RU2324830C1 - Свободнопоршневой генератор газов прямоточного двигателя с одним поршнем привода компрессора - Google Patents
Свободнопоршневой генератор газов прямоточного двигателя с одним поршнем привода компрессора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2324830C1 RU2324830C1 RU2006126206/06A RU2006126206A RU2324830C1 RU 2324830 C1 RU2324830 C1 RU 2324830C1 RU 2006126206/06 A RU2006126206/06 A RU 2006126206/06A RU 2006126206 A RU2006126206 A RU 2006126206A RU 2324830 C1 RU2324830 C1 RU 2324830C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas generator
- free
- compressor
- combustion chamber
- piston
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области энергомашиностроения. Свободнопоршневой генератор газов содержит камеру сгорания, форсунку для впрыска топлива, свечу зажигания, впускные и выпускные клапаны, компрессор, поршни, при этом подача воздуха из атмосферы в камеру сгорания генератора газов осуществляется поршнем привода компрессора, соединенным штоком с поршнями компрессора и размещенным между ними, и приводится в действие продуктами сгорания, поступающими из камеры сгорания. Изобретение обеспечивает повышение КПД свободнопоршневого генератора газа за счет повышения удельных весовых и габаритных показателей. 1 ил.
Description
Область техники
Изобретение относится к области энергомашиностроения.
Уровень техники
Ближайший аналог прямоточного двигателя со свободнопоршневым генератором газов - газотурбинный двигатель, см.: Белов П.М., Бурячко В.Р., Акатов В.Е. "Двигатели армейских машин". Часть первая. Теория. М.: Воениздат, 1971, стр.475-487.
Принцип действия газотурбинного двигателя. Турбина компрессора засасывает воздух из атмосферы и подает его в камеру сгорания. Туда же впрыскивается и воспламеняется топливо, в результате чего повышается температура газового потока. Далее газовый поток через сопловой аппарат поступает на лопатки турбины компрессора. Вращение турбины компрессора через вал передается компрессору, обеспечивая тем самым подачу воздуха в камеру сгорания. После турбины компрессора газы поступают в сопловой аппарат тяговой турбины, создавая крутящий момент на ее валу. Основное достоинство газотурбинного двигателя - благоприятная для использования в качестве автомобильного двигателя тяговая характеристика. Крутящий момент на валу тяговой турбины при постоянных параметрах газа обратно пропорционален числу ее оборотов. Однако низкий адиабатический КПД турбин на малых и средних оборотах вследствие перетечек газов через зазоры между периферией лопаток и корпусом приводит к неприемлемо высокому удельному расходу топлива.
Сущность изобретения.
Технической задачей изобретения является повышение КПД свободнопоршневого генератора газа за счет повышения удельных весовых и габаритных показателей.
Поставленная задача решается за счет того, что свободнопоршневой генератор газов, содержащий камеру сгорания, форсунку для впрыска топлива, свечу зажигания, впускные и выпускные клапаны, компрессор, поршни, при этом подача воздуха из атмосферы в камеру сгорания генератора газов осуществляется поршнем привода компрессора, соединенным штоком с поршнями компрессора и размещенным между ними, и приводится в действие продуктами сгорания, поступающими из камеры сгорания.
Основное отличие прямоточного двигателя со свободнопоршневым генератором газов от газотурбинного двигателя состоит в том, что роль лопаточных турбин выполняют поршни. Прямоточный двигатель состоит из свободнопоршневого генератора газов /см. чертеж/ и тяговой расширительной машины /не показана/.
Состав свободнопоршневого генератора газов: 1 - камера сгорания, 2 - форсунка, 3 - свеча зажигания, 4 - газовый канал, 5 - поршень привода компрессора, 6, 7 - поршни компрессора, 8, 9, 10, 11 - клапаны компрессора, 12, 15 - выпускные каналы, 13, 14 - клапаны управления потоком газов, 16 - коллектор тяговой расширительной машины, 17 - дроссельная заслонка.
Принцип действия свободнопоршневого генератора газов.
При пуске двигателя в камеру сгорания 1 форсункой 2 подается топливо и воспламеняется свечой 3. Продукты сгорания по каналу 4 поступают в правую полость поршня привода компрессора 5, с которым соединены поршни компрессора 6 и 7. Так как площадь поршня 5 больше площади поршня 6, сила давления газов на поршень 5 будет больше, чем сила давления сжимаемого в полости поршня 6 воздуха, и поршни начинают движение влево. Так как клапан 8 закрыт, то через открывшийся клапан 9 воздух поступает в камеру сгорания, обеспечивая тем самым процесс сгорания топлива. Одновременно через клапан 10 /клапан 11 закрыт/ в полость поршня 7 из атмосферы засасывается воздух, а газы из левой полости поршня 5 по каналу 12 вытекают в атмосферу. По достижении поршнями крайнего левого положения система управления /не показана/ переводит клапаны 13 и 14 в правое положение. Теперь продукты сгорания из камеры сгорания через открывшийся клапан 13 поступают в левую полость поршня 5, и поршни начинают движение вправо. Газы из правой полости поршня 5 через канал 15 вытекают в атмосферу, клапан 10 закрывается, а через открывшийся клапан 11 воздух поступает в камеру сгорания и процесс сгорания топлива продолжается. Пульсация давления подаваемого в камеру сгорания воздуха сглаживается ресивером /не показан/. Соотношение площадей поршня 5 и поршней 6 и 7 таково, что на привод поршней компрессора расходуется только часть генерируемых газов. Основная же часть генерируемых газов направляется по каналу 16 в тяговую расширительную машину, в качестве которой может применяться машина поршневого или турбинного типа. Управление мощностью тяговой расширительной машины осуществляется форсункой 2 и дроссельной заслонкой 17. Увеличение подачи топлива и степени открытия дроссельной заслонки увеличивают вырабатываемую мощность.
Вибрация, возникающая в результате реакции движения поршней, компенсируется применением двух свободнопоршневых генераторов газов, сориентированных таким образом, чтобы оси симметрии поршней располагались на одной прямой и поршни двигались в противоположных направлениях.
Основные достоинства прямоточного двигателя со свободнопоршневым генератором газов:
- благоприятная для использования в качестве автомобильного двигателя тяговая характеристика - при постоянных параметрах газа крутящий момент обратно пропорционален числу оборотов вала, что позволяет обходиться без механизма перемены передач;
- развиваемая мощность прямо пропорциональна расходу топлива, то есть КПД постоянен во всем диапазоне нагрузок на двигатель;
- прямоточность и непрерывность рабочего процесса обеспечивает резкое улучшение удельных весовых и габаритных показателей;
- в отличие от классического ДВС меньшая требовательность к физико-химическим свойствам топлива, многотопливность;
- свободнопоршневой генератор газов позволяет реализовывать высокую степень сжатия в камере сгорания и предельно высокую степень расширения газов в тяговой машине;
- применение жаропрочных материалов позволит добиться рабочего процесса при коэффициенте избытка воздуха близким к единице - чем он ближе к этому значению, тем ниже относительные затраты энергии на привод компрессора, тем выше КПД двигателя в целом;
- охлаждение стенок всех цилиндров, распределительного коллектора и камеры сгорания потоком воздуха от компрессора до камеры сгорания позволит реализовать высокотемпературное охлаждение и исключить необходимость жидкостного охлаждения;
- отсутствие жидкостного охлаждения обеспечивает высокие пусковые качества и быстрый выход на любой режим мощности.
Claims (1)
- Свободнопоршневой генератор газов, содержащий камеру сгорания, форсунку для впрыска топлива, свечу зажигания, впускные и выпускные клапаны, компрессор, поршни, отличающийся тем, что подача воздуха из атмосферы в камеру сгорания генератора газов осуществляется поршнем привода компрессора, соединенным штоком с поршнями компрессора и размещенным между ними, и приводится в действие продуктами сгорания, поступающими из камеры сгорания.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006126206/06A RU2324830C1 (ru) | 2006-07-19 | 2006-07-19 | Свободнопоршневой генератор газов прямоточного двигателя с одним поршнем привода компрессора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006126206/06A RU2324830C1 (ru) | 2006-07-19 | 2006-07-19 | Свободнопоршневой генератор газов прямоточного двигателя с одним поршнем привода компрессора |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006126206A RU2006126206A (ru) | 2008-01-27 |
RU2324830C1 true RU2324830C1 (ru) | 2008-05-20 |
Family
ID=39109539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006126206/06A RU2324830C1 (ru) | 2006-07-19 | 2006-07-19 | Свободнопоршневой генератор газов прямоточного двигателя с одним поршнем привода компрессора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2324830C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450137C1 (ru) * | 2011-03-11 | 2012-05-10 | Анатолий Александрович Рыбаков | Поршневой двигатель с питанием рабочим телом от свободнопоршневого генератора газов с внешней камерой сгорания |
RU2451802C1 (ru) * | 2011-03-11 | 2012-05-27 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ оптимизации процесса расширения продуктов сгорания в цилиндре поршневого двигателя с питанием рабочим телом от свободнопоршневого генератора газов с внешней камерой сгорания |
RU2474706C1 (ru) * | 2012-01-16 | 2013-02-10 | Анатолий Александрович Рыбаков | Комбинированный свободнопоршневой электрогазогенератор |
RU2503838C1 (ru) * | 2012-07-19 | 2014-01-10 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ увеличения момента силы на валу отбора мощности поршневого двигателя с питанием рабочим телом от свободнопоршневого генератора газов с общей внешней камерой сгорания |
-
2006
- 2006-07-19 RU RU2006126206/06A patent/RU2324830C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БЕЛОВ П.М. и др. Двигатели армейских машин, часть первая. Теория. - М.: Воениздат, 1971, с.475-487. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450137C1 (ru) * | 2011-03-11 | 2012-05-10 | Анатолий Александрович Рыбаков | Поршневой двигатель с питанием рабочим телом от свободнопоршневого генератора газов с внешней камерой сгорания |
RU2451802C1 (ru) * | 2011-03-11 | 2012-05-27 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ оптимизации процесса расширения продуктов сгорания в цилиндре поршневого двигателя с питанием рабочим телом от свободнопоршневого генератора газов с внешней камерой сгорания |
RU2474706C1 (ru) * | 2012-01-16 | 2013-02-10 | Анатолий Александрович Рыбаков | Комбинированный свободнопоршневой электрогазогенератор |
RU2503838C1 (ru) * | 2012-07-19 | 2014-01-10 | Анатолий Александрович Рыбаков | Способ увеличения момента силы на валу отбора мощности поршневого двигателя с питанием рабочим телом от свободнопоршневого генератора газов с общей внешней камерой сгорания |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006126206A (ru) | 2008-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2324060C1 (ru) | Свободнопоршневой генератор газов прямоточного двигателя с двумя поршнями привода компрессора | |
JP7291662B2 (ja) | 大型ユニフロー掃気式2サイクルガス燃料エンジン及び大型ユニフロー掃気式2サイクルガス燃料エンジンの動作方法 | |
US8561581B2 (en) | Two-stroke uniflow turbo-compound internal combustion engine | |
US8051830B2 (en) | Two-stroke uniflow turbo-compound internal combustion engine | |
US9074526B2 (en) | Split cycle engine and method with increased power density | |
US9228491B2 (en) | Two-stroke uniflow turbo-compound internal combustion engine | |
RU2008148123A (ru) | Двигатель внутреннего сгорания с самовоспламенением воздушно-топливной смеси | |
RU2324830C1 (ru) | Свободнопоршневой генератор газов прямоточного двигателя с одним поршнем привода компрессора | |
CN103266950A (zh) | 一种油水燃料复合式废气动力型二行程发动机 | |
GB2472821A (en) | Diaphragm IC engine with aqueous barrier and direct hydraulic output | |
JP4951143B1 (ja) | 三出力軸型の内燃機関 | |
GB2481980A (en) | I.c. engine in which water is recovered from the exhaust and re-used | |
RU2550234C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
CN201925010U (zh) | 一种专用hcci发动机 | |
CN113167172A (zh) | 转子型内燃机及其工作方法 | |
RU2300650C1 (ru) | Дизельный двигатель | |
RU2768430C1 (ru) | Гибридная силовая установка | |
EP0240850A1 (en) | An internal-combustion turbine engine, particularly for driving vehicles | |
JP5002721B1 (ja) | 動作気体発生装置 | |
RU2268376C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
RU2564174C1 (ru) | Дизельный двигатель и способ его работы | |
AU746173B2 (en) | Two-stroke combustion engine | |
RU2557970C1 (ru) | Дизельный двигатель и способ его работы | |
RU2319849C2 (ru) | Поршневой двухтактный двигатель с камерой сгорания, которая находится за пределом цилиндра и соединена с цилиндром через систему клапанов | |
RU2198309C2 (ru) | Турбодвигательная установка |