RU2576722C1 - Method of charging hydraulic accumulator of drive system of distribution valve internal combustion engine using piezoelectric pump - Google Patents
Method of charging hydraulic accumulator of drive system of distribution valve internal combustion engine using piezoelectric pump Download PDFInfo
- Publication number
- RU2576722C1 RU2576722C1 RU2015100303/06A RU2015100303A RU2576722C1 RU 2576722 C1 RU2576722 C1 RU 2576722C1 RU 2015100303/06 A RU2015100303/06 A RU 2015100303/06A RU 2015100303 A RU2015100303 A RU 2015100303A RU 2576722 C1 RU2576722 C1 RU 2576722C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- piezo
- pump
- piezo pump
- package
- Prior art date
Links
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к области энергомашиностроения.The invention relates to the field of power engineering.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Прототипы заявленного изобретения - патенты 2528788 и 2169278. Реферат патента 2528788 С1 «Способ зарядки рабочей жидкостью гидроаккумулятора системы гидравлического привода газораспределительного клапана и топливной форсунки двигателя внутреннего сгорания». «Изобретение относится к области газораспределения двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение степени унификации приводов различных типов ДВС. Сущность изобретения заключается в том, что на такте сжатия рабочее тело давит на торцевую поверхность поршня привода компрессора. Поршень привода компрессора начинает движение и соединенным с ним поршнем компрессора через обратный клапан вытесняет жидкость в гидроаккумулятор. После достижения поршнем компрессора крайней точки на очередном такте всасывания, когда давление в цилиндре ДВС уменьшится, пружина поршня компрессора перемещает поршень компрессора с поршнем привода компрессора в исходное для очередного цикла подзарядки пневмоаккумулятора положение. При этом жидкость из компенсационного бачка через впускной обратный клапан поступает в полость поршня компрессора. В дальнейшем подзарядка гидроаккумулятора может происходить и на рабочих тактах двигателя внутреннего сгорания».The prototypes of the claimed invention are patents 2528788 and 2169278. Abstract of patent 2528788 C1 “Method for charging a hydraulic accumulator of a hydraulic drive system of a gas distribution valve and a fuel nozzle of an internal combustion engine”. "The invention relates to the field of gas distribution of internal combustion engines. The technical result is to increase the degree of unification of the drives of various types of internal combustion engines. The essence of the invention lies in the fact that at the compression stroke, the working fluid presses on the end surface of the compressor drive piston. The compressor drive piston begins to move and the compressor piston connected to it through the check valve displaces the fluid into the accumulator. After the compressor piston reaches the extreme point at the next suction stroke, when the pressure in the engine cylinder decreases, the compressor piston spring moves the compressor piston with the compressor drive piston to its original position for the next recharge cycle of the pneumatic accumulator. In this case, the liquid from the compensation tank through the inlet check valve enters the compressor piston cavity. In the future, recharging of the accumulator can occur at the operating cycles of the internal combustion engine. "
Реферат патента 2169278 С1 «Осциляторный пьезотрансформатор двигателя внутреннего сгорания». «Изобретение относится к машиностроению и предназначается для преобразования кинетической энергии поршня, в частности поршня ДВС, в электроэнергию с помощью пьезоэлектрика и обратного преобразования электроэнергии в кинетическую энергию поршня. С целью повышения удельной мощности преобразования в первом случае кинетическая энергия поршня передается жидкости, однонаправленное движение которой осциллятором преобразуется в знакопеременное давление жидкости на пьезоэлектрик, в результате деформации которого на его активных гранях выделяются электрические заряды. Во втором случае преобразование электроэнергии в кинетическую энергию поршня осуществляется в обратном порядке: электрические заряды подаются на активные грани пьезоэлектрика, в такт электрическим импульсам пьезоэлектрик деформируется и тем самым формирует знакопеременные импульсы давления жидкости. Осциллятор преобразует импульсное давление жидкости в однонаправленный поток, энергия давления которого передается поршню».Abstract of patent 2169278 C1 "Oscillating piezotransformer of an internal combustion engine." "The invention relates to mechanical engineering and is intended to convert the kinetic energy of the piston, in particular the internal combustion engine piston, into electricity using a piezoelectric and the inverse conversion of electricity to the kinetic energy of the piston. In order to increase the specific conversion power in the first case, the kinetic energy of the piston is transferred to the fluid, the unidirectional motion of which by the oscillator is converted into alternating fluid pressure on the piezoelectric, as a result of deformation of which electric charges are released on its active faces. In the second case, the conversion of electric energy into the kinetic energy of the piston is carried out in the reverse order: electric charges are applied to the active faces of the piezoelectric, the piezoelectric is deformed to the beat of the electrical pulses and thereby forms alternating pressure pulses of the fluid pressure. "The oscillator converts the pulsed fluid pressure into a unidirectional flow, the pressure energy of which is transmitted to the piston."
ЦЕЛЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯOBJECT OF THE INVENTION
Оба прототипа обладают своими достоинствами и недостатками. Цель заявленного изобретения состоит в том, чтобы объединить достоинства обоих прототипов. Цитата из журнала «За рулем» №3, 1999, стр. 44, "Быстрота и натиск": "Изобретателям немецкой фирмы удалось создать 280-слойный пакет из пьезокерамики, расширяющийся на 80 мкм за 0,1 мс, - достаточно, чтобы воздействовать на иглу форсунки с усилием 6300 Н! При этом для управления используют напряжение бортовой сети автомобиля". Очевидно, что энергетических возможностей для обеспечения системы привода газораспределительного клапана двигателя внутреннего сгорания пьезонасосом более чем достаточно.Both prototypes have their own advantages and disadvantages. The purpose of the claimed invention is to combine the advantages of both prototypes. Quote from the magazine “Behind the Wheel” No. 3, 1999, p. 44, “Speed and Onslaught”: “The inventors of the German company managed to create a 280-layer piezoceramic package expanding by 80 microns in 0.1 ms, enough to act on the nozzle needle with a force of 6300 N! At the same time, the voltage of the vehicle’s onboard network is used for control. " It is obvious that there are more than enough energy capabilities to provide a gas distribution valve drive system for an internal combustion engine with a pyezo pump.
СУЩНОСТЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Сущность заявленного изобретения поясняется описанием принципа действия привода системы газораспределительного клапана двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с зарядкой жидкостью гидроаккумулятора системы пьезонасосом.The essence of the claimed invention is illustrated by the description of the principle of operation of the drive system of a gas distribution valve of an internal combustion engine (ICE) with liquid charging a hydraulic accumulator of a piezo pump system.
Зарядка гидроаккумулятора системы привода 1 (далее - гидроаккумулятор 1, см.чертеж) газораспределительного клапана до пределов рабочего давления состоит в следующем. Система управления преобразует напряжение источника электроэнергии, например постоянное напряжение электроаккумулятора бортовой сети автомобиля в знакопеременные импульсы электроэнергии, и подает их на пакет пьезокерамических элементов 2 пьезонасоса 3. В результате линейные размеры элементов пакета пьезоэлементов пьезонасоса 3, перпендикулярные активным плоскостям пьезоэлементов последовательно сокращаются и увеличиваются в такт поступающих на них знакопеременных импульсов, и соединенный с пакетом пьезокерамических элементов 2 поршень пьезонасоса 4 совершает колебательные движения. При движении поршня пьезонасоса 4, например, справа налево по рисунку находящаяся в полости поршня пьезонасоса 4 жидкость через обратный клапан 5 поступает в гидроаккумулятор 1 и заряжает его. А при движении поршня пьезонасоса 4 в противоположном направлении жидкость из компенсационного гидроаккумулятора 6 через обратный клапан 7 поступает в полость поршня пьезонасоса 4 и подготавливает пьезонасос к очередному импульсу зарядки гидроаккумулятора 1. Вследствие действия привода системы газораспределительного клапана происходит расход жидкости из гидроаккумулятора 1. Для поддержания давления жидкости в гидроаккумуляторе 1 в рабочих пределах система управления по мере необходимости периодически включает в действие пьезонасос 3. Для открытия газораспределительного клапана ДВС 8 система управления устанавливает золотник управления потоком жидкости 9 в положение, как показано на чертеже. Жидкость из гидроаккумулятора 1 по каналам 10, 11 поступает в верхнюю полость поршня привода газораспределительного клапана 12. Жидкость давит на него и соединенный с ним газораспределительный клапан 8 открывается. Жидкость из нижней полости поршня привода газораспределительного клапана 12 по каналам 13, 14 через обратный клапан 15 поступает в компенсационный пневмоаккумулятор 6. Через открытый газораспределительный клапан ДВС 8 по каналу 16 в камеру сгорания ДВС 17 на такте всасывания поступает топливная смесь или воздух из атмосферы, а на такте выпуска из нее выбрасываются продукты сгорания. Для закрытия газораспределительного клапана 8 система управления переводит золотник управления потоком жидкости 9 в нижнее положение. Теперь жидкость из гидроаккумулятора системы 1 по каналам 10, 13 поступает в нижнюю полость поршня привода газораспределительного клапана 12 и газораспределительный клапан 8 закрывается. Отработавшая жидкость из верхней полости поршня привода газораспределительного клапана 12 по каналам 11, 18 через обратный клапан 15 поступает в компенсационный пневмоаккумулятор 6. Утечка жидкости через зазор между штоком 19 и контактируемой с ним поверхностью скольжения предотвращается сильфоном 20.Charging the hydraulic accumulator of the drive system 1 (hereinafter referred to as the hydraulic accumulator 1, see drawing) of the gas distribution valve to the operating pressure limits is as follows. The control system converts the voltage of the electric power source, for example, the constant voltage of the electric accumulator of the vehicle’s on-board network into alternating electric power pulses, and feeds them to the package of piezoceramic elements 2 of the piezo pump 3. As a result, the linear dimensions of the elements of the package of piezoelectric elements of the piezo pump 3, perpendicular to the active planes of the piezoelectric elements, are successively reduced and increased in step alternating pulses arriving at them, and connected to a package of piezoceramic elements 2 orshen pezonasosa 4 oscillates. When the piston of the piezo pump 4 moves, for example, from right to left, the liquid located in the cavity of the piezo pump 4, through the check valve 5, enters the hydraulic accumulator 1 and charges it. And when the piston of the piezo pump 4 moves in the opposite direction, the liquid from the compensation accumulator 6 through the non-return valve 7 enters the cavity of the piston of the piezo pump 4 and prepares the piezo pump for the next charging pulse of the hydraulic accumulator 1. As a result of the drive of the gas distribution valve system, the liquid flows from the hydraulic accumulator 1. To maintain pressure fluid in the accumulator 1 within the operating limits, the control system periodically activates the piezo pump as necessary 3. To open the gas distribution valve of the engine 8, the control system sets the control valve of the fluid flow 9 in position, as shown in the drawing. The fluid from the accumulator 1 through channels 10, 11 enters the upper cavity of the piston of the gas distribution valve 12. The fluid presses on it and the gas distribution valve 8 connected to it opens. The liquid from the lower cavity of the piston of the gas distribution valve drive 12 through channels 13, 14 through the check valve 15 enters the compensation air accumulator 6. Through the open gas distribution valve of the internal combustion engine 8 through the channel 16, the fuel mixture or air from the atmosphere enters the combustion chamber of the internal combustion engine 17 and on the exhaust stroke, combustion products are emitted from it. To close the gas control valve 8, the control system puts the control valve of the fluid flow 9 in the lower position. Now, the liquid from the accumulator of system 1 through channels 10, 13 enters the lower cavity of the piston of the drive of the gas distribution valve 12 and the gas distribution valve 8 closes. The spent fluid from the upper piston of the valve of the gas distribution valve 12 through the channels 11, 18 through the check valve 15 enters the compensation pneumatic accumulator 6. Leakage of the liquid through the gap between the rod 19 and the sliding surface contacting it is prevented by the bellows 20.
Таким образом, заявленный способ привода газораспределительного клапана ДВС позволяет снизить энергозатраты на систему привода и уменьшить ее удельный объем.Thus, the claimed method of driving the gas distribution valve of the internal combustion engine allows to reduce energy consumption for the drive system and to reduce its specific volume.
РАСКРЫТИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Способ зарядки гидроаккумулятора системы привода газораспределительного клапана двигателя внутреннего сгорания пьезонасосом, включающей систему управления, источник электроэнергии системы привода газораспределительного клапана, пакет пьезокерамических элементов пьезонасоса, содержащий пакет пьезокерамических элементов, пьезонасос, поршень пьезонасоса, обратные клапаны, гидроаккумулятор системы привода газораспределительного клапана и компенсационный гидроаккумулятор, отличается тем, что система управления преобразует напряжение источника электроэнергии системы привода газораспределительного клапана двигателя внутреннего сгорания в знакопеременные импульсы электроэнергии, которые подает на пакет пьезокерамических элементов пьезонасоса, в результате чего линейные размеры элементов пакета пьезоэлементов пьезонасоса, перпендикулярные активным плоскостям пьезоэлементов, входящих в состав пакета пьезоэлементов пьезонасоса, последовательно сокращаются и увеличиваются в такт поступающих на них знакопеременных импульсов, в результате чего соединенный с пакетом пьезоэлементов пьезонасоса поршень пьезонасоса совершает колебательные движения, при движении поршня пьезонасоса в одну сторону находящаяся в полости поршня пьезонасоса жидкость через обратный клапан поступает в гидроаккумулятор системы и заряжает гидроаккумулятор системы, а при движении поршня пьезонасоса в противоположном направлении жидкость из компенсационного гидроаккумулятора через обратный клапан поступает в полость поршня пьезонасоса, подготавливая пьезонасос к очередному циклу зарядки.A method for charging a hydraulic accumulator of a gas distribution valve drive system of an internal combustion engine with a piezo pump, including a control system, a power source of a gas valve drive system, a package of piezoceramic elements of a piezo pump, containing a package of piezoceramic elements, a piezo pump, a piston of a piezo pump, non-return valves, a hydraulic accumulator of a gas distribution valve drive system and a compensation pump characterized in that the control system converts voltage the energy source of the gas distribution valve drive system of the internal combustion engine in alternating pulses of electricity that feeds to the package of piezoceramic elements of the piezo pump, as a result of which the linear dimensions of the elements of the package of piezo elements of the piezo pump, perpendicular to the active planes of the piezo elements included in the package of piezo elements of the piezo pump, are reduced and sequentially reduced the cycle of alternating pulses arriving at them, as a result of which is connected to the piezo pump piezoelectric elements package makes the piston of the piezo pump oscillatory; when the piston of the piezo pump moves in one direction, the liquid located in the cavity of the piezo pump piston through the check valve enters the system’s hydraulic accumulator and charges the system’s hydraulic accumulator, and when the piezo pump’s piston moves in the opposite direction, the liquid from the compensation hydraulic pump enters into the piston cavity of the piezo pump, preparing the piezo pump for the next charging cycle.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Материалы и технология для реализации заявленного изобретения не выходят за рамки современных возможностей. При современном уровне развития систем автоматического управления создание системы управления заявленного изобретения является вполне ординарной задачей.Materials and technology for the implementation of the claimed invention do not go beyond the scope of modern capabilities. At the current level of development of automatic control systems, the creation of a control system of the claimed invention is quite an ordinary task.
ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛGRAPHIC MATERIAL
На чертеже дана принципиальная схема системы зарядки гидроаккумулятора системы привода газораспределительного клапана двигателя внутреннего сгорания пьезонасосом, где 1 - гидроаккумулятор системы привода; 2 - пакет пьезокерамических элементов; 3 - пьезонасос; 4 - поршень пьезонасоса; 5, 7, 15 - обратный клапан; 6 - компенсационный гидроаккумулятор; 8 - газораспределительный клапан ДВС; 9 - золотник управления потоком жидкости; 10, 11, 13, 14, 16, 18 - канал; 12 - поршень привода газораспределительного клапана; 17 - камера сгорания ДВС; 19 - шток; 20 - сильфон.The drawing shows a schematic diagram of a system for charging a hydraulic accumulator of a drive system of a gas distribution valve of an internal combustion engine by a pyezo pump, where 1 is a hydraulic accumulator of a drive system; 2 - a package of piezoceramic elements; 3 - piezo pump; 4 - the piston of the piezo pump; 5, 7, 15 - check valve; 6 - compensation accumulator; 8 - gas distribution valve of the internal combustion engine; 9 - spool control fluid flow; 10, 11, 13, 14, 16, 18 - channel; 12 - the piston of the valve timing; 17 - combustion chamber of the internal combustion engine; 19 - stock; 20 - bellows.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015100303/06A RU2576722C1 (en) | 2015-01-12 | 2015-01-12 | Method of charging hydraulic accumulator of drive system of distribution valve internal combustion engine using piezoelectric pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015100303/06A RU2576722C1 (en) | 2015-01-12 | 2015-01-12 | Method of charging hydraulic accumulator of drive system of distribution valve internal combustion engine using piezoelectric pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2576722C1 true RU2576722C1 (en) | 2016-03-10 |
Family
ID=55654095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015100303/06A RU2576722C1 (en) | 2015-01-12 | 2015-01-12 | Method of charging hydraulic accumulator of drive system of distribution valve internal combustion engine using piezoelectric pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2576722C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2741163C1 (en) * | 2020-09-03 | 2021-01-22 | Анатолий Александрович Рыбаков | Method of driving a gas-distributing valve of an internal combustion engine with a liquid reciprocating electric drive |
RU2772004C1 (en) * | 2021-05-25 | 2022-05-16 | Елена Анатольевна Рыбакова | Method for simultaneously driving multiple fuel injection nozzles of an internal combustion engine by a liquid reciprocating electric drive |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2087659A (en) * | 1980-10-03 | 1982-05-26 | Schenck Ag Carl | Piezoelectric hydraulic pressure generating system |
JPH10196520A (en) * | 1997-01-14 | 1998-07-31 | Naoki Honma | Displacement actuator driven pump |
RU2528788C1 (en) * | 2013-10-31 | 2014-09-20 | Анатолий Александрович Рыбаков | Method of ice diverter valve and fuel injector air drive hydraulic accumulator charging with atmospheric air |
RU2536605C1 (en) * | 2013-11-06 | 2014-12-27 | Анатолий Александрович Рыбаков | Method of feeding of working fluid into hydraulic accumulator of hydraulic drive system of timing valve and fuel nozzle by energy of gases from ice two cylinders |
-
2015
- 2015-01-12 RU RU2015100303/06A patent/RU2576722C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2087659A (en) * | 1980-10-03 | 1982-05-26 | Schenck Ag Carl | Piezoelectric hydraulic pressure generating system |
JPH10196520A (en) * | 1997-01-14 | 1998-07-31 | Naoki Honma | Displacement actuator driven pump |
RU2528788C1 (en) * | 2013-10-31 | 2014-09-20 | Анатолий Александрович Рыбаков | Method of ice diverter valve and fuel injector air drive hydraulic accumulator charging with atmospheric air |
RU2536605C1 (en) * | 2013-11-06 | 2014-12-27 | Анатолий Александрович Рыбаков | Method of feeding of working fluid into hydraulic accumulator of hydraulic drive system of timing valve and fuel nozzle by energy of gases from ice two cylinders |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2741163C1 (en) * | 2020-09-03 | 2021-01-22 | Анатолий Александрович Рыбаков | Method of driving a gas-distributing valve of an internal combustion engine with a liquid reciprocating electric drive |
RU2772004C1 (en) * | 2021-05-25 | 2022-05-16 | Елена Анатольевна Рыбакова | Method for simultaneously driving multiple fuel injection nozzles of an internal combustion engine by a liquid reciprocating electric drive |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9032918B2 (en) | Free-piston internal combustion engine | |
RU2533598C2 (en) | High-efficiency engine driven by compressed air or other compressible gases | |
RU2576722C1 (en) | Method of charging hydraulic accumulator of drive system of distribution valve internal combustion engine using piezoelectric pump | |
CN101892942B (en) | Single piston hydraulic free-piston engine capable of reducing pumping flow pulsation | |
RU2576732C1 (en) | Method of charging hydraulic accumulator of drive system of three-valve gas distributor of internal combustion engine using piezoelectric pump | |
RU2591360C1 (en) | Method of controlling fuel feed into combustion chamber of internal combustion engine using single-cycle drive of fuel injector | |
RU2597710C1 (en) | Method of increasing dispersion of fuel injected into combustion chamber of internal combustion engine | |
JP2018062902A (en) | Free piston engine generator | |
RU2597712C1 (en) | Method of controlling a dose of injected fuel into combustion chamber of internal combustion engine using single-cycle drive of fuel injector | |
WO2018190156A1 (en) | Engine | |
RU2468224C1 (en) | Free-piston double-cylinder energy module of double purpose with common external combustion chamber and linear power generator | |
RU2636281C2 (en) | Method of increasing dispersion of injected fuel into combustion chamber of internal combustion engine by single-stroke drive of fuel injector | |
CN104763525A (en) | Self-priming hydraulic free-piston linear engine | |
RU2169278C1 (en) | Oscillator piezotransformer for internal combustion engine | |
US3645648A (en) | Hydraulic pulse generator | |
KR101731086B1 (en) | Hydraulic Engine with Hydraulic Pump | |
RU2544116C1 (en) | Valve and engine nozzle driving method | |
RU2642006C1 (en) | Control method of fuel dose by pneumatic drive of fuel casing of free fuel energy module with general external combustion chamber | |
RU2573064C1 (en) | Bellow assembly to maintain gas composition in system of ice timing valve air-driven actuator | |
RU2742622C1 (en) | Method for driving a fuel injector of an internal combustion engine by a liquid reciprocating electric drive | |
RU2637590C2 (en) | Method for dose control of fuel injected into combustion chamber of internal combustion engine | |
RU2659006C1 (en) | Fuel supply to the free-piston power module external combustion chamber by the single-cycle fuel injector drive control method | |
US9611872B2 (en) | Reciprocal hydraulic cylinder and power generation system | |
RU2413864C2 (en) | Fuel pump and method of its operation | |
RU2624076C1 (en) | Method of power generation by single-stroke engine with external combustion chamber using energy of air compressor in piston compression cavities |