SU1044A1

SU1044A1 - Heat engine

Info

Publication number: SU1044A1
Application number: SU78146A
Authority: SU
Inventors: С.М. Булгаков
Original assignee: С.М. Булгаков
Filing date: 1924-04-18
Publication date: 1924-09-15

Description

Предлагаемый тепловой двигатель предназначаетс , главным образом, дл применени на морских судах, тепловозах и т. п. и имеет целью: большую компактность при сравнительно незначительном , по мощности, весе; возможность варьировать нагрузку, мен его мощность; значительную экономию топлива, в случае смещанного типа (работающего, кроме непосредственного горени в цилиндрах, также паром).The proposed heat engine is intended mainly for use on ships, diesel locomotives, etc., and is intended to: greater compactness with a relatively small in power, weight; the ability to vary the load, changing its capacity; significant fuel savings, in the case of an offset type (operating, besides direct combustion in the cylinders, also with steam).

В цел х постройки гибко варьируемых мощностей двигателей, работающих газом или паром, от минимальных до очень больщих и вместе с тем достаточно компактных, а следовательно, и с меньшей затратой материалов, предлагаетс особа схема действи со специальным приспособлением, состо щим, главным образом, из поршней - цилиндров .For the purpose of building flexibly variable powers of engines operating with gas or steam, from minimum to very large and at the same time sufficiently compact and, consequently, with less material consumption, a special scheme is proposed with a special device consisting mainly of pistons - cylinders.

На фиг. 1-б изображен двигатель в разрезе со следующими обозначени ми: i,i- цилиндр; 2 и 2 -FIG. 1-b shows a sectional view of the engine with the following designations: i, i is a cylinder; 2 and 2 -

поршни - цилиндры, вкладываемые в основной цилиндр 1, обращенные своими днищами один к другому; 5 и 3 - внутренние порщни, вход щие в цилиндро - поршни 3 и 2.pistons - cylinders inserted into the main cylinder 1, facing their bottoms to one another; 5 and 3 — internal parts entering the cylinder — pistons 3 and 2.

На чертеже изображен цилиндр с 4 поршн ми дл п ти вспышек в период одного лишь оборота главного вала. Этот процесс работы совершаетс в одком общем цилиндре, но фактически действие работы происходит как бы в п ти цилиндрах, т. е. вспышки происход т в п ти камерах, благодар чему обща мощность получитс равной мощности п ти цилиндров. Порщни .9 и 3 насажены на штоки 4 и 4, которые , в свою очередь, проход т через крышки о н 5 цилиндро - поршней 2 и 2. Шток 4 (фиг. 1 и 3), проход через крышку 5, соедин етс с траверсой 6, а последн с т гами 7 и 7 и приливами S, 8 поршн -цилиндра 2, крейцкопфами 9, 9, шатунами iO и кривошипами il,i1 - главного вала i2. Таким образом, имеютс два поршн 5 и 2, св занные между собою и с крайними двум кривошипами главного вала. Шток 4 поршн 3 (фиг. 2 и 4), проход через крышку 5, соедин етс с средним крейцкопфом 9, а последний- с т гами 8 и 8, приливами 8,8 цилиндро - порщн 2, и вс эта система св зана шатуном iO и средним кривошипом а главного вала 12 (это втора пара поршней 3 и 2). Из вышеприведенного видно, что главный вал имеет на один цилиндр три кривошипа, из которых два крайних по отношению к среднему расположены под углом в 180°.The drawing shows a cylinder with 4 pistons for five flashes in the period of only one revolution of the main shaft. This process of work takes place in a common cylinder, but in fact the work takes place as if in five cylinders, i.e. flashes occur in five chambers, so that the total power will be equal to the power of the five cylinders. The pistons .9 and 3 are mounted on the rods 4 and 4, which, in turn, pass through the caps on the n 5 cylinder - pistons 2 and 2. The stem 4 (Fig. 1 and 3), the passage through the cap 5, is connected to traverse 6, and the last with tgami 7 and 7 and tides S, 8 piston-cylinder 2, crosshead 9, 9, connecting rods iO and cranks il, i1 - the main shaft i2. Thus, there are two pistons 5 and 2 connected with each other and with the extreme two cranks of the main shaft. The piston rod 4 of the piston 3 (Fig. 2 and 4), the passage through the cover 5, is connected to the middle crosshead 9, and the latter is connected to the rods 8 and 8, the tidal cylinder 8.8 is piston 2, and all this system is connected by a connecting rod iO and the middle crank of the main shaft 12 (this is the second pair of pistons 3 and 2). From the above it can be seen that the main shaft has three cranks on one cylinder, of which two extreme relative to the average are at an angle of 180 °.

Межпоршневое пространство (камера сгорани топлива) 13 основного цилиндра образуетс днищами поршнейцилиндров 2 и камеры сгорани i4 и iu получаютс между внутренними сторонами днищ, цилиндро - поршней 2 и 2 и одной стороной внутренних поршней 5 и камеры сгорани 15 и 15 в тех же поршн хцилиндрах 2 и 2 получаютс между, другой стороной внутренних поршней 5 и. 5 и крышками поршней - цилиндров.The interpiston space (fuel chamber) 13 of the main cylinder is formed by the heads of piston-cylinders 2 and the combustion chambers i4 and iu are obtained between the inner sides of the bottoms, the cylinder-pistons 2 and 2 and one side of the internal pistons 5 and the combustion chamber 15 and 15 in the same piston cylinder 2 and 2 are obtained between, the other side of the inner pistons 5 and. 5 and piston caps - cylinders.

Предлагаема система может строитьс с двухтактным и с четырехтактным циклами действий, а в данном случае (изображ. на фиг. 1 - 5, как с двухтактным циклом), имеютс в стенках, как основного цилиндра /, так и поршней-цилиндров , впускные и выпускные окна 16,16.... i7,i7.... дл отработанных газов, замен ющие собою обычные в таких случа х клапаны при четырехтактном цикле. Вс схема действи вместе с описанными, примерно, приспособлени ми (поршней - цилиндров и внутренних поршней) может примен тьс как к двигател м внутреннего сгорани в их чистом виде, так и к машинам смешанного типа, работающим в одно и то же врем в одних камерах, т. е. 13, 14 и 14 вспышкою горючей смеси, а в других -15 и 15 паром, получаемым из особо сконструированного , р дом с цилиндром расположенного газового котла, производ щего пар, путем прохождени тем или иным путем через котел отработанных газов; кроме того, также и к паровым машинам.The proposed system can be built with push-pull and four-stroke action cycles, and in this case (shown in Figs. 1-5, as with a push-pull cycle), there are walls in both the main cylinder and the piston-cylinders, inlet and outlet windows 16.16 .... i7, i7 .... for exhaust gases, replacing the usual valves in such cases with a four-stroke cycle. The whole scheme of operation together with the described devices (pistons-cylinders and internal pistons) can be applied both to internal combustion engines in their pure form, and to mixed-type machines operating at the same time in the same chambers. i.e. 13, 14 and 14, with a flash of a combustible mixture, and in others 15 and 15 steam produced from a specially designed gas boiler producing steam next to the cylinder by passing the exhaust gases one way or another through the boiler ; besides, also to steam engines.

Схема самого действи системы в двигател х внутреннего сгорани чистого вида (вариант 1) будет заключатьс в следующем (фиг. 1-4):The scheme of the actual operation of the system in the pure type internal combustion engines (option 1) will be as follows (Fig. 1-4):

В начале пуска в камеру 13 подаетс сжатый воздух через пусковой клапан (на черт, не показан), причем поршни - цилиндры 2 и 2 расход тс в противоположные друг другу стороны; одновременно с этим внутренниеAt the beginning of the start-up, chamber 13 is supplied with compressed air through a starting valve (on the devil, not shown), with the pistons — cylinders 2 and 2 diverging in opposite directions; at the same time internal

поршни 3 и 3, св занные попарно порц1н ми-цилиндрами помощью штоков 4 и 4, траверсой 6, т гами 7,7 и 8,8, - крейцкамерами 9 и 9,9, ид друг другу навстречу, образуют в середине своего хода между днищами поршней-цилиндров 2 и 2 с внутренней их стороны и внутренними поршн ми 5 и 3, сжатие воздуха и, по подаче через форсунки топлива, происходит вспышка образуемой смеси одновременно в обоих описанных камерах сжати 14 и 14 (фиг. 2 и 3), после чего цилиндры-поршни, а в них и внутренние поршни 5 и 5 расталкива сь доход т до своих крайних положений, образуют три сжати -13, 15 и 15 (фиг. 1 - 4); в то же врем выпускные окна 16,1б....17,17...., станов сь в положение открыти , выпустив отработанные газы из межпоршневых пространств 14 и 14, впускают свежий воздух, а сжати в камерах 13, 14 и 14, образу смесь, вследствие подачи форсунками, снова производ т вспышку и, благодар производимому давлению, вс система цилиндров - поршней, расталкива сь , снова производит сжатие в камерах 14 и 14 (фиг. 2 и 3), выпуска расширенные и отработанные газы из трех межпоршневых пространств 13. 15 и 15 в выпускные окна 16, 16и 17, 17 В дальнейшем повтор етс то же процесс.pistons 3 and 3, connected in pairs by portions of micron cylinders using rods 4 and 4, crosshead 6, tons 7.7 and 8.8, by cross-chambers 9 and 9.9, going towards each other, form in the middle of their travel between piston-cylinder heads 2 and 2 on their inner side and internal pistons 5 and 3, compressed air and, when fuel is fed through the nozzles, a flash of the formed mixture occurs simultaneously in both described compression chambers 14 and 14 (Fig. 2 and 3), after which the cylinder-pistons, and in them the internal pistons 5 and 5 pushing apart income to their extreme positions, form three compressions -13, 15 and 15 (figs. 1-4); at the same time, the outlet ports 16.1b .... 17.17 ...., becoming open, releasing the exhaust gases from the interpiston spaces 14 and 14, let in fresh air, and compressing in the chambers 13, 14 and 14 to form a mixture, due to the supply of nozzles, again produce a flash and, due to the pressure produced, the entire system of cylinders - pistons, pushing apart, again compresses the chambers 14 and 14 (Fig. 2 and 3), releasing the expanded and exhaust gases from three interpiston spaces 13. 15 and 15 into exhaust ports 16, 16 and 17, 17. Later on, the same process is repeated.

Таким образом, из изложенного описани действи всей системы видно, что действие на главный вал мощности, получаемой в одном цилиндре системою поршней, равн етс мощности, равной п ти цилиндрам, т. е. п тицилиндровой машины. В результате получитс компактность системы и, в св зи с этим, уменьшение в весе по сравнению с п тицилиндровой машиной, с одинаковыми размерами.Thus, from the above description of the action of the entire system, it can be seen that the effect on the main shaft of the power received in one cylinder by the system of pistons is equal to the power equal to five cylinders, i.e., a five-cylinder machine. The result is a system compactness and, therefore, a reduction in weight compared with a five-cylinder machine with the same dimensions.

Данна система машины может работать с различною нагрузкою. Так, при полной нагрузке пускаютс в действи все п ть форсунок п ти описанных камер сжати , но, если потребуетс меньша нагрузка, то такова достигаетс путем выключени из действи одной, двух и более форсунок, а в случае надобности, она может работать и при действии одной лишь форсунки.This machine system can work with a different load. Thus, at full load, all five nozzles of five described compression chambers are started up, but if less load is required, this is achieved by turning off one, two or more nozzles from the action, and if necessary, it can also work just one nozzle.

Распределение действующих сил на главный вал происходит достаточно равномерно, даже при одноцилиндровой машине, благодар расположению кривошипов под углом в 180°, не говор уже о многоцилиндровой (двухцилиндровой под углом 90°, трехцилиндровой 45° и т. д.); кроме того, равномерность и плавность работы машины еще обеспечиваетс и тем, что каждый ход поршней вл етс рабочим ходом, и после каждой вспышки автоматически образуетс компресси (сжатие), предотвращающа вредную инерцию масс, неизбежную в машинах обычных систем. Да и самое расположение всей системы движущихс инертных масс (поршней и пр.) и равномерное на них действие сразу в обе стороны (на каждую пару поршней, а их две) также гарантирует плавность и равномерность хода. Что же касаетс мощности, достигаемой в машине предлагаемой системы, то она может достигать весьма больших размеров , ибо весь процесс развиваемой мощности распредел етс в п ти актах действи , следовательно, распредел етс равномерно, по сравнению с получением ее в одном лишь цилиндре, даже, хот бы, двойного действи .The distribution of the acting forces on the main shaft occurs fairly evenly, even with a single-cylinder car, due to the arrangement of the cranks at an angle of 180 °, not to mention a multi-cylinder (two-cylinder at an angle of 90 °, three-cylinder 45 °, etc.); in addition, the uniformity and smoothness of the machine’s operation is also ensured by the fact that each stroke of the pistons is a working stroke, and after each flash a compression (compression) is automatically formed, preventing the harmful inertia of the masses, which is inevitable in machines of conventional systems. And the very arrangement of the entire system of moving inertial masses (pistons, etc.) and the uniform effect on them at once in both directions (for each pair of pistons, and there are two of them) also guarantees smoothness and uniformity of the stroke. As for the power achieved in the machine of the proposed system, it can reach very large sizes, because the whole process of developed power is distributed in five acts of action, therefore, it is evenly distributed, compared to receiving it in one cylinder, even at least, double action.

Все описанное касалось двигателей внутреннего сгорани в чистом виде. В двигател х смешанного типа, т. е. работающих кроме непосредственного горени в цилиндрах и паром, получитс лишь та. разница, что в камерыEverything described concerned purely internal combustion engines. In engines of mixed type, i.e., operating other than direct combustion in cylinders and steam, only that will be obtained. the difference is that in the camera

сжати 15 и вместо горючего, подаетс тем или иным путем пар из парообразовател (котла). Вариант третий состоит в том, что вс система приводитс в действие не от вспышек горючей смеси, а исключительно паром, т. е. эта система строитс тогда, как парова машина, с отдельной котельной установкой.compressing 15 and instead of fuel, steam is supplied in one way or another from the steam generator (boiler). Option three is that the entire system is not driven by flares of the combustible mixture, but exclusively by steam, i.e., this system is built then, like a steam engine, with a separate boiler plant.

ПРЕДМЕТ пАтента.Subject of the patent.

Тепловой двигатель, работающий газом или паром, или тем и другим, характеризующийс применением встречнодвижущихс в цилиндре 1 поршнейцилиндров 2 и 2, закрытых крышками О и -5 и снабженных окнами /6 и 17 соответственно таковым же окнам цилиндра 1, внутри каковых поршнейцилиндров движутс поршни 5 и 3 из которых поршень 5 соединен при помощи поперечины 6, т г 7 и приливов 8 с поршнем - цилиндром 2, а поршень 3 соединен при помощи крейцкопфа 9, т г 8 и приливов 8 с поршнем-цилиндром 2 таким образом, что образуютс п ть рабочих пространств 13, jf4, 4% 15, 15, в которых во всех работают газы или пар, или в некоторых из них работают газы, а в осталь-. ных пар, при чем движение от поршней передаетс шатунами 10 на трехколенчатый вал 11у 12. Кпатенгу С.М.БУЛШ ОВА. A heat engine working with gas or steam, or both, characterized by the use of piston-cylinders 2 and 2, which are moving in cylinder 1 and closed with covers O and -5 and equipped with windows 6 and 17, respectively, the same windows of cylinder 1, within which piston-cylinders pistons move 5 and 3 of which the piston 5 is connected by means of a cross member 6, t g 7 and tides 8 with a piston - cylinder 2, and the piston 3 is connected using a crosshead 9, t g 8 and tides 8 with a piston cylinder 2, so that th working spaces 13, jf4, 4% 15, 15, in to toryh all working gases or steam, or in some of them work gases, and in the rest. couples, where the movement from the pistons is transmitted by connecting rods 10 to the three-shaft shaft 11y 12. Kpatengu S.M.BULSH OVA.