов В.А. Теория и конструкция автомобиля, М., 1986 г.
Sources of information
1. Illarionov V.A. Theory and design of a car, M., 1986

2. Патент ФРГ(ДЕ), 3837802, кл. F 02 B 25/04, 23/20, 33/04, 1990. 2. Patent of Germany (DE), 3837802, cl. F 02 B 25/04, 23/20, 33/04, 1990.

3. Демидов В.П. Двигатели с переменной степенью сжатия. М., 1978. 3. Demidov V.P. Variable compression engines. M., 1978.

4. SU. Патент N 550128, кл. F 02 B 71/00, 1977. 4. SU. Patent N 550128, CL F 02 B 71/00, 1977.

Claims (1)

Прямодействующий свободно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий размещенный в цилиндре поршень, кинематически связанный с энергоаккумулятором, амортизатор, систему клапанов и потребитель энергии, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен амортизатором двигателя, размещенным между цилиндром и потребителем энергии. A direct-acting free-piston internal combustion engine containing a piston located in the cylinder kinematically connected with the energy accumulator, a shock absorber, a valve system and an energy consumer, characterized in that it is additionally equipped with an engine shock absorber located between the cylinder and the energy consumer.
RU96106779A 1996-04-09 1996-04-09 Free-piston engine RU2107831C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96106779A RU2107831C1 (en) 1996-04-09 1996-04-09 Free-piston engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96106779A RU2107831C1 (en) 1996-04-09 1996-04-09 Free-piston engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2107831C1 true RU2107831C1 (en) 1998-03-27
RU96106779A RU96106779A (en) 1998-06-27

Family

ID=20179053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96106779A RU2107831C1 (en) 1996-04-09 1996-04-09 Free-piston engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2107831C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2487309C1 (en) * 2011-12-02 2013-07-10 Валерий Иванович Семенов Launching pad

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2487309C1 (en) * 2011-12-02 2013-07-10 Валерий Иванович Семенов Launching pad

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4326380A (en) Hydraulic engine
US6216462B1 (en) High efficiency, air bottoming engine
US6092365A (en) Heat engine
US5464331A (en) Engine and power output
JP2009516801A (en) Free piston type 4-stroke engine
KR20010079579A (en) Quasi-isothermal brayton cycle engine
US20070131182A1 (en) Internal turbine-like toroidal combustion engine
US4319546A (en) Hydraulic combustion engine
JP4650580B2 (en) Stirling engine
SK50182007A3 (en) Rotation nose annular engine with internal combustion
US5036667A (en) Fluid power engine
US6554585B1 (en) Power generating assembly capable of dual-functionality
RU2107831C1 (en) Free-piston engine
AU704984B2 (en) Floating piston, piston-valve engine
US967828A (en) Compound internal-combustion engine.
US1747091A (en) Internal-combustion engine
US3774390A (en) Gas accelerator
Leidel An optimized low heat rejection engine for automotive use-an inceptive study
WO2010074665A1 (en) Reciprocating device with dual chambered cylinders
US5617826A (en) Synchronized compression ignition engine
GB2242706A (en) Oscillating piston engine or machine
CA1149750A (en) Internal combustion engine with improved expansion ratio
RU2091599C1 (en) Engine unit
RU2768430C1 (en) Hybrid power plants
RU2191905C2 (en) Free piston engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100410