RU2268378C1 - Two-stroke axial engine - Google Patents
Two-stroke axial engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2268378C1 RU2268378C1 RU2004109490/06A RU2004109490A RU2268378C1 RU 2268378 C1 RU2268378 C1 RU 2268378C1 RU 2004109490/06 A RU2004109490/06 A RU 2004109490/06A RU 2004109490 A RU2004109490 A RU 2004109490A RU 2268378 C1 RU2268378 C1 RU 2268378C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chambers
- working
- engine
- piston
- cylinder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания, и может быть применен в качестве электро-гидрогенераторов и теплогенераторов,The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine building, namely to internal combustion engines, and can be used as electric hydro-generators and heat generators,
Широко известны различные конструкции двухтактных двигателей, которые обладают недостаточной эффективностью работы и часто не обеспечивают экономичность и экологическую безопасность двигателя.Various designs of two-stroke engines are widely known, which have insufficient efficiency and often do not provide the economy and environmental safety of the engine.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является «Двухтактный аксиальный двигатель», содержащий корпус с компрессионными камерами, две противолежащие ступенчатые цилиндровые группы, соединенные штоками и цилиндром гидронасоса, имеющие два рабочих цилиндра с продувочными и выпускными окнами, установленные с возможностью возвратно-поступательного движения с размещенным в каждом из них неподвижным поршнем со сферической рабочей поверхностью, имеющим рубашки охлаждения и разделенную камеру сгорания с топливной форсункой и впускными клапанами, сообщенную с рабочей камерой, при этом разделенная камера сгорания выполнена сферической с горловиной в виде сопла Лаваля, а внутренняя поверхность днища каждого рабочего цилиндра спрофилирована под рабочую поверхность поршня и выполнена с насадкой, спрофилированной под сопло Лаваля, имеющей наружную коническую поверхность, сопряженную с внутренней поверхностью днища цилиндра с образованием овальной выемки, и внутреннюю осевую проточку, образующую полость охлаждения, причем торцы рабочего цилиндра выполнены с буртиком, разделяющим корпус двигателя на продувочную и компрессионную камеры, составляющие поршневой пневмокомпрессор, и служащим для него пневмопоршнем, причем золотник гидронасоса выполнен в виде эксцентриковой клапанной мембраны с осью, установленной перед всасывающим патрубком на его осевой, и с седлами, образованными противолежащими стенками всасывающего и нагнетающего патрубков, связанных через магистрали с гидротурбиной, а поршнями гидронасоса служат днища двух противолежащих рабочих цилиндров (Патент РФ №2121586 МКИ:6 F 02 В 71/04 публ. 10.11.98 бюл.№31).The closest analogue to the present invention is a "two-stroke axial engine" containing a housing with compression chambers, two opposite stepped cylinder groups connected by rods and a hydraulic pump cylinder, having two working cylinders with purge and exhaust windows, mounted with the possibility of reciprocating movement with placed in each of them a stationary piston with a spherical working surface having cooling jackets and a divided combustion chamber with a fuel nozzle th and inlet valves in communication with the working chamber, while the divided combustion chamber is made spherical with a neck in the form of a Laval nozzle, and the inner surface of the bottom of each working cylinder is profiled under the working surface of the piston and made with a nozzle profiled under the Laval nozzle having an outer conical surface conjugated with the inner surface of the cylinder bottom with the formation of an oval recess, and an internal axial groove forming a cooling cavity, and the ends of the working cylinder with a shoulder separating the engine casing into the purge and compression chambers that make up the piston pneumatic compressor, and serving as a pneumatic piston for it, moreover, the hydraulic pump spool is made in the form of an eccentric valve membrane with an axis mounted in front of the suction pipe on its axial and with saddles formed by opposing walls of the suction and discharge nozzles connected through the mains with a hydraulic turbine, and the pistons of the hydraulic pump are the bottoms of two opposing working cylinders (RF Patent No. 2121586 MKI: 6 F 02 B 71 / 04 publ. 11/10/98 bul. No. 31).
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении скорости сгорания топливной смеси, следовательно, в повышении экономичности и эффективности работы двигателя за счет использования каталитических камер, обеспечивающих возврат в форкамеру смеси, обогащенной СО и Н2, и снижение вредных примесей в выхлопных газах, что в свою очередь ведет к повышению экологической безопасности двигателей.The technical result of the invention is to increase the rate of combustion of the fuel mixture, therefore, to increase the efficiency and efficiency of the engine through the use of catalytic chambers that return the mixture enriched in CO and H 2 to the prechamber and reduce harmful impurities in the exhaust gases, which in turn turn leads to increased environmental safety of engines.
Достижение указанного результата обеспечивается за счет того, что двухтактный аксиальный двигатель, содержащий корпус с компрессионными камерами, две противолежащие ступенчатые цилиндровые группы, соединенные штоками и цилиндром гидронасоса, имеющие два рабочих цилиндра с продувочными и выпускными окнами, установленные с возможностью возвратно-поступательного движения. В каждом рабочем цилиндре размещен неподвижный поршень со сферической рабочей поверхностью, имеющий рубашки охлаждения, разделенную камеру сгорания с топливной форсункой и впускными клапанами, сообщенную с рабочей камерой. Разделенная камера сгорания выполнена сферической с горловиной в виде сопла Лаваля. Внутренняя поверхность днища каждого рабочего цилиндра спрофилирована под рабочую поверхность поршня и снабжена насадкой из вольфрама в виде сопла Лаваля со сквозными микроотверстиями. Наружная коническая поверхность насадки сопряжена с внутренней поверхностью днища цилиндра и образует овальную выемку. Насадка снабжена внутренней осевой проточкой, образующей полость охлаждения. Торцы рабочего цилиндра выполнены с буртиком, разделяющим корпус двигателя на продувочную и компрессионную камеры, составляющие поршневой пневмокомпрессор, и служащим для него пневмопоршнем. Золотник гидронасоса выполнен в виде эксцентриковой клапанной мембраны с осью, установленной перед всасывающим патрубком на его осевой, и с седлами, образованными противолежащими стенками всасывающего и нагнетающего патрубков, связанных через магистрали с гидротурбиной. Поршнями гидронасоса служат днища двух противолежащих рабочих цилиндров. Буртик и цилиндрическая поверхность корпуса выполнены с пазами для размещения обратимого линейного генератора и вибратора запуска. На якорях генераторов, а также на концах штоков магнитных впускных клапанов установлены постоянные магниты, выполненные на основе Nd-Fe-B. Двигатель снабжен двумя каталитическими камерами в виде стальных цилиндров с насадкой из гранул никеля, при этом входные патрубки камер связаны с коллекторами выхлопных окон рабочих камер двигателя, а выходные топливные патрубки каталитических камер через впускные клапаны связаны с камерами сгорания. Каждая из каталитических камер снабжена газоводом для подачи метана и трубопроводом для выхлопных газов. Постоянные магниты, установленные в буртиках якорей генераторов и на концах штоков магнитных выпускных клапанов, экранированы друг от друга двухслойными крышками, которые выполнены из меди и стали и снабжены отверстиями для впускных и выпускных клапанов.This result is achieved due to the fact that a two-stroke axial engine containing a housing with compression chambers, two opposite stepped cylinder groups connected by rods and a hydraulic pump cylinder, having two working cylinders with purge and exhaust windows, installed with the possibility of reciprocating motion. In each working cylinder there is a fixed piston with a spherical working surface, having cooling jackets, a divided combustion chamber with a fuel nozzle and intake valves, in communication with the working chamber. The divided combustion chamber is made spherical with a neck in the form of a Laval nozzle. The inner surface of the bottom of each working cylinder is profiled under the working surface of the piston and equipped with a nozzle made of tungsten in the form of a Laval nozzle with through holes. The outer conical surface of the nozzle is paired with the inner surface of the cylinder bottom and forms an oval recess. The nozzle is provided with an internal axial groove forming a cooling cavity. The ends of the working cylinder are made with a shoulder that separates the engine casing into the purge and compression chambers that make up the piston pneumatic compressor and serves as a pneumatic piston for it. The spool of the hydraulic pump is made in the form of an eccentric valve membrane with an axis installed in front of the suction pipe on its axial, and with saddles formed by the opposite walls of the suction and discharge pipes connected through the mains with a hydraulic turbine. The pistons of the hydraulic pump are the bottoms of two opposing working cylinders. The bead and the cylindrical surface of the housing are grooved to accommodate a reversible linear generator and trigger vibrator. Permanent magnets based on Nd-Fe-B are installed on the armature of the generators, as well as on the ends of the rods of the magnetic inlet valves. The engine is equipped with two catalytic chambers in the form of steel cylinders with a nozzle made of nickel granules, while the inlet chambers of the chambers are connected to the collectors of the exhaust windows of the working chambers of the engine, and the output fuel pipes of the catalytic chambers are connected through the inlet valves to the combustion chambers. Each of the catalytic chambers is equipped with a gas duct for supplying methane and a pipe for exhaust gases. Permanent magnets installed in the flanges of the armature of the generators and at the ends of the rods of the magnetic exhaust valves are shielded from each other by two-layer covers made of copper and steel and equipped with openings for the intake and exhaust valves.
На чертеже изображен предлагаемый двухтактный аксиальный двигатель.The drawing shows the proposed two-stroke axial engine.
Двигатель содержит корпус 1 с двумя противолежащими цилиндровыми группами, каждая из которых содержит компрессионную камеру 2 и камеру 3 продувочного воздуха, составляющие поршневой пневмокомпрессор. Через органы газораспределения в виде выпускных клапанов 4 и продувочных окон 5 эти камеры соединены с разделенной камерой 6 сгорания и топливной форсункой 7, причем камера 6 имеет горловину в виде сопла Лаваля 8 и рубашку охлаждения 9, размещенные в полости неподвижного со сферической рабочей поверхностью поршня 10, причем камера 6 сгорания расположена по осевой в центре днища 10, к которому пригнан свободнопоршневой цилиндр 11 с днищем 12 и продувочными и выпускными окнами 13, расположенными против продувочных окон 5, сообщающимися с коллектором (не показано) продувочных впускных окон 5. В нижней части рабочей камеры 14, ограниченной внутренней поверхностью цилиндра 11 и его днищем 12, имеется разъем 15, внутренняя поверхность днища 12 спрофилирована под рабочую поверхность поршня и выполнена вогнутой до разъема 15, в котором крепится насадка 16, спрофилированная под сопло Лаваля и имеющая наружную коническую поверхность, сопряженную с внутренней поверхностью днища 12 с образованием овальной выемки, и внутреннюю осевую проточку, образующую полость 17 охлаждения. Компрессионная камера 2 и камера 3 продувочного воздуха разделены буртиком 18, действующим как двусторонний пневмопоршень поршневого компрессора. Буртик 18 и неподвижный поршень 10 снабжены поршневыми кольцами 19, для обеспечения компрессии между компрессорной камерой 2 и камерой 3 продувочного воздуха установлены L-образные цилиндровые кольца 20, охлаждаемые поверхности рабочих цилиндров 11 связаны с двумя парами боковых штоков 21, проходящих через полость центрально расположенного гидроцилиндра 22, снабженного всасывающей 23 и нагнетающей 24 магистралями, соединенными с гидротурбиной, и установленным перед всасывающей магистралью 23 золотником в виде клапанной мембраны 25, насаженной на эксцентриковую ось 26, цилиндрические поверхности корпуса 1 и буртика 18 выполнены с пазами 27 для размещения обратимого линейного генератора и вибратора запуска. На якорях генераторов установлены постоянные магниты 28, такие же магниты 29 установлены на концах штоков магнитных впускных клапанов. Выхлопные окна рабочих камер двигателя связаны коллектором 30 с входными патрубками 33 каталитических камер 31, наполненных гранулами никеля 32. В свою очередь выходные топливные патрубки 34 связаны с камерами сгорания 6. Каждая из каталитических камер снабжена газоводом для подачи метана 35 и трубопроводом для выхлопных газов 36.The engine comprises a housing 1 with two opposing cylinder groups, each of which contains a compression chamber 2 and a purge air chamber 3 constituting a piston pneumatic compressor. Through the gas distribution bodies in the form of exhaust valves 4 and purge windows 5, these chambers are connected to a divided combustion chamber 6 and a fuel nozzle 7, moreover, the chamber 6 has a neck in the form of a Laval nozzle 8 and a cooling jacket 9 located in the cavity of the piston 10, which is stationary with a spherical working surface, moreover, the combustion chamber 6 is located axially in the center of the bottom 10, to which a free-piston cylinder 11 with a bottom 12 is fitted and a purge and outlet windows 13 located against the purge windows 5 in communication with the manifold (not shown) purge inlet windows 5. In the lower part of the working chamber 14, limited by the inner surface of the cylinder 11 and its bottom 12, there is a connector 15, the inner surface of the bottom 12 is profiled under the working surface of the piston and made concave to the connector 15, in which the nozzle is mounted 16, profiled under a Laval nozzle and having an outer conical surface mating with the inner surface of the bottom 12 to form an oval recess, and an internal axial groove forming a cooling cavity 17. The compression chamber 2 and the purge air chamber 3 are separated by a shoulder 18 acting as a two-sided pneumatic piston of a reciprocating compressor. The shoulder 18 and the stationary piston 10 are equipped with piston rings 19, to ensure compression between the compressor chamber 2 and the purge air chamber 3, L-shaped cylinder rings 20 are installed, the cooled surfaces of the working cylinders 11 are connected to two pairs of side rods 21 passing through the cavity of the centrally located hydraulic cylinder 22, equipped with a suction 23 and a discharge 24 lines connected to a hydraulic turbine, and installed in front of the suction line 23 spool in the form of a valve membrane 25, mounted on the eccentric axis 26, the cylindrical surface of the housing 1 and the shoulder 18 are made with grooves 27 to accommodate a reversible linear generator and a trigger vibrator. Permanent magnets 28 are mounted on the armature of the generators, the same magnets 29 are mounted on the ends of the magnetic inlet valve rods. The exhaust windows of the working chambers of the engine are connected by the collector 30 to the inlet pipes 33 of the catalytic chambers 31 filled with nickel granules 32. In turn, the output fuel pipes 34 are connected to the combustion chambers 6. Each of the catalytic chambers is equipped with a gas duct for supplying methane 35 and an exhaust pipe 36 .
При работе предложенного усовершенствованного двухтактного аксиального двигателя, снабженного двумя каталитическими камерами 31, наполненными гранулами никеля 32, происходит каталитическая реакция окисления метана водяными парами с образованием водорода и окиси углерода:When the proposed improved two-stroke axial engine is equipped with two catalytic chambers 31 filled with nickel granules 32, a catalytic oxidation reaction of methane with water vapor occurs with the formation of hydrogen and carbon monoxide:
При этом обогащенная топливная смесь через выходные топливные патрубки 34 подается в камеры сгорания 6, что способствует повышению скорости сгорания топливной смеси и, следовательно, повышению эффективности и экономичности работы двигателя, а также снижению вредных примесей в выхлопных газах.In this case, the enriched fuel mixture through the fuel outlet pipes 34 is fed into the combustion chambers 6, which helps to increase the rate of combustion of the fuel mixture and, therefore, increase the efficiency and economy of the engine, as well as reduce harmful impurities in the exhaust gases.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004109490/06A RU2268378C1 (en) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | Two-stroke axial engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004109490/06A RU2268378C1 (en) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | Two-stroke axial engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004109490A RU2004109490A (en) | 2005-09-27 |
| RU2268378C1 true RU2268378C1 (en) | 2006-01-20 |
Family
ID=35849824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004109490/06A RU2268378C1 (en) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | Two-stroke axial engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2268378C1 (en) |
-
2004
- 2004-03-29 RU RU2004109490/06A patent/RU2268378C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004109490A (en) | 2005-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3607909B2 (en) | Improvement of free piston engine | |
| RU2268378C1 (en) | Two-stroke axial engine | |
| EP2511511B1 (en) | Charge air guide element and internal combustion engine with a charge air guide element | |
| EP2836691B1 (en) | Charge air guide element for internal combustion engine | |
| EP2511510B1 (en) | Engine block and internal combustion engine with an engine block | |
| CN209742989U (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
| AU606316B2 (en) | A reciprocating internal combustion engine including a separate gas chamber | |
| JP6071898B2 (en) | Annular piston type internal combustion engine and center shaft of such an engine | |
| RU55875U1 (en) | TWO-STROKE STEEL INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
| CN109555598B (en) | Micro free piston power device with self-pressurization type direct-current scavenging structure | |
| RU2154176C2 (en) | Two-stroke axial engine | |
| JPS5941622A (en) | Three-chamber heat engine | |
| TW202413792A (en) | Improvement of two-stroke fuel engine | |
| RU2121586C1 (en) | Two stroke axial engine | |
| US20130319351A1 (en) | Piston cooling system | |
| CN105041455A (en) | General technology of low emission and environmental protection for small two-stroke gasoline engine | |
| KR101996242B1 (en) | Reciprocating engine and engine block | |
| WO2013180999A1 (en) | Intake and exhaust chambers | |
| SU1325177A1 (en) | Combustion chamber | |
| AU2010101401B4 (en) | Two Stroke Induction Ports | |
| RU2078233C1 (en) | Manifold blower | |
| WO2018217130A1 (en) | Rotary internal combustion engine | |
| RU2003126728A (en) | TWO STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
| EP2511509A1 (en) | Mixing pipe and internal combustion engine with a mixing pipe | |
| US20150292449A1 (en) | Intake assembly for an internal combustion engine and internal combustion engine with the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090330 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20101020 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120330 |