RU2624685C1 - 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 - Google Patents
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 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2624685C1 RU2624685C1 RU2016120365A RU2016120365A RU2624685C1 RU 2624685 C1 RU2624685 C1 RU 2624685C1 RU 2016120365 A RU2016120365 A RU 2016120365A RU 2016120365 A RU2016120365 A RU 2016120365A RU 2624685 C1 RU2624685 C1 RU 2624685C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pistons
- combustion chamber
- external combustion
- coolant
- piston group
- 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
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
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 - исключить потери охлаждающей жидкости при охлаждении поршней и штоков однотактного двигателя с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха.The purpose of the invention is to eliminate the loss of coolant when cooling the pistons and rods 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 однотактного двигателя в составе поршней 4 и 5 находятся в положении как показано на фигуре, то продукты сгорания из внешней камеры сгорания 1 по каналу 6 через открытый клапан 7 поступают в нижнюю (по рисунку) 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. 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 the engine is started, the control system (see the figure) supplies a dose of fuel to the
Бесконтактное охлаждение поршневых групп двигателя осуществляется следующим образом. При повышении температуры поршневой группы в составе поршней 4, 5 и штоков 8, 9 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. Площадь критического сечения сопла турбины выполняется так, чтобы на турбину поступала только часть сжимаемого в компрессорных полостях поршней 4, 5 воздуха, обеспечивающая ее оптимальную производительность. Турбина 26 приводит во вращение насос охлаждающей жидкости 28 и вентилятор 29. Насос охлаждающей жидкости 28 прокачивает охлаждающую жидкость по маршруту: канал неподвижной трубы 30, канал 31, радиатор 32 и снова насос охлаждающей жидкости 28. Тепловой поток от поршневой группы в составе поршней 4, 5 и штоков 8, 9, выполненной с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль неподвижной трубы 30, через зазор между ней и неподвижной трубой 30 поступает в охлаждающую жидкость и переносится в радиатор 32, который обдувается вентилятором 29. Воздух для вентилятора 29 забирается из атмосферы по каналу 33. Направление потока воздуха показано стрелками. В результате тепло от поршневой группы выбрасывается в атмосферу. Система управления датчиком температуры охлаждающей жидкости 34 контролирует температуру охлаждающей жидкости и при понижении ее ниже оптимальной величины закрывает клапан 23. Циркуляция охлаждающей жидкости прекращается, и температура поршневой группы повышается.Contactless cooling of the piston groups of the engine is as follows. With increasing temperature of the piston group in the composition of the
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Способ бесконтактного охлаждения поршней и штоков однотактного двигателя с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха, содержащего поршневую группу в составе двух поршней и двух штоков, неподвижную трубу, систему управления, клапан подачи сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха, турбину, радиатор, насос охлаждающей жидкости и вентилятор, отличающийся тем, что поршневая группа однотактного двигателя с внешней камерой сгорания выполнена с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль неподвижной трубы с зазором между поршневой группой и неподвижной трубой, при повышении температуры поршневой группы однотактного двигателя с внешней камерой сгорания в составе поршней и штоков система управления переводит клапан подачи сжимаемого в компрессорных полостях поршней однотактного двигателя с внешней камерой сгорания воздуха в открытое положение, при котором часть сжимаемого в компрессорных полостях поршней однотактного двигателя с внешней камерой сгорания воздуха поступает на турбину, которая приводит во вращение насос охлаждающей жидкости и вентилятор, насос охлаждающей жидкости прокачивает охлаждающую жидкость через канал внутри неподвижной трубы и радиатор, тепловой поток от поршневой группы однотактного двигателя с внешней камерой сгорания через зазор между поршневой группой однотактного двигателя с внешней камерой сгорания и неподвижной трубой поступает в охлаждающую жидкость, циркулирующую по каналу неподвижной трубы, и переносится в радиатор, который обдувается вентилятором, в результате тепло от поршневой группы выбрасывается в атмосферу.The method of non-contact cooling of pistons and rods of a single-cycle engine with an external combustion chamber of energy compressed air in the compressor cavities of the pistons containing a piston group of two pistons and two rods, a stationary pipe, a control system, a valve for supplying compressed air in the compressor cavities of the pistons, a turbine, a radiator, a coolant pump and a fan, characterized in that the piston group of a single-cycle engine with an external combustion chamber is configured to reciprocate pressure along the fixed pipe with a gap between the piston group and the fixed pipe, with increasing temperature of the piston group of a single-stroke engine with an external combustion chamber consisting of pistons and rods, the control system puts the supply valve of a single-stroke engine compressed into the compressor cavities of the pistons with an external combustion chamber to the open position, in which a part of a single-stroke engine compressed in the compressor cavities of the pistons with an external combustion chamber of air enters the turbine, which leads to rotation of the coolant pump and the fan, the coolant pump pumps coolant through the channel inside the fixed pipe and the radiator, the heat flow from the piston group of a single-cycle engine with an external combustion chamber through the gap between the piston group of a single-cycle engine with an external combustion chamber and the stationary pipe enters the coolant circulating along the channel of the fixed pipe and transferred to the radiator, which is blown by the fan, as a result of heat from the piston group ejected tsya atmosphere.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯTECHNICAL APPLICABILITY OF THE INVENTION
Требования к материалам и технологиям заявленного изобретения не выходят за рамки современных возможностей.The requirements for materials and technologies of the claimed invention do not go beyond the scope of 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 - 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 - неподвижная труба; 32 - радиатор; 34 - датчик температуры охлаждающей жидкости.1 - combustion chamber; 2 - nozzle; 3 - spark plug; 4, 5 - the piston; 6, 17, 24, 25, 27, 31, 33 - 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 - fixed pipe; 32 - radiator; 34 - the gauge of temperature of a cooling liquid.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016120365A RU2624685C1 (en) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016120365A RU2624685C1 (en) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | 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 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2624685C1 true RU2624685C1 (en) | 2017-07-05 |
Family
ID=59312866
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016120365A RU2624685C1 (en) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | 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 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2624685C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11674431B2 (en) | 2020-07-08 | 2023-06-13 | Transportation Ip Holdings, Llc | Piston cooling jet |
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 RU2016120365A patent/RU2624685C1/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 (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11674431B2 (en) | 2020-07-08 | 2023-06-13 | Transportation Ip Holdings, Llc | Piston cooling jet |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102285733B1 (en) | Free piston engine | |
JP2013526677A (en) | Free piston internal combustion engine | |
US6694930B2 (en) | Piston assembly for use in a free piston internal combustion engine | |
US20160341187A1 (en) | Reciprocating motor-compressor with integrated stirling engine | |
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 | |
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 | |
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 | |
RU2624930C1 (en) | Method for non-contact cooling of pistons and rods 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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
RU2625069C1 (en) | Method for cooling pistons, rods and cylinder of single-stroke 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 | |
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 | |
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 | |
RU2635013C1 (en) | Method for cooling piston of two-stroke engine with external combustion chamber | |
CN113153564A (en) | Internal combustion engine with oil-cooled pistons and method for producing the associated pistons | |
RU2634504C1 (en) | Method of lubrication of friction couple of piston-cylinder of two-stroke engine with external combustion chamber | |
RU2449138C2 (en) | Internal combustion engine | |
CN104763525A (en) | Self-priming hydraulic free-piston linear engine | |
KR101168275B1 (en) | Implosion pump | |
KR20130068863A (en) | Cooling arrangement of cylinder block in engine | |
RU2660236C1 (en) | Method for lubricating cylinder-piston friction pair and cooling piston of external combustion thermal engine with linear electric generator |