WO2023075737A1 - Free-piston engine/hydraulic pump operating method and free-piston engine/hydraulic pump (embodiments) - Google Patents

Free-piston engine/hydraulic pump operating method and free-piston engine/hydraulic pump (embodiments) Download PDF

Info

Publication number
WO2023075737A1
WO2023075737A1 PCT/UA2022/000013 UA2022000013W WO2023075737A1 WO 2023075737 A1 WO2023075737 A1 WO 2023075737A1 UA 2022000013 W UA2022000013 W UA 2022000013W WO 2023075737 A1 WO2023075737 A1 WO 2023075737A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
working
hydraulic
piston
free
inlet
Prior art date
Application number
PCT/UA2022/000013
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Сергей Петрович ГОРШКОВ
Original Assignee
Сергей Петрович ГОРШКОВ
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 Сергей Петрович ГОРШКОВ filed Critical Сергей Петрович ГОРШКОВ
Publication of WO2023075737A1 publication Critical patent/WO2023075737A1/en

Links

Classifications

    • 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
    • F02B71/02—Starting
    • 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
    • F02B71/04—Adaptations of such engines for special use; Combinations of such engines with apparatus driven thereby
    • F02B71/045—Adaptations of such engines for special use; Combinations of such engines with apparatus driven thereby with hydrostatic transmission

Definitions

  • the invention relates to engine building and can be used in power plants of vehicles, such as boats, ships, cars and trucks, buses, aircraft, etc., as well as in mobile and stationary devices that produce energy and/or perform work (generators, compressors , pumps and DR-)-
  • vehicles such as boats, ships, cars and trucks, buses, aircraft, etc.
  • mobile and stationary devices that produce energy and/or perform work (generators, compressors , pumps and DR-)-
  • a well-known method of operation of a free-piston engine-hydraulic pump (patent No. RU 2379531 dated January 20, 2010), according to which a working container containing two oppositely moving pistons is filled with air, the air is compressed by these pistons, after which fuel is injected and the mixture burns with its subsequent expansion .
  • the movement of the pistons is carried out offset by a certain angle of rotation of the crankshaft, and the start of combustion is performed at a certain predetermined position of the pistons.
  • this method has a complex system of regulation and synchronization of the movement of the pistons.
  • a well-known method of operation of a free-piston engine-hydraulic pump (P.A. Shelest "Shaftless gas generators", M .: Mashgiz, 1960, p. 302-305), according to which the synchronization of piston movement is implemented mechanically, such as lever or gear-rack mechanisms. These mechanisms connect the pistons in such a way that when one of them moves in one direction in the working tank, the other moves in the opposite direction.
  • the main disadvantage of the mechanical method of synchronizing the movement of the pistons is its complexity, the presence of a significant mass of the synchronizer and the loss of energy in its drive, which adversely affects the engine power.
  • the known method of operation of a free-piston engine-hydraulic pump consisting of four working tanks, each of which contains a free piston, inlet and outlet valves, inlet and outlet hydraulic valves, includes starting the operation of the engine-hydraulic pump by connecting a starting device, pumping hydraulic fluid, which sets the free piston in motion, closing the exhaust valve, starting the working process in the working container, closing the inlet valve, the occurrence of gas pressure in the working container, the gas pressure on the free piston, the movement of the piston in the opposite direction, opening the exhaust and opening the inlet valve, the operation of which carried out using a camshaft.
  • the implementation of the start of the operation of the engine-hydraulic pump occurs with the help of an additional starting system, which has a complex configuration and requires a large amount of additional equipment. This greatly complicates the start and operation of the engine.
  • the operation of the engine does not depend on hydraulic mechanisms.
  • the method chosen for the prototype includes forced adjustment of the movement of the pistons and their synchronization throughout the entire operation of the engine. Such synchronization of the movement of the pistons is realized by the fact that the free pistons are connected in pairs by a hydraulic connection.
  • this method has a complex system for starting the engine and requires a system for regulating and synchronizing the movement of free pistons throughout the entire working cycle.
  • the invention is based on the task of simplifying the start-up of a free-piston engine-hydraulic pump and eliminating the process of regulating and synchronizing the movement of free pistons.
  • the task of the invention is solved by the method of operation of a free-piston engine-hydraulic pump, which is patented.
  • the method of operation of a free-piston engine-hydraulic pump, with at least one working tank with inlet and outlet valves through which air and exhaust gases flow, inlet and outlet hydraulic valves and a free piston includes starting the operation of the engine-hydraulic pump, pumping hydraulic fluid, which leads to the free piston is set in motion, the exhaust valve is closed, the working process is started in the working container, the inlet valve is closed, the gas pressure is generated in the working container, the gas pressure on the free piston, the piston moves in the opposite direction, the exhaust valve opens and the inlet valve opens.
  • the start of the operation of the engine-hydraulic pump is carried out by supplying to the working mechanisms of the hydraulic fluid under pressure in at least one storage tank and which, after performing the work, is pumped into the hydraulic part of the working tank. Moreover, the movement of the piston is carried out independently in each individual working container until the specified liquid level is reached, after which the outlet valve is closed.
  • the well-known free-piston engine-hydraulic pump (patent No. RU 173896 dated 09/18/2017) contains a working container with a free piston, which is rigidly connected by a rod to a plunger, which is placed in a working chamber with hydraulic fluid. At the same time, the free piston divides the working tank into two parts, one of which contains nozzles for fuel injection.
  • the well-known free-piston engine-hydraulic pump contains a pressure and discharge pipeline, as well as inlet and outlet valves, the axes of which are perpendicular to the longitudinal axis of the plunger.
  • such an engine has the complexity of the gas exchange process and a complex design.
  • a well-known other free-piston engine is a hydraulic pump (patent No. RU 2105174 dated February 20, 1998), containing a working container with two free pistons, a fuel supply device and a hydraulic part consisting of plungers associated with pistons that move in moving housings.
  • each free piston is equipped with inlet and outlet valves and a fuel feeder.
  • this free-piston engine-hydraulic pump the imperfect process of gas exchange has been eliminated.
  • the parallel arrangement of the two free pistons complicates the design of the engine.
  • the free pistons are kinematically connected and allow their relative movement with the plungers, and also have the possibility of not only reciprocating movement in the housings, but also the possibility of rotational movement around the axis.
  • This design significantly reduces the reliability of the engine and makes it difficult to synchronize the movement of the pistons.
  • the closest to the claimed versions of the free-piston engine-hydraulic pump is the well-known free-piston engine-hydraulic pump (patent UA 92483 dated 26.08.2014), which is selected as a prototype.
  • the free-piston engine-hydraulic pump contains working tanks with inlet and outlet valves through which air and exhaust gases flow, nozzles for fuel injection into the working tanks, free pistons with rods and plungers having a hydraulic synchronization mechanism, a system of hydraulic valves, cylinders for synchronizing the starting system, pipelines, a piston hydraulic pump with inlet and outlet valves through which fluid enters the high pressure line of the hydraulic machine.
  • the starting system of a well-known free-piston engine-hydraulic pump consists of a starter with elastic and gear couplings, a gear coupling lever with a drive gear, a crankshaft, a gas distribution drive gear, mechanisms and systems of a free-piston engine-hydraulic pump, pistons, plungers and sleeves.
  • the start of the engine selected for the prototype, depends entirely on the launch system, which has a complex configuration and contains a large number of components and mechanisms. This can lead to difficulties in the process of starting the engine.
  • the well-known engine is additionally equipped with a hydraulic system for synchronizing the movement of free pistons in the working tanks.
  • the invention is based on the task of creating a free-piston engine-hydraulic pump with simplified start-up and independent movement of free pistons.
  • a free-piston engine-hydraulic pump contains at least one working tank with inlet and outlet valves, a free piston, an injection and ignition system, inlet and outlet hydraulic valves, and a pipeline.
  • the proposed engine-hydraulic pump additionally contains at least one storage tank with hydraulic fluid, which is supplied under pressure to the working mechanisms, a gearbox, a shut-off control valve, a turbocharger, inlet and outlet air channels.
  • the free piston separates the working container into gas and hydraulic parts of variable volume
  • the exhaust valve contains a protrusion, a start contact, a control element and a pressure compensation device, which is connected by a channel to the working container.
  • a free-piston engine-hydraulic pump containing at least one working container with inlet and outlet valves, a free piston and inlet and outlet hydraulic valves, a pipeline.
  • the proposed free-piston engine - the hydraulic pump additionally contains at least one storage tank with hydraulic fluid, which is supplied under pressure to the working mechanisms, a gearbox, a shut-off and control valve, an air outlet channel and an air inlet channel, which is connected to a gas pressure source.
  • the working tank is equipped with sensors for monitoring the maximum and minimum liquid content, and the free piston divides the working tank into gas and hydraulic parts of a variable volume.
  • the intake and exhaust valves are equipped with an adjustment element.
  • the adjustment element is made in the form of an electromagnet.
  • the opening and closing of the exhaust valve depends on the operation of the sensors for monitoring the upper and lower position of the free piston, which trigger the electromagnets.
  • each piston in its working tank works independently and is not connected with the work of other pistons in other working tanks, therefore, the need for their regulation is eliminated.
  • the proposed variants of a free-piston engine-hydraulic pump allow the use of an unlimited number of working tanks, as well as the creation of modular engines with the possibility of increasing the power of an existing engine. Such an implementation is possible by adding additional working tanks and using a storage tank with a higher pressure.
  • both versions of the free-piston engine-hydraulic pump simplifies the process of gas exchange in the gas part of the working tank during operation. Also, due to the reduction in pressure, the hydraulic fluid fills the space under the piston again, raising the piston to the starting point, thus lubricating the walls of the working reservoir, which reduces the friction of the piston rings.
  • the working mechanisms can be connected to a second storage tank, which is a tank with a lower pressure than the pressure in the first storage tank, and which, in turn, is connected to the inlet of the working tank. After the pressure in the working tank is reduced, the hydraulic fluid from the second low pressure storage tank will fill the hydraulic part of the working tank. Or, if using more than one working tanks, the hydraulic fluid from the working mechanisms is sent to each working tank, which leads to the filling of the hydraulic part of those working tanks in which there is still no maximum filling and an open outlet valve.
  • both versions of the free-piston engine-hydraulic pump which are patented, thanks to the proposed design, have a simplified start-up of the working process and independent movement of the pistons, which do not require additional adjustment.
  • the moment of starting the engine does not depend on auxiliary factors and is repeated automatically at each specified maximum filling of the working tank with hydraulic fluid.
  • Figure 1 shows a schematic diagram of a free-piston engine-hydraulic pump with three working tanks and an exhaust valve, which is equipped with a protrusion, a start contact, a control element and a pressure compensation device, which is connected by a channel to the working tank.
  • Figure 2 shows a schematic diagram of a free-piston engine-hydraulic pump with one working tank containing sensors for controlling the maximum and minimum liquid content.
  • Free piston engine-hydraulic pump (see figure 1) consists of three working tanks 1, each of which has inlet 2 and outlet 3 valves, free piston 4, nozzle 5 for fuel injection and inlet 6 and outlet hydraulic 7 valves. Also a hydraulic motor contains a pipeline 8, one storage tank 9 with hydraulic fluid, which is connected by a pipeline 8 with working tanks 1, a working mechanism 10 made in the form of a hydraulic motor connected to the storage tank 9 through a gearbox 11 and a shut-off and control valve 12, a turbocharger 13. free piston 4 separates working tank 1 into gas and hydraulic parts.
  • the gas part contains a nozzle 5 for fuel injection, an ignition device 14, inlet 2 and outlet 3 valves.
  • the hydraulic part contains inlet 6 and outlet 7 hydraulic valves.
  • the exhaust valve 3 is equipped with a protrusion 15, which is located on the side of the gas part of the working container 1, as well as a control element 16, which is made in the form of a spring, a pressure compensation device 17, which is made in the form of a pneumatic cylinder and a start contact 18.
  • the pneumatic cylinder 17 is connected by channel 19 to the gas part of the working tank 1.
  • Turbocharger 13 is connected to the working tanks by inlet 20 and outlet 21 channels.
  • the hydraulic motor 10 is equipped with inlet 22 and outlet 23.
  • Free-piston engine-hydraulic pump (figure 1) works as follows. The operation of the engine-hydraulic pump is started due to the supply of hydraulic fluid under pressure in the storage tank 9, which is fed through the gearbox 11 and the shut-off and control valve 12 into the inlet 22 of the hydraulic motor 10, where the hydraulic energy of the fluid is converted into mechanical energy. Having transferred energy, the hydraulic fluid exits through the outlet 23 of the hydraulic motor 10 through the pipeline 8 to the inlet hydraulic valves 6 of the three working tanks 1. While the exhaust valve 3 is in the open position, the gases in the gas part of the working tank freely exit until the working fluid will not raise the piston 4 to a position in which the piston presses on the protrusion 15 of the exhaust valve 3, closing it.
  • graduation closing moment valve 3 depends on pushing free piston 4 protrusion 15 on the exhaust valve. This leads to the closing of the start contact 18 in the working tank 1, which has reached its maximum filling.
  • injector 5 fires, injecting fuel.
  • the ignition device 14 is activated, which is made in the form of a spark plug and ignites the fuel mixture.
  • the energy of the expanded gases affects the piston 4, which puts pressure on the hydraulic fluid. Hydraulic fluid through the outlet 7 hydraulic valve and pipeline 8 returns to the storage tank 9. Also, the pressure of the hydraulic fluid closes the inlet 6 hydraulic valve of the working tank 1, in which the start of the working process has been triggered and thus, the hydraulic fluid from the working mechanisms flows through the inlet 6 hydraulic valve only to unfilled working containers 1.
  • the resulting gas pressure closes the inlet valve 2 and outlet valve 3, which is also affected by the pressure of the pneumatic cylinder 17, which is connected through channel 19 to the gas part of the working container.
  • the channel 19 connecting the working container with the pneumatic cylinder 17 of the exhaust valve balances the pressure in such a way that the pressure force on the closed exhaust valve 3 from the working container is close to the pressure force of the pneumatic cylinder 17 on the valve from the outside.
  • the force of pressure on the exhaust valve 3 from the inside is partially balanced with the pressure on the valve 3 from the outside.
  • the control element 16 opens the exhaust valve 3 and the exhaust gases flow through the outlet channel 21 to the turbocharger 13, which pumps air through the inlet channel 20. This leads to the opening of the inlet valve 2 and to the blowing of the gas part in the working tanks 1, which have not yet reached the maximum filling.
  • the hydraulic fluid from the working mechanisms again fills the hydraulic part of the working tank 1 through the inlet hydraulic valve 6, raising the piston 4 to the trigger point.
  • each working container 1 is activated only when its hydraulic part is maximally filled with hydraulic fluid, regardless of other working containers.
  • the frequency of repetition of the cycle depends on the rate of consumption of hydraulic fluid by the working mechanisms from the storage tank 9 and the subsequent filling of all three working tanks 1.
  • the starting moment is automatically repeated at each specified maximum filling of the working tank 1 with hydraulic fluid, and each piston 4 in its separate working tank 1 works independently of the other pistons 4 in other working containers, so there is no need to synchronize them.
  • Free-piston engine-hydraulic pump (see figure 2) consists of one working tank 1 with inlet 2 and outlet 3 valves, each of which has a control element in the form of an electromagnet (not shown in figure 2), a free piston 4, a source of gas pressure 24, which is made in the form of a high pressure cylinder and inlet 6 and outlet 7 hydraulic valves.
  • the engine-hydraulic pump contains a pipeline 8, two storage tanks 9 with hydraulic fluid, one of which is a low pressure storage tank (shown on the left in figure 2), and the other is a high pressure storage tank (shown on the right in figure 2). Both storage tanks 9 are connected to the working tank 1 by a pipeline 8.
  • the motor-hydraulic pump contains a working mechanism 10, which is made in the form of a hydraulic motor, which is connected to the storage tank 9 through a gearbox 11 and a shut-off and control valve 12.
  • the hydraulic motor 10 is equipped with an inlet 22 and outlet 23 and is connected by a pipeline 8 with an inlet hydraulic valve 6 and a low-pressure tank 9.
  • the free piston 4 separates the working tank 1 into gas and hydraulic parts.
  • the gas part contains an inlet 2 and outlet 3 valve with a control element in the form of an electromagnet.
  • the hydraulic part contains inlet 6 and outlet 7 hydraulic valves.
  • the working container 1 contains the control sensor 25 of the upper position and the sensor 26 control of the lower position of the free piston.
  • Free piston engine-hydraulic pump (figure 2) works as follows. The operation of the engine-hydraulic pump is started due to the supply of hydraulic fluid under pressure in the low-pressure storage tank 9, which is supplied under pressure through the gearbox 11 and the shut-off and control valve 12 into the inlet 22 of the hydraulic motor 10, where the hydraulic energy of the fluid is converted into mechanical energy. Having transferred energy, the liquid exits through the outlet 23 through the pipeline 8 to the inlet hydraulic valve 6 of the working tank 1. While the outlet valve 3 is in the open position, the air in the gas part of the working tank freely exits until the hydraulic fluid raises free piston 4 to the required maximum level.
  • the control sensor 25 of the upper position of the piston 4 is triggered, which starts the electromagnet, which closes the outlet valve 3 and opens, for a certain time, the inlet valve 2.
  • Compressed air from the gas pressure source 24 enters the gas part of the working tank 1.
  • Compressed air exerts pressure on the free piston 4, which acts on the hydraulic fluid.
  • the liquid through the outlet hydraulic valve 7 and pipeline 8 enters the storage tank 9 high pressure.
  • the pressure of the hydraulic fluid closes the inlet 6 hydraulic valve of the working tank 1.
  • the hydraulic fluid coming from the hydraulic motor 10 through the pipeline 8 enters the low pressure storage tank 9.
  • the lower position control sensor 26 is activated, which starts the electromagnet and opens the exhaust valve 3 and the exhaust gases exit through the outlet channel 21. Due to the decrease in pressure in the working tank 1, the hydraulic fluid from the storage tank 9 low pressure fills the hydraulic part of the working tank 1 through the hydraulic inlet valve 6, again raising the piston 4 to the actuation point.
  • the frequency of repetition of the cycle depends on the rate of consumption of hydraulic fluid by the working mechanisms from the storage tank 9 of high pressure and the filling of the working tank 1.
  • the moment of starting the engine is automatically repeated for each specified maximum filling of the working tank 1 with hydraulic fluid.
  • the inventive engine operates as an air motor.
  • the proposed engine-hydraulic pump can be used as an external combustion engine.
  • the proposed distinctive features of two variants of a free-piston engine-hydraulic pump and the method of their operation greatly simplify engine start-up and eliminate the need for the process of regulating and synchronizing the movement of free pistons.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

At the centre of this group of inventions is a method for operating a free-piston engine/hydraulic pump with at least one working volume (1), according to which the engine is started by supplying to the working mechanisms, for example a hydraulic engine (10), a hydraulic fluid held under pressure in at least one reserve volume (9), after which the fluid is injected into a hydraulic part of the working volume (1) and a piston (4) moves independently in each working volume (1) until a set fluid level is reached, whereupon an exhaust valve (3) is closed and the hydraulic fluid is displaced back to the reserve volume (9) and subsequently supplied to the working mechanisms as the piston (4) moves in the reverse direction, the exhaust valve (3) being opened once a given minimum fluid content in the working volume is reached and when the pressure has decreased to a set level, after which the hydraulic fluid is again injected into the working volume (1) to the set maximum level and the cycle is repeated. Also disclosed are two free-piston engines/hydraulic pumps, one of which operates by igniting fuel in the upper part of a working volume (1), and the other of which operates by supplying gases to the upper part of a working volume (1), said gases being held under pressure in a gas pressurizing source (24).

Description

Способ работы свободнопоршневого двигателя-гидронасоса и свободнопоршневой двигатель-гидронасос (варианты) Method of operation of a free-piston engine-hydraulic pump and a free-piston engine-hydraulic pump (options)
Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в силовых установках транспортных средств, таких как катера, корабли, легковые и грузовые автомобили, автобусы, самолеты и прочее, а также в мобильных и стационарных устройствах, производящих энергию и/или осуществляющих работу (бензогенераторы, компрессоры, насосы и ДР-)-The invention relates to engine building and can be used in power plants of vehicles, such as boats, ships, cars and trucks, buses, aircraft, etc., as well as in mobile and stationary devices that produce energy and/or perform work (generators, compressors , pumps and DR-)-
Известный способ работы свободнопоршневого двигателя-гидронасоса (патент № RU 2379531 от 20.01.2010), согласно которому наполняют воздухом рабочую емкость, содержащую два противоположно движущихся поршня, осуществляют сжатие воздуха этими поршнями, после чего, впрыскивают топливо и происходит горение смеси с последующим её расширением. В известном способе перемещение поршней осуществляют смещенными между собой на определенный угол поворота коленчатого вала, а начало горения выполняют при определенном заданном положении поршней. Таким образом, данный способ имеет сложную систему регулирования и синхронизацию движения поршней. A well-known method of operation of a free-piston engine-hydraulic pump (patent No. RU 2379531 dated January 20, 2010), according to which a working container containing two oppositely moving pistons is filled with air, the air is compressed by these pistons, after which fuel is injected and the mixture burns with its subsequent expansion . In the known method, the movement of the pistons is carried out offset by a certain angle of rotation of the crankshaft, and the start of combustion is performed at a certain predetermined position of the pistons. Thus, this method has a complex system of regulation and synchronization of the movement of the pistons.
Важным условием надежного функционирования свободнопоршневого двигателя является синхронное движение поршней на протяжении всего рабочего цикла. An important condition for the reliable operation of a free-piston engine is the synchronous movement of the pistons throughout the entire operating cycle.
Известный способ работы свободнопоршневого двигателя-гидронасоса (П.А. Шелест "Безвальные генераторы газов", М.: Машгиз, 1960, с.302-305), согласно которому синхронизацию движения поршней реализуют механическим способом, таким как, рычажные или шестернева-рейковые механизмы. Эти механизмы соединяют поршни таким образом, что когда один из них движется в одну сторону в рабочей емкости, другой движется в противоположную. Основной недостаток механического способа синхронизации движения поршней является его сложность, наличие существенной массы синхронизатора и потери энергии на его привод, что отрицательно сказывается на мощности двигателя. A well-known method of operation of a free-piston engine-hydraulic pump (P.A. Shelest "Shaftless gas generators", M .: Mashgiz, 1960, p. 302-305), according to which the synchronization of piston movement is implemented mechanically, such as lever or gear-rack mechanisms. These mechanisms connect the pistons in such a way that when one of them moves in one direction in the working tank, the other moves in the opposite direction. The main disadvantage of the mechanical method of synchronizing the movement of the pistons is its complexity, the presence of a significant mass of the synchronizer and the loss of energy in its drive, which adversely affects the engine power.
Наиболее близким к заявленному способу является способ работы свободнопоршневого двигателя-гидронасоса (патент № UA 92483 от 26.08.2014), который выбран в качестве прототипа. Известный способ работы свободнопоршневого двигателя-гидронасоса, состоящего из четырех рабочих емкостей, каждая из которых содержит свободный поршень, впускной и выпускной клапаны, входной и выходной гидравлические клапаны, включает осуществление пуска работы двигателя-гидронасоса с помощью подключения пускового устройства, нагнетание гидравлической жидкости, которая приводит в движение свободный поршень, закрытие выпускного клапана, пуск рабочего процесса в рабочей емкости, закрытие впускного клапана, возникновение в рабочей емкости давления газов, давление газов на свободный поршень, осуществление движения поршня в обратном направлении, открытие выпускного и открытие впускного клапана, работа которых осуществляется с помощью распределительного вала. Closest to the claimed method is the method of operation of a free-piston engine-hydraulic pump (patent No. UA 92483 dated 26.08.2014), which is selected as a prototype. The known method of operation of a free-piston engine-hydraulic pump, consisting of four working tanks, each of which contains a free piston, inlet and outlet valves, inlet and outlet hydraulic valves, includes starting the operation of the engine-hydraulic pump by connecting a starting device, pumping hydraulic fluid, which sets the free piston in motion, closing the exhaust valve, starting the working process in the working container, closing the inlet valve, the occurrence of gas pressure in the working container, the gas pressure on the free piston, the movement of the piston in the opposite direction, opening the exhaust and opening the inlet valve, the operation of which carried out using a camshaft.
В известном способе осуществление пуска работы двигателя- гидронасоса происходит с помощью дополнительной пусковой системы, которая имеет сложную конфигурацию и требует большого количества дополнительного оборудования. Это значительно усложняет пуск и работу двигателя. При этом, работа двигателя не зависит от гидравлических механизмов. Кроме того, способ, выбранный за прототип, включает принудительную регулировку движения поршней и их синхронизацию на протяжении всей работы двигателя. Такая синхронизация движения поршней реализована путем того, что свободные поршни соединены попарно гидравлическим соединением. Таким образом, данный способ имеет сложную систему пуска работы двигателя и требует наличия системы регулирования и синхронизации движения свободных поршней в течение всего рабочего цикла. In the known method, the implementation of the start of the operation of the engine-hydraulic pump occurs with the help of an additional starting system, which has a complex configuration and requires a large amount of additional equipment. This greatly complicates the start and operation of the engine. At the same time, the operation of the engine does not depend on hydraulic mechanisms. In addition, the method chosen for the prototype includes forced adjustment of the movement of the pistons and their synchronization throughout the entire operation of the engine. Such synchronization of the movement of the pistons is realized by the fact that the free pistons are connected in pairs by a hydraulic connection. Thus, this method has a complex system for starting the engine and requires a system for regulating and synchronizing the movement of free pistons throughout the entire working cycle.
В основу изобретения поставлена задача упрощения пуска работы свободнопоршневого двигателя-гидронасоса и исключение процесса регулирования и синхронизации движения свободных поршней. The invention is based on the task of simplifying the start-up of a free-piston engine-hydraulic pump and eliminating the process of regulating and synchronizing the movement of free pistons.
Поставленная задача изобретения решена способом работы свободнопоршневого двигателя-гидронасоса, что патентуется. Способ работы свободнопоршневого двигателя-гидронасоса, как минимум с одной рабочей емкостью с впускным и выпускным клапанами, через которые перетекают воздух и отработанные газы, входным и выходным гидравлическими клапанами и свободным поршнем, включает осуществление пуска работы двигателя-гидронасоса, нагнетание гидравлической жидкости, которая приводит в движение свободный поршень, закрытие выпускного клапана, пуск рабочего процесса в рабочей емкости, закрытие впускного клапана, возникновение в рабочей емкости давления газов, давление газов на свободный поршень, осуществление движения поршня в обратном направлении, открытие выпускного и открытие впускного клапана. При этом, пуск работы двигателя-гидронасоса осуществляют путем подачи к рабочим механизмам гидравлической жидкости, находящейся под давлением в как минимум одной накопительной емкости и которую, после осуществления работы, нагнетают в гидравлическую часть рабочей емкости. Причем, движение поршня осуществляют независимо в каждой отдельной рабочей емкости до момента достижения заданного уровня жидкости, после достижения которого, закрывают выпускной клапан. Кроме этого, при движении поршня в обратном направлении, гидравлическую жидкость вытесняют обратно в накопительную емкость и подают к рабочим механизмам, а открытие выпускного клапана осуществляют после достижения определенного минимального содержания жидкости в рабочей емкости и в момент снижения давления до заданного уровня, что приводит к снижению давления в рабочей емкости и гидравлическую жидкость снова нагнетают в рабочую емкость до заданного максимального уровня и выполняют повторение цикла. The task of the invention is solved by the method of operation of a free-piston engine-hydraulic pump, which is patented. The method of operation of a free-piston engine-hydraulic pump, with at least one working tank with inlet and outlet valves through which air and exhaust gases flow, inlet and outlet hydraulic valves and a free piston, includes starting the operation of the engine-hydraulic pump, pumping hydraulic fluid, which leads to the free piston is set in motion, the exhaust valve is closed, the working process is started in the working container, the inlet valve is closed, the gas pressure is generated in the working container, the gas pressure on the free piston, the piston moves in the opposite direction, the exhaust valve opens and the inlet valve opens. At the same time, the start of the operation of the engine-hydraulic pump is carried out by supplying to the working mechanisms of the hydraulic fluid under pressure in at least one storage tank and which, after performing the work, is pumped into the hydraulic part of the working tank. Moreover, the movement of the piston is carried out independently in each individual working container until the specified liquid level is reached, after which the outlet valve is closed. In addition, when the piston moves in the opposite direction, the hydraulic fluid is forced back into the storage tank and fed to the working mechanisms, and the opening of the exhaust valve is carried out after reaching a certain minimum fluid content in the working tank and at the moment of pressure reduction to a predetermined level, which leads to a decrease in pressure in the working tank and the hydraulic fluid is again pumped into the working tank to a predetermined maximum level and the cycle is repeated.
Упрощение пуска работы двигателя, в способе, что патентуется, происходит за счет того, что пуск начинают благодаря наличию гидравлической жидкости в накопительной емкости, которая поступает в рабочие механизмы и приводит в движение свободный поршень, заполняет рабочую емкость до её максимального уровня, а при осуществлении рабочего процесса в рабочей емкости и с помощью последовательной регулировки работы впускного и выпускного клапанов, снова возвращается в накопительную емкость и цикл работы повторяется. Таким образом, запуск рабочего процесса в каждой отдельной рабочей емкости зависит от максимального заполнения гидравлической жидкостью этой емкости. Кроме того, в заявляемом способе, каждый поршень работает независимо в своей рабочей емкости и не связан с работой других поршней в других рабочих емкостях. Таким образом, в предлагаемом способе отпадает необходимость в регулировке и синхронизации движения поршней. The simplification of starting the engine, in the way that is being patented, occurs due to the fact that the start is started due to the presence of hydraulic fluid in the storage tank, which enters the working mechanisms and drives the free piston, fills the working tank to its maximum level, and in the implementation working process in the working tank and with the help of sequential adjustment of the operation of the inlet and outlet valves, returns to the storage tank again and the cycle of work is repeated. Thus, the start of the working process in each individual working tank depends on the maximum filling of this tank with hydraulic fluid. In addition, in the claimed method, each piston operates independently in its working capacity and is not associated with the operation of other pistons in other working capacities. Thus, in the proposed method, there is no need to adjust and synchronize the movement of the pistons.
Известный свободнопоршневой двигатель-гидронасос (патент № RU 173896 от 18.09.2017) содержит рабочую емкость со свободным поршнем, который жестко соединен штоком с плунжером, что размещен в рабочей камере с гидравлической жидкостью. При этом, свободный поршень разделяет рабочую емкость на две части, в одной из которых размещены форсунки для впрыска топлива. Кроме того, известный свободнопоршневой двигатель-гидронасос содержит напорный и нагнетательный трубопровод, а также впускной и выпускной клапаны, оси которых перпендикулярны продольной оси плунжера. Однако, такой двигатель имеет сложности процесса газообмена и сложную конструкцию. The well-known free-piston engine-hydraulic pump (patent No. RU 173896 dated 09/18/2017) contains a working container with a free piston, which is rigidly connected by a rod to a plunger, which is placed in a working chamber with hydraulic fluid. At the same time, the free piston divides the working tank into two parts, one of which contains nozzles for fuel injection. In addition, the well-known free-piston engine-hydraulic pump contains a pressure and discharge pipeline, as well as inlet and outlet valves, the axes of which are perpendicular to the longitudinal axis of the plunger. However, such an engine has the complexity of the gas exchange process and a complex design.
Известный другой свободнопоршневой двигатель -гидронасос (патент № RU 2105174 от 20.02.1998), содержащий рабочую емкость с двумя свободными поршнями, устройство для подачи топлива и гидравлическую часть, состоящую из плунжеров, связанных с поршнями, которые перемещаются в движущихся корпусах. Кроме того, каждый свободный поршень оснащенный входным и выходным клапанами и топливоподающим устройством. В данном свободнопоршневом двигателе-гидронасосе устранен несовершенный процесс газообмена. Однако, параллельное расположение двух свободных поршней усложняет конструкцию двигателя. Кроме того, в конструкции известного двигателя свободные поршни кинематически связаны и допускают их относительное движение с плунжерами, а также имеют возможность не только возвратно-поступательного перемещения в корпусах, но и возможность вращательного движения вокруг оси. Такое конструктивное исполнение значительно снижает надежность работы двигателя и затрудняет синхронизацию движения поршней. A well-known other free-piston engine is a hydraulic pump (patent No. RU 2105174 dated February 20, 1998), containing a working container with two free pistons, a fuel supply device and a hydraulic part consisting of plungers associated with pistons that move in moving housings. In addition, each free piston is equipped with inlet and outlet valves and a fuel feeder. In this free-piston engine-hydraulic pump, the imperfect process of gas exchange has been eliminated. However, the parallel arrangement of the two free pistons complicates the design of the engine. In addition, in the design of the known engine, the free pistons are kinematically connected and allow their relative movement with the plungers, and also have the possibility of not only reciprocating movement in the housings, but also the possibility of rotational movement around the axis. This design significantly reduces the reliability of the engine and makes it difficult to synchronize the movement of the pistons.
Наиболее близким к заявленным вариантам свободнопоршневого двигателя-гидронасоса является известный свободнопоршневой двигатель- гидронасос (патент UA 92483 от 26.08.2014), который выбран в качестве прототипа. Свободнопоршневой двигатель-гидронасос содержит рабочие емкости с впускными и выпускными клапанами, через которые перетекает воздух и отработанные газы, форсунки для впрыска топлива в рабочие емкости, свободные поршни со штоками и плунжерами, имеющие гидравлический механизм синхронизации, систему гидравлических клапанов, цилиндры синхронизации пусковой системы, трубопроводы, поршневой гидронасос с впускными и выпускными клапанами, через которые жидкость поступает в магистраль высокого давления гидравлической машины. Пусковая система известного свободнопоршневого двигателя-гидронасоса состоит из стартера с упругой и зубчатой муфтами, рычага соединения зубчатой муфты с приводной шестерней, коленчатого вала, шестерней привода газораспределения, механизмов и систем свободнопоршневого двигателя-гидронасоса, поршней, плунжеров и гильз. Таким образом, пуск работы двигателя, выбранного за прототип, полностью зависит от пусковой системы, которая имеет сложную конфигурацию и содержит большое количество узлов и механизмов. Это может приводить к сложностям в процессе пуска двигателя. Кроме того, известный двигатель дополнительно оборудован гидравлической системой синхронизации движения свободных поршней в рабочих емкостях. The closest to the claimed versions of the free-piston engine-hydraulic pump is the well-known free-piston engine-hydraulic pump (patent UA 92483 dated 26.08.2014), which is selected as a prototype. The free-piston engine-hydraulic pump contains working tanks with inlet and outlet valves through which air and exhaust gases flow, nozzles for fuel injection into the working tanks, free pistons with rods and plungers having a hydraulic synchronization mechanism, a system of hydraulic valves, cylinders for synchronizing the starting system, pipelines, a piston hydraulic pump with inlet and outlet valves through which fluid enters the high pressure line of the hydraulic machine. The starting system of a well-known free-piston engine-hydraulic pump consists of a starter with elastic and gear couplings, a gear coupling lever with a drive gear, a crankshaft, a gas distribution drive gear, mechanisms and systems of a free-piston engine-hydraulic pump, pistons, plungers and sleeves. Thus, the start of the engine, selected for the prototype, depends entirely on the launch system, which has a complex configuration and contains a large number of components and mechanisms. This can lead to difficulties in the process of starting the engine. In addition, the well-known engine is additionally equipped with a hydraulic system for synchronizing the movement of free pistons in the working tanks.
В основу изобретения поставлена задача создания свободнопоршневого двигателя-гидронасоса с упрощенным пуском работы и независимым движением свободных поршней. The invention is based on the task of creating a free-piston engine-hydraulic pump with simplified start-up and independent movement of free pistons.
Поставленная задача решена конструкцией первого варианта свободнопоршневого двигателя-гидронасоса, что патентуется. Свободнопоршневой двигатель-гидронасос содержит как минимум одну рабочую емкость с впускным и выпускным клапанами, свободным поршнем, системой впрыска и зажигания, входным и выходным гидравлическими клапанами, трубопровод. При этом, предлагаемый двигатель-гидронасос дополнительно содержит как минимум одну накопительную емкость с гидравлической жидкостью, которая под давлением поступает к рабочим механизмам, редуктор, запорно-регулирующий клапан, турбокомпрессор, входной и выходной воздушные каналы. Кроме этого, свободный поршень разделяет рабочую емкость на газовую и гидравлическую части переменного объема, а выпускной клапан содержит выступ, контакт пуска, элемент регулирования и устройство компенсации давления, которое соединено каналом с рабочей емкостью. The problem is solved by the design of the first version of the free-piston engine-hydraulic pump, which is patented. A free-piston engine-hydraulic pump contains at least one working tank with inlet and outlet valves, a free piston, an injection and ignition system, inlet and outlet hydraulic valves, and a pipeline. At the same time, the proposed engine-hydraulic pump additionally contains at least one storage tank with hydraulic fluid, which is supplied under pressure to the working mechanisms, a gearbox, a shut-off control valve, a turbocharger, inlet and outlet air channels. In addition, the free piston separates the working container into gas and hydraulic parts of variable volume, and the exhaust valve contains a protrusion, a start contact, a control element and a pressure compensation device, which is connected by a channel to the working container.
Другим вариантом достижения поставленной задачи изобретения является свободнопоршневой двигатель-гидронасос, содержащий как минимум одну рабочую емкость с впускным и выпускным клапанами, свободным поршнем и входным и выходным гидравлическими клапанами, трубопровод. При этом, предлагаемый свободнопоршневой двигатель- гидронасос дополнительно содержит как минимум одну накопительную емкость с гидравлической жидкостью, которая под давлением поступает к рабочим механизмам, редуктор, запорно-регулирующий клапан, выходной воздушный канал и входной воздушный канал, который соединен с источником давления газов. При этом, рабочая емкость оснащена датчиками контроля максимального и минимального содержания жидкости, а свободный поршень разделяет рабочую емкость на газовую и гидравлическую части изменяемого объема. Кроме этого, впускной и выпускной клапаны оснащены элементом регулировки. Another variant of achieving the stated objective of the invention is a free-piston engine-hydraulic pump containing at least one working container with inlet and outlet valves, a free piston and inlet and outlet hydraulic valves, a pipeline. At the same time, the proposed free-piston engine - the hydraulic pump additionally contains at least one storage tank with hydraulic fluid, which is supplied under pressure to the working mechanisms, a gearbox, a shut-off and control valve, an air outlet channel and an air inlet channel, which is connected to a gas pressure source. At the same time, the working tank is equipped with sensors for monitoring the maximum and minimum liquid content, and the free piston divides the working tank into gas and hydraulic parts of a variable volume. In addition, the intake and exhaust valves are equipped with an adjustment element.
В наилучшем исполнении второго варианта двигателя, элемент регулировки выполнен в виде электромагнита. В таком случае открытие и закрытие выпускного клапана зависит от срабатывания датчиков контроля верхнего и нижнего положения свободного поршня, которые запускают электромагниты. In the best performance of the second version of the engine, the adjustment element is made in the form of an electromagnet. In this case, the opening and closing of the exhaust valve depends on the operation of the sensors for monitoring the upper and lower position of the free piston, which trigger the electromagnets.
В обоих заявленных вариантах свободнопоршневого двигателя- гидронасоса благодаря наличию гидравлической жидкости, находящейся под давлением в накопительной емкости, приводятся в действие рабочие механизмы и начинается пуск работы двигателя. Разделение рабочей емкости свободным поршнем на две части изменяемого объема — газовую и гидравлическую, позволяет газовую часть в момент пуска продувать сжатым воздухом, а в то же время, гидравлическую часть рабочей емкости заполнять гидравлической жидкостью из накопительной емкости, поступающей от рабочих механизмов. Предлагаемая система выпускного и впускного клапанов, обоих вариантов двигателя, также работает в зависимости от уровня и давления гидравлической жидкости. После заполнения гидравлической части рабочей емкости жидкостью, движение свободного поршня происходит до момента достижения необходимого уровня жидкости в этой емкости. А после запуска рабочего процесса в рабочей емкости и возникновения давления газов в газовой части рабочей емкости, свободный поршень начинает давить на гидравлическую жидкость и вытеснять её обратно в накопительную емкость, откуда через редуктор и запорнорегулировочный клапан гидравлическая жидкость снова будет поступать к рабочим механизмам и цикл повторяется. Частота повторения цикла происходит автоматически и зависит от скорости заполнения отработанной жидкостью рабочих емкостей. В связи с этим, каждый поршень в своей рабочей емкости работает независимо и не связан с работой других поршней в других рабочих емкостях, поэтому исключается необходимость в их регулировании. In both claimed versions of the free-piston engine-hydraulic pump, due to the presence of hydraulic fluid under pressure in the storage tank, the working mechanisms are activated and the engine starts. The division of the working tank by a free piston into two parts of a variable volume - gas and hydraulic, allows the gas part to be blown with compressed air at the time of start-up, and at the same time, the hydraulic part of the working tank is filled with hydraulic fluid from the storage tank coming from the working mechanisms. The proposed system of exhaust and intake valves, both engine options, also works depending on the level and pressure of the hydraulic fluid. After filling the hydraulic part of the working tank with liquid, the movement of the free piston occurs until the required level of liquid in this tank is reached. And after starting the working process in the working tank and the occurrence of gas pressure in the gas part of the working tank, free the piston begins to put pressure on the hydraulic fluid and displace it back into the storage tank, from where the hydraulic fluid will again flow to the working mechanisms through the gearbox and shut-off valve and the cycle repeats. The frequency of repetition of the cycle occurs automatically and depends on the speed of filling the working containers with the waste liquid. In this regard, each piston in its working tank works independently and is not connected with the work of other pistons in other working tanks, therefore, the need for their regulation is eliminated.
Причем, предлагаемые варианты свободнопоршневого двигателя- гидронасоса позволяют использовать неограниченное количество рабочих емкостей, а также создавать модульные двигатели с возможностью увеличения мощности уже существующего двигателя. Такая реализация возможна за счет добавления дополнительных рабочих емкостей и применение накопительной емкости с более высоким давлением. Moreover, the proposed variants of a free-piston engine-hydraulic pump allow the use of an unlimited number of working tanks, as well as the creation of modular engines with the possibility of increasing the power of an existing engine. Such an implementation is possible by adding additional working tanks and using a storage tank with a higher pressure.
Кроме того, предложенная конструкция обоих вариантов свободнопоршневого двигателя-гидронасоса упрощает процесс газообмена в газовой части рабочей емкости во время работы. Также, благодаря снижению давления, гидравлическая жидкость снова заполняет пространство под поршнем, поднимая поршень до точки пуска, таким образом, смазывая стенки рабочей емкости, что снижает трение поршневых колец. In addition, the proposed design of both versions of the free-piston engine-hydraulic pump simplifies the process of gas exchange in the gas part of the working tank during operation. Also, due to the reduction in pressure, the hydraulic fluid fills the space under the piston again, raising the piston to the starting point, thus lubricating the walls of the working reservoir, which reduces the friction of the piston rings.
В случае использования в свободнопоршневом двигателе одной рабочей емкости, рабочие механизмы могут быть подключены ко второй накопительной емкости, которая является емкостью с более низким давлением, чем давление в первой накопительной емкости, и которая, в свою очередь, соединена с входным отверстием рабочей емкости. После снижения давления в рабочей емкости, гидравлическая жидкость из второй накопительной емкости с низким давлением будет заполнять гидравлическую часть рабочей емкости. Или, при использовании более одной рабочей емкости, гидравлическая жидкость от рабочих механизмов, направляется к каждой рабочей емкости, что приводит к заполнению гидравлической части тех рабочих емкостей, в которых еще нет максимального заполнения и открытый выпускной клапан. In the case of using one working tank in a free-piston engine, the working mechanisms can be connected to a second storage tank, which is a tank with a lower pressure than the pressure in the first storage tank, and which, in turn, is connected to the inlet of the working tank. After the pressure in the working tank is reduced, the hydraulic fluid from the second low pressure storage tank will fill the hydraulic part of the working tank. Or, if using more than one working tanks, the hydraulic fluid from the working mechanisms is sent to each working tank, which leads to the filling of the hydraulic part of those working tanks in which there is still no maximum filling and an open outlet valve.
Таким образом, оба варианта свободнопоршневого двигателя- гидронасоса, что патентуются, благодаря предложенному конструктивному исполнению имеют упрощенный пуск рабочего процесса и независимое движение поршней, которые не требуют дополнительной регулировки. Момент пуска двигателя не зависит от вспомогательных факторов и повторяется автоматически при каждом заданном максимальном наполнении рабочей емкости гидравлической жидкостью. Thus, both versions of the free-piston engine-hydraulic pump, which are patented, thanks to the proposed design, have a simplified start-up of the working process and independent movement of the pistons, which do not require additional adjustment. The moment of starting the engine does not depend on auxiliary factors and is repeated automatically at each specified maximum filling of the working tank with hydraulic fluid.
Техническая сущность изобретения представлена фигурами и примерами конкретного исполнения. Приведенные варианты свободнопоршневого двигателя-гидронасоса, их конструкция и принцип работы, также раскрывают и суть способа, который заявляется. The technical essence of the invention is represented by figures and examples of a specific implementation. The given variants of a free-piston engine-hydraulic pump, their design and principle of operation, also reveal the essence of the method that is claimed.
На фиг.1 представлена принципиальная схема свободнопоршневого двигателя-гидронасоса с тремя рабочими емкостями и выпускным клапаном, который оснащен выступом, контактом пуска, элементом регулирования и устройством компенсации давления, которое соединено каналом с рабочей емкостью. Figure 1 shows a schematic diagram of a free-piston engine-hydraulic pump with three working tanks and an exhaust valve, which is equipped with a protrusion, a start contact, a control element and a pressure compensation device, which is connected by a channel to the working tank.
На фиг.2 изображена принципиальная схема свободнопоршневого двигателя-гидронасоса с одной рабочей емкостью, содержащей датчики контроля максимального и минимального содержания жидкости. Figure 2 shows a schematic diagram of a free-piston engine-hydraulic pump with one working tank containing sensors for controlling the maximum and minimum liquid content.
Представленные примеры не должны рассматриваться как такие, что ограничивают изобретение. The examples presented are not to be construed as limiting the invention.
Свободнопоршневой двигатель-гидронасос (см. фиг.1) состоит из трех рабочих емкостей 1, каждая из которых имеет впускной 2 и выпускной 3 клапаны, свободный поршень 4, форсунку 5 для впрыска топлива и входной 6 и выходной гидравлический 7 клапаны. Также двигатель-гидронасос содержит трубопровод 8, одну накопительную емкость 9 с гидравлической жидкостью, которая соединена трубопроводом 8 с рабочими емкостями 1, рабочий механизм 10, выполненный в виде гидродвигателя, соединенного с накопительной емкостью 9 через редуктор 11 и запорно-регулировочный клапан 12, турбокомпрессор 13. При этом свободный поршень 4 разделяет рабочую емкость 1 на газовую и гидравлическую части. Газовая часть содержит форсунку 5 для впрыска топлива, устройство зажигания 14, впускной 2 и выпускной 3 клапана. Гидравлическая часть содержит входной 6 и выходной 7 гидравлические клапаны. Кроме того, выпускной клапан 3 оснащен выступом 15, который находится на стороне газовой части рабочей емкости 1, а также элементом регулирования 16, который выполнен в виде пружины, устройством компенсации давления 17, которое выполнено в виде пневмоцилиндра и контактом пуска 18. Причем, пневмоцилиндр 17 соединен каналом 19 с газовой частью рабочей емкости 1. Турбокомпрессор 13 соединен с рабочими емкостями входным 20 и выходным 21 каналами. Кроме этого, гидродвигатель 10 оснащен входным 22 и выходным отверстиями 23. Free piston engine-hydraulic pump (see figure 1) consists of three working tanks 1, each of which has inlet 2 and outlet 3 valves, free piston 4, nozzle 5 for fuel injection and inlet 6 and outlet hydraulic 7 valves. Also a hydraulic motor contains a pipeline 8, one storage tank 9 with hydraulic fluid, which is connected by a pipeline 8 with working tanks 1, a working mechanism 10 made in the form of a hydraulic motor connected to the storage tank 9 through a gearbox 11 and a shut-off and control valve 12, a turbocharger 13. free piston 4 separates working tank 1 into gas and hydraulic parts. The gas part contains a nozzle 5 for fuel injection, an ignition device 14, inlet 2 and outlet 3 valves. The hydraulic part contains inlet 6 and outlet 7 hydraulic valves. In addition, the exhaust valve 3 is equipped with a protrusion 15, which is located on the side of the gas part of the working container 1, as well as a control element 16, which is made in the form of a spring, a pressure compensation device 17, which is made in the form of a pneumatic cylinder and a start contact 18. Moreover, the pneumatic cylinder 17 is connected by channel 19 to the gas part of the working tank 1. Turbocharger 13 is connected to the working tanks by inlet 20 and outlet 21 channels. In addition, the hydraulic motor 10 is equipped with inlet 22 and outlet 23.
Свободнопоршневой двигатель-гидронасос (по фиг.1) работает следующим образом. Работу двигателя-гидронасоса начинают благодаря подаче гидравлической жидкости, находящейся под давлением в накопительной емкости 9, которая через редуктор 11 и запорно- регулирующий клапан 12 подается во входное отверстие 22 гидродвигателя 10, где гидравлическая энергия жидкости преобразуется в механическую энергию. Передав энергию, гидравлическая жидкость выходит через выходное отверстие 23 гидродвигателя 10 по трубопроводу 8 к входным гидравлическим клапанам 6 трех рабочих емкостей 1. Пока выпускной клапан 3 находится в открытом положении, газы, находящиеся в газовой части рабочей емкости, свободно выходят до тех пор, пока рабочая жидкость не поднимет поршень 4 в такое положение, при котором поршень давит на выступ 15 выпускного клапана 3, закрывая его. Момент закрытия выпускного клапана 3 зависит от толкания свободным поршнем 4 выступа 15 на выпускном клапане. Это приводит к замыканию контакта пуска 18 в той рабочей емкости 1, которая достигла своего максимального заполнения. При замыкании контакта пуска 18 срабатывает форсунка 5, впрыскивая топливо. После чего, срабатывает устройство зажигания 14, которое выполнено в виде свечи зажигания и зажигает топливную смесь. Энергия расширенных газов влияет на поршень 4, который оказывает давление на гидравлическую жидкость. Гидравлическая жидкость через выходной 7 гидравлический клапан и трубопровод 8 поступает обратно в накопительную емкость 9. Также давление гидравлической жидкости перекрывает входной 6 гидравлический клапан рабочей емкости 1, в которой сработал запуск рабочего процесса и таким образом, гидравлическая жидкость от рабочих механизмов поступает через входной 6 гидравлический клапан только в незаполненные рабочие емкости 1. Также, возникшее давление газов закрывает впускной 2 клапан и выпускной 3 клапан, на который также влияет давление пневмоцилиндра 17, который через канал 19 соединен с газовой частью рабочей емкости. Канал 19, соединяющий рабочую емкость с пневмоцилиндром 17 выпускного клапана, уравновешивает давление таким образом, что сила давления на закрытый выпускной клапан 3 из рабочей емкости приближена к силе давления пневмоцилиндра 17 на клапан с внешней стороны. Таким образом, сила давления на выпускной клапан 3 изнутри частично уравновешена с давлением на клапан 3 извне. Благодаря этому, когда уровень давления в рабочей емкости 1, в которой произошло зажигание (например, на фиг.1 в рабочей емкости 1, расположенной слева), снизиться до заданного уровня, элемент регулирования 16 открывает выпускной клапан 3 и отработанные газы поступают через выходной канал 21 к турбокомпрессору 13, который нагнетает воздух через входной канал 20. Это приводит к открытию входного клапана 2 и к продуванию газовой части в рабочих емкостях 1, которые еще не достигли максимального заполнения. Благодаря снижению давления в рабочей емкости 1 (расположенной слева на фиг.1), гидравлическая жидкость от рабочих механизмов снова заполняет гидравлическую часть рабочей емкости 1 через входной гидравлический 6 клапан, поднимая поршень 4 до точки срабатывания. Таким образом, каждая рабочая емкость 1 срабатывает только тогда, когда её гидравлическая часть максимально заполнена гидравлической жидкостью независимо от других рабочих емкостей. Частота повторения цикла зависит от скорости расходования гидравлической жидкости рабочими механизмами из накопительной емкости 9 и последующего заполнения всех трех рабочих емкостей 1. Момент пуска автоматически повторяется при каждом заданном максимальном наполнении рабочей емкости 1 гидравлической жидкостью, а каждый поршень 4 в своей отдельной рабочей емкости 1 работает независимо от других поршней 4 в других рабочих емкостях, поэтому отпадает необходимость в их синхронизации. Free-piston engine-hydraulic pump (figure 1) works as follows. The operation of the engine-hydraulic pump is started due to the supply of hydraulic fluid under pressure in the storage tank 9, which is fed through the gearbox 11 and the shut-off and control valve 12 into the inlet 22 of the hydraulic motor 10, where the hydraulic energy of the fluid is converted into mechanical energy. Having transferred energy, the hydraulic fluid exits through the outlet 23 of the hydraulic motor 10 through the pipeline 8 to the inlet hydraulic valves 6 of the three working tanks 1. While the exhaust valve 3 is in the open position, the gases in the gas part of the working tank freely exit until the working fluid will not raise the piston 4 to a position in which the piston presses on the protrusion 15 of the exhaust valve 3, closing it. graduation closing moment valve 3 depends on pushing free piston 4 protrusion 15 on the exhaust valve. This leads to the closing of the start contact 18 in the working tank 1, which has reached its maximum filling. When start contact 18 closes, injector 5 fires, injecting fuel. After that, the ignition device 14 is activated, which is made in the form of a spark plug and ignites the fuel mixture. The energy of the expanded gases affects the piston 4, which puts pressure on the hydraulic fluid. Hydraulic fluid through the outlet 7 hydraulic valve and pipeline 8 returns to the storage tank 9. Also, the pressure of the hydraulic fluid closes the inlet 6 hydraulic valve of the working tank 1, in which the start of the working process has been triggered and thus, the hydraulic fluid from the working mechanisms flows through the inlet 6 hydraulic valve only to unfilled working containers 1. Also, the resulting gas pressure closes the inlet valve 2 and outlet valve 3, which is also affected by the pressure of the pneumatic cylinder 17, which is connected through channel 19 to the gas part of the working container. The channel 19 connecting the working container with the pneumatic cylinder 17 of the exhaust valve balances the pressure in such a way that the pressure force on the closed exhaust valve 3 from the working container is close to the pressure force of the pneumatic cylinder 17 on the valve from the outside. Thus, the force of pressure on the exhaust valve 3 from the inside is partially balanced with the pressure on the valve 3 from the outside. Due to this, when the pressure level in the working tank 1, in which ignition occurred (for example, in figure 1 in the working tank 1 located on the left), drops to a predetermined level, the control element 16 opens the exhaust valve 3 and the exhaust gases flow through the outlet channel 21 to the turbocharger 13, which pumps air through the inlet channel 20. This leads to the opening of the inlet valve 2 and to the blowing of the gas part in the working tanks 1, which have not yet reached the maximum filling. By reducing the pressure in working tank 1 (located on the left in figure 1), the hydraulic fluid from the working mechanisms again fills the hydraulic part of the working tank 1 through the inlet hydraulic valve 6, raising the piston 4 to the trigger point. Thus, each working container 1 is activated only when its hydraulic part is maximally filled with hydraulic fluid, regardless of other working containers. The frequency of repetition of the cycle depends on the rate of consumption of hydraulic fluid by the working mechanisms from the storage tank 9 and the subsequent filling of all three working tanks 1. The starting moment is automatically repeated at each specified maximum filling of the working tank 1 with hydraulic fluid, and each piston 4 in its separate working tank 1 works independently of the other pistons 4 in other working containers, so there is no need to synchronize them.
Следует отметить, что при добавлении к предлагаемому двигателю- гидронасосу (см. фиг.1) дополнительных трубопроводов и гидрораспределителя (на фиг.1 не показаны), который подключен к рабочим емкостям 1, возможно реализовать и обратное действие. В таком случае, вращательное движение гидродвигателя 10 вызывает возвратно- поступательное движение свободного поршня 4 в рабочей емкости 1, приводя к сжатию воздуха в газовой части рабочей емкости. Это позволяет заявленному двигателю работать как пневматический насос высокого давления, что дает возможность рекуперации энергии при использовании, например, в автомобилях. It should be noted that when adding to the proposed engine-hydraulic pump (see figure 1) additional pipelines and a valve (not shown in figure 1), which is connected to the working tanks 1, it is possible to implement the reverse action. In such a case, the rotational movement of the hydraulic motor 10 causes the free piston 4 in the working vessel 1 to reciprocate, resulting in compression of the air in the gas part of the working vessel. This allows the inventive engine to operate as a high pressure pneumatic pump, which enables energy recovery when used, for example, in automobiles.
Свободнопоршневой двигатель-гидронасос (см. фиг.2) состоит из одной рабочей емкости 1 с впускным 2 и выпускным 3 клапанами, каждый из которых имеет элемент регулирования в виде электромагнита (на фиг.2 не показан), свободным поршнем 4, источником давления газов 24, который выполнен в виде баллона высокого давления и входным 6 и выходным 7 гидравлическими клапанами. Также двигатель-гидронасос содержит трубопровод 8, две накопительные емкости 9 с гидравлической жидкостью, одна из которых является накопительной емкостью низкого давления (изображена слева на фиг.2), а другая — накопительной емкостью высокого давления (изображена справа на фиг.2). Обе накопительные емкости 9 соединены с рабочей емкостью 1 трубопроводом 8. Причем, двигатель- гидронасос содержит рабочий механизм 10, который выполнен в виде гидродвигателя, который соединен с накопительной емкостью 9 через редуктор 11 и запорно-регулировочный клапан 12. Гидродвигатель 10 оснащен входным отверстием 22 и выходным 23 отверстием и соединен трубопроводом 8 с входным гидравлическим клапаном 6 и емкостью низкого давления 9. При этом, свободный поршень 4 разделяет рабочую емкость 1 на газовую и гидравлическую части. Газовая часть содержит впускной 2 и выпускной 3 клапан с элементом регулирования в виде электромагнита. Гидравлическая часть содержит входной 6 и выходной 7 гидравлические клапаны. Кроме того, рабочая емкость 1 содержит датчик контроля 25 верхнего положения и датчик 26 контроля нижнего положения свободного поршня. Free-piston engine-hydraulic pump (see figure 2) consists of one working tank 1 with inlet 2 and outlet 3 valves, each of which has a control element in the form of an electromagnet (not shown in figure 2), a free piston 4, a source of gas pressure 24, which is made in the form of a high pressure cylinder and inlet 6 and outlet 7 hydraulic valves. Also, the engine-hydraulic pump contains a pipeline 8, two storage tanks 9 with hydraulic fluid, one of which is a low pressure storage tank (shown on the left in figure 2), and the other is a high pressure storage tank (shown on the right in figure 2). Both storage tanks 9 are connected to the working tank 1 by a pipeline 8. Moreover, the motor-hydraulic pump contains a working mechanism 10, which is made in the form of a hydraulic motor, which is connected to the storage tank 9 through a gearbox 11 and a shut-off and control valve 12. The hydraulic motor 10 is equipped with an inlet 22 and outlet 23 and is connected by a pipeline 8 with an inlet hydraulic valve 6 and a low-pressure tank 9. In this case, the free piston 4 separates the working tank 1 into gas and hydraulic parts. The gas part contains an inlet 2 and outlet 3 valve with a control element in the form of an electromagnet. The hydraulic part contains inlet 6 and outlet 7 hydraulic valves. In addition, the working container 1 contains the control sensor 25 of the upper position and the sensor 26 control of the lower position of the free piston.
Свободнопоршневой двигатель -гидронасос (по фиг.2) работает следующим образом. Работу двигателя-гидронасоса начинают благодаря подаче гидравлической жидкости, находящейся под давлением в накопительной емкости 9 низкого давления, которая через редуктор 11 и запорно-регулировочный клапан 12 подается под давлением во входное отверстие 22 гидродвигателя 10, где гидравлическая энергия жидкости превращается в механическую энергию. Передав энергию, жидкость выходит через выходное отверстие 23 по трубопроводу 8 к входному гидравлическому клапану 6 рабочей емкости 1. Пока выпускной клапан 3 находится в открытом положении, воздух, находящийся в газовой части рабочей емкости свободно выходит до тех пор, пока гидравлическая жидкость не поднимет свободный поршень 4 до необходимого максимального уровня. В момент достижения заданного максимального уровня жидкости срабатывает датчик контроля 25 верхнего положения поршня 4, который запускает электромагнит, закрывающий выпускной клапан 3 и открывающий, на определенное время, впускной клапан 2. В газовую часть рабочей емкости 1 поступает сжатый воздух от источника давления газов 24. Сжатый воздух действует давлением на свободный поршень 4, который воздействует на гидравлическую жидкость. Жидкость через выходной гидравлический клапан 7 и трубопровод 8 поступает в накопительную емкость 9 высокого давления. Также, давление гидравлической жидкости перекрывает входной 6 гидравлический клапан рабочей емкости 1. Таким образом, гидравлическая жидкость, поступающая от гидродвигателя 10 по трубопроводу 8, попадает в накопительную емкость 9 низкого давления. В момент, когда свободный поршень 4 достигает необходимого заданного нижнего уровня, срабатывает датчик контроля 26 нижнего положения, который запускает электромагнит и открывает выпускной клапан 3 и отработанные газы выходят через выходной канал 21. Благодаря снижению давления в рабочей емкости 1, гидравлическая жидкость с накопительной емкости 9 низкого давления заполняет гидравлическую часть рабочей емкости 1 через входной гидравлический клапан 6, снова поднимая поршень 4 до точки срабатывания. Частота повторения цикла зависит от скорости расходования гидравлической жидкости рабочими механизмами из накопительной емкости 9 высокого давления и заполнения рабочей емкости 1. Момент пуска работы двигателя автоматически повторяется при каждом заданном максимальном наполнении рабочей емкости 1 гидравлической жидкостью. В этом случае, заявляемый двигатель работает как пневмодвигатель. Free piston engine-hydraulic pump (figure 2) works as follows. The operation of the engine-hydraulic pump is started due to the supply of hydraulic fluid under pressure in the low-pressure storage tank 9, which is supplied under pressure through the gearbox 11 and the shut-off and control valve 12 into the inlet 22 of the hydraulic motor 10, where the hydraulic energy of the fluid is converted into mechanical energy. Having transferred energy, the liquid exits through the outlet 23 through the pipeline 8 to the inlet hydraulic valve 6 of the working tank 1. While the outlet valve 3 is in the open position, the air in the gas part of the working tank freely exits until the hydraulic fluid raises free piston 4 to the required maximum level. At the moment the predetermined maximum liquid level is reached, the control sensor 25 of the upper position of the piston 4 is triggered, which starts the electromagnet, which closes the outlet valve 3 and opens, for a certain time, the inlet valve 2. Compressed air from the gas pressure source 24 enters the gas part of the working tank 1. Compressed air exerts pressure on the free piston 4, which acts on the hydraulic fluid. The liquid through the outlet hydraulic valve 7 and pipeline 8 enters the storage tank 9 high pressure. Also, the pressure of the hydraulic fluid closes the inlet 6 hydraulic valve of the working tank 1. Thus, the hydraulic fluid coming from the hydraulic motor 10 through the pipeline 8 enters the low pressure storage tank 9. At the moment when the free piston 4 reaches the required predetermined lower level, the lower position control sensor 26 is activated, which starts the electromagnet and opens the exhaust valve 3 and the exhaust gases exit through the outlet channel 21. Due to the decrease in pressure in the working tank 1, the hydraulic fluid from the storage tank 9 low pressure fills the hydraulic part of the working tank 1 through the hydraulic inlet valve 6, again raising the piston 4 to the actuation point. The frequency of repetition of the cycle depends on the rate of consumption of hydraulic fluid by the working mechanisms from the storage tank 9 of high pressure and the filling of the working tank 1. The moment of starting the engine is automatically repeated for each specified maximum filling of the working tank 1 with hydraulic fluid. In this case, the inventive engine operates as an air motor.
Если вместо сжатого воздуха в газовую часть рабочей емкости 1 подавать разогретый пар, то предложенный двигатель-гидронасос можно использовать как двигатель внешнего сгорания. Таким образом, предложенные отличительные особенности двух вариантов свободнопоршневого двигателя-гидронасоса и способа их работы значительно упрощают пуск двигателя и устраняют необходимость процесса регулирования и синхронизации движения свободных поршней. If, instead of compressed air, heated steam is supplied to the gas part of the working tank 1, then the proposed engine-hydraulic pump can be used as an external combustion engine. Thus, the proposed distinctive features of two variants of a free-piston engine-hydraulic pump and the method of their operation greatly simplify engine start-up and eliminate the need for the process of regulating and synchronizing the movement of free pistons.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Способ работы свободнопоршневого двигателя-гидронасоса, как минимум с одной рабочей емкостью с впускным и выпускным клапанами, через которые перетекают воздух и отработанные газы, входным и выходным гидравлическими клапанами и свободным поршнем, включает осуществление пуска работы двигателя-гидронасоса, нагнетание гидравлической жидкости, которая приводит в движение свободный поршень, закрытие выпускного клапана, пуск рабочего процесса в рабочей емкости, закрытие впускного клапана, возникновение в рабочей емкости давления газов, давление газов на свободный поршень, осуществление движения поршня в обратном направлении, открытие выпускного и открытие впускного клапана, отличающийся тем, что пуск работы двигателя-гидронасоса осуществляют путем подачи к рабочим механизмам гидравлической жидкости, которая находится под давлением как минимум в одной накопительной емкости и которую, после осуществления работы, нагнетают в гидравлическую часть рабочей емкости, при этом движение поршня осуществляют независимо в каждой отдельной рабочей емкости до момента достижения заданного уровня жидкости, после достижения которого, закрывают выпускной клапан, кроме этого, при движении поршня в обратном направлении, гидравлическую жидкость вытесняют обратно в накопительную емкость и подают в рабочие механизмы, а открытие выпускного клапана осуществляют после достижения определенного минимального содержания жидкости в рабочей емкости и в момент снижения давления до заданного уровня, что приводит к снижению давления в рабочей емкости й гидравлическую жидкость снова нагнетают в рабочую емкость до заданного максимального уровня и выполняют повторение цикла. 1. The method of operation of a free-piston engine-hydraulic pump, with at least one working tank with inlet and outlet valves through which air and exhaust gases flow, inlet and outlet hydraulic valves and a free piston, includes starting the operation of the engine-hydraulic pump, pumping hydraulic fluid, which sets the free piston in motion, closing the exhaust valve, starting the working process in the working container, closing the inlet valve, the occurrence of gas pressure in the working container, the pressure of the gases on the free piston, the movement of the piston in the opposite direction, opening the exhaust and opening the inlet valve, which differs by the fact that the start of the operation of the engine-hydraulic pump is carried out by supplying to the working mechanisms of hydraulic fluid, which is under pressure in at least one storage tank and which, after performing work, is injected into the hydraulic part of the working tank, while the movement of the piston is carried out independently in each individual of the working tank until the specified liquid level is reached, after which the exhaust valve is closed, in addition, when the piston moves in the opposite direction, the hydraulic fluid is forced back into the storage tank and fed into the working mechanisms, and the exhaust valve is opened after reaching a certain minimum content liquid in the working tank and at the moment the pressure drops to a predetermined level, which leads to a decrease in pressure in the working tank, and the hydraulic fluid is again pumped into the working tank to a predetermined maximum level and the cycle is repeated.
2. Свободнопоршневой двигатель-гидронасос, содержащий по меньшей мере одну рабочую емкость с впускным и выпускным клапанами, свободным поршнем, системой впрыска и зажигания, входным и выходным гидравлическими клапанами, трубопровод, отличающийся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере одну накопительную емкость с гидравлической жидкостью, которая под давлением поступает к рабочим механизмам, редуктор, запорно-регулирующий клапан, турбокомпрессор, входной и выходной воздушные каналы, кроме этого, свободный поршень разделяет рабочую емкость на газовую и гидравлическую части изменяемого объема, а выпускной клапан содержит выступ, контакт пуска, элемент регулирования и устройство компенсации давления, которое соединено каналом с рабочей емкостью. 2. Free-piston engine-hydraulic pump, containing at least one working tank with inlet and outlet valves, free piston, injection and ignition system, inlet and outlet hydraulic valves, a pipeline, characterized in that it additionally contains at least one storage tank with hydraulic fluid, which is supplied under pressure to the working mechanisms, a gearbox, a shut-off and control valve, a turbocharger, inlet and outlet air channels, in addition, a free piston separates the working tank into the gas and hydraulic parts of the variable volume, and the outlet valve contains a protrusion, a start contact, a control element and a pressure compensation device, which is connected by a channel to the working tank.
3. Свободнопоршневой двигатель-гидронасос, содержащий по меньшей мере одну рабочую емкость с впускным и выпускным клапанами, свободным поршнем и входным и выходным гидравлическими клапанами, трубопровод, отличающийся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере одну накопительную емкость с гидравлической жидкостью, которая под давлением поступает к рабочим механизмам, редуктор, запорно-регулирующий клапан, выходной воздушный канал и входной воздушный канал, который соединен с источником давления газов, причем рабочая емкость оснащена датчиками контроля максимального и минимального содержания жидкости, а свободный поршень разделяет рабочую емкость на газовую и гидравлическую части изменяемого объема, кроме этого, впускной и выпускной клапаны оснащены элементами регулировки. 3. A free-piston engine-hydraulic pump containing at least one working tank with inlet and outlet valves, a free piston and inlet and outlet hydraulic valves, a pipeline, characterized in that it additionally contains at least one storage tank with hydraulic fluid, which is under pressure comes to the working mechanisms, a gearbox, a shut-off and control valve, an outlet air channel and an inlet air channel, which is connected to a source of gas pressure, and the working tank is equipped with sensors for monitoring the maximum and minimum liquid content, and the free piston separates the working tank into gas and hydraulic parts variable volume, in addition, the inlet and outlet valves are equipped with adjustment elements.
PCT/UA2022/000013 2021-11-01 2022-03-24 Free-piston engine/hydraulic pump operating method and free-piston engine/hydraulic pump (embodiments) WO2023075737A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA202106125 2021-11-01
UAA202106125 2021-11-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023075737A1 true WO2023075737A1 (en) 2023-05-04

Family

ID=85724874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2022/000013 WO2023075737A1 (en) 2021-11-01 2022-03-24 Free-piston engine/hydraulic pump operating method and free-piston engine/hydraulic pump (embodiments)

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023075737A1 (en)

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3119230A (en) * 1961-05-10 1964-01-28 Kosoff Harold Free piston engine system
US3560115A (en) * 1968-11-04 1971-02-02 Eric A Salo Three element combined energy cycle
GB1511423A (en) * 1975-03-30 1978-05-17 Technion Res & Dev Foundation Hydrostatic transmission system
US4205638A (en) * 1977-11-18 1980-06-03 Giovanni Vlacancinch Fluid power supply system
FR2585769A1 (en) * 1985-08-01 1987-02-06 Malherbe Andre Device for the continuous production of mechanical energy by pyrotechnical means
JPH07279683A (en) * 1994-04-13 1995-10-27 Zenichi Tabuchi Crankless engine
RU2050449C1 (en) * 1990-10-19 1995-12-20 Сампауэр Ой Device for starting free-piston engine by hydraulic system
RU2105174C1 (en) 1996-04-09 1998-02-20 Воронежский государственный аграрный университет им.К.Д.Глинки Free-piston two-stroke engine-hydraulic pump and method of its adjustment
DE102007029347A1 (en) * 2006-07-22 2008-06-05 Jeuken, Dieter Otto-cycle or diesel internal combustion engine, e.g. for vehicle has each cylinder with cylinder head at other side of cylinder wall
CN100419214C (en) * 2006-12-29 2008-09-17 清华大学深圳研究生院 Single piston monopropellant hydraulic free piston engine
CN101372913A (en) * 2007-08-21 2009-02-25 清华大学深圳研究生院 Double group component hydraulic free-piston engine
RU2379531C1 (en) 2008-05-12 2010-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого Opposed-piston two-shaft ice and method of its operation
UA92483C2 (en) 2005-03-29 2010-11-10 Бритиш Американ Тобакко (Инвестментс) Лимитед Porous carbon material (variants), smoke filter, comprising such material, and smoking article (variants)
UA92483U (en) * 2013-12-02 2014-08-26 Андрей Федорович Головчук Free-piston engine -hydraulic pump
RU173896U1 (en) 2016-10-10 2017-09-18 Владимир Алексеевич Попов Free-piston two-stroke hydraulic pump engine

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3119230A (en) * 1961-05-10 1964-01-28 Kosoff Harold Free piston engine system
US3560115A (en) * 1968-11-04 1971-02-02 Eric A Salo Three element combined energy cycle
GB1511423A (en) * 1975-03-30 1978-05-17 Technion Res & Dev Foundation Hydrostatic transmission system
US4205638A (en) * 1977-11-18 1980-06-03 Giovanni Vlacancinch Fluid power supply system
FR2585769A1 (en) * 1985-08-01 1987-02-06 Malherbe Andre Device for the continuous production of mechanical energy by pyrotechnical means
RU2050449C1 (en) * 1990-10-19 1995-12-20 Сампауэр Ой Device for starting free-piston engine by hydraulic system
JPH07279683A (en) * 1994-04-13 1995-10-27 Zenichi Tabuchi Crankless engine
RU2105174C1 (en) 1996-04-09 1998-02-20 Воронежский государственный аграрный университет им.К.Д.Глинки Free-piston two-stroke engine-hydraulic pump and method of its adjustment
UA92483C2 (en) 2005-03-29 2010-11-10 Бритиш Американ Тобакко (Инвестментс) Лимитед Porous carbon material (variants), smoke filter, comprising such material, and smoking article (variants)
DE102007029347A1 (en) * 2006-07-22 2008-06-05 Jeuken, Dieter Otto-cycle or diesel internal combustion engine, e.g. for vehicle has each cylinder with cylinder head at other side of cylinder wall
CN100419214C (en) * 2006-12-29 2008-09-17 清华大学深圳研究生院 Single piston monopropellant hydraulic free piston engine
CN101372913A (en) * 2007-08-21 2009-02-25 清华大学深圳研究生院 Double group component hydraulic free-piston engine
RU2379531C1 (en) 2008-05-12 2010-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого Opposed-piston two-shaft ice and method of its operation
UA92483U (en) * 2013-12-02 2014-08-26 Андрей Федорович Головчук Free-piston engine -hydraulic pump
RU173896U1 (en) 2016-10-10 2017-09-18 Владимир Алексеевич Попов Free-piston two-stroke hydraulic pump engine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
P.A. SHELEST: "Bezvalnyye generatory gasov", M..: MASHGIZ, 1960, pages 302 - 305

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1423611B1 (en) Fully-controlled, free-piston engine
US2168828A (en) Starting means for free piston motor compressors
EP2547884A1 (en) Split-cycle air-hybrid engine with air tank valve
WO2010129872A1 (en) Air supply for components of a split-cycle engine
AU2002341552A1 (en) Fully-controlled, free-piston engine
WO2012050541A1 (en) Internal combustion engine
JP6650003B2 (en) Large 2-stroke compression ignition internal combustion engine with dual fuel system
US4149370A (en) Self starting internal combustion engine with means for changing the expansion ratio
CN1867759B (en) Hybrid two cycle engine, compressor and pump, and method of operation
US4087205A (en) Free-piston engine-pump unit
WO2023075737A1 (en) Free-piston engine/hydraulic pump operating method and free-piston engine/hydraulic pump (embodiments)
US6405709B1 (en) Cyclic pressurization including plural pressurization units interconnected for energy storage and recovery
US5095881A (en) Cylinder injection type internal combustion engine
JP2002508047A (en) Direct fuel injection pump for spark ignition engine and injection system having the same
SU1567804A1 (en) Combined diesel gas-turbine plant
US2928584A (en) Engine compressor
US2463051A (en) Starting device for free piston engines
US2803234A (en) Liquid fuel injection systems for internal combustion engines
RU2511952C1 (en) Gas turbine engine with free-piston gas generator
RU2115023C1 (en) Free-piston gas engine-compressor
SU1314137A1 (en) Internal combustion engine
US3038298A (en) Installations comprising at least one free piston gas-generator and a machine driven by the power gas produced by said gas-generator
US1005680A (en) Explosion cycle and motor of atmospheric type.
SU1740726A1 (en) Free-piston internal combustion engine with hydraulic power transmission
RU2413874C2 (en) Motor-compressor and its operating method

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22871175

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022871175

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022871175

Country of ref document: EP

Effective date: 20240603