Поршневой пневмодвигатель

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к поршневым машинам и может быть использовано в качестве силовой установки для транспортных средств, а также для силового привода машин и механизмов.

Известен поршневой пневмодвигатель (патент RU №154841 опубл. 10.09.2015), включающий цилиндр с выхлопными окнами, впускной клапан, поршень, связанный с кривошипно-шатунным механизмом, коленчатый вал, ресивер, который посредством газового редуктора связан с баллоном высокого давления или с магистралью высокого давления.

Редуктор снижает давление на входе до необходимого рабочего давления и поддерживает это давление постоянным, но не повышает энергетическую эффективность.

За прототип принят поршневой двигатель, известный из патента RU №2619516, опубл. 16.05.2017. Он содержит блок цилиндров, один цилиндр нагнетательный, другой - расширительный, коленчатый вал, ресивер, баллон высокого давления и редукционный клапан. Сжатый воздух из баллона высокого давления поступает в ресивер. С помощью редукционного клапана там поддерживается избыточное давление. Из ресивера сжатый воздух поступает в расширительный цилиндр, приводя в действие поршень и создавая крутящий момент на коленчатом валу. Основная часть момента расходуется на привод транспортного средства, а другая часть на приведение в действие поршня нагнетательного цилиндра, обеспечивая сжатие и перемещение атмосферного воздуха в ресивер. Сжатый и нагретый в нагнетательном цилиндре воздух, смешивается в ресивере с воздухом из баллона высокого давления, повышая энергетическую эффективность.

В указанном двигателе эффективно используется рабочее тело, в ресивер нагнетается сжатый и нагретый в нагнетательном цилиндре атмосферный воздух, что повышает энергетическую эффективность, но часть полученной полезной мощности используется на нагнетание и сжатие воздуха в нагнетательном цилиндре.

Технический результат направлен на повышение энергетической эффективности, экономичности использования рабочего тела двигателя.

Технический результат достигается тем, что поршневой пневмодвигатель содержит баллон высокого давления, по крайней мере, один рабочий цилиндр с впускным и выпускным клапанами, шатунно-поршневую группу, коленчатый вал, систему трубопроводов. Согласно изобретению баллон высокого давления через кран соединен с эжектором, который, в свою очередь, соединен с рабочим цилиндром.

На чертеже показана схема предложенного поршневого пневмодвигателя.

Поршневой пневмодвигатель содержит рабочие цилиндры 1 с впускными 2 и выпускными 3 клапанами, поршни 4, связанные с коленчатым валом 5 через шатуны 6. Баллон высокого давления 7 через регулировочный кран 8 и эжектор 9 соединен трубопроводом 10 с цилиндрами 1.

Работает пневмодвигатель следующим образом. Сжатый воздух из баллона 7 по трубопроводу 10 поступает в эжектор 9, вовлекая за собой воздух из атмосферы. Подача сжатого воздуха из баллона 7 регулируется краном 8. Атмосферный воздух, смешиваясь со сжатым воздухом из баллона 7 в камере смешивания эжектора 9, сжимается, а также нагревает и снижает давление сжатого воздуха до необходимого рабочего давления, увеличивая при этом объем рабочего тела. Далее по трубопроводу 10 рабочее тело поступает через впускные клапаны 2 в цилиндры 1, создавая крутящий момент на коленчатом валу 5. Отработавшее рабочее тело выходит через выпускные клапаны 3.

Предлагаемый пневмодвигатель позволяет повысить энергетическую эффективность и уменьшить удельный расход рабочего тела из баллона со сжатым воздухом на единицу вырабатываемой мощности.