RU2440500C2 - Single-cycle recovery engine - Google Patents

Single-cycle recovery engine Download PDF

Info

Publication number
RU2440500C2
RU2440500C2 RU2010108257/06A RU2010108257A RU2440500C2 RU 2440500 C2 RU2440500 C2 RU 2440500C2 RU 2010108257/06 A RU2010108257/06 A RU 2010108257/06A RU 2010108257 A RU2010108257 A RU 2010108257A RU 2440500 C2 RU2440500 C2 RU 2440500C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
working
engine
working chamber
engine according
Prior art date
Application number
RU2010108257/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010108257A (en
Inventor
Владимир Михайлович Палецких (RU)
Владимир Михайлович Палецких
Original Assignee
Владимир Михайлович Палецких
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 Владимир Михайлович Палецких filed Critical Владимир Михайлович Палецких
Priority to RU2010108257/06A priority Critical patent/RU2440500C2/en
Publication of RU2010108257A publication Critical patent/RU2010108257A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2440500C2 publication Critical patent/RU2440500C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: engine equipped with systems enabling the operation includes at least one working chamber equipped with two end covers. Inside the chamber there installed is at least one piston of double action with two working surfaces, which divides the working chamber at least in two working volumes. Piston is connected at least to one stock at least of one movement converter without a piston rod, which provides the piston with the hold at dead points; at that, recovery system is pneumatic and provided with a receiver, and working chamber has the possibility of operating in compressor mode. Hold of piston is provided with the conditions for qualitative gas exchange, immediate injection and complete combustion of fuel mixture. Several operating modes of the engine are possible: as internal combustion engine, as wheel-driven compressor, as engine-driven compressor, and as pneumatic engine.
EFFECT: increasing economic and ecologic properties and specific power.
10 dwg, 23 cl

Description

Изобретение относится к двигателестроению, позволяет создать комбинированные (рекуперационные) энергетические установки и может быть применено в автомобилестроении, в гражданском, сельскохозяйственном, военном, спортивном, в водном и мототранспорте, винтомоторной авиации, для привода ручного инструмента, в промышленности и энергетике.The invention relates to engine building, allows you to create a combined (recovery) power plants and can be applied in the automotive industry, in civil, agricultural, military, sports, in water and motor vehicles, propeller aviation, for the drive of hand tools, in industry and energy.

Понятие «тактность» определяет количество процессов термодинамического цикла, обеспечивающихся движением поршня в интервале между мертвыми точками, а под словом «тактный» - количество таких перемещений за период выполнения одним зарядом рабочего тела полного термодинамического цикла. Но т.к. подавляющее большинство преобразователей движения двигателей внутреннего сгорания (далее - ДВС) основаны на кривошипно-шатунном механизме (далее - КШМ), который позволяет производить, как правило, четное количество тактов для осуществления термодинамического цикла, поэтому в подавляющем большинстве случаев двигатели делятся на «двухтактные» или «четырехтактные», хотя все без исключения двигатели могут быть классифицированы как «пятитактные», даже и названные одно-, двух- или четырехтактными, т.к. в открытом термодинамическом цикле двигателя внутреннего сгорания воспроизводятся пять процессов этого цикла, которые требуют времени на их осуществление - это: 1) впуск, 2) сжатие, 3) сгорание, 4) рабочий ход, 5) выпуск. Эти такты является необходимым и достаточным условием для работоспособности любого теплового двигателя. Однако отдельного такта «сгорания» КШМ обеспечить своей кинематикой не может, т.к. это не движение, а выстой. Такты «выпуск» и «впуск» характеризуют собой процесс охлаждения рабочего тела и являются «балластными», но они занимают отдельные такты в четырехтактных и существенное время-сечение в двухтактных двигателях. В обычном ДВС с КШМ часть тактов совмещены и имеют наложение один на другой, например, в четырехтактном двигателе в конце такта сжатия уже начинается сгорание, которое продолжается и после прохождения поршнем верхней мертвой точки (далее - ВМТ) в такте рабочего хода. В двухтактном двигателе такт сжатия совмещен с тактом впуска и тактом сгорания, а такт рабочего хода совмещен с тактом сгорания и с выпуском. Т.е. идет наслоение тактов одного на другой, при этом наслоенные такты по отдельности теряют свою эффективность и от этого снижается мощность и ухудшаются характеристики всего процесса. Эффективность работы ДВС как тепловой машины, в основном, определяется степенью совершенства термодинамических процессов и достаточно большие резервы ДВС находятся именно в термодинамической части. Но обеспечивает чередование и полноту протекания тактов механическая часть, которая позволяет адаптировать работу ДВС в соответствии с требованиями термодинамического цикла, улучшить преобразование и вывод кинетической энергии. Поэтому актуальным является поиск способа или механизма, который бы реализовал на практике полноценный пятитактный цикл.The concept of “tact” defines the number of processes of the thermodynamic cycle, which are provided by the piston in the interval between the dead points, and under the word “tact” the number of such movements during the period a full thermodynamic cycle is performed by one charge of the working fluid. But since the vast majority of motion converters of internal combustion engines (hereinafter referred to as ICE) are based on a crank mechanism (hereinafter referred to as KShM), which allows, as a rule, to produce an even number of clock cycles for the implementation of the thermodynamic cycle, therefore, in the vast majority of cases, engines are divided into “push-pull” or “four-stroke”, although all engines without exception can be classified as “five-stroke”, even called one-, two- or four-stroke, because In the open thermodynamic cycle of an internal combustion engine, five processes of this cycle are reproduced, which require time for their implementation - these are: 1) inlet, 2) compression, 3) combustion, 4) working stroke, 5) exhaust. These cycles are a necessary and sufficient condition for the operability of any heat engine. However, KShM cannot provide a separate cycle of “combustion” with its kinematics, because it is not movement, but standing. The “release” and “inlet” cycles characterize the process of cooling the working fluid and are “ballast”, but they occupy separate cycles in four-stroke and a significant time-section in two-stroke engines. In a conventional ICE with a crank engine, some of the cycles are combined and overlapping one another, for example, in a four-stroke engine at the end of the compression stroke, combustion starts, which continues after the piston passes the top dead center (hereinafter - TDC) in the stroke of the working stroke. In a two-stroke engine, the compression stroke is combined with the intake stroke and the combustion stroke, and the stroke of the travel stroke is combined with the combustion stroke and the exhaust. Those. there is a layering of measures from one to another, while layered measures individually lose their effectiveness and this reduces the power and worsens the characteristics of the whole process. The efficiency of the internal combustion engine as a heat engine is mainly determined by the degree of perfection of the thermodynamic processes and sufficiently large reserves of the internal combustion engine are located in the thermodynamic part. But the mechanical part, which allows you to adapt the operation of the internal combustion engine in accordance with the requirements of the thermodynamic cycle, ensures the conversion and output of kinetic energy, provides the alternation and completeness of the flow of cycles. Therefore, it is relevant to search for a method or mechanism that would put into practice a full five-cycle cycle.

Известна поршневая машина (патент RU 31404 U1, опубл. 10.08.2003 Бюл. №22), в которой рабочая камера и поршень в поперечном сечении имеют прямоугольную форму с закругленными углами, а на боковых поверхностях поршня выполнены прорези, в которые установлены уплотнения с поджимающими пружинами. Цель замены цилиндра на рабочую камеру с прямоугольным поперечным сечением только экономическая, т.к. автор считает, что кузнечно-прессовая технология изготовления снизит себестоимость рабочей камеры.Known piston machine (patent RU 31404 U1, publ. 08/10/2003 Bull. No. 22), in which the working chamber and the piston in cross section are rectangular in shape with rounded corners, and slots are made on the side surfaces of the piston, into which seals with pressing springs. The purpose of replacing the cylinder with a working chamber with a rectangular cross section is only economic, because the author believes that the forging and press manufacturing technology will reduce the cost of the working chamber.

Эта машина в представленном виде может использоваться как пневмодвигатель или насос, но не как двигатель внутреннего сгорания, потому что элементы, присущие ДВС, не представлены. Уплотнительные пластины строго подогнаны к размерам рабочей камеры и не допускают бокового износа или температурного изменения размеров, т.к. в этом случае уплотнительная пластина отойдет от стенки рабочей камеры и появится щель, что приведет к декомпрессии.This machine in the presented form can be used as an air motor or pump, but not as an internal combustion engine, because the elements inherent in the internal combustion engine are not represented. The sealing plates are strictly adapted to the dimensions of the working chamber and do not allow lateral wear or temperature changes in dimensions, since in this case, the sealing plate will move away from the wall of the working chamber and a gap will appear, which will lead to decompression.

Известен воздушный двигатель фирмы МДИ (http://www.mdi.lu/moteurs.php), который выполнен по П-образной схеме и содержит два цилиндра - малый нагнетающий и большой - рабочий. Принцип работы этого двигателя таков: поршень большого цилиндра поднимется в ВМТ и останавливается там в выстое, а малый поршень засасывает воздух и сжимает его в малом цилиндре до уровня давления в 20 бар и вталкивает его в сферическую камеру. При этом воздух разогревается до +400°C. В эту же камеру под давлением подается холодный сжатый воздух из баллонов, где он перемешивается с горячим воздухом, при этом происходит теплообмен, и весь воздух в надпоршневых объемах нагревается и расширяется, давление резко возрастает. Для обеспечения лучшего перемешивания, которое требует определенного времени, поршень большого цилиндра останавливается на время в ВМТ (такт смешивания рабочего тела), выстой обеспечивает специальная проскальзывающая муфта, установленная на кривошипе коленчатого вала в системе с составным шатуном. После выстоя поршень большого цилиндра резко с ускорением срывается вниз («догоняет» убежавший коленчатый вал) и передает рабочее усилие на коленчатый вал, при равномерном вращении выходного вала. Такты этого цикла такие: 1) сжатие (сжимаемый воздух нагревается до 400°C); 2) подача холодного воздуха и смешивание с горячим (осуществляются за счет выстоя в ВМТ); 3) рабочий ход; 4) выпуск; 5) впуск. При резком движении рабочего поршня вниз происходит понижение температуры почти до 0°C, что сильно охлаждает стенки цилиндра и снижает эффект дальнейшей работы расширения, поэтому стенки цилиндра приходится подогревать. В двигателе внутренняя кинематика совмещает такты впуска с тактом сжатия, а такт рабочего хода с тактом выпуска, это совмещение тактов требует удлиненного цилиндра для обеспечения времени-сечения производства «балластных» тактов впуска и выпуска. Недостаток этого решения очевиден - неоправданная сложность, большой вес, большие габариты двигателя, неудачная конструкция проскальзывающей муфты, значительно увеличивающей скорость движения поршня. К тому же преобразователь движения в виде КШМ имеет низкий эффективный коэффициент полезного действия (далее КПД).Known air engine company MDI (http://www.mdi.lu/moteurs.php), which is made in a U-shaped scheme and contains two cylinders - a small discharge and a large - working. The principle of operation of this engine is as follows: the piston of the large cylinder rises at TDC and stops there at a standstill, and the small piston draws in air and compresses it in the small cylinder to a pressure level of 20 bar and pushes it into a spherical chamber. In this case, the air warms up to + 400 ° C. Cold compressed air is supplied from the cylinders into the same chamber under pressure, where it is mixed with hot air, heat exchange takes place, and all the air in the over-piston volumes is heated and expanded, the pressure rises sharply. To ensure better mixing, which requires a certain amount of time, the piston of the large cylinder stops for a while at TDC (mixing stroke of the working fluid), a special slip clutch mounted on the crank of the crankshaft in a system with a composite connecting rod provides a dwell. After standing up, the piston of the large cylinder breaks down sharply with acceleration (“catches up” the runaway crankshaft) and transfers the working force to the crankshaft, with a uniform rotation of the output shaft. The steps of this cycle are: 1) compression (compressed air is heated to 400 ° C); 2) the supply of cold air and mixing with hot (carried out by standing at TDC); 3) working stroke; 4) release; 5) inlet. With a sharp movement of the working piston downward, the temperature drops to almost 0 ° C, which greatly cools the cylinder walls and reduces the effect of further expansion work, so the cylinder walls must be heated. In the engine, internal kinematics combines the intake strokes with the compression stroke, and the working stroke with the exhaust stroke, this combination of strokes requires an elongated cylinder to provide a time-section for the production of "ballast" intake and exhaust strokes. The disadvantage of this solution is obvious - unjustified complexity, heavy weight, large dimensions of the engine, unsuccessful design of a slip clutch, which significantly increases the speed of the piston. In addition, the motion converter in the form of a CABG has a low effective efficiency (hereinafter referred to as efficiency).

В качестве прототипа по количеству тактов рабочего цикла и возможности использования в качестве воздушного гибридного двигателя выбран двигатель фирмы Скудери (www.scuderigroup.com). Рабочий цикл его основан на технологии разделенного цикла и зажигания после прохождения поршнями верхней мертвой точки. Принципиально двигатель Скудери состоит из двух параллельных П-образно расположенных и соединенных каналом цилиндров. В одном из них происходит впуск и сжатие рабочей смеси, в другом - рабочий ход и выпуск отработанных газов. Смешивание и сжигание рабочей смеси происходит в тот момент, когда оба поршня находятся в районе верхней мертвой точки (ВМТ). В концепции Скудери полный цикл происходит за один оборот вала. Кроме топливной экономичности и экологической чистоты мотор Скудери развивает гораздо больший крутящий момент, чем обычные ДВС.As a prototype, according to the number of cycles of the working cycle and the possibility of using an air hybrid engine, the engine of the company Scuderi (www.scuderigroup.com) was chosen. Its working cycle is based on the technology of a divided cycle and ignition after the pistons pass the top dead center. Fundamentally, the Scuderi engine consists of two parallel U-shaped and channel-connected cylinders. In one of them is the inlet and compression of the working mixture, in the other - the working stroke and exhaust gas. Mixing and burning of the working mixture occurs at a time when both pistons are in the area of top dead center (TDC). In the concept of Scuderi, a complete cycle takes place in one revolution of the shaft. In addition to fuel efficiency and environmental friendliness, the Scuderi engine develops much more torque than conventional ICEs.

На самом деле двухцилиндровая П-образная секция двигателя Скудери работает по пятитактному рабочему циклу, т.к. в каждом цилиндре секции поршень за цикл совершает два такта, но система из двух соединенных каналом цилиндров и последовательно движущихся поршней может создать такт «псевдовыстоя» в ВМТ, т.к. выстой одного поршня при помощи КШМ сделать нельзя. Псевдовыстой осуществляется следующим образом: 1) первый поршень немного не доходит до ВМТ, второй поршень находится в ВМТ, 2) затем первый поршень подходит к ВМТ, второй поршень опускается чуть ниже ВМТ, при этом в объеме двух камер сгорания П-образно соединенных цилиндров и соединяющего их канала на какое-то непродолжительное время образуется постоянный объем, за время которого происходит лучшее перемешивание газов и более полное сгорание рабочей смеси под большим давлением в условно постоянном объеме, что очень хорошо сказывается на показателях двигателя. К тому же такая конструкция обеспечивает хороший газообмен. Двигатель может работать в рекуперационном воздушном режиме, т.е. при торможении накапливать воздух в ресивер, а затем использовать его в качестве наддува или в качестве рабочего тела при работе двигателя в качестве пневмодвигателя.In fact, the two-cylinder U-shaped section of the Scuderi engine operates on a five-cycle duty cycle, as in each section cylinder, the piston performs two cycles per cycle, but a system of two cylinders connected by a channel and sequentially moving pistons can create a “pseudo-standstill” cycle in TDC, because It is impossible to make one piston with the help of KShM. The pseudo-hollow is as follows: 1) the first piston does not reach TDC a little, the second piston is at TDC, 2) then the first piston goes to TDC, the second piston drops just below TDC, while in the volume of the two combustion chambers U-shaped cylinders are connected and a channel connecting them for a short time forms a constant volume, during which there is a better mixing of gases and a more complete combustion of the working mixture under high pressure in a conditionally constant volume, which is very good for azatelyah engine. In addition, this design provides good gas exchange. The engine can operate in air recovery mode, i.e. when braking, accumulate air in the receiver, and then use it as a boost or as a working fluid when the engine is running as an air motor.

Данная конструкция как двигатель внутреннего сгорания идентична П-образному двухпоршневому двигателю Цоллера (1930 г.), который активно использовался на спортивной и военной технике тех времен. Новым в двигателе Скудери является рекуперация и наддув от системы рекуперации, т.к. низкая степень сжатия из-за больших объемов камер сгорания и перепускного канала делает П-образный двигатель практически бесполезным без организации наддува. Чтобы обеспечить выстой поршня в ВМТ, двигатель неоправданно усложнен - установлены сдублированные «лишние» элементы - цилиндр и поршень с шатуном, удлинен коленчатый вал, усложнена механическая газораспределительная система - все это значительно удорожает его, увеличивает весогабаритные показатели, ухудшает балансировку, повышает трение в цилиндропоршневой группе, к этому также добавляется недостаточный эффективный КПД КШМ. Одна секция из двух цилиндров и поршней не может одновременно накачивать воздух в ресивер и работать как ДВС, не предусмотрена работа в качестве воздушного двигателя. Процесс сгорания в этом двигателе и его несбалансированная конструкция будет вызывать вибрацию и повышенную шумность. Для рядовых потребителей такой двигатель окажется слишком дорогим, сложным в эксплуатации и неэкономичным.This design as an internal combustion engine is identical to the U-shaped two-piston Zoller engine (1930), which was actively used on sports and military equipment of those times. New in the Scuderi engine is the recovery and boost from the recovery system, as the low compression ratio due to the large volumes of the combustion chambers and the bypass channel makes the U-shaped engine practically useless without the organization of boost. To ensure piston uptime at the TDC, the engine is unjustifiably complicated — duplicated “extra” elements — a cylinder and a piston with a connecting rod — are installed, the crankshaft is lengthened, the mechanical gas distribution system is complicated — all this makes it much more expensive, increases weight and dimensions, worsens balancing, and increases friction in the piston-piston group, this also adds to the insufficient effective efficiency of the CABG. One section of two cylinders and pistons cannot simultaneously pump air into the receiver and operate as an internal combustion engine; operation as an air engine is not provided. The combustion process in this engine and its unbalanced design will cause vibration and increased noise. For ordinary consumers, such an engine will be too expensive, difficult to operate and uneconomical.

Цель изобретения состоит в повышении экономических и экологических характеристик двигателя и удельной мощности.The purpose of the invention is to improve the economic and environmental characteristics of the engine and specific power.

Сущность изобретения состоит в том, что однотактный рекуперационный двигатель, оборудованный системами обеспечения работы, содержащий, по крайней мере, одну рабочую камеру, закрываемую торцевой крышкой, по крайней мере, с одной стороны, внутри рабочей камеры установлен, по крайней мере, на одном штоке, по крайней мере, один поршень, отличается тем, что двигатель оборудован, по крайней мере, одним бесшатунным преобразователем движения, позволяющим поршню осуществлять, по крайней мере, один выстой, по крайней мере, в одной мертвой точке своего движения, при этом поршень выполнен, по крайней мере, с одной рабочей поверхностью, а рабочие процессы проходят либо не проходят, по крайней мере, в одном рабочем объеме рабочей камеры; в качестве преобразователя движения поршней во вращение силового вала использован зубчато-рамочный механизм; зубчатая рамка преобразователя движения соединена с поршнем посредством жестких и/или гибких тяг и установлена в любом удобном месте корпуса двигателя и/или вне корпуса двигателя; гибкая тяга преобразователя движения оборудована, по крайней мере, одним вертлюгом и/или талрепом; зарядка ресивера воздухом осуществляется каким-либо способом: от работы двигателя в режиме компрессора; при торможении; напрямую от любой компрессорной станции; от источника электропитания, при этом генератор, установленный на двигателе, работает как электромотор, а сам двигатель работает как компрессор; от стационарного или переносного электронасоса (например, для подкачки шин); от стартового пиротехнического или химического патрона, который устанавливается в шлюзовой узел в ресивере или трубопроводе; от воздуха, находящегося в колесах автомобиля; шток поршня выполнен с возможностью изменения длины посредством винтовой пары или муфты; в рабочую камеру подается готовая топливовоздушная смесь; оборудован непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания; поперечное сечение рабочей камеры выполнено в каком-либо виде: круглым, эллипсным, овальным (в форме удлиненного круга), треугольным, или квадратным с прямыми углами, а, по крайней мере, один поршень, установленный внутри рабочей камеры, имеет одинаковое с рабочей камерой поперечное сечение; штоковая рабочая поверхность поршня оборудована трубой; управление обеспечивающими газораспределение клапанами - электрическое, механическое, гидравлическое, пневматическое или в комбинации способов; движение двух поршней в рабочей камере осуществлено либо в противофазе, либо последовательно пошагово один за другим; для зажигания рабочей смеси применено искровое, и/или каталитическое, и/или калильное зажигание; смазка стенок рабочей камеры осуществляется лубрикатором, установленным внутри поршня; подвод масла к лубрикатору осуществляется посредством впрыска масла через отверстия, оборудованные в стенке (стенках) рабочей камеры в моменты выстоя (выстоев) поршня; в качестве рекуперационной установки использован генератор, электродвигатель и блок аккумуляторных батарей, и/или конденсаторная батарея, и/или маховик; поршень оборудован системой изменения расстояния между рабочими поверхностями поршня: либо в виде винтовых пар, либо в виде рычажного или рычажно-винтового механизма, либо в виде гидравлического или электрического привода, либо в комбинации видов; в ходе такта сжатия в рабочую камеру дозировано впрыскивается топливо; генератор работает в качестве электродвигателя и выполняет задачи: для ускорения оборотов вращения двигателя; стартера; привода для закачки ресивера; передвижения транспортного средства; поршень с одной или обеих сторон рабочих поверхностей оборудован турбулизатором, выполненным в виде крыльчатки, установленной на штоке преобразователя движения; торцевые крышки рабочей камеры изготовлены из термостойкой керамики и не оборудованы системой охлаждения; конструкция двигателя и/или системы обеспечения работы обеспечивают возможность выбора какого-либо режима работы: осуществление однотактного рабочего цикла в надпоршневом и/или подпоршневом рабочих объемах рабочей камеры; термодинамический цикл с одно-, двух- или другой тактностью силовой установки, состоящей из одной или более рабочих камер; наддув в рабочие объемы, где производится термодинамический цикл из одного рабочего объема рабочей камеры в другой и/или наддув из ресивера; работа двигателя в качестве компрессора от привода штатного электрогенератора, работающего в режиме электродвигателя; работа части двигателя в качестве компрессора при работающей другой части по термодинамическому циклу; работа в качестве воздушного двигателя; работа в качестве пневмодвигателя; отключение неработающих рабочих объемов и/или рабочих камер и их перевод их в пассивный режим функционирования; воздушная система оборудована теплообменником-рекуператором и/или утилизатором.The essence of the invention lies in the fact that a single-cycle recovery engine equipped with work support systems, comprising at least one working chamber, closed by an end cap, at least on one side, is installed on at least one rod inside the working chamber at least one piston, characterized in that the engine is equipped with at least one rodless motion transducer, allowing the piston to carry out at least one stand at least at one dead point of its motion, wherein the piston is made of at least one working surface, and workflows are either not tested, at least in one working volume of the working chamber; a gear-frame mechanism was used as a converter for moving the pistons into rotation of the power shaft; the gear frame of the motion transducer is connected to the piston by means of rigid and / or flexible rods and is installed in any convenient place of the engine housing and / or outside the engine housing; the flexible rod of the motion converter is equipped with at least one swivel and / or turnbuckle; air receiver is charged in any way: from the engine in compressor mode; when braking; directly from any compressor station; from a power source, while the generator mounted on the engine works like an electric motor, and the engine itself works like a compressor; from a stationary or portable electric pump (for example, for inflation of tires); from the starting pyrotechnic or chemical cartridge, which is installed in the gateway unit in the receiver or pipeline; from the air in the wheels of the car; the piston rod is configured to change length by means of a screw pair or clutch; ready-to-use air-fuel mixture is fed into the working chamber; equipped with direct fuel injection into the combustion chamber; the cross section of the working chamber is made in any form: round, ellipse, oval (in the form of an elongated circle), triangular, or square with right angles, and at least one piston installed inside the working chamber has the same as the working chamber transverse section; the piston rod working surface is equipped with a pipe; control of valves providing gas distribution - electric, mechanical, hydraulic, pneumatic or in a combination of methods; the movement of two pistons in the working chamber is carried out either in antiphase or sequentially step by step one after another; spark ignition and / or catalytic and / or glow ignition are used to ignite the working mixture; lubrication of the walls of the working chamber is carried out by a lubricator installed inside the piston; the oil is supplied to the lubricator by means of oil injection through openings equipped in the wall (s) of the working chamber at the moment of piston stand-up (dwell); as a recovery unit, a generator, an electric motor and a battery pack, and / or a capacitor bank, and / or a flywheel are used; the piston is equipped with a system for changing the distance between the working surfaces of the piston: either in the form of screw pairs, or in the form of a lever or lever-screw mechanism, or in the form of a hydraulic or electric drive, or in a combination of types; during the compression stroke fuel is metered into the working chamber; the generator works as an electric motor and performs the following tasks: to accelerate engine rotation; starter; drive to download the receiver; vehicle movement; the piston on one or both sides of the working surfaces is equipped with a turbulator made in the form of an impeller mounted on the rod of the motion transducer; end caps of the working chamber are made of heat-resistant ceramics and are not equipped with a cooling system; the design of the engine and / or the operation support system provides the possibility of choosing any operating mode: the implementation of a single-cycle duty cycle in the over-piston and / or under-piston working volumes of the working chamber; thermodynamic cycle with one-, two- or another tact cycle of the power plant, consisting of one or more working chambers; pressurization into working volumes, where a thermodynamic cycle is made from one working volume of the working chamber to another and / or pressurization from the receiver; the operation of the engine as a compressor from the drive of a standard electric generator operating in the electric motor mode; the operation of a part of the engine as a compressor while the other part is operating in a thermodynamic cycle; work as an air engine; work as an air motor; shutdown of idle working volumes and / or working chambers and their transfer to a passive mode of operation; the air system is equipped with a heat exchanger-recuperator and / or utilizer.

Технический результат, при реализации изобретения, выражается в том, что применение в Однотактном рекуперационном двигателе (далее - ОРД) новых узлов и схем работы приведет к качественному улучшению параметров:The technical result, when implementing the invention, is expressed in the fact that the use in the single-cycle regenerative engine (hereinafter referred to as the ARD) of new units and schemes of work will lead to a qualitative improvement in the parameters:

1. Применение бесшатунного преобразователя движения в виде зубчато-рамочного механизма (ЗРМ) обеспечит:1. The use of a rodless motion transducer in the form of a gear-frame mechanism (ZRM) will provide:

- более равномерный съем крутящего момента на всех этапах движения поршня,- more uniform removal of torque at all stages of the movement of the piston,

- большую скорость и равномерность движения поршня,- high speed and uniformity of movement of the piston,

- большое количество компоновочных схем,- a large number of layout schemes,

- полное сгорание топлива и лучший газообмен за счет выстоев,- complete combustion of fuel and better gas exchange due to dwellings,

- изменение степени сжатия,- change in compression ratio,

- установку двух поршней в одной рабочей камере с различным законом их перемещения,- installation of two pistons in one working chamber with a different law of their movement,

- непосредственный впрыск топлива,- direct fuel injection,

- калильное и/или каталитическое зажигание,- heat and / or catalytic ignition,

- меньшие энергетические затраты на такт сжатия,- lower energy costs per compression cycle,

- отсутствие энергетических затрат на газообмен,- lack of energy costs for gas exchange,

- применение гибких тяг для передачи механической энергии,- the use of flexible rods for the transfer of mechanical energy,

- использование турбулизатора для лучшего перемешивания рабочей смеси,- use of a turbulator for better mixing of the working mixture,

- воздействие ударных нагрузок при воспламенении топлива в периоды выстоев демпфируется зубчатой рамкой.- the impact of shock loads during fuel ignition during periods of standstill is damped by a gear frame.

2. Применение электроуправляемых клапанов газораспределения обеспечит,2. The use of electrically operated gas distribution valves will ensure

- выбор тактности,- choice of tact,

- выбор режима работы,- choice of operating mode,

- автоматизацию процессов работы ОРД (например, трогания с места, движения в пробках, торможения, реверс).- Automation of the operational processes of the firearm (for example, starting off, driving in traffic jams, braking, reverse).

3. Рабочая камера квадратного поперечного сечения обеспечит:3. The working chamber of square cross-section will provide:

- более полное использование внутреннего пространства конструкции,- fuller use of the internal space of the structure,

- размещение любого количества и в любой последовательности клапанов газораспределения на ее плоских гранях,- placement of any quantity and in any sequence of gas distribution valves on its flat faces,

- удержание поршня от проворота при изменении степени сжатия,- retention of the piston from rotation when changing the degree of compression,

- упрощение изготовления.- simplification of manufacture.

4. Применение системы рекуперации обеспечит:4. The use of a recovery system will provide:

- накопление энергии торможения и ее использование для движения,- accumulation of braking energy and its use for movement,

- передвижение автомобиля на запасенной энергии,- movement of the car on stored energy,

- удаление из состава силовой установки стартера, системы турбонаддува, коробки передач,- removal from the power plant of the starter, turbocharging system, gearbox,

- экологическую чистоту,- environmental cleanliness,

- высокую экономичность.- high profitability.

5. Применение универсального генератора-электродвигателя обеспечит:5. The use of a universal generator-electric motor will provide:

- закачку воздуха в ресиверы на пунктах стоянки, оборудованных розеткой,- air injection into the receivers at parking points equipped with a power outlet,

- прибавку мощности двигателю при трогании или движении,- an increase in power to the engine when starting or moving,

- заводку двигателя,- engine start-up,

- зарядку аккумуляторов и/или конденсаторов системы электрической рекуперации при торможении или стоянке,- charging the batteries and / or capacitors of the electrical recovery system when braking or parking,

- раскрутку маховика.- promotion of the flywheel.

6. Применение лубрикатора обеспечит:6. The use of a lubricator will provide:

- раздельную смазку стенок рабочей камеры,- separate lubrication of the walls of the working chamber,

- уменьшение количества масла, уходящего с выхлопными газами.- reducing the amount of oil leaving the exhaust.

7. Применение керамических торцевых крышек рабочей камеры обеспечит:7. The use of ceramic end caps of the working chamber will provide:

- упрощение системы охлаждения,- simplification of the cooling system,

- лучшее сгорание топлива,- the best combustion of fuel,

- удешевление изготовления торцевых крышек.- cheaper manufacture of end caps.

8. Калильная система зажигания обеспечит:8. Glow ignition system will provide:

- более качественное воспламенение рабочей смеси,- better ignition of the working mixture,

- возможность изготовления миниатюрных двигателей, работающих на бензине,- the possibility of manufacturing miniature engines running on gasoline,

- упрощение системы зажигания.- simplification of the ignition system.

Принцип работы и устройство ОРД поясняется чертежами.The principle of operation and the device ORD is illustrated by drawings.

На фиг.1 показано принципиальное устройство ОРД.Figure 1 shows the principle device of the ARD.

На фиг.2 показана торцевая крышка рабочей камеры.Figure 2 shows the end cover of the working chamber.

На фиг.3 показаны способы соединения механизма преобразования с поршнем.Figure 3 shows the methods of connecting the conversion mechanism with the piston.

Повышение эффективности работы силовых агрегатов автомобилей возможно только при сочетании различных циклов, поэтому данный технический результат достигается тем, что на низких нагрузочных режимах изменяется тактность, уменьшается рабочий объем силовой установки или осуществляется переход на воздушный привод, а для накопления энергии сжатого воздуха используется механическая энергия, вырабатываемая Однотактным рекуперационным двигателем (ОРД) или колесами при торможении или при работе силовой установки на низких нагрузочных режимах. Таким образом, устраняется основной недостаток известных способов обеспечения функций автомобиля - сжигание топлива в силовой установке в тех случаях, когда этого можно не делать, что приводит к уменьшению расхода топлива. По сравнению с прототипом при той же мощности ОРД будет обладать значительно меньшими размерами, меньшими механическими потерями, более высоким эффективным КПД преобразователя движения, возможностью изменения степени сжатия и рабочего объема, работой в нескольких режимах, увеличенной скоростью поршня, меньшим весом преобразователя движения, электроуправляемыми фазами газораспределения. Двигатель может быть легко приспособлен к накоплению энергии сжатого воздуха, к пуску воздухом и работе на воздухе. Накопитель энергии сжатого воздуха (ресивер) подключен к рабочим камерам с помощью управляемых клапанов, это позволит обеспечить высокую управляемость и применить в системе управления современную электронную технику, что обеспечит высокую комфортабельность управления и безопасность движения. Форма рабочих камер ОРД предпочтительна квадратного поперечного сечения, т.к. однотактный цикл предполагает высокую термическую нагруженность рабочей камеры и торцевых крышек, а у параллепипеда больше поверхностная площадь в сравнении с цилиндром, это будет способствовать лучшему охлаждению, к тому же сгорание топлива происходит полностью при выстое и для дальнейшего рабочего расширения рабочего тела не имеет значения форма рабочей камеры. Плоские грани рабочей камеры обеспечивают лучшую компрессию при расположении на них клапанов газораспределения, а прямоугольное поперечное сечение рабочей камеры предотвращает проворот поршня при изменении степени сжатия, а также позволяют более эффективно использовать внутренний объем ОРД.Increasing the efficiency of the power units of automobiles is possible only by combining various cycles, therefore this technical result is achieved by the fact that at low load conditions the cycle time is changed, the working volume of the power plant is reduced or the switch to an air drive is carried out, and mechanical energy is used to accumulate the energy of compressed air generated by a single-cycle recuperation engine (ORD) or wheels during braking or when the power plant is operating at low load conditions ah. Thus, the main drawback of the known methods of providing the car’s functions is eliminated - burning fuel in a power plant in cases where this can be omitted, which leads to a decrease in fuel consumption. Compared with the prototype, at the same power, the light-emitting diode will have significantly smaller dimensions, less mechanical losses, a higher effective efficiency of the motion converter, the ability to change the compression ratio and working volume, work in several modes, increased piston speed, lower weight of the motion converter, electrically controlled phases gas distribution. The engine can be easily adapted to the accumulation of energy of compressed air, to start the air and work in the air. The energy storage of compressed air (receiver) is connected to the working chambers using controlled valves, this will ensure high controllability and use modern electronic equipment in the control system, which will ensure high control comfort and traffic safety. The shape of the ORD working chambers is preferable to a square cross section, a single-cycle cycle assumes a high thermal loading of the working chamber and end caps, and the parallelepiped has a larger surface area compared to the cylinder, this will contribute to better cooling, moreover, the combustion of fuel occurs completely at a standstill and for the further working expansion of the working fluid the form of the working cameras. The flat faces of the working chamber provide better compression when the gas distribution valves are located on them, and the rectangular cross section of the working chamber prevents the piston from turning when the compression ratio is changed, and also allow more efficient use of the internal volume of the pressure relief valve.

Предлагаемый Однотактный рекуперационный двигатель с поршнями двойного действия, в смысле принятой терминологии, имеет открытый однотактный рабочий цикл, который подразумевает, что за один ход поршня между мертвыми точками происходит полный рабочий цикл (все пять тактов термодинамического процесса теплового двигателя) с передачей крутящего момента на силовой вал посредством зубчато-рамочного механизма (ЗРМ) (см. «Зубчато-рамочный преобразователь движения» - патент №2266446, F16H 19/04, опубл. 20.12.2005, Бюл. №35), который позволяет осуществлять выстой в мертвых точках.The proposed single-stroke recovery engine with double-acting pistons, in the sense of accepted terminology, has an open single-cycle duty cycle, which implies that in one stroke of the piston between the dead points a complete duty cycle occurs (all five cycles of the thermodynamic process of the heat engine) with the transmission of torque to the power the shaft by means of a gear-frame mechanism (ZRM) (see. "Gear-frame motion converter" - patent No. 2266446, F16H 19/04, publ. 20.12.2005, Bull. No. 35), which allows for high Second in the blind spots.

Для надпоршневого рабочего объема рабочей камеры выстой в ВМТ позволяет применить непосредственный впрыск топлива, при этом горение топливного заряда происходит в условиях постоянного объема, т.е. в сжатом виде, в замкнутом пространстве и достаточное время, в результате этого создаются почти идеальные условия горения заряда и накапливания внутренней энергии газа, к тому же выстой для ЗРМ энергетически беззатратен. Выстой в НМТ обеспечивает условия для качественного проведения газообмена. В подпоршневом рабочем объеме такты проходят в противофазе. Это позволит кардинально улучшить экологичность и экономичность двигателя, повысить мощность.For the over-piston working volume of the working chamber, the TDC stand allows for direct fuel injection, while the combustion of the fuel charge occurs under conditions of constant volume, i.e. in a compressed form, in a confined space and sufficient time, as a result of this, almost ideal conditions for the combustion of the charge and accumulation of the internal energy of the gas are created, moreover, the stand for the ZRM is energy-saving. Standing at BDC provides the conditions for high-quality gas exchange. In the sub-piston displacement, the cycles are in antiphase. This will dramatically improve the environmental friendliness and efficiency of the engine, increase power.

Принципиально ОРД содержит (фиг.1): рабочую камеру 8, оборудованную форсунками 7, 29 для подачи масла к лубрикатору, отверстиями для впускного клапана 9 и выпускного клапана 30, которые соединены с коллекторами 13 и 36. Клапаны управляются электромагнитами 10 и 31 соответственно. Рабочая камера 8 закрыта с торцов крышками 1, 14, которые оборудованы свечами накаливания (и/или зажигания) 2, 27 (фиг.2), форсунками для впрыска топлива 5, воздушными форсунками двойного действия 15, позволяющими как подавать воздух из ресивера в рабочую камеру (для работы от воздуха или при наддуве), так и из рабочей камеры в ресивер (для закачки ресивера), а также при необходимости отверстием 26 для штока поршня. В случае изготовления многокамерной конструкции ОРД торцевая крышка может быть выполнена одна на все камеры и будет называться верхняя или нижняя головка блока рабочих камер.Fundamentally, the ARD contains (Fig. 1): a working chamber 8, equipped with nozzles 7, 29 for supplying oil to the lubricator, holes for the intake valve 9 and exhaust valve 30, which are connected to the manifolds 13 and 36. The valves are controlled by electromagnets 10 and 31, respectively. The working chamber 8 is closed from the ends by covers 1, 14, which are equipped with glow plugs (and / or spark plugs) 2, 27 (Fig. 2), fuel injection nozzles 5, double-acting air nozzles 15, which allow how to supply air from the receiver to the working chamber (for work from air or when boosting), and from the working chamber to the receiver (for pumping the receiver), and also, if necessary, hole 26 for the piston rod. In the case of manufacturing a multi-chamber design, the end-face end cap can be made one on all chambers and the upper or lower head of the working chamber block will be called.

Внутри рабочей камеры 8 (фиг.1) установлен поршень с рабочими поверхностями в надпоршневом рабочем объеме 4 и в подпоршневом 32. Поршень может быть составным или монолитным. Внутри поршня установлен лубрикатор 34 и уплотнительные прокладки 33. Лубрикатор установлен таким образом, что при изменении толщины поршня он всегда находится в средней части поршня, а в мертвых точках всегда располагается напротив форсунок 7, 29 для питания его маслом, предназначенным для смазки стенок рабочей камеры. Рабочие поверхности 4, 32 содержат резьбовые втулки 3, 35 с резьбой разного направления и взаимодействуют с винтовой втулкой 6, внутренняя и наружная резьбы которой имеют разное направления для взаимодействия с втулками 3, 35. Винтовая втулка 6 посредством штока 28 и подшипникового узла 16 соединена с зубчатой рамкой 25. Шток 28 оборудован внутри шлицами 11, взаимодействующими со шлицами вращательного штока 24. Подшипниковый узел 16 с винтовой муфтой изменения длины штока предназначен обеспечить свободное вращение рамки от штока 28 и изменение длины штока при регулировании степени сжатия с целью обеспечения в разных рабочих объемах рабочей камеры разной степени сжатия. Вращательный шток 24 посажен на червячное колесо 23, которое вращается червяком 24 от мотора системы управления степенью сжатия (не показан). Зубчатая рамка 25 взаимодействует с шестерней 22, посаженной на силовой вал 17. Для удержания ее в постоянном зацеплении предусмотрен удерживающий ролик 19, посаженный на водило 20. Зубчатая рамка 25 установлена в картере 18. Верхняя и/или нижняя рабочие поверхности поршня 4, 32, имеющие кинематическую связь с преобразователем движения, оборудованы трубой 12, 42, герметично соединенной с рабочей поверхностью поршня, внутри которой проходит тяга 48, 49 или шток 28 преобразователя движения.Inside the working chamber 8 (Fig. 1), a piston is installed with working surfaces in the above-piston working volume 4 and in the under-piston 32. The piston can be composite or monolithic. A lubricator 34 and gaskets 33 are installed inside the piston. The lubricator is installed in such a way that when the piston thickness changes, it is always located in the middle of the piston, and at the dead points it is always opposite the nozzles 7, 29 to supply it with oil designed to lubricate the walls of the working chamber . The working surfaces 4, 32 contain threaded bushings 3, 35 with threads of different directions and interact with a screw sleeve 6, the internal and external threads of which have different directions for interacting with the bushings 3, 35. The screw sleeve 6 is connected via rod 28 and the bearing assembly 16 to toothed frame 25. The rod 28 is equipped internally with slots 11 that interact with the slots of the rotary rod 24. The bearing assembly 16 with a screw sleeve for changing the length of the rod is designed to provide free rotation of the frame from the rod 28 and change the length of the w eye when adjusting the compression ratio in order to ensure different working volumes of the working chamber varying degrees of compression. The rotary rod 24 is mounted on the worm wheel 23, which is rotated by the worm 24 from the motor of the compression ratio control system (not shown). The gear frame 25 interacts with the gear 22 mounted on the power shaft 17. To keep it in constant engagement, a holding roller 19 is mounted on the carrier 20. The gear frame 25 is installed in the crankcase 18. The upper and / or lower working surfaces of the piston 4, 32, having kinematic connection with the motion transducer, equipped with a pipe 12, 42, hermetically connected to the working surface of the piston, inside which there is a rod 48, 49 or rod 28 of the motion transducer.

Зубчато-рамочный механизм (ЗРМ) может устанавливаться в ОРД различными способами. На фиг.3а показана установка ЗРМ в шарнирах 38, оборудованных на концах консолей 37, 41, которые установлены на штоках 12, 42 поршня. Посредством изменения длины штоков 39, 40 (по принципу талрепа) меняется расстояние между рабочими поверхностями 4, 32 составного поршня и тем самым можно менять степень сжатия.Toothed frame mechanism (ZRM) can be installed in the ARD in various ways. On figa shows the installation of ZRM in hinges 38, equipped at the ends of the consoles 37, 41, which are installed on the piston rods 12, 42. By changing the length of the rods 39, 40 (according to the lanyard principle), the distance between the working surfaces 4, 32 of the composite piston changes, and thus the compression ratio can be changed.

Аналогичная схема приведена на фиг.3б, но тут установлено две зубчатые рамки 25 и 46, тем самым можно менять степень сжатия отдельно в над- и/или подпоршневом рабочем объеме рабочей камеры 8.A similar diagram is shown in Fig.3b, but two gear frames 25 and 46 are installed here, thereby it is possible to change the compression ratio separately in the over- and / or under-piston working volume of the working chamber 8.

На фиг.3в ОРД оборудован зубчатыми рейками 43 и 45, взаимодействующих через шестерню 44, что позволяет полностью сбалансировать силы инерции от перемещающихся масс. Аналогично схеме фиг.3а можно изменять степень сжатия.On figv ARD is equipped with gear racks 43 and 45, interacting through gear 44, which allows you to fully balance the inertia from moving masses. Similarly to the circuit of FIG. 3a, the compression ratio can be changed.

На фиг.3г в рабочей камере 8 установлено два поршня, которые можно заставить перемещаться ступенчато последовательно один за другим или навстречу один другому, что позволит иметь три такта рабочий ход за один оборот силового вала. Изменение степени сжатия осуществляется аналогично схеме фиг.3а, 3б.In Fig. 3d, two pistons are installed in the working chamber 8, which can be forced to move stepwise sequentially one after another or towards one another, which will allow three strokes of the working stroke per revolution of the power shaft. Changing the degree of compression is carried out similarly to the scheme of figa, 3b.

На фиг.3д жесткие тяги заменены на гибкие связи 48, 49, которыми могут быть трос, цепь, ремень и т.п., которые проходят через ролики 47 и соединены с рамкой 25. Т.к. поршень оборудован трубами 12, 42, то пропуск через них гибкой связи не нарушит герметичности в торцевых крышках. Для изменения степени сжатия гибкая связь оборудуется устройством типа талрепа либо вертлюгом для привода винтового механизма устройства раздвижки поршней. При этом зубчатую рамку 25 можно вынести на большое расстояние от самого двигателя, например, при оборудовании судов силовой установкой такой схемы, двигатель которой можно установить в средней части в районе мидель-шпангоута, а механизм преобразования установить в корме, что позволит произвести лучшую балансировку судна, устранить дорогой и тяжелый вал и валопровод.In Fig. 3d, the rigid rods are replaced by flexible couplings 48, 49, which can be a cable, chain, belt, etc., which pass through the rollers 47 and are connected to the frame 25. Since Since the piston is equipped with pipes 12, 42, the passage through them of a flexible connection will not violate the tightness in the end caps. To change the degree of compression, a flexible connection is equipped with a device such as a turnbuckle or swivel to drive a screw mechanism for a piston sliding device. In this case, the gear frame 25 can be taken out to a large distance from the engine itself, for example, when ships are equipped with a power plant of such a scheme, the engine of which can be installed in the middle part in the middle of the mid-frame, and the conversion mechanism can be installed in the stern, which will allow for better balancing of the vessel , eliminate expensive and heavy shaft and shaft shaft.

На фиг.3е ОРД оборудован двумя зубчатыми рамками 25, 51, которые взаимодействуют с шестернями 50, 53, посаженными на длинный силовой вал 52.On fig.3e ARD is equipped with two gear frames 25, 51, which interact with gears 50, 53, mounted on a long power shaft 52.

На фиг.3ж аналогичная схема, что и 3е, за тем исключением, что вместо длинного вала применен короткий силовой вал 17.In Fig. 3g, a similar scheme is used as in 3e, with the exception that instead of a long shaft, a short power shaft 17 is used.

На фиг.3з аналогичная схема, что и 3ж, за тем исключением, что силовые валы 57, 58 зубчатых рамок 25, 50 соединены цепной передачей 55 через звездочки 54, 56.On figs a similar scheme as 3g, except that the power shafts 57, 58 of the gear frames 25, 50 are connected by a chain gear 55 through sprockets 54, 56.

Это все показывает, что имеется большое количество схем соединения преобразователя с двигателем, что открывает больше возможностей для решения задач с использованием ОРД.All this shows that there are a large number of circuits connecting the inverter to the motor, which opens up more possibilities for solving problems using the ARD.

Технические особенности конструкции рабочей камеры 8 ОРД в том, что она может быть выполнена в поперечном сечении в виде круга (цилиндр), эллипса, овала (предпочтительно, в форме удлиненного круга), многоугольника или прямоугольника (предпочтительно, в форме квадрата) с прямыми углами, аналогичного поперечного сечения, по крайней мере, одного поршня одинарного или двойного действия (с одной или двумя рабочими поверхностями 4, 32), установленного на одном или двух штоках 12, 42, обеспечивающих передачу усилий на зубчато-рамочный преобразователь движения.Technical features of the design of the working chamber 8 ORD in that it can be made in cross section in the form of a circle (cylinder), ellipse, oval (preferably in the form of an elongated circle), polygon or rectangle (preferably in the form of a square) with right angles similar to the cross-section of at least one single or double acting piston (with one or two working surfaces 4, 32) mounted on one or two rods 12, 42, providing the transmission of forces to the gear-frame converter for visions.

Система газообмена содержит впускной 13 и выпускной 36 коллекторы, подсоединенные к отверстиям, оборудованным в плоских гранях рабочей камеры 8. Т.к. газообмен происходит продолжительное время при выстое поршня, то впускные и выпускные отверстия можно устанавливать в гранях рабочей камеры в любом месте, например в средине или на расстояниях от торцевых крышек рабочей камеры, немного большем, чем максимальная толщина поршня, находящегося в мертвых точках своего движения, в любой последовательности и в любом количестве. Отверстия рабочей камеры закрываются клапанами 9, 30, управляемыми каким-либо приводным механизмом 10, 31 - механическим, гидравлическим, электрическим и/или механизмом с комбинированным приводом.The gas exchange system contains an inlet 13 and an outlet 36 collectors connected to openings equipped in the flat faces of the working chamber 8. Since gas exchange occurs for a long time with the piston standing, the inlet and outlet openings can be installed in the faces of the working chamber anywhere, for example, in the middle or at distances from the end caps of the working chamber, slightly larger than the maximum thickness of the piston located at the dead points of its movement, in any order and in any quantity. The openings of the working chamber are closed by valves 9, 30 controlled by any drive mechanism 10, 31 — a mechanical, hydraulic, electric and / or mechanism with a combined drive.

В составе силовой установки при оборудовании несколькими рабочими камерами ОРД может работать по нескольким режимам одновременно или в отдельности, возможность выбора которого обеспечивают системы обеспечения работы. Основные режимы работы ОРД:As part of the power plant when equipped with several working chambers, the firearm can work in several modes simultaneously or separately, the choice of which is provided by the work support systems. The main operating modes of the ARD:

- осуществление однотактного рабочего цикла в надпоршневом и/или подпоршневом рабочих объемах рабочей камеры;- the implementation of a single-cycle working cycle in the over-piston and / or under-piston working volumes of the working chamber;

- цикл с другой тактностью двигателя внутреннего сгорания в составе силовой установки;- a cycle with a different clock cycle of the internal combustion engine as part of the power plant;

- наддув в рабочие объемы, где производится термодинамический цикл, из одного рабочего объема рабочей камеры в другой;- pressurization into the working volumes where the thermodynamic cycle is made, from one working volume of the working chamber to another;

- наддув в рабочие объемы, где производится термодинамический цикл, из ресивера;- pressurization into the working volumes where the thermodynamic cycle is made, from the receiver;

- работа двигателя в качестве компрессора от привода штатного электрогенератора, работающего в режиме электродвигателя;- the operation of the engine as a compressor from the drive of a full-time generator operating in electric motor mode;

- работа части двигателя в качестве компрессора при работающей другой части по термодинамическому циклу;- the operation of a part of the engine as a compressor while the other part is operating in a thermodynamic cycle;

- работа в качестве воздушного двигателя;- work as an air engine;

- работа в качестве пневмодвигателя;- work as an air motor;

- торможение двигателем;- engine braking;

- отключение неработающих рабочих объемов и/или рабочих камер и их перевод в пассивный режим функционирования.- shutdown of idle working volumes and / or working chambers and their transfer to a passive mode of operation.

ОРД в составе силовой установки, содержащей несколько рабочих камер, оборудованный управляемыми клапанами, может обеспечить любую тактность и легкий переход в любой режим работы, а также может обеспечить регулирование степени сжатия и рабочего объема.An ARD as part of a power plant containing several working chambers, equipped with controlled valves, can provide any tact and easy transition to any mode of operation, and can also provide control of the degree of compression and displacement.

Для обеспечения работоспособности ОРД он оборудован различными системами и механизмами обеспечения работы, но т.к. они не являются темой изобретения, то детально рассматриваться не будут, если только они напрямую не изменены для обеспечения работы ОРД по новому способу.To ensure the operational efficiency of the ARD, it is equipped with various systems and mechanisms for ensuring work, but since they are not the subject of the invention, they will not be considered in detail, unless they are directly modified to ensure the work of the ARDS in the new way.

Основные системы обеспечения работы ОРД включают в себя:The main operational support systems of the ARD include:

1) блок управления (работой и переключением на разные режимы работы);1) control unit (operation and switching to different operating modes);

2) систему отвода газов;2) gas exhaust system;

3) систему питания топливом и его хранения;3) fuel supply and storage system;

4) систему питания воздухом (очистки, подачи, накопления, наддува и хранения воздуха);4) air supply system (purification, supply, storage, pressurization and storage of air);

5) систему охлаждения двигателя (воздушную и/или водяную);5) engine cooling system (air and / or water);

6) систему теплообмена и/или температурной подготовки рабочего тела;6) a system of heat exchange and / or temperature preparation of the working fluid;

7) систему запуска (воздушную, газовую и/или электрическую);7) launch system (air, gas and / or electric);

8) систему смазки;8) lubrication system;

9) электрическую систему с системой зажигания и/или воспламенения;9) an electrical system with an ignition and / or ignition system;

10) систему газораспределения;10) gas distribution system;

11) механизм (механизмы) преобразования движения;11) mechanism (mechanisms) of motion conversion;

12) механизм изменения степени сжатия (система раздвижки рабочих поверхностей поршня и/или изменение или сдвиг амплитуды его движения);12) a mechanism for changing the degree of compression (a system for sliding the working surfaces of the piston and / or changing or shifting the amplitude of its movement);

13) другие системы и механизмы, влияющие на качество работы ОРД.13) other systems and mechanisms affecting the quality of work of the ARD.

Принцип действия ОРД основан на том, что рабочая камера 8 (или цилиндр) ОРД делится поршнем на два рабочих объема - над- и подпоршневой, в каждом рабочем объеме рабочей камеры рабочие циклы проходят в противофазе за один ход поршня, при этом осуществляется полный пятитактный рабочий цикл со следующей последовательностью тактов (движение от НМТ к ВМТ):The principle of operation of the pressure generator is based on the fact that the working chamber 8 (or cylinder) of the pressure sensor is divided by the piston into two working volumes - above and below the piston, in each working volume of the working chamber the working cycles are out of phase for one stroke of the piston, and a full five-stroke working cycle is carried out a cycle with the following sequence of ticks (movement from BDC to TDC):

1. В надпоршневом объеме - сжатие (движение вверх), смешивание и/или сгорание (выстой в ВМТ), рабочий ход (движение вниз), выпуск и впуск - продувка (выстой в НМТ).1. In the over-piston volume — compression (upward movement), mixing and / or combustion (upright at the top dead center), stroke (downward movement), exhaust and inlet – purge (down at the top of the borehole).

2. В подпоршневом объеме - рабочий ход (движение вверх), продувка (выстой в ВМТ), сжатие (движение вниз), сгорание (выстой в НМТ).2. In the subpiston volume — working stroke (upward movement), purge (upright at TDC), compression (downward movement), combustion (upright at BDC).

Описание динамики рабочего цикла: во время нахождения поршня в мертвых точках с обеих его сторон происходят соответствующие процессы, например, при нахождении поршня в ВМТ с одной его стороны 4 (в надпоршневом рабочем объеме), обращенной в сторону торцевой крышки 1 рабочей камеры 8 в ВМТ, происходит процесс сгорания топливной смеси в постоянном объеме, а с другой стороны поршня 32 (в подпоршневом рабочем объеме), обращенной в сторону нижней торцевой крышки 14, происходят такты выпуска и впуска, для осуществления прямоточной продувки клапаны могут устанавливаться в любом количестве и в любой последовательности, что обеспечит полный газообмен в этом объеме рабочей камеры, причем наддув может осуществляться как через форсунку 15, так и через впускное отверстие, закрываемое клапаном 9. После окончания выстоя под давлением горячего газа, действующего на сторону поршня 4, обращенную к ВМТ, происходит его резкое движение к противоположной - нижней мертвой точке (НМТ), при этом со стороны поршня 32, обращенной к НМТ, происходит процесс сжатия воздуха и/или топливо-воздушной смеси, продолжающийся до остановки поршня в НМТ. Во время выстоя в такте сгорания происходит непосредственный впрыск топлива в камеру сгорания через форсунку 5, затем рабочая смесь поджигается свечой 2 и/или 27 и продолжает гореть в постоянном объеме до начала движения поршня к ВМТ и начала следующего такта рабочего хода. Выстоем обеспечивается увеличенное время для осуществления полного сгорания топлива и накопления им энергии. При этом отпадает надобность в настройке и управлении такими параметрами, как опережение зажигания или угол подачи топлива. Система впрыска топлива в рабочую камеру (цилиндр) в ОРД может быть использована для дозированного впрыска небольшого количества топлива в ходе такта сжатия в сжимаемый воздух или рабочую смесь для повышения их температуры, что позволит сэкономить рабочий воздух и уменьшить жесткость рабочего процесса. Далее процессы повторяются в другом рабочем объеме. Выстой для осуществления газообмена (продувки) и сгорания осуществляются энергетически беззатратно. Зубчато-рамочный преобразователь движения (ЗРМ) обеспечивает передачу крутящего момента пропорционально давлению в рабочей камере при постоянном плече, что значительно эффективнее, чем при использовании КШМ, к тому же воздействие ударных нагрузок при воспламенении топлива в периоды выстоев передается на силовой вал (в зависимости от исполнения) либо через шток поршня 28, либо через зубчатую рамку 25, которая в данном случае является своеобразным демпфером.Description of the dynamics of the working cycle: while the piston is in dead spots on both sides, the corresponding processes occur, for example, when the piston is in the upper dead center on one side 4 (in the over-piston displacement), facing the end cover 1 of the working chamber 8 in the upper dead center , there is a process of combustion of the fuel mixture in a constant volume, and on the other side of the piston 32 (in the sub-piston displacement), facing the lower end cover 14, exhaust and intake strokes occur, for direct-flow purging the valves can ut can be installed in any quantity and in any sequence, which will ensure complete gas exchange in this volume of the working chamber, and pressurization can be carried out both through the nozzle 15 and through the inlet closed by valve 9. After the end of the stand under pressure of hot gas acting on the side piston 4, facing TDC, it abruptly moves to the opposite - bottom dead center (BDC), while on the side of piston 32 facing TDC, the process of compressing air and / or fuel-air mixture occurs lasting until the piston stops at the BDC. During dwell in the combustion cycle, fuel is directly injected into the combustion chamber through the nozzle 5, then the working mixture is ignited by a candle 2 and / or 27 and continues to burn in a constant volume until the piston begins to move to the TDC and the next stroke of the working stroke begins. The dwell is provided with an increased time for the complete combustion of fuel and the accumulation of energy by it. At the same time, there is no need to configure and control parameters such as ignition timing or fuel angle. The fuel injection system into the working chamber (cylinder) in the engine can be used for dosed injection of a small amount of fuel during the compression stroke into compressible air or working mixture to increase their temperature, which will save working air and reduce the rigidity of the working process. Further, the processes are repeated in a different working volume. Stand for gas exchange (purge) and combustion are energetically costless. A gear-frame motion converter (ZRM) provides torque transmission proportionally to the pressure in the working chamber with a constant shoulder, which is much more effective than when using a CABG, in addition, the impact of shock loads during fuel ignition during periods of standstill is transmitted to the power shaft (depending on execution) either through the piston rod 28, or through the gear frame 25, which in this case is a kind of damper.

Зарядка ресиверов воздухом или газами (например, для обеспечения запуска) может осуществляться несколькими способами:Charging receivers with air or gases (for example, to ensure starting) can be done in several ways:

- от работы ОРД в режиме компрессора (подкачки ресивера), при торможении;- from the operation of the fire alarm in compressor mode (receiver swap), during braking;

- напрямую от компрессорной станции;- directly from the compressor station;

- от розетки - при этом генератор, установленный на ОРД, переходит в режим работы электромотора, а сам ОРД - в режим компрессора;- from the outlet - in this case, the generator installed on the OAF goes into the electric motor mode of operation, and the OAI itself goes into the compressor mode;

- от переносного электронасоса для подкачки шин;- from a portable electric pump for tire inflation;

- газами от стартового пиротехнического или химического патрона, который устанавливается в шлюзовой узел в ресивере или воздушном трубопроводе, что позволит сохранить остаточное давление в системе;- gases from the starting pyrotechnic or chemical cartridge, which is installed in the airlock in the receiver or air pipe, which will allow to maintain the residual pressure in the system;

- от воздуха, находящегося в колесах автомобиля.- from air in the vehicle’s wheels.

Т.е. получение давления в ресивере не является проблемой.Those. Receiving pressure in the receiver is not a problem.

Запуск двигателя может быть осуществлен штатным электрогенератором, который при запуске переходит в режим электростартера, при этом мощности генератора должно хватить для заводки, по крайней мере, одной рабочей камеры.Starting the engine can be carried out by a regular electric generator, which at start-up goes into electric starter mode, while the generator power should be enough to start at least one working chamber.

Если в рабочих объемах некоторых рабочих камер ОРД, использующегося как многокамерная силовая установка, допустить пропуск некоторой части рабочих циклов, то можно реализовать любую тактность, которая может изменяться в широких пределах за счет чередования холостых и рабочих циклов. Изменением тактности можно регулировать мощность двигателя. Настройка ОРД на конкретный режим может осуществляться за время одного хода поршня, при этом ОРД может прекратить или возобновить выработку механической энергии в любом режиме на любом этапе или создать крутящий момент с места после остановки. С появившейся возможностью нагружения ОРД с места можно отказаться от коробки передач и сцепления, что позволяет упростить трансмиссию и объединить рабочий процесс с процессом его воздушного запуска и обеспечить появление существенного крутящего момента при трогании автомобиля с места. Кроме того, торможение транспортного средства можно осуществлять (если позволяют условия) не тормозными колодками, а ОРД, причем в двух режимах - «мягком», когда ОРД переходит в режим компрессора в одном или нескольких рабочих камерах, или в «жестком», когда противодавление воздуха или отработанных газов в рабочих объемах тормозит перемещение поршней и работает как газовый демпфер при подъеме и/или опускании поршня.If in the working volumes of some of the working chambers of the firearm, which is used as a multi-chamber power plant, the skipping of a certain part of the working cycles is allowed, then any tact can be realized, which can vary widely due to the alternation of idle and duty cycles. By changing the stroke, you can adjust the engine power. Adjustment of the horde to a specific mode can be carried out during one stroke of the piston, while the horde can stop or resume the generation of mechanical energy in any mode at any stage or create torque from a place after stopping. With the new possibility of loading the firearm from the place, you can refuse the gearbox and clutch, which allows you to simplify the transmission and combine the workflow with the process of its air start-up and ensure the emergence of significant torque when starting the car. In addition, the vehicle can be braked (if conditions allow) not by the brake pads, but by the firearm, and in two modes - “soft”, when the firework goes into compressor mode in one or more working chambers, or in “hard”, when the back pressure air or exhaust gases in the working volumes inhibits the movement of the pistons and acts as a gas damper when raising and / or lowering the piston.

При снижении нагрузки на ОРД или на режимах работы по термодинамическому циклу с малой нагрузкой происходит смена тактности с однотактного на двухтактный или другой рабочий цикл с отключением впрыска топлива в незадействованные рабочие объемы, либо переводят работу двигателя в пассивный режим функционирования, либо на аккумулированную воздушную массу рабочего тела. Отключенные рабочие камеры могут работать либо как компрессор, закачивая воздух в ресивер, либо осуществлять наддув в работающие рабочие камеры, либо бесполезно перемещаться при закрытых или открытых впускных и выпускных клапанах.When the load on the pressure switch or on the low-load thermodynamic cycle is reduced, the cycle cycle changes from a single-cycle cycle to a two-cycle cycle or another cycle with fuel injection turned off in idle displacement, or the engine is switched to passive mode or to the accumulated air mass of the worker body. Disconnected working chambers can either work as a compressor, pumping air into the receiver, or pressurize working working chambers, or move uselessly with closed or open intake and exhaust valves.

Работа ОРД в режиме воздушного двигателя может осуществляться только на раскрученном двигателе, когда появляется инерция вращения маховика или других элементов конструкции, при этом рабочий цикл его следующий: при нахождении поршня в НМТ во время выстоя происходит наполнение надпоршневого рабочего объема воздухом либо из ресивера, либо из атмосферы, далее при движении поршня вверх под действием сил инерции маховика или под действием других поршней (если ОРД используется как многокамерная силовая установка) происходит быстрое сжатие воздуха, при этом его температура значительно повышается. При достижении поршнем ВМТ происходит выстой, во время которого в камеру сгорания подается холодный воздух из ресивера и происходит их перемешивание и теплообмен, в результате которого давление рабочего воздуха увеличивается. После завершения выстоя газы давят на поршень, заставляя его опускаться вниз и производить работу. При достижении НМТ поршень становится в выстой и за это время происходит выпуск отработанного воздуха и наполнение рабочего объема воздухом с нужной температурой. С другой стороны поршня такты воздушного цикла повторяются в противофазе. Отработанный воздух может иметь разную температуру, т.к. при увеличении скорости опускания поршня его температура понижается, поэтому целесообразно оборудовать двигатель теплообменником для температурной подготовки рабочего воздуха, поступающего в рабочую камеру, причем тепло можно забирать от других систем, которые в процессе работы двигателя нагреваются, например, от системы охлаждения, или подогревать впрыском в такте сжатия дозированного количества топлива. Эффект понижения температуры отработанного воздуха можно использовать в климат-контроле или для охлаждения продуктов при их перевозке. Режим работы ОРД в качестве воздушного двигателя экономичный, позволяет экономно тратить запасенный воздух.Operation of the engine in the air engine mode can only be carried out on an untwisted engine, when the inertia of rotation of the flywheel or other structural elements appears, and its working cycle is as follows: when the piston is in the BDC, the over-piston working volume is filled with air either from the receiver or from atmosphere, then when the piston moves upward under the action of the inertia forces of the flywheel or under the action of other pistons (if the RPM is used as a multi-chamber power plant), rapid compression occurs in zduha, while its temperature rises significantly. When the piston reaches the TDC, there is a standstill during which cold air is supplied to the combustion chamber from the receiver and they are mixed and heat exchanged, as a result of which the working air pressure increases. After the end of the standoff, the gases press on the piston, forcing it to go down and do the work. Upon reaching the BDC, the piston stands up and during this time the exhaust air is released and the working volume is filled with air with the desired temperature. On the other side of the piston, the cycles of the air cycle are repeated in antiphase. The exhaust air may have different temperatures, as with an increase in the lowering speed of the piston, its temperature decreases; therefore, it is advisable to equip the engine with a heat exchanger for temperature treatment of the working air entering the working chamber, and heat can be taken from other systems that are heated, for example, from the cooling system, or heated by injection in compression stroke of the dosed amount of fuel. The effect of lowering the temperature of the exhaust air can be used in climate control or for cooling products during their transportation. The operating mode of the firearm as an air engine is economical, it allows you to economically spend the stored air.

Работа ОРД в качестве воздушного пневмодвигателя применяется для получения крутящего момента с места и может осуществляться с нераскрученного ОРД. Этот режим неэкономичный, расход воздуха большой, используется также при воздушном запуске Двигателя, при перемещениях в пробках на небольшие расстояния, парковках, движении задним ходом и т.п. В этом случае давление воздуха из ресивера просто давит на поршни, заставляя их перемещаться и производить работу. За время выстоя в ВМТ происходит накопление энергии рабочего воздуха, после чего его давление лучше проворачивает силовой вал, а при выстое поршня в НМТ - отработанный воздух лучше удаляется. Далее поднимающийся поршень выдавливает в атмосферу оставшийся в рабочем объеме воздух, чтобы не создавать противодавление. В подпоршневом рабочем объеме процесс повторяется в противофазе.The operation of the firearm as an air pneumatic motor is used to obtain torque from a place and can be carried out from an untwisted firearm. This mode is uneconomical, the air consumption is large, it is also used during the engine's air start, when moving in traffic jams for short distances, parking lots, reversing, etc. In this case, the air pressure from the receiver simply presses on the pistons, causing them to move and do work. During the standstill, the TDC accumulates the energy of the working air, after which its pressure rotates the power shaft better, and when the piston is in the BDC, the exhaust air is better removed. Further, the rising piston squeezes into the atmosphere the air remaining in the working volume, so as not to create counter-pressure. In the subpiston displacement, the process is repeated in antiphase.

Работа ОРД при подкачке ресивера осуществляется таким образом. Один из рабочих объемов рабочей камеры, например надпоршневой, работает как ДВС, в этом случае опускающийся поршень в подпоршневом рабочем объеме выполняет функцию компрессора, а перекачиваемый им воздух может быть использован как наддувной для надпоршневого рабочего объема или для заполнения ресивера или как рабочий воздух для привода ОРД. Сжатый воздух из рабочей камеры вытесняется в ресивер через воздушную форсунку двойного действия 5, которая в данном случае работает как перепускной клапан.The operation of the ARD when pumping the receiver is carried out in this way. One of the working volumes of the working chamber, for example, the over-piston one, works as an internal combustion engine, in this case the lowering piston in the under-piston displacement serves as a compressor, and the air pumped by it can be used as pressurized for the over-piston displacement or to fill the receiver or as working air for the drive Horde. Compressed air from the working chamber is forced into the receiver through a double-acting air nozzle 5, which in this case acts as a bypass valve.

Схема ОРД позволяет использовать в рабочей камере два поршня, движущихся в противофазе, либо последовательно пошагово один за другим, тогда в одной рабочей камере будут проходить три однотактных цикла за один оборот силового вала, при этом рабочая камера оборудуется одним или двумя ЗРМ и в зависимости от установленного закона движения поршней устанавливается или не устанавливается смещение зубчатых рамок ЗРМ по углу поворота силового вала.The ORD scheme allows the use of two pistons in antiphase in the working chamber, or sequentially step by step, one after another, then three one-cycle cycles will take place in one working chamber for one revolution of the power shaft, while the working chamber is equipped with one or two SAMs, depending on established law of movement of the pistons is installed or not set the offset gear frames ZRM angle of rotation of the power shaft.

При многокамерном исполнении конструкции ОРД каждая рабочая камера оборудуется, предпочтительно, по крайней мере, одной зубчатой рамкой ЗРМ с равным количеством зубьев на каждой грани, а угол последовательности совершения тактов смещен на 90° приведенного угла поворота силового вала или на одну грань зубчатой рамки ЗРМ, для перекрытия мертвых точек, по крайней мере, одна зубчатая рамка может быть установлена в промежуточное положение.In the multi-chamber design of the ORD design, each working chamber is equipped with, at least, at least one gear frame ZRM with an equal number of teeth on each face, and the angle of the sequence of steps is shifted by 90 ° of the angle of rotation of the power shaft or one side of the gear frame ZRM, to block dead spots, at least one toothed frame can be set in an intermediate position.

Оптимальным способом смазки стенок рабочей камеры является способ смазки их лубрикатором 34, пропитанного маслом и установленного внутри поршня в средней его части, а подпитка лубрикатора маслом осуществляется посредством форсунок 7, 29, оборудованных в стенках рабочей камеры 8 в местах выстоев поршней на уровне расположения лубрикатора, отвод лишнего масла осуществляется самотеком через неплотности и полости в штоке поршня 28, этим же маслом осуществляется смазывание других элементов конструкции, находящихся ниже штока поршня.The best way to lubricate the walls of the working chamber is to lubricate them with a lubricator 34, impregnated with oil and installed inside the piston in its middle part, and lubricating the lubricator with oil is carried out by means of nozzles 7, 29, equipped in the walls of the working chamber 8 in the places of the piston stands at the level of the lubricator, excess oil is drained by gravity through leaks and cavities in the piston rod 28, the same oil is used to lubricate other structural elements located below the piston rod.

ОРД может быть оборудован непосредственным впрыском, при котором топливо впрыскивается в камеру сгорания во время выстоя поршня и при максимальном сжатии воздуха. Это позволит применить в двигателе более простое каталитическое и/или калильное зажигание, представляющее собой, например, простейшую пластину с низковольтным электрическим подогревателем или электронагревательную свечу. Сравнительно большая площадь поверхности калильного и/или каталитического воспламенителя, а также то обстоятельство, что этот воспламенитель находится в гуще заряда топливно-воздушной смеси, которая обволакивает воспламенитель, способствует образованию множества очагов воспламенения смеси, что, в свою очередь, предполагает быстрое и «мягкое» (без детонации) сгорание даже очень бедных смесей и применение низкооктанового бензина при высокой степени сжатия. Это существенно упростит и облегчит конструкцию, повысит надежность, уменьшит стоимость изготовления и облегчит эксплуатацию двигателя. Кроме того, появится возможность создавать двигатели очень малых размеров, например, для авиамоделизма, работающих на бензине.The engine can be equipped with direct injection, in which fuel is injected into the combustion chamber during piston standstill and at maximum air compression. This will make it possible to use a simpler catalytic and / or glow ignition in the engine, which, for example, is a simple plate with a low-voltage electric heater or an electric heating candle. The relatively large surface area of the ignition and / or catalytic igniter, as well as the fact that this igniter is in the thick of the charge of the air-fuel mixture, which envelops the igniter, contributes to the formation of many foci of ignition of the mixture, which, in turn, suggests a quick and “soft "(Without detonation) the combustion of even very poor mixtures and the use of low-octane gasoline with a high compression ratio. This will greatly simplify and facilitate the design, increase reliability, reduce manufacturing costs and facilitate the operation of the engine. In addition, it will be possible to create very small engines, for example, for aircraft modeling, running on gasoline.

Т.к. зубчатая рамка 25 в местах выстоев осуществляет поворот, а вместе с ней проворачивается и шток 28, то выпустив шток 28 зубчатой рамки 25 за рабочую поверхность поршня 4 и оборудовав его крыльчаткой, получаем турбулизатор, позволяющий лучше перемешивать рабочую смесь при ее сгорании во время выстоев. Крыльчатку можно также установить в камере сгорания с приводом от движения сжимаемой рабочей смеси или воздуха. В конструкции монолитного поршня шток 28 зубчатой рамки 25 будет проходить поршень насквозь, при этом появляются условия оборудовать крыльчаткой турбулизатора не только надпоршневую рабочую поверхность поршня, но и подпоршневую, для этого крыльчатки турбулизатора крепятся к штоку 28 с обеих сторон поршня, а рабочая поверхность 32 поршня не оборудуется трубой 12.Because the gear frame 25 rotates at the places of the stands, and the rod 28 is rotated with it, then releasing the rod 28 of the gear frame 25 over the working surface of the piston 4 and equipping it with an impeller, we obtain a turbulator that allows better mixing of the working mixture during combustion during the stands. The impeller can also be installed in a combustion chamber driven by the movement of a compressible working mixture or air. In the design of the monolithic piston, the rod 28 of the toothed frame 25 will pass through the piston, while conditions appear to equip the turbulator impeller not only with the piston working surface of the piston, but also with the piston, for this the turbulator turbine impellers are attached to the rod 28 on both sides of the piston, and the piston working surface 32 not equipped with pipe 12.

В качестве рекуперационной установки ОРД также может содержать электрогенератор, электродвигатель и блок аккумуляторных батарей и/или блок конденсаторов и/или маховик.As a recovery unit, the ARD may also include an electric generator, an electric motor and a battery pack and / or a capacitor bank and / or a flywheel.

Из-за высокой термической нагруженности торцевых крышек рабочей камеры и относительной изоляции их от влияния на процесс впуска торцевые крышки рабочих камер можно изготавливать из керамики без оборудования системой охлаждения.Due to the high thermal loading of the end caps of the working chamber and their relative isolation from the influence on the intake process, the end caps of the working chambers can be made of ceramic without equipment with a cooling system.

Схема данного двигателя может быть применена на двухтактных двигателях внутреннего сгорания с обычными цилиндрами. В этом случае зубчатая рамка ЗРМ выполняется в виде треугольника и закрепляется одной вершиной на штоке поршня с возможностью качания таким образом, чтобы обеспечить выстой поршня в верхней или нижней мертвых точках. Это дает возможность работать двигателю по трехтактному циклу со следующей последовательностью тактов:The circuit of this engine can be applied on two-stroke internal combustion engines with conventional cylinders. In this case, the gear frame ZRM is made in the form of a triangle and is fixed with one vertex on the piston rod with the possibility of swinging in such a way as to ensure the piston stands at the top or bottom dead center. This makes it possible to operate the engine in a three-stroke cycle with the following sequence of ticks:

а) при выстое поршня в ВМТ: 1) впуск-сжатие; 2) сгорание; 3) рабочий ход-выпуск;a) when the piston is at the TDC: 1) inlet-compression; 2) combustion; 3) working progress release;

б) при выстое поршня в НМТ: 1) сжатие - начало сгорания; 2) конец сгорания - рабочий ход; 3) выпуск-впуск.b) when the piston is in the BDC: 1) compression - the beginning of combustion; 2) end of combustion - working stroke; 3) exhaust inlet.

При этом обычный двухтактный двигатель подвергается минимальной доработке, на нем заменяется только преобразователь движения и шатун заменяется штоком.In this case, a conventional two-stroke engine is subjected to minimal refinement, only a motion converter is replaced on it and the connecting rod is replaced by a rod.

Итак, основные отличия ОРД от прототипа заключаются в следующем:So, the main differences between the ARD and the prototype are as follows:

- для осуществления рабочего цикла достаточно одной рабочей камеры вместо двух цилиндров у прототипа;- for the implementation of the working cycle, one working chamber is sufficient instead of two cylinders of the prototype;

- в рабочей камере может располагаться один или два поршня, вместо одного в каждом цилиндре у прототипа;- in the working chamber one or two pistons can be located, instead of one in each cylinder of the prototype;

- механизм преобразования выполнен бесшатунным и позволяет осуществлять (или не осуществлять) выстои каждым поршнем как в одной, так и в обеих мертвых точках вместо одного псевдовыстоя в ВМТ, выполненного при помощи кривошипно-шатунного преобразователя движения у прототипа;- the conversion mechanism is rodless and allows (or does not) to stand with each piston at one or both dead points instead of one pseudo-standstill at the top dead center made using the crank motion converter of the prototype;

- рабочие процессы в рабочей камере проходят как в надпоршневом, так и в подпоршневом рабочем объеме вместо строго надпоршневого рабочего объема у прототипа;- work processes in the working chamber are both in the over-piston and in the under-piston working volume instead of the strictly over-piston working volume in the prototype;

- рабочая камера закрыта с одного или обоих торцов торцевыми крышками вместо одной стороны у прототипа.- the working chamber is closed at one or both ends with end caps instead of one side of the prototype.

Таким образом, предлагаемый ОРД позволяет получить следующие преимущества:Thus, the proposed ARD allows you to get the following advantages:

- высочайшую удельную мощность,- highest power density,

- высокую экономичность,- high profitability,

- высокую экологическую чистоту,- high environmental cleanliness,

- малую шумность,- low noise

- удобство эксплуатации,- ease of use,

- автоматизирование процессов работы,- automation of work processes,

- простоту конструкции.- simplicity of design.

Изложенная выше конструкция Однотактного рекуперационного двигателя не исчерпывает всех вариантов, а является лишь его иллюстрацией. На практике могут быть использованы и другие варианты без нарушения основной идеи технического решения.The design of the Single-cycle recovery engine described above does not exhaust all the options, but is only an illustration of it. In practice, other options can be used without violating the basic idea of a technical solution.

Claims (23)

1. Рекуперационный двигатель, оборудованный системами обеспечения работы, содержащий, по крайней мере, одну рабочую камеру, оборудованную двумя торцевыми крышками, внутри которой установлен, по крайней мере, один поршень двойного действия с двумя рабочими поверхностями, разделяющий рабочую камеру, по крайней мере, на два рабочих объема, поршень соединен, по крайней мере, с одним штоком, по крайней мере, одного бесшатунного преобразователя движения, который обеспечивает поршню выстой в мертвых точках, при этом система рекуперации выполнена воздушной и снабжена ресивером, а рабочая камера выполнена с возможностью работы в режиме компрессора.1. A recovery engine equipped with work support systems, comprising at least one working chamber, equipped with two end caps, inside of which at least one double-acting piston with two working surfaces is installed, separating the working chamber, at least for two working volumes, the piston is connected to at least one rod of at least one rodless motion transducer, which provides the piston with a dead center, while the recovery system is made air and is equipped with a receiver, and the working chamber is configured to operate in compressor mode. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что в качестве преобразователя движения поршней во вращение силового вала использован зубчато-рамочный механизм.2. The engine according to claim 1, characterized in that a gear-frame mechanism is used as a converter for moving the pistons into rotation of the power shaft. 3. Двигатель по п.2, отличающийся тем, что зубчатая рамка преобразователя движения соединена с поршнем посредством жестких и/или гибких тяг и установлена в любом удобном месте корпуса двигателя и/или вне корпуса двигателя.3. The engine according to claim 2, characterized in that the gear frame of the motion transducer is connected to the piston by means of rigid and / or flexible rods and is installed in any convenient place of the engine housing and / or outside the engine housing. 4. Двигатель по п.3, отличающийся тем, что гибкая тяга преобразователя движения оборудована, по крайней мере, одним вертлюгом и/или талрепом.4. The engine according to claim 3, characterized in that the flexible rod of the motion converter is equipped with at least one swivel and / or turnbuckle. 5. Двигатель по п.3, отличающийся тем, что шток поршня выполнен с возможностью изменения длины посредством винтовой пары или муфты.5. The engine according to claim 3, characterized in that the piston rod is configured to change length by means of a screw pair or coupling. 6. Двигатель по п.3, отличающийся тем, что штоковая рабочая поверхность поршня оборудована трубой.6. The engine according to claim 3, characterized in that the piston rod working surface is equipped with a pipe. 7. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что он оборудован системой электрической рекуперации, включающей генератор, электродвигатель и блок аккумуляторных батарей и/или конденсаторную батарею и/или маховик.7. The engine according to claim 1, characterized in that it is equipped with an electrical recovery system comprising a generator, an electric motor and a battery pack and / or a capacitor bank and / or a flywheel. 8. Двигатель по п.7, отличающийся тем, что зарядка ресивера воздухом осуществляется каким-либо способом: от работы двигателя в режиме компрессора; при торможении; напрямую от любой компрессорной станции; от источника электропитания, при этом генератор, установленный на двигателе, работает как электромотор; от стационарного или переносного электронасоса; от стартового пиротехнического или химического патрона, который устанавливается в шлюзовой узел в ресивере или трубопроводе; от воздуха, находящегося в колесах автомобиля.8. The engine according to claim 7, characterized in that the receiver is charged with air in any way: from the operation of the engine in compressor mode; when braking; directly from any compressor station; from a power source, while the generator mounted on the engine works like an electric motor; from a stationary or portable electric pump; from the starting pyrotechnic or chemical cartridge, which is installed in the gateway unit in the receiver or pipeline; from the air in the wheels of the car. 9. Двигатель по п.8, отличающийся тем, что воздушная система оборудована теплообменником-рекуператором и/или утилизатором.9. The engine of claim 8, wherein the air system is equipped with a heat exchanger-recuperator and / or utilizer. 10. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что в рабочую камеру подается готовая топливовоздушная смесь.10. The engine according to claim 1, characterized in that the finished fuel-air mixture is supplied to the working chamber. 11. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что оборудован непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания.11. The engine according to claim 1, characterized in that it is equipped with direct fuel injection into the combustion chamber. 12. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что поперечное сечение рабочей камеры выполнено в каком-либо виде: круглым, эллипсным, овальным, квадратным, а, по крайней мере, один поршень, установленный внутри рабочей камеры, имеет одинаковое с рабочей камерой поперечное сечение.12. The engine according to claim 1, characterized in that the cross section of the working chamber is made in any form: round, ellipse, oval, square, and at least one piston installed inside the working chamber has the same with the working chamber transverse section. 13. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что управление обеспечивающими газораспределение клапанами - электрическое, механическое, гидравлическое, пневматическое или в комбинации способов.13. The engine according to claim 1, characterized in that the control of the valves providing gas distribution - electric, mechanical, hydraulic, pneumatic or in a combination of methods. 14. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что движение двух поршней в рабочей камере осуществлено либо в противофазе, либо последовательно пошагово один за другим.14. The engine according to claim 1, characterized in that the movement of the two pistons in the working chamber is carried out either in antiphase or sequentially step by step one after another. 15. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что для зажигания рабочей смеси применено искровое, и/или каталитическое, и/или калильное зажигание.15. The engine according to claim 1, characterized in that spark ignition and / or catalytic and / or glow ignition are used to ignite the working mixture. 16. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что смазка стенок рабочей камеры осуществляется лубрикатором, установленным внутри поршня.16. The engine according to claim 1, characterized in that the walls of the working chamber are lubricated by a lubricator installed inside the piston. 17. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что подвод масла к лубрикатору осуществляется посредством впрыска масла через отверстия, оборудованные в стенке рабочей камеры в моменты выстоя поршня.17. The engine according to claim 1, characterized in that the oil is supplied to the lubricator by injecting oil through openings equipped in the wall of the working chamber at the time of piston standstill. 18. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что поршень оборудован системой изменения расстояния между рабочими поверхностями поршня: либо в виде винтовых пар, либо в виде рычажного или рычажно-винтового механизма, либо в виде гидравлического или электрического привода, либо в комбинации видов.18. The engine according to claim 1, characterized in that the piston is equipped with a system for changing the distance between the working surfaces of the piston: either in the form of screw pairs, or in the form of a lever or lever-screw mechanism, or in the form of a hydraulic or electric drive, or in a combination of types . 19. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что в ходе такта сжатия в рабочую камеру дозированно впрыскивается топливо.19. The engine according to claim 1, characterized in that during the compression stroke, fuel is dosed injected into the working chamber. 20. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что генератор работает в качестве электродвигателя и выполняет задачи: для ускорения оборотов вращения двигателя; стартера; привода для закачки ресивера; передвижения транспортного средства.20. The engine according to claim 1, characterized in that the generator operates as an electric motor and performs the following tasks: to accelerate engine rotation; starter; drive to download the receiver; vehicle movement. 21. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что поршень с одной или обеих сторон рабочих поверхностей оборудован турбулизатором, выполненным в виде крыльчатки, установленной на штоке преобразователя движения.21. The engine according to claim 1, characterized in that the piston on one or both sides of the working surfaces is equipped with a turbulator made in the form of an impeller mounted on the rod of the motion converter. 22. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что торцевые крышки рабочей камеры изготовлены из термостойкой керамики и не оборудованы системой охлаждения.22. The engine according to claim 1, characterized in that the end caps of the working chamber are made of heat-resistant ceramics and are not equipped with a cooling system. 23. Двигатель по пп.1 и 8, отличающийся тем, что конструкция двигателя и/или системы обеспечения работы обеспечивают возможность выбора какого-либо режима работы: осуществление однотактного рабочего цикла в надпоршневом и/или подпоршневом рабочих объемах рабочей камеры; термодинамический цикл с одно-, двух- или другой тактностью силовой установки, состоящей из одной или более рабочих камер; наддув в рабочие объемы, где производится термодинамический цикл из одного рабочего объема рабочей камеры в другой и/или наддув из ресивера; работа двигателя в качестве компрессора от привода штатного электрогенератора, работающего в режиме электродвигателя; работа части двигателя в качестве компрессора при работающей другой части по термодинамическому циклу; работа в качестве воздушного двигателя; работа в качестве пневмодвигателя; отключение неработающих рабочих объемов и/или рабочих камер и их перевод их в пассивный режим функционирования. 23. The engine according to claims 1 and 8, characterized in that the engine design and / or the operation support system provide the possibility of choosing any operating mode: one-cycle operation in the over-piston and / or under-piston working volumes of the working chamber; thermodynamic cycle with one-, two- or another tact cycle of the power plant, consisting of one or more working chambers; pressurization into working volumes, where a thermodynamic cycle is made from one working volume of the working chamber to another and / or pressurization from the receiver; the operation of the engine as a compressor from the drive of a standard electric generator operating in the electric motor mode; the operation of a part of the engine as a compressor while the other part is operating in a thermodynamic cycle; work as an air engine; work as an air motor; shutdown of idle working volumes and / or working chambers and their transfer to a passive mode of operation.
RU2010108257/06A 2010-03-05 2010-03-05 Single-cycle recovery engine RU2440500C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010108257/06A RU2440500C2 (en) 2010-03-05 2010-03-05 Single-cycle recovery engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010108257/06A RU2440500C2 (en) 2010-03-05 2010-03-05 Single-cycle recovery engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010108257A RU2010108257A (en) 2011-09-10
RU2440500C2 true RU2440500C2 (en) 2012-01-20

Family

ID=44757365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010108257/06A RU2440500C2 (en) 2010-03-05 2010-03-05 Single-cycle recovery engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2440500C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU168553U1 (en) * 2015-02-25 2017-02-08 Владимир Сергеевич Иванов Hybrid hydropower engine
RU174346U1 (en) * 2016-09-21 2017-10-11 Владимир Сергеевич Иванов Power plant for a vehicle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU168553U1 (en) * 2015-02-25 2017-02-08 Владимир Сергеевич Иванов Hybrid hydropower engine
RU174346U1 (en) * 2016-09-21 2017-10-11 Владимир Сергеевич Иванов Power plant for a vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010108257A (en) 2011-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2772612B1 (en) Compressed air engine assembly with compressed air supplement circuit
AU2012101940A4 (en) Two-stroke air-powered engine assembly
JP6307617B2 (en) Internal combustion engine
US8267056B2 (en) Split-cycle internal combustion engine
RU2622457C1 (en) Internal combustion engine based on isothermal compression, its operating and management methods
WO2007137525A2 (en) Combustion engine with self-ignition of air-and-fuel mixture
RU2440500C2 (en) Single-cycle recovery engine
US7757800B2 (en) Monocylindrical hybrid powertrain and method of operation
US6796127B2 (en) One cycle internal combustion engine
SK285000B6 (en) Method for energy conversion in a rotary piston engine or machine and a rotary piston engine or machine
US8511060B1 (en) External combustion engine with a general wheel rotation power motor
WO2015127689A1 (en) Piston engine
CN2270120Y (en) One-stroke opposition-explosion free piston engine
RU2302543C1 (en) Piston engine
CN100439654C (en) Internal combustion engine
RU2531707C1 (en) Diesel locomotive
RU2761695C1 (en) ”normas” no. 30 internal combustion engine
AU2003232517B2 (en) An energy converter delivering sustained energy output with intermittent energy input
WO2009007878A2 (en) Supercharged engine and derived hybrid propulsion system
RU2341667C1 (en) Central rotor shaft ice
RU2216635C2 (en) Power system
RU2484255C1 (en) Rack-and-pinion piston machine
RU2634974C2 (en) Method to control of axial-piston engine and axial-piston engine
RU2628831C2 (en) Method of management of axial-piston engine and axial-piston engine
RU2166654C1 (en) Rotary piston axial internal combustion engine

Legal Events

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

Effective date: 20160306