RU2624156C1 - Method of cooling pistons, rodss and cylinders of multi-cylinder one-stroke engine with external combustion chamber using energy of air compressed in compressor cavities of pistons - Google Patents
Method of cooling pistons, rodss and cylinders of multi-cylinder one-stroke engine with external combustion chamber using energy of air compressed in compressor cavities of pistons Download PDFInfo
- Publication number
- RU2624156C1 RU2624156C1 RU2016120465A RU2016120465A RU2624156C1 RU 2624156 C1 RU2624156 C1 RU 2624156C1 RU 2016120465 A RU2016120465 A RU 2016120465A RU 2016120465 A RU2016120465 A RU 2016120465A RU 2624156 C1 RU2624156 C1 RU 2624156C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pistons
- cylinder
- combustion chamber
- coolant
- coolant pump
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/16—Pistons having cooling means
- F02F3/20—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
- F02F3/22—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
- F16J1/09—Pistons; Trunk pistons; Plungers with means for guiding fluids
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к области энергомашиностроения.The invention relates to the field of power engineering.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Ближайший аналог заявленного изобретения патент РФ 2427718 «Способ охлаждения поршней двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей».The closest analogue of the claimed invention is RF patent 2427718 "Method for cooling pistons of a two-cylinder single-stroke free-piston power module with a common external combustion chamber and a linear electric generator with opposed movement of the anchors."
Реферат патента РФ 2427718 «Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ охлаждения поршней двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей, включающий общую внешнюю камеру сгорания, электрогенератор с оппозитным движением якорей, две расширительные машины, приводящие в оппозитное движение якоря электрогенератора, и систему управления, шток и соединенные с ним поршни каждой расширительной машины охлаждаются протекающим в полости, ограниченной внутренней поверхностью штока, внешней и внутренней поверхностью установленной внутри этой полости трубы, хладагентом, для чего при движении поршней из точек крайнего схождения поршней в точки крайнего расхождения хладагент продавливается через радиатор, отдающий тепло хладагента внешней среде, и поступает в пневмоаккумулятор, а при движении поршней из точек крайнего расхождения в точки крайнего схождения хладагент из аккумулятора поступает в ту же полость, ограниченную внутренней поверхностью штоков, внешней и внутренней поверхностью трубы. Изобретение обеспечивает улучшение охлаждения поршней энергомодуля».Abstract of the patent of the Russian Federation 2427718 "The invention relates to the field of power engineering. A method for cooling pistons of a two-cylinder single-stroke free-piston power module with a common external combustion chamber and a linear electric generator with opposed movement of the anchors, including a common external combustion chamber, an electric generator with the opposite movement of anchors, two expansion machines that drive the generator’s armature in opposite motion, and a control system, rod with it, the pistons of each expansion machine are cooled by the flowing in the cavity bounded by the inner surface of the rod, the external and internal the inner surface of the pipe installed inside this cavity, the refrigerant, for which, when the pistons move from the extreme convergence points of the pistons to the extreme divergence points, the refrigerant is forced through the radiator, which transfers the heat of the refrigerant to the external environment, and enters the pneumatic accumulator, and when the pistons move from the extreme divergence points to points extreme convergence of the refrigerant from the battery enters the same cavity bounded by the inner surface of the rods, the outer and inner surface of the pipe. The invention provides improved cooling of the pistons of the energy module. "
ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯOBJECT OF THE INVENTION
Цель изобретения - обеспечить охлаждение поршней, штоков и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха.The purpose of the invention is to provide cooling of the pistons, rods and cylinder of a single-cycle engine with an external combustion chamber with the energy of air compressed in the compressor cavities of the pistons.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Сущность изобретения поясняется описанием принципа действия однотактного двигателя с внешней камерой сгорания, далее - двигатель. Действует он следующим образом. При пуске двигателя система управления (см. фигуру) подает во внешнюю камеру сгорания 1 форсункой 2 дозу топлива и воспламеняет его свечой зажигания 3. Топливо горит и, если поршневая группа двигателя в составе поршней 4 и 5 находится в положении, как показано на фигуре, то продукты сгорания из внешней камеры сгорания 1 по каналу 6 через открытый клапан 7 поступают в нижнюю рабочую полость поршня 4. Под их воздействием поршень 4, штоки 8, 9 и поршень 5 начинают движение вверх. Так как нижняя площадь поверхности поршня 4 больше его верхней площади поверхности на разность площадей поперечного сечения штоков 8 и 9, то давление сжимаемого в верхней, компрессорной, полости поршня 4 воздуха больше давления продуктов сгорания в его нижней полости. Поэтому воздух из верхней, компрессорной, полости поршня 4 через обратный клапан 10 поступает во внешнюю камеру сгорания 1, поддерживая в ней процесс горения подаваемого форсункой 2 топлива. Одновременно в нижнюю, компрессорную, полость поршня 5 через обратный клапан 11 засасывается воздух из атмосферы, а из верхней полости поршня 5 воздух (в дальнейшем отработавшие продукты сгорания) через клапан 12 выбрасывается в атмосферу. Энергия продуктов сгорания через шток 9 и шатун 13 передается коленвалу 14. По прибытии поршней 4 и 5 в верхнюю мертвую точку движения система управления переводит клапаны 7 и клапан 12 в закрытое, а клапан 15 и клапан 16 в открытое положение. Теперь продукты сгорания из внешней камеры сгорания 1 по каналу 17 через клапан 15 поступают в верхнюю полость поршня 5. Поршни 4 и 5 начинают движение вниз, и коленвал двигателя 14 продолжает вращение в прежнем направлении. Сжимаемый в нижней, компрессорной, полости поршня 5 воздух через обратный клапан 18 поступает во внешнюю камеру сгорания 1, обеспечивая горение подаваемого форсункой 2 топлива. В верхнюю, компрессорную, полость поршня 4 через обратный клапан 19 засасывается воздух из атмосферы, а из его нижней полости отработавшие продукты сгорания через клапан 16 выбрасываются в атмосферу. В дальнейшем система управления, переводя клапаны 7, 12, 15, 16 из одного положение в другое, обеспечивает вращение коленвала двигателя в одном направлении. Клапаны 20, 21, 22 служат для обеспечения рециркуляции выхлопных газов (патент 2538231), реверсирования вращения коленчатого вала (патент 2538429) и оптимизации процесса расширения продуктов сгорания в цилиндре двигателя (патент 2543908).The invention is illustrated by the description of the principle of operation of a single-cycle engine with an external combustion chamber, hereinafter - the engine. It acts as follows. When starting the engine, the control system (see the figure) supplies a dose of fuel to the
Охлаждение поршневых групп и цилиндра двигателя энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха осуществляется следующим образом. Система управления переводит клапан подачи воздуха 23 в открытое положение. Сжимаемый в верхней, компрессорной, полости поршня 4 и в нижней, компрессорной, полости поршня 5 воздух по каналам 24, 25 поступает на турбину 26 и, отработав в ней, выбрасывается в атмосферу по каналу 27. Турбина 26 приводит во вращение насос охлаждающей жидкости 28 и вентилятор 29. Насос охлаждающей жидкости 28 прокачивает охлаждающую жидкость по двум маршрутам. Один маршрут: насос охлаждающей жидкости 28, канал поршневой группы 30, канал 31, радиатор 32 и снова насос охлаждающей жидкости 28. Другой маршрут: насос охлаждающей жидкости 28, канал 33, полость 34 между цилиндром двигателя 35 и рубашкой цилиндра двигателя 36, канал 31, радиатор 32 и снова насос охлаждающей жидкости 28. Радиатор 32 обдувается вентилятором 29. Направление потока воздуха от вентилятора 29 к радиатору 32 показано стрелками. Забор воздуха из атмосферы для обдува вентилятора 29 происходит по каналу 37. В результате тепло от поршневой группы и цилиндра двигателя через радиатор 32 выбрасывается в атмосферу. Система управления датчиком температуры охлаждающей жидкости 38 контролирует температуру охлаждающей жидкости и при понижении ее ниже оптимальной величины закрывает клапан подачи воздуха 23. Циркуляция охлаждающей жидкости прекращается, и температура охлаждающей жидкости повышается. Термостаты 39, 40 служат для управления температурой соответственно поршней, штоков и цилиндра.The cooling of the piston groups and the engine cylinder with the energy of air compressed in the compressor cavities of the pistons is carried out as follows. The control system puts the
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Способ охлаждения поршней, штоков и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха, содержащий поршневую группу в составе поршней и штоков, цилиндр с полостью между цилиндром и рубашкой цилиндра, систему управления, клапан подачи воздуха из компрессорных полостей поршней, турбину, насос охлаждающей жидкости, вентилятор, радиатор и датчик температуры охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что система управления переводит клапан подачи воздуха из компрессорных полостей поршней в открытое положение, при котором часть сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха поступает на турбину и, отработав в ней, выбрасывается в атмосферу, турбина приводит во вращение насос охлаждающей жидкости и вентилятор, насос охлаждающей жидкости прокачивает охлаждающую жидкость от насоса охлаждающей жидкости, через канал поршневой группы, радиатор и снова к насосу охлаждающей жидкости, и от насоса охлаждающей жидкости через полость между цилиндром и рубашкой однотактного двигателя с внешней камерой сгорания и снова к насосу охлаждающей жидкости, радиатор обдувается вентилятором, в результате тепло от поршневой группы и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания через радиатор выбрасывается в атмосферу.A method for cooling pistons, rods and a cylinder of a single-cycle engine with an external combustion chamber of energy compressed by air in the compressor cavities of the pistons, containing a piston group of pistons and rods, a cylinder with a cavity between the cylinder and the cylinder jacket, a control system, an air supply valve from the compressor cavities of the pistons, turbine, coolant pump, fan, radiator and coolant temperature sensor, characterized in that the control system transfers the air supply valve from the compressor piston spaces into the open position, in which part of the air compressed in the compressor cavities of the pistons enters the turbine and, having worked there, is released into the atmosphere, the turbine rotates the coolant pump and fan, the coolant pump pumps coolant from the coolant pump through piston channel, radiator and again to the coolant pump, and from the coolant pump through the cavity between the cylinder and the jacket of a single-cycle engine with an external combustion chamber and again to the coolant pump, the radiator is blown by the fan, as a result of heat from the piston group and the cylinder of a single-cycle engine with an external combustion chamber through the radiator is emitted into the atmosphere.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯTECHNICAL APPLICABILITY OF THE INVENTION
Требования к материалам и технологиям заявленного изобретения заявленного изобретения не выходят за рамки современных возможностей.Requirements for materials and technologies of the claimed invention of the claimed invention do not go beyond modern capabilities.
ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛGRAPHIC MATERIAL
Фигура. Принципиальная схема однотактного двигателя с внешней камерой сгорания.Figure. Schematic diagram of a single-cycle engine with an external combustion chamber.
1 - камера сгорания; 2 - форсунка; 3 - свеча зажигания; 4, 5 - поршень; 6, 17, 24, 25, 27, 31, 33, 37 - канал; 7, 12, 15, 16, 20, 21, 22 - клапан; 8, 9 - шток; 10, 11, 18, 19 - обратный клапан; 13 - шатун; 14 - коленвал; 23 - клапан подачи воздуха; 26 - турбина; 28 - насос охлаждающей жидкости; 29 - вентилятор; 30 - канал поршневой группы; 32 - радиатор; 34 - полость между цилиндром двигателя и рубашкой цилиндра двигателя; 35 - цилиндр двигателя; 36 - рубашка цилиндра двигателя; 38 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 39, 40 - термостат.1 - combustion chamber; 2 - nozzle; 3 - spark plug; 4, 5 - the piston; 6, 17, 24, 25, 27, 31, 33, 37 - channel; 7, 12, 15, 16, 20, 21, 22 - valve; 8, 9 - stock; 10, 11, 18, 19 - check valve; 13 - connecting rod; 14 - a crankshaft; 23 - air supply valve; 26 - turbine; 28 - coolant pump; 29 - fan; 30 - channel of the piston group; 32 - radiator; 34 - the cavity between the engine cylinder and the jacket of the engine cylinder; 35 - engine cylinder; 36 - shirt cylinder engine; 38 - coolant temperature sensor; 39, 40 - thermostat.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016120465A RU2624156C1 (en) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | Method of cooling pistons, rodss and cylinders of multi-cylinder one-stroke engine with external combustion chamber using energy of air compressed in compressor cavities of pistons |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016120465A RU2624156C1 (en) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | Method of cooling pistons, rodss and cylinders of multi-cylinder one-stroke engine with external combustion chamber using energy of air compressed in compressor cavities of pistons |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2624156C1 true RU2624156C1 (en) | 2017-06-30 |
Family
ID=59312743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016120465A RU2624156C1 (en) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | Method of cooling pistons, rodss and cylinders of multi-cylinder one-stroke engine with external combustion chamber using energy of air compressed in compressor cavities of pistons |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2624156C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11053884B2 (en) | 2019-09-24 | 2021-07-06 | Coutts Industries Inc. | Internal combustion engine |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU7306A1 (en) * | 1926-12-27 | 1928-12-31 | С.И. Бедняков | Apparatus for cooling a piston in internal combustion engines |
US4662177A (en) * | 1984-03-06 | 1987-05-05 | David Constant V | Double free-piston external combustion engine |
US4665703A (en) * | 1984-03-06 | 1987-05-19 | David Constant V | External combustion engine with air-supported free piston |
SU1605009A1 (en) * | 1988-12-29 | 1990-11-07 | Ленинградский Кораблестроительный Институт | Cooled piston of low-revolution i.c.engine |
US20030066499A1 (en) * | 2001-10-04 | 2003-04-10 | Berlinger Willibald G. | Piston assembly for use in a free piston internal combustion engine |
-
2016
- 2016-05-25 RU RU2016120465A patent/RU2624156C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU7306A1 (en) * | 1926-12-27 | 1928-12-31 | С.И. Бедняков | Apparatus for cooling a piston in internal combustion engines |
US4662177A (en) * | 1984-03-06 | 1987-05-05 | David Constant V | Double free-piston external combustion engine |
US4665703A (en) * | 1984-03-06 | 1987-05-19 | David Constant V | External combustion engine with air-supported free piston |
SU1605009A1 (en) * | 1988-12-29 | 1990-11-07 | Ленинградский Кораблестроительный Институт | Cooled piston of low-revolution i.c.engine |
US20030066499A1 (en) * | 2001-10-04 | 2003-04-10 | Berlinger Willibald G. | Piston assembly for use in a free piston internal combustion engine |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11053884B2 (en) | 2019-09-24 | 2021-07-06 | Coutts Industries Inc. | Internal combustion engine |
US11280293B2 (en) | 2019-09-24 | 2022-03-22 | Coutts Industries Inc. | Internal combustion engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102285733B1 (en) | Free piston engine | |
UA99903C2 (en) | Improved engine operating on compressed air or gas and/or additional energy with active expansion chamber | |
JP2013526677A (en) | Free piston internal combustion engine | |
US20160341187A1 (en) | Reciprocating motor-compressor with integrated stirling engine | |
RU2624156C1 (en) | Method of cooling pistons, rodss and cylinders of multi-cylinder one-stroke engine with external combustion chamber using energy of air compressed in compressor cavities of pistons | |
RU2624685C1 (en) | Method of non-contact cooling of pistons and strokes in multi-cylinder one-step engine with external combustion chamber by energy of air compressed in pistons compressor cavities | |
RU2622222C1 (en) | Method of non-contact cooling of pistons, strokes and cylinders of multi-cylinder one-step engine with external chamber of combustion of compression energy in compressor pistons of piston air | |
RU2631843C1 (en) | Method for cooling pistons, rods and cylinder of single-stroke engine with external combustion chamber using energy of air compression in compressor cavities | |
RU2624686C1 (en) | Method for non-contact cooling of pistons, rods and cylinders in one-step engine with external chamber of combustion of exhaust gases energy | |
RU2623027C1 (en) | Method for cooling pistons, strocks and cylinder of one-step engine with external combustion chamber by pump with electric drive | |
RU2625070C1 (en) | Method for non-contact cooling of pistons, rods and cylinders of multi-cylinder single-stroke engine with external combustion chamber by exhaust energy | |
RU2623024C1 (en) | Method of non-contact cooling of pistons, strokes and cylinders of multi-cylinder one-step engine with external chamber of combustion of exhaust gases energy | |
RU2625069C1 (en) | Method for cooling pistons, rods and cylinder of single-stroke engine with external combustion chamber by pump with electric drive | |
RU2623025C1 (en) | Method of non-contact cooling of pistons, strocks and cylinder of ulti-cylinder one-step engine with external combustion chamber by pump with electric drive | |
RU2624930C1 (en) | Method for non-contact cooling of pistons and rods in one-step engine with external chamber of combustion of exhaust gases energy | |
RU2628825C1 (en) | Method of non-contact cooling of pistons, stocks and cylinder of ulti-cylinder one-step engine with external combustion chamber by pump with electric drive | |
RU2625075C1 (en) | Temperature control method of piston groups and cylinders with outside combustion chamber of free-piston power module with pump drive of compressed air cooling system | |
RU2565933C1 (en) | Closed-cycle piston engine | |
RU2538429C1 (en) | Reversing crankshaft of single-stroke engine with external combustion chamber | |
RU2449138C2 (en) | Internal combustion engine | |
KR101168275B1 (en) | Implosion pump | |
RU2545259C1 (en) | Method of gradual gas compression by group of free pistons with pistons opposite movement power module connected with pistons of gas compressors | |
CN103470397A (en) | Cold pressing unit engine | |
RU2635013C1 (en) | Method for cooling piston of two-stroke engine with external combustion chamber | |
RU2431752C1 (en) | Procedure for optimisation of process of combustion products expansion in plunger-free gas generator with external combustion chamber |