SU928049A1 - Cylinder for free-piston engine with counter-moving pistons - Google Patents

Cylinder for free-piston engine with counter-moving pistons Download PDF

Info

Publication number
SU928049A1
SU928049A1 SU802974111A SU2974111A SU928049A1 SU 928049 A1 SU928049 A1 SU 928049A1 SU 802974111 A SU802974111 A SU 802974111A SU 2974111 A SU2974111 A SU 2974111A SU 928049 A1 SU928049 A1 SU 928049A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cylinder
insert
combustion chamber
hole
nozzle
Prior art date
Application number
SU802974111A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Яковлевич Хесин
Максим Леонидович Карась
Лев Абрамович Бирбраер
Борис Дмитриевич Шинкаренко
Виталий Степанович Зеркалий
Original Assignee
Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Института Проблем Машиностроения Ан Усср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Института Проблем Машиностроения Ан Усср filed Critical Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Института Проблем Машиностроения Ан Усср
Priority to SU802974111A priority Critical patent/SU928049A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU928049A1 publication Critical patent/SU928049A1/en

Links

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
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/004—Cylinder liners
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания.The invention relates to internal combustion engines.

Известны цилиндры для свободнопоршневого двигателя со встречнодвижущимися поршнями, содержащие охлаждающую полость и центральную вставку, расположенную в цилиндре в зоне камеры сгорания между продувочными и выхлопными окнами. Вставка размещена симметрично относительно отверстия под форсунку, выполнена из жаропрочного материала и снабжена элементами крепления к цилиндру, обеспечивающими плотное прилегание ее торцевых поверхностей к смежным плоскостям периферийной части цилиндра £l J.Known cylinders for a free-piston engine with counter-moving pistons containing a cooling cavity and a central insert located in the cylinder in the area of the combustion chamber between the purge and exhaust windows. The insert is placed symmetrically with respect to the nozzle opening, is made of heat-resistant material, and is equipped with fastening elements to the cylinder, providing a tight fit of its end surfaces to adjacent planes of the peripheral part of the cylinder £ l J.

Выполнение центральной части цилиндра двигателя из жаропрочного материала обусловлено спецификой организации рабочего процесса при встреч-м но-движущихся поршнях, koi да указанная зона подвержена интенсивному нагреву и, следовательно, наименее надежна в работе. Вместе с тем от Со2 вершенства выполнения центральной части цилиндра во многом зависит и КПД двигателя, однако при дальнейшей форсировке свободнопоршневых двигателей надежность цилиндра заметно снижается. Это объясняется тем, что в ограниченный период времени через вставку отводится все большее количество тепла, а возникающие термические напряжения отрицательно влияют на долговечность элементов крепления, сочленяющих вставку с периферийной частью цилиндра.Implementation of the central part of the cylinder of the engine from the refractory material due to the specific workflow but when colliding m-moving pistons, koi and said area is exposed to intense heat and therefore less reliable in operation. At the same time, the engine efficiency also largely depends on the CO2 of the perfection of the central part of the cylinder, however, with the further forcing of free-piston engines, the reliability of the cylinder significantly decreases. This is due to the fact that in a limited period of time an increasing amount of heat is removed through the insert, and the resulting thermal stresses adversely affect the durability of the fastening elements connecting the insert with the peripheral part of the cylinder.

Цель изобретения - повышение надежности цилиндра и КПД двигателя.The purpose of the invention is to increase the reliability of the cylinder and engine efficiency.

Поставленная цель достигается путем экранирования центральной части камеры сгорания и осуществляется за счет совершенствования выполнения элементов вставки. Для этого вставка выполнена составной и,з трех отдельных секторов, один из которых состыкован с двумя другими по взаимно параллельным плоскостям и снабжен, по меньшей з 928049 4 мере, одним отверстием для элемента се. Вследствие симметричного располокрепления на внешней поверхности, причем длина вставки составляет 0,3~0,6 от расстояния между центром отверстия под форсунку и внутренней 5 кромкой выхлопных окон. Для экранирования камеры сгорания вставка может быть выполнена из ситалла или нитрида кремния.The goal is achieved by shielding the Central part of the combustion chamber and is carried out by improving the implementation of the insert elements. For this, the insert is made integral and has three separate sectors, one of which is docked with two others in mutually parallel planes and equipped with at least one 928049 4 at least one hole for the element ce. Due to the symmetrical unfastening on the outer surface, the insert length being 0.3 ~ 0.6 from the distance between the center of the nozzle hole and the inner 5 edge of the exhaust windows. To shield the combustion chamber, the insert can be made of glass or silicon nitride.

На фиг. 1 показана центральная ю часть цилиндра со вставкой; на фиг. 2 - цилиндр, разрез А-А на фи г. 1 .In FIG. 1 shows the central part of the cylinder with an insert; in FIG. 2 - cylinder, section AA on fi g. 1.

Цилиндр 1 для свободнопоршневого двигателя со встречнодвижущимися 15 поршнями ( фиг. 1) содержит охлаждающую полость 2 и центральную вставку 3, расположенную в .зоне камеры сгорания 4 между продувочными 5 и выхлопными 6 окнами симметрично отно- . 20 сительно отверстия 7 под форсунку 8.Cylinder 1 for a free-piston engine with counter-moving 15 pistons (Fig. 1) contains a cooling cavity 2 and a central insert 3 located in the zone of the combustion chamber 4 between the purge 5 and exhaust 6 windows symmetrically relative. 20 relative to the hole 7 for the nozzle 8.

Вставка 3, выполнена из жаропрочного материала, например из ситалла (или нитрида кремния, снабжена элементами крепления к цилиндру 1 и из- 25 'готовлена составной ( фиг. 2 ) из трех (отдельных секторов 9, 10 и 11, один 1из которых, например 9, состыкован с двумя другими 10 и 11 по взаимно параллельным плоскостям 12 и 13 и снаб-30 жен, по меньшей мере, одним отверстием 14 для элемента крепления 15 на внешней поверхности 1.6. Длина вставки 3 составляет 0,3~0,6 от расстояния между центром отверстия 7 под .. форсунку 8 и внутренней кромкой 17 выхлопных окон 6.The insert 3 is made of a heat-resistant material, for example, of ceramic (or silicon nitride), is equipped with fasteners to the cylinder 1 and is made of 25 'composite (Fig. 2) of three (individual sectors 9, 10 and 11, one of which, for example 9, is docked with the other two 10 and 11 along mutually parallel planes 12 and 13 and female 30 snab- at least one opening 14 to the outer surface of the fastening member 15 1.6. The length of the insert 3 is 0.3 ~ 0.6 times the the distance between the center of the hole 7 under .. the nozzle 8 and the inner edge 17 of the exhaust windows 6.

Функционирует цилиндр со вставкой следующим образом.The cylinder with the insert operates as follows.

При работе двигателя со встречно- 40 движущимися поршнями в зоне камеры сгорания 4 происходит горение топлива, подаваемого форсункой 8, в результате чего в наиболее нагретой зоне цилиндра 1 - между продувочными 4J 5 и 'Ьыхлопными 6 окнами тепло только частично отводится в охлаждающую полость 2, а за счет наличия центральной вставки 3, выполненной из жаропрочного материала, например из ситалла или нитрида кремния, сохраняется и используется в рабочей процес жения вставки относительно отверстия 7 под форсунку 8 и ее оптимальной длины 10,3-0,6 от расстояния между центром отверстия 7 и внутренней кромкой Ϊ7 выхлопные окон 6) при ее нагреве возникают минимальные напряжения, чему дополнительно способствует возможность относительного перемещения друг относительно друга секторов 9, 10 и 11 по взаимно параллельным плоскостям 12 и 13, только один из которых (например 9) снабжен отверстием 14 для элемента крепления 15 на внешней поверхности 16. Таким образом обеспечивается надежность цилиндра и повышение КПД процесса ( до 1-2%).When the engine is operating with oncoming 40 moving pistons in the area of the combustion chamber 4, the fuel supplied by the nozzle 8 is burned, as a result of which, in the most heated zone of the cylinder 1, between the purge 4J 5 and the exhaust 6 windows, the heat is only partially removed to the cooling cavity 2. and due to the presence of a central insert 3 made of heat-resistant material, for example, from ceramic or silicon nitride, it is stored and used in the working process of the insert relative to the hole 7 for the nozzle 8 and its optimal length 10.3-0.6 from the distance Phenomenon between the center of the hole 7 and the inner edge Ϊ7 of the exhaust windows 6) when it is heated, minimal stresses arise, which is additionally facilitated by the relative movement of sectors 9, 10 and 11 relative to each other along mutually parallel planes 12 and 13, only one of which (for example 9 ) is equipped with an opening 14 for the fastening element 15 on the outer surface 16. Thus, the reliability of the cylinder and increase the efficiency of the process (up to 1-2%) are ensured.

Claims (2)

Изобретение относитс  к двигател  внутреннего сгорани . Известны цилиндры дл  свободнопоршневого двигател  со встречнодвижущимис  поршн ми, содержащие охлаждающую полость и центральную вставку расположенную в цилиндре в зоне камеры сгорани  между продувочными и выхлопными окнами. Вставка размещена симметрично относительно отверсти  под форсунку, выполнена из жаропрочного материала и снабжена элементами креплени  к цилиндру, обеспечивающим плотное прилегание ее торцевых повер ностей к смежным плоскост м периферийной части цилиндра J. Выполнение центральной части цилиндра двигател  из жаропрочного материала обусловлено спецификой организации рабочего процесса при встреч но-движущихс  поршн х, KOIда указанна  зона подвержена интенсивному нагреву и, следовательно, наименеенадежна в работе. Вместе с тем от coвершенства выполнени  центральной части цилиндра во многом зависит и КПД двигател , однако при дальнейшей форсировке свободнопоршневых двигателей надежность цилиндра заметно снижаетс . Это объ сн етс  тем, что в ограниченный период времени через вставку отводитс  все большее количество тепла, а возникающие термические напр жени  отрицательно вли ют на долговечность элементов креплени , сочлен ющих вставку с периферийной частью цилиндра. Цель изобретени  - повышение надежности цилиндра и КПД двигател . Поставленна  цель достигаетс  путем экранировани  центральной части камеры сгорани  и осуществл етс  за счет совершенствовани  выполнени  элементов вставки. Дл  этого вставка аыполнена составной и,з трех отдельных Секторов, один из которых состыкован с двум  другими по взаимно параллельным плоскост м и снабжен, по меньшей мере, одним отверстием дл  элемента креплени  на внешней поверхности, причем длина вставки составл ет 0,3-0,6 от рассто ни  между центром отверсти  под форсунку и внутренней кромкой выхлопных окон. Дл  экраниро вани  камеры сгорани  вставка может быть выполнена из ситалла или нитрида кремни . На фиг. 1 показана центральна  часть цилиндра со вставкой; на фиг. 2 - цилиндр, разрез А-А на фи г. 1 . Цилиндр 1 дл  свободнопоршневого двигател  со встречнодвижущимис  поршн ми ( фиг. 1) содержит охлаждающую полость 2 и центральную вставку 3, расположенную в .зоне камеры сгорани  между продувочными 5 и выхлопными 6 окнами симметрично относительно отверсти  7 под форсунку 8. i Вставка 3, выполнена из жаропрочJHoro материала, например из ситалла или нитрида кремни , снабжена эле1ментами креплени  к цилиндру 1 и изготовлена составной ( фиг. 2 из трех 1отдельных секторов 9, 10 и 11, один 1из которых, например 9, состыкован с двум  другими 10 и 11 по взаимно параллельным плоскост м 12 и 13 и снаб жен, по меньшей мере, одним о версти ем 14 дл  элемента креплени  15 на внешней поверхности 1.6. Длина вставки 3 составл ет 0,3-0,6 от рассто ни  между центром отверсти  7 под . форсунку 8 и внутренней кромкой 17 выхлопных окон 6. Функционирует цилиндр со вставкой следующим образом. При работе двигател  со встречнодвижущимис  поршн ми в зоне камеры сгорани  4 происходит горение топлива , подаваемого форсункой 8, в результате чего в наиболее нагретой зоне цилиндра 1 - между продувочными 5 и -Ьыхлопными 6 окнами тепло только частично отводитс  в охлаждающую по лость 2, а за счет наличи  центральной вставки 3, выполненной из жаропрочного материала, например из ситалла или нитрида кремни , сохран етс  и используетс  в рабочей процес се. Вследствие симметричного расположени  вставки относительно отверсти  7 под форсунку 8 и ее оптимальной длины 10,3-0,6 от рассто ни  между центром отверсти  7 и внутренней кромкой 17 выхлопны) окон 6) при ее нагреве возникают минимальные напр жени , чему дополнительно способствует возможность относительного перемещени  друг относительно друга секторов 9, 10 и 11 по взаимно параллельным плоскост м 12 и 13, только один из которых (например Э) снабжен отверстием 14 дл  элемента креплени  15 на внешней поверхности 16. Таким образом обеспечиваетс  надежность цилиндра и повышение КПД процесса ( до 1-2). Формула изобретени  1. Цилиндр дл  свободнопоршневого двигател  со встречнодвижущимис  поршн ми, содержащий охлаждающую полость и центральную вставку, расположенную в цилиндре в зоне камеры сгорани  между продувочными и выхлопными окнами симметрично относительно отвер сти  под форсунку, выполненную из жаропрочного материала и снабженную элементами креплени  к цилиндру, о т личающийс  тем, что, с целью повышени  надежности путем экранировани  камеры сгорани , вставка выполнена составной из трех отдельных секторов , один из которых состыкован с двум  другими по взаимно параллельным плоскост м и снабжен, по меньшей мере , одним отверстием дл  элемента креплени  на внешней поверхности, причем длина вставки составл ет 0,3-0,6 от рассто ни  между центром отверсти  под форсунку и внутренней кромкой выхлопных окон. This invention relates to an internal combustion engine. Cylinders for a free piston engine with counter-moving pistons are known, which contain a cooling cavity and a central insert located in the cylinder in the zone of the combustion chamber between the purge and exhaust ports. The insert is placed symmetrically with respect to the nozzle hole, made of heat-resistant material and provided with fastening elements to the cylinder, ensuring that the end surfaces of the engine fit snugly to the adjacent planes of the peripheral part of the cylinder J. but the moving pistons, KOI, the indicated zone is subject to intense heating and, therefore, is least reliable in operation. At the same time, the engine efficiency is largely dependent on the performance of the central part of the cylinder, however, as the free-piston engines further force, the reliability of the cylinder decreases markedly. This is due to the fact that, over a limited period of time, an increasing amount of heat is removed through the insert, and the resulting thermal stresses negatively affect the durability of the fastening elements that couple the insert to the peripheral part of the cylinder. The purpose of the invention is to improve the reliability of the cylinder and engine efficiency. The goal is achieved by shielding the central part of the combustion chamber and is accomplished by improving the performance of the insertion elements. For this, the insert is made of a composite and, from three separate Sectors, one of which is joined to two other along mutually parallel planes and provided with at least one opening for the fastening element on the outer surface, the insertion length being 0.3-0. , 6 of the distance between the center of the nozzle hole and the inner edge of the exhaust ports. To shield the combustion chamber, the insert can be made of silicon or silicon nitride. FIG. 1 shows the central part of the cylinder with an insert; in fig. 2 - cylinder, section AA on fi 1. Cylinder 1 for a free-piston engine with counter-moving pistons (Fig. 1) contains a cooling cavity 2 and a central insert 3 located in the zone of the combustion chamber between purge 5 and exhaust 6 windows symmetrically with respect to the opening 7 under the nozzle 8. i Insert 3 is made of The heat resistant material, for example, of silicon or silicon nitride, is provided with fastening elements to cylinder 1 and is made composite (Fig. 2 from three separate sectors 9, 10 and 11, one of which, for example, 9, is joined to two other 10 and 11 arallel planes 12 and 13 and is provided with at least one version 14 for fastener 15 on the outer surface 1.6. The length of the insert 3 is 0.3-0.6 of the distance between the center of the hole 7 and the nozzle. 8 and the inner edge 17 of the exhaust ports 6. The cylinder operates with an insert as follows: When the engine is operated with counter-moving pistons, the fuel supplied by the nozzle 8 burns in the area of the combustion chamber 4, resulting in the hot zone of the cylinder 1 - between the purge 5 and - exhaust 6 windows warm then Partially, it is partially removed to the cooling cavity 2, and due to the presence of a central insert 3 made of a heat-resistant material, for example, a silicon cell nitride, is retained and used in the working process. Due to the symmetrical arrangement of the insert with respect to the hole 7 under the nozzle 8 and its optimal length 10.3-0.6 from the distance between the center of the hole 7 and the inner edge 17 of the exhaust 6) when it is heated, minimal stresses occur, which is additionally facilitated by the relative the sectors 9, 10 and 11 move relative to each other along mutually parallel planes 12 and 13, only one of which (e.g., E) is provided with a hole 14 for the fastening element 15 on the outer surface 16. In this way, a reliable awn cylinder and increasing the efficiency of the process (1-2). Claim 1. Cylinder for free piston engine with counter-moving pistons, containing a cooling cavity and a central insert located in the cylinder in the zone of the combustion chamber between the purge and exhaust windows, In order to increase reliability by shielding the combustion chamber, the insert is made up of three separate sectors, one of which is okeyed with two other mutually parallel planes and provided with at least one hole for the fastening element on the outer surface, the insertion length being 0.3-0.6 of the distance between the center of the nozzle hole and the inner edge of the exhaust ports . 2. Цилиндр по п. 1, отличающийс  тем, что вставка выполнена из ситалла или нитрида кремни . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Шелест П.А. Безвальные генераторы газа . Машгиз. М., I960,с. 26.2. A cylinder according to claim 1, characterized in that the insert is made of silicon or silicon nitride. Sources of information taken into account during the examination 1. Shelest PA Coreless gas generators. Mashgiz. M., I960, p. 26
SU802974111A 1980-08-15 1980-08-15 Cylinder for free-piston engine with counter-moving pistons SU928049A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802974111A SU928049A1 (en) 1980-08-15 1980-08-15 Cylinder for free-piston engine with counter-moving pistons

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802974111A SU928049A1 (en) 1980-08-15 1980-08-15 Cylinder for free-piston engine with counter-moving pistons

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU928049A1 true SU928049A1 (en) 1982-05-15

Family

ID=20914871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802974111A SU928049A1 (en) 1980-08-15 1980-08-15 Cylinder for free-piston engine with counter-moving pistons

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU928049A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6340013B1 (en) Four-stroke internal combustion engine with recuperator in cylinder head
US1820878A (en) Catalytic combustion by means of refractories
US5065707A (en) Oil-cooled cylinder head
GB1458578A (en) Pre-combustion chamber internal combustion engines intake and exhaust assemblies
CA1059852A (en) Exhaust passage system of six cylinder engines
EP0420642A1 (en) Alcohol engine with combustion cavity
SU928049A1 (en) Cylinder for free-piston engine with counter-moving pistons
FR2423643A1 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE CYLINDER HEAD
SE7713429L (en) COMBUSTION ENGINE WITH ONE OR MORE CLAMP GAPS BETWEEN PISTON AND CYLINDER BLOCK AS WELL AS RELEASE ORGANIZED IN THE FIRE CHAMBER, WHICH CONTINUES THE FUEL AIR CHARGE IN ROTARY FLOW
SE7508163L (en) COMBUSTION ENGINE.
US2898898A (en) Engine
US4207844A (en) Piston
SU1332053A2 (en) Cylinder head for i.c.engine
EP0019972B1 (en) A piston for internal combustion engines having a floating flame damper ring
US2875738A (en) Two-stroke cycle internal combustion engine with opposed pistons
RU93004998A (en) CYLINDER PIT FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH WATER COOLING
SU1087678A1 (en) Two-cycle internal combustion engine
FI854387A (en) ELDFAST STRYPSTAELLE FOER FOERBRAENNINGSANORDNING MED STOR EFFEKT.
ATE22157T1 (en) ALLOY CYLINDER HEAD FOR AIR COMPRESSING, SELF-IGNITIONING ENGINES.
SU128695A1 (en) Two stroke internal combustion engine
SU1517417A1 (en) Nozzile vane of gas turbine
SU976121A1 (en) Device for promoting internal combustion engine start
SU918477A1 (en) Multicylinder engine with external heat supply
SU941658A1 (en) Piston
SU794237A1 (en) Composite non-cooled piston for free piston engine