SU89888A1

SU89888A1 - Pr engine compressor motor with oppositely moving free pistons

Info

Publication number: SU89888A1
Application number: SU400832A
Authority: SU
Inventors: В.А. Панкратьев
Original assignee: В.А. Панкратьев
Priority date: 1949-07-18
Filing date: 1949-07-18
Publication date: 1949-11-30

Description

Пр модействующие двигатели-компрессоры с противоположно движущимис свободными поршн ми с двум и более параллельно размещенными цилиндрами известны. Отличительна особенность предлагаемого двигател -компрессора состоит в том, что в качестве общего дл всех цилиндров механизма синхронизации движени порщней применены качающиес валы, соединенные с соответствующими порщн ми кривощипно-щатунной передачей и св занные между собой при помощи цилиндрических щестерен. В качестве аккумул торов энергии дл обеспечени необходимого сжати в рабочих полост х при различных режимах работы применены стержневые пружины-торсионы. Дл придани торсионным аккумул торам предварительной закрутки перед пуском применен гидравлический силовой иилиндр, обслуживаемый ручным насосом.Direct acting engines-compressors with oppositely moving free pistons with two or more parallel cylinders are known. A distinctive feature of the proposed engine-compressor is that the swinging shafts connected to the corresponding drives of a curved-rod-drive gear and connected to each other with the help of cylindrical gears are used as common to all cylinders of the synchronization mechanism of the vehicles. Rods-torsion bars are used as energy accumulators to provide the necessary compression in the working cavities for various operating modes. A hydraulic power cylinder, serviced by a hand pump, was used to impart a pre-twist to the torsion batteries before starting.

На фиг. 1 показан пр модействующий двигатель-компрессор в прсн дольном разрезе по АБ ка фиг. 2; на фиг. 2 - двигатель-компрессор в плане; на фиг. 3 - двигатель-компрессор в поперечном разрезе по CD на фиг. 1; на фиг. 4 - гидравлический силовой цилиндр в иродольном разрезе .FIG. 1 shows the current engine-compressor in a longitudinal section along the AB of FIG. 2; in fig. 2 - engine-compressor in the plan; in fig. 3 shows the engine-compressor in cross section along the CD in FIG. one; in fig. 4 - hydraulic power cylinder in the Irodol section.

Пр модействующий двигатель-компрессор состоит из двух или более параллельно расположенных цилиндров / двигател с противоположно движущимис свободными порщн ми 2 и соосно расположенных цилиндров 3 ц 4 компрессора, из которых цилиндр 3 вл етс первой ступенью, а цилиндр 4 - второй ступенью. В каждом цилиндре / двигател наход тс по два поршн 2, жестко соединенные со щтоком 5 компрессорных лорщней 6 и 7. Внутренн полость порщи 2 заполнена цилиндровым маслом, которое способствует более интенсивному теплообмену между головкой и юбкой порщн .The operating engine-compressor consists of two or more parallel cylinders / engine with oppositely moving free forces 2 and coaxially arranged cylinders 3 and 4 compressors, of which cylinder 3 is the first stage and cylinder 4 is the second stage. In each cylinder / engine there are two pistons 2, rigidly connected with a brush 5 of compressor compressor 6 and 7. The internal cavity of Porsch 2 is filled with cylinder oil, which promotes more intensive heat exchange between the head and the skirt of the piston.

Так как движущиес силы масс могут быть неодинаковыми вследствие различного трени поршней и различных давлений в компрессорных цилиндров, то дл их уравнивани применен синхронизирующий механизм , который воспринимает незначительные силы порщневых групп и приводит в движение все вспомогательные механизмы.Since the moving forces of the masses can be different due to the different friction of the pistons and different pressures in the compressor cylinders, a synchronizing mechanism is used to equalize them, which perceives the insignificant forces of the pressure groups and sets all the auxiliary mechanisms in motion.

Синхронизирующий механизм состоит из рычагов 8, щарнирно соединенных с порщн ми при помощи шатунов 9, порщневых пальцев 10, нустотелых качающихс валов /У, .соединенных с соответствующимиThe synchronization mechanism consists of levers 8, which are pivotally connected to the axles with the help of connecting rods 9, piston fingers 10, and nustelny swinging shafts (U) connected with the corresponding

,№ 89888- 2 -No. 89888-2 -

поршн ми кривошипно-шатукной передачей, и цилиндрических шестерен 12, 13 и 14, наход щихс между собой в зацеплении. Благодар этому обеспечиваетс принудительное синхронное движение поршневых групп; при этом поршни двигател одновременно сход тс при сжатии и расход тс при расширении продуктов сгорани в цилиндрах / двигател .pistons of a crank drive, and cylindrical gears 12, 13 and 14, which are intertwined. This ensures the forced synchronous movement of the piston groups; here, the engine pistons simultaneously converge during compression and are consumed during expansion of the combustion products in the cylinders / engine.

В качестве аккумул торов энергии дл обеспечени необходимого сжати в рабочих полост х при различных режимах работы применены стержневые пружины-торсионы 15, размещенные внутри полых валов // механизма синхронизации. Энерги торсионных аккумул торов используетс также дл осуществлени начального хода сжати в рабочих цилиндрах , дл чего торс-ионам 75 придают предварительную закрутку при помощи гидравлического силового цилиндра 16, обслуживаемого ручным насосом 17. Цилиндр 16 снабжен двум поршн ми 18.Rods-torsion bars 15 placed inside hollow shafts // synchronization mechanism are used as energy accumulators to provide the necessary compression in the working cavities for various operating modes. The energy of the torsion batteries is also used to make the initial compression stroke in the working cylinders, for which the torso ions 75 are pre-twisted using a hydraulic ram 16 serviced by a manual pump 17. The cylinder 16 is equipped with two pistons 18.

Поршни 1 и 6 совершают только пр молинейное движение с непосредственной передачей энергии от двигател компрессору, придают через посредство рычагов 8 закрутку торсионным валам 15, которые служат аккумул торами энергии, необходимой дл сжати смеси в цилиндрах дизел при обратном ходе поршней.Pistons 1 and 6 make only a linear motion with direct energy transfer from the engine to the compressor; they lend through the levers 8 a twist to the torsion shafts 15, which serve as energy accumulators necessary for compressing the mixture in the diesel cylinders during the return stroke of the pistons.

Продувка рабочих цилиндров / двигател от отработанных газов производитс посредством инерционной системы (не показана на чертеже ) .Purge of working cylinders / engine from exhaust gases is performed by means of an inertia system (not shown in the drawing).

Перед пуском двигател -компрессора в действие вначале поршни 18 став тс в верхние крайние положени , дл чего кривошип 19 устанавливают так, чтобы нижн головка шатуна 20 упиралась в шток поршенька 21.Before starting the engine-compressor, first, the pistons 18 are placed in the upper extreme positions, for which the crank 19 is set so that the lower head of the connecting rod 20 rests on the piston rod 21.

После этого в силовой цилиндр 16 накачиваетс масло при помощи ручного насоса 17; при этом вентиль 22 закрыт. Под давлением масла поршни 18 будут расходитьс и своими концами упрутс в сферические выточки рычагов 23, а так как рычаги жестко насажены на вал 11, то поршни, раздвига их, раздвинут и поршни I и 6 двигател -компрессора во внешние крайние положени , после чего подача масла в цилиндр 16 прекращаетс , а полость силового цилиндра 16 разъедин етс от ручного насоса нагнетательным клапаном (не показан на чертеже), а так как рычаги 8 соединены с валом //, то при этом торсионные валы /5 будут закручиватьс , аккумулиру необходи.мое количество энергии дл создани при обратном ходе поршней достаточно надежного сжати смеси в цилиндрах двигател .After that, oil is pumped into the power cylinder 16 by means of a hand pump 17; while the valve 22 is closed. Under the pressure of the oil, the pistons 18 will be dispersed and, with their ends, will be pressed into the spherical undercuts of the levers 23, and since the levers are rigidly mounted on the shaft 11, the pistons, moving them apart, will move apart and the pistons I and 6 of the engine-compressor to the outer extreme positions, after which the oil in the cylinder 16 is stopped, and the cavity of the power cylinder 16 is separated from the hand pump by the discharge valve (not shown in the drawing), and since the levers 8 are connected to the shaft //, the torsion shafts / 5 will then be twisted, my battery amount of energy for generating during the return stroke of the pistons in the engine cylinders mixture sufficiently reliable compression.

Послеразведени поршней 7 и 6 до крайнего внешнего положени , полости насоса 17 и силового цилиндра 16 разъедин ютс нагнетательным клапаном, раздвинутые клапаном поршни всегда будут находитьс в своем крайнем положении. Вентиль 22 открывает доступ маслу, которое , наход сь под большим давлением, будет выходить с большой скоростью из цилиндра по трубке 24 в картер 25 двигател -компрессора. При этом поршневые группы будут освобождены и, двига сь к внутренней мертвой точке под вли нием раскручивани двух торсионов, произведут сжатие воздуха, замкнутого между порщн ми в цилиндрах двигател .After the dilution of the pistons 7 and 6 to the extreme external position, the cavities of the pump 17 and the power cylinder 16 are separated by the discharge valve, the pistons moved apart by the valve will always be in their extreme position. The valve 22 allows access to the oil, which, under high pressure, will exit at high speed from the cylinder through tube 24 into the crankcase 25 of the engine-compressor. In this case, the piston groups will be released and, moving to the internal dead center under the influence of the unwinding of two torsions, will compress the air that is closed between squeezes in the engine cylinders.

Непосредственно перед внутренним мертвым положением поршней в камеру сгорани цилиндров двигател впрыскиваетс топливо при помощи топливного насоса 26 через форсунку 27, которое от нагретого воздуха , вследствие его сжати , воспламен етс .Immediately before the internal dead position of the pistons, fuel is injected into the combustion chamber of the engine cylinders by the fuel pump 26 through the nozzle 27, which, due to its compression, ignites from the heated air.

Энерги , выдел юща с при сгорании газов, заставл ет поршневые группы расходитьс к внешней мертвой точке. Причем, наход щийс в цилиндрах компрессора воздух сжимаетс и выталкиваетс через клапаны 28 и трубу 29 в цилиндр 30 холодильника, а из последнего по трубе 31 поступает во вторую ступень. Порщни при своем ходе к внещней мертвой точке вначале открывают выхлопные окна у всех цилиндров 1, выхлопные газы, имеющие повыщенное давление, устремл ютс черезThe energy released during the combustion of gases causes the piston groups to diverge to an external dead center. Moreover, the air in the compressor cylinders is compressed and pushed out through the valves 28 and the pipe 29 into the cylinder 30 of the refrigerator, and from the latter through the pipe 31 enters the second stage. In their course to the external dead center, the engines first open the exhaust ports of all cylinders 1, the exhaust gases having an increased pressure rush through

коллектор в выхлопную трубу 32 со значительной скоростью. Вместе с тем, оставша с в цилиндре часть газа, двига сь с большой скоростью к выхлопным окнам, производит засасывание, при открытии продувных окон, свежего воздуха из атмосферы, который через трубу 33 и всасывающий коллектор, вследствие разрежени , поступает в полость цилиндров двигател . A-lacca выхлопных газов при этом увлекает поток продувочного воздуха, не только равный объему цилиндров, но превышающий его до 50%. Чем и будет произведена продувка цилиндров двигател .the manifold into the exhaust pipe 32 at a considerable speed. At the same time, the gas left in the cylinder, moving at high speed to the exhaust windows, produces suction when opening the vent windows of fresh air from the atmosphere, which, due to vacuum, enters the cavity of the engine cylinders through the pipe 33 and the intake manifold. The A-lacca exhaust gas at the same time carries the flow of purge air, not only equal to the volume of the cylinders, but exceeding it to 50%. What will be produced and purging the engine cylinders.

Под воздействием закручивани торсионных валов и проливодавлени сжатого воздуха во вредных пространствах компрессорных цилиндров поршни останавливаютс в своих внешних и крайних положени х после чего сжатый воздух, заключенный во вредном пространстве цилиндров , расшир сь, а торсионы, раскручива сь, снова двигают поршни ко внутренней мертвой точке.Under the influence of the twisting of the torsion shafts and the injection of compressed air in the harmful spaces of the compressor cylinders, the pistons stop in their outer and extreme positions, after which the compressed air enclosed in the harmful space of the cylinders expands and the torsions unwind again to move the pistons to the internal dead center .

Приобретенна двум торсионами при их закручивании энерги , и энерги , заключенна в сжатом воздухе вредных объемов компрессорных цилиндров, достаточна дл того, чтобы в цилиндрах двигател при обратном ходе поршней достигалась необходима степень сжати дл надежного воспламенени топлива и дл обеспечени с другой стороны, при этом же ходе поршней, необходимого зар да свежего воздуха к компрессору . При обратном ходе поршней оставшийс сжатый -воздух в компрессорных цилиндрах расшир етс , а закрученные торсионы раскручиваютс , благодар чему поршни двигател приобретают скорость и под вли нием силы инерции движутс дальше и всасывают новый зар д воздуха из атмосферы через трубу 34 в цилиндры 3 компрессора первой ступени.The energy acquired by two torsions when they are twisted, and the energy contained in the compressed air of the harmful volumes of the compressor cylinders, is sufficient to ensure that the required degree of compression in the engine cylinders during the return stroke of the pistons for reliable ignition of the fuel and for the other hand, the course of the pistons, the necessary charge of fresh air to the compressor. When the pistons return, the remaining compressed air in the compressor cylinders expands, and the twisted torsions unwind, so that the engine pistons gain speed and, under the influence of inertial force, move further and suck the new air charge from the atmosphere through the tube 34 into the first-stage compressor cylinders 3 .

Непосредственно перед внутренним мертвым положением поршней впрыскиваетс топливо, которое от нагретого при сжатии воздуха воспламен етс , давление в камере резко повышаетс , под воздействием давлени гор ших газов поршни раздвигаютс ко внутренней мертвой точке и следуюшие циклы повтор ютс .Immediately before the piston dead position, fuel is injected, which ignites from the air heated during compression, the pressure in the chamber rises sharply, under the influence of the pressure of hot gases, the pistons move toward the internal dead center and the next cycles are repeated.

Предмет изобретени Subject invention

. Пр модействуюший двигатель-компрессор с противоположно движущимис свободными поршн ми с двум и более параллельно размешенными цилиндрами, о т л и ч а ю ш и и с тем, что, в качестве общего дл всех цилиндров механизма синхронизации движени поршней применены качающиес валы, соединенные с соответствующими поршн ми кривошипно-шатунной передачей и св занные между собой с помошью зубчатых колес.. The operating engine-compressor with oppositely moving free pistons with two or more parallel-mounted cylinders, with the fact that, as common to all cylinders of the synchronization mechanism of piston movement, swinging shafts are used, connected to corresponding pistons of a crank drive and connected with each other by means of gears.

.2. Форма выполнени двигател -компрессора по п. 1, отличающа с тем, что в качестве аккумул торов энергии дл обеспечени необходимого сжати в рабочих полост х при различных режимах работы применены стержневые пружины-торсионы, размещенные внутри полых валов механизма синхронизации..2. An embodiment of the engine-compressor according to claim 1, characterized in that rod-like torsion springs located inside the hollow shafts of the synchronization mechanism are used to provide the necessary compression in the working cavities for various operating modes.

3.Способ пуска двигател -компрессора по пп. 1 и 2, отличающийс тем, что дл осуществлени начального хода сжати в рабочих цилиндрах используют энергию торсионных аккумул торов, которым дл этого придают предварительную закрутку.3. Method of starting the engine-compressor according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that in order to realize the initial course of compression in the working cylinders, the energy of torsion batteries is used, which is given a preliminary twist for this.

4.Форма выполнени двигател -компрессора по пп. 1 и 2, отличающа с тем, что, с целью придани торсионным аккумул тором предварительной закрутки перед пуском применен обслуживаемый ручным насосом гидравлический силовой цилиндр, два поршн которого могут воздействовать на кривошипы качающихс валов механизма син; ронизации .4. The form of the engine-compressor according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that, in order to pre-spin the torsion battery, a hydraulic power cylinder serviced by a manual pump is applied before the start, the two pistons of which can act on the cranks of the swinging shafts of the syn mechanism; ronization.

5.В двигателе-компрессоре по п. 1 применение инерционной системы продувки рабочих цилиндров.5. In the engine-compressor according to claim 1, the use of the inertial system of purging the working cylinders.

fifi

тфi itiiluj рдз- tfi itiiluj rdz-

ЦШTSSH

UI IUI I

л Ll l

i Jjг дрГЦi Jjg rHG

r-j4pj Чр-|r-j4pj wp |