RU2584769C1 - Свободнопоршневой двигатель - Google Patents
Свободнопоршневой двигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2584769C1 RU2584769C1 RU2015126512/06A RU2015126512A RU2584769C1 RU 2584769 C1 RU2584769 C1 RU 2584769C1 RU 2015126512/06 A RU2015126512/06 A RU 2015126512/06A RU 2015126512 A RU2015126512 A RU 2015126512A RU 2584769 C1 RU2584769 C1 RU 2584769C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- free
- chamber
- combustion chamber
- fuel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B71/00—Free-piston engines; Engines without rotary main shaft
- F02B71/04—Adaptations of such engines for special use; Combinations of such engines with apparatus driven thereby
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области тепловых двигателей, а именно к свободнопоршневым двигателям внутреннего сгорания. Свободнопоршневой двигатель содержит размещенный в цилиндре поршень, одним торцом взаимодействующий с камерой сгорания, а другим - с демпферной камерой, систему клапанов и устройство подачи топлива в камеру сгорания. Отбор механической энергии, приобретенной поршнем от тепловой энергии сгоревшего топлива, производится в демпферной камере с помощью дополнительного поршня, кинематически связанного с кривошипом, вращающим генератор электрической энергии. Изобретение обеспечивает более полно использовать расширение горючей смеси, а также повысить экономичность топлива. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к свободнопоршневым двигателям. И может быть использовано как в транспорте (автомобильном, ж/дорожном, водном и даже воздушном), так и в стационарной электроэнергетике (малые и, как вар., мобильные электростанции).
Известные свободнопоршневые двигатели для отбора механической энергии, приобретенной поршнем от тепловой энергии сгоревшего топлива, обычно предполагают использование гидравлических или газовых турбин (патент RU №2445479), либо линейных электрогенераторов (патент RU №2539906). Использование для этой цели турбин как гидравлических, так и газовых снижает их топливную экономичность до уровня обычных газотурбинных двигателей и лишает их таким образом главного достоинства - потенциально высокого КПД. Использование же для этой цели линейных генераторов, при всей кажущейся привлекательности этой идеи - практически нереализуемо (большая масса подвижных частей и как следствие - недопустимые инерционные нагрузки).
Цель изобретения - произвести отбор механической энергии, приобретенной поршнем двигателя от тепловой энергии сгоревшего топлива, с максимальной эффективностью и предельно простыми средствами, а это может обеспечить лишь механическая система отбора мощности.
Технически результат достигается тем, что в свободнопоршневом двигателе, содержащем размещенный в цилиндре поршень, одним торцом взаимодействующий с камерой сгорания, а другим - с демпферной камерой, систему клапанов и устройство подачи топлива в камеру сгорания, по изобретению отбор механической энергии, приобретенной поршнем от тепловой энергии сгоревшего топлива, производится в демпферной камере с помощью дополнительного поршня, кинематически связанного с кривошипом, вращающим генератор электрической энергии. При этом диаметр цилиндра демпферной камеры по крайней мере вдвое меньше диаметра цилиндра камеры сгорания. А среднее давление воздуха в картере кривошипа под дополнительным поршнем примерно вдвое меньше среднего давления воздуха в демпферной камере.
На чертеже изображен свободнопоршневой двигатель в продольном разрезе.
Свободнопоршневой двигатель содержит сдвоенный поршень 1, помещенный в два соосно расположенных цилиндра: рабочий 2 и демпферный 3. Одним торцом поршень 1 взаимодействует с камерой сгорания «С», а другим - с демпферной камерой «Д». В демпферной камере «Д», перекрывая выходное отверстие, располагается дополнительный поршень 4, кинематически связанный с кривошипом 5, находящимся в картере 6. При этом цилиндр 3 и картер 6 совместно образуют герметичную камеру «К». Посредством корданной передачи 7 (вар.) выходной вал кривошипа 5 соединяется с генератором электрической энергии 8. Для гашения продольных вибрационных нагрузок используются пружинные (вар.) амортизаторы 9. Рабочий процесс обеспечивают установленные в камере сгорания «С» клапана: приточные 10 и выхлопные 11, а также устройство подачи топлива (вар. форсунка) 12. Для запуска двигателя в работу используется генератор «гремучей смеси» (Н+0) - электролизер 13 и электроискровая свеча 14.
Предлагаемый свободнопоршневой двигатель работает следующим образом. В камеру сгорания «С» электролизером 13 подается порция «гремучей смеси» и воспламеняется свечой 14. В результате взрыва «гремучей смеси» поршень 1 начинает ускоренно перемещаться в сторону демпферной камеры «Д», повышая давление находящегося там воздуха и приводя в движение дополнительный поршень 4. После остановки поршня 1 в крайнем нижнем положении он под воздействием этого возросшего давления в демпферной камере «Д» начинает двигаться обратно, освобождая камеру сгорания «С» от продуктов сгорания «гремучей смеси» через клапаны 11. В момент перекрытия поршнем 1 продувочных каналов клапанов 11 в камеру сгорания «К» через клапаны 10 под давлением от компрессора (не показан) подается порция атмосферного воздуха. Продолжая движение по инерции, поршень 1 сжимает находящийся в камере сгорания «С» воздух до получения температуры, обеспечивающей самовоспламенение топлива впрыскиваемого через форсунку 12 (дизельный цикл). После этого поршень 1 возобновляет движение в сторону демпферной камеры «Д», повторяя описанный выше процесс. При этом дополнительный поршень 4, вращая кривошип 5, одну половину его оборота осуществляет за счет избыточного давления в демпферной камере «Д», а вторую по инерции и с использованием давления воздуха в камере картера «К» (т.е. под днищем поршня 4). На штоке сдвоенного поршня 1 и на выходном валу кривошипа 5 имеются магнитные «метки» для обеспечения синхронизации их движения электроникой двигателя. Эта же электроника управляет работой клапанов 10, 11 и форсункой 12.
Использование принципа механического отбора мощности позволяет реализовать термодинамическую схему с полным расширением горючей смеси, а это снижает среднюю температуру цикла настолько, что делает ненужной систему охлаждения. И это не только предельно упрощает конструкцию двигателя, но делает реально достижимым термодинамическое КПД 78÷82%.
Claims (3)
1. Свободнопоршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий размещенный в цилиндре поршень, одним торцом взаимодействующий с камерой сгорания, а другим - с демпферной камерой, систему клапанов и устройств подачи топлива в камеру сгорания, отличающийся тем, что отбор механической энергии, приобретенной поршнем от тепловой энергии сгоревшего топлива, производится в демпферной камере с помощью дополнительного поршня, кинематически связанного с кривошипом, вращающим генератор электрической энергии.
2. Свободнопоршневой двигатель по п. 1, отличающийся тем, что диаметр цилиндра демпферной камеры по крайней мере вдвое меньше диаметра цилиндра камеры сгорания.
3. Свободнопоршневой двигатель по п. 1, отличающийся тем, что среднее давление воздуха в картере кривошипа под дополнительным поршнем примерно вдвое меньше среднего давления воздуха в демпферной камере.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015126512/06A RU2584769C1 (ru) | 2015-07-02 | 2015-07-02 | Свободнопоршневой двигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015126512/06A RU2584769C1 (ru) | 2015-07-02 | 2015-07-02 | Свободнопоршневой двигатель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2584769C1 true RU2584769C1 (ru) | 2016-05-20 |
Family
ID=56012286
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015126512/06A RU2584769C1 (ru) | 2015-07-02 | 2015-07-02 | Свободнопоршневой двигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2584769C1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2653344C1 (ru) * | 2017-09-04 | 2018-05-07 | Александр Поликарпович Лялин | Одноцилиндровая судовая энергетическая установка |
RU2653872C1 (ru) * | 2017-08-21 | 2018-05-15 | Александр Поликарпович Лялин | Комбинированная энергетическая установка |
RU2665777C1 (ru) * | 2017-09-12 | 2018-09-04 | Александр Поликарпович Лялин | Паровая энергетическая установка |
RU2665783C1 (ru) * | 2017-08-21 | 2018-09-04 | Александр Поликарпович Лялин | Судовая энергетическая установка |
RU2667818C1 (ru) * | 2017-08-07 | 2018-09-24 | Александр Поликарпович Лялин | Башня - электростанция |
WO2018226195A1 (ru) * | 2017-06-06 | 2018-12-13 | Олэксандр Фэдоровыч МАЛЭНКО | Устройство для регулирования степени сжатия поршневого двигателя внутреннего сгорания |
RU2772007C2 (ru) * | 2021-07-21 | 2022-05-16 | Александр Поликарпович Лялин | Дизельный двигатель с дискретным отбором мощности |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU134938A1 (ru) * | 1959-12-28 | 1960-11-30 | В.Н. Масюков | Способ регулировани мощности силовой установки дл транспортных машин |
SU1650953A1 (ru) * | 1989-06-19 | 1991-05-23 | Тольяттинское Высшее Военное Строительное Командное Училище | Гидронасос |
RU2152523C1 (ru) * | 1999-03-18 | 2000-07-10 | Касьянов Адольф Васильевич | Двигатель внутреннего сгорания |
RU2154176C2 (ru) * | 1998-10-02 | 2000-08-10 | Квашенников Валерий Валентинович | Двухтактный аксиальный двигатель |
UA21397U (en) * | 2006-09-21 | 2007-03-15 | I I Mechnikov Odesa Nat Univer | Method for computer construction of color scale to determine chromium (vi) concentration in water |
WO2012177795A3 (en) * | 2011-06-20 | 2013-04-04 | Sturman Digital Systems, Llc | Free piston engines with single hydraulic piston actuator and methods |
-
2015
- 2015-07-02 RU RU2015126512/06A patent/RU2584769C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU134938A1 (ru) * | 1959-12-28 | 1960-11-30 | В.Н. Масюков | Способ регулировани мощности силовой установки дл транспортных машин |
SU1650953A1 (ru) * | 1989-06-19 | 1991-05-23 | Тольяттинское Высшее Военное Строительное Командное Училище | Гидронасос |
RU2154176C2 (ru) * | 1998-10-02 | 2000-08-10 | Квашенников Валерий Валентинович | Двухтактный аксиальный двигатель |
RU2152523C1 (ru) * | 1999-03-18 | 2000-07-10 | Касьянов Адольф Васильевич | Двигатель внутреннего сгорания |
UA21397U (en) * | 2006-09-21 | 2007-03-15 | I I Mechnikov Odesa Nat Univer | Method for computer construction of color scale to determine chromium (vi) concentration in water |
WO2012177795A3 (en) * | 2011-06-20 | 2013-04-04 | Sturman Digital Systems, Llc | Free piston engines with single hydraulic piston actuator and methods |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018226195A1 (ru) * | 2017-06-06 | 2018-12-13 | Олэксандр Фэдоровыч МАЛЭНКО | Устройство для регулирования степени сжатия поршневого двигателя внутреннего сгорания |
RU2667818C1 (ru) * | 2017-08-07 | 2018-09-24 | Александр Поликарпович Лялин | Башня - электростанция |
RU2653872C1 (ru) * | 2017-08-21 | 2018-05-15 | Александр Поликарпович Лялин | Комбинированная энергетическая установка |
RU2665783C1 (ru) * | 2017-08-21 | 2018-09-04 | Александр Поликарпович Лялин | Судовая энергетическая установка |
RU2653344C1 (ru) * | 2017-09-04 | 2018-05-07 | Александр Поликарпович Лялин | Одноцилиндровая судовая энергетическая установка |
RU2665777C1 (ru) * | 2017-09-12 | 2018-09-04 | Александр Поликарпович Лялин | Паровая энергетическая установка |
RU2772007C2 (ru) * | 2021-07-21 | 2022-05-16 | Александр Поликарпович Лялин | Дизельный двигатель с дискретным отбором мощности |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2584769C1 (ru) | Свободнопоршневой двигатель | |
CN108350741B (zh) | 氢发动机以及用于其动力供应的氢燃料生产方法 | |
US3687117A (en) | Combustion power engine | |
JP2012528270A (ja) | 火花点火エンジンの動作方法および本方法を用いた火花点火エンジン | |
RU2011137015A (ru) | Повышение эффективности лазерной системы зажигания | |
EP3555424B1 (en) | Engine cylinder assembly and counter-rotating combustion engine constructed with the use of it | |
WO2008066882A3 (en) | Internal combustion engine and method of operating | |
JP2010285977A (ja) | 水素専用コンプレッサー内蔵式6行程エンジン | |
RU2567159C2 (ru) | Принцип двухступенчатого объема расширения с новой схемой кшм в оппозитном двс со встречными мотылями | |
US2997848A (en) | Rotary engine | |
JP4951143B1 (ja) | 三出力軸型の内燃機関 | |
US2647363A (en) | Combined internal-combustion engine and turbine | |
US9074556B2 (en) | Internal combustion steam engine | |
SureshBabu et al. | Analysis of a Single Cylinder Combustion Engine Using CFD | |
RU2435975C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания меньшова | |
CN103953436A (zh) | 三冲程内燃机 | |
RU2513076C1 (ru) | Свободнопоршневой двигатель | |
CN110344936B (zh) | 高速飞轮发电机 | |
RU2476698C1 (ru) | Свободнопоршневой двигатель внутреннего сгорания | |
KR20080038273A (ko) | 증기 강화 이중 피스톤 싸이클 엔진 | |
RU2667818C1 (ru) | Башня - электростанция | |
GB2523843A (en) | A development of the construction and operation of a four stroke internal combustion engine | |
GB2374903A (en) | An engine having a doughnut shaped cylinder | |
Lenoir | Internal combustion engines | |
RU2462605C2 (ru) | Линейный двигатель-генератор (варианты) |