Результат интеллектуальной деятельности: Способ охлаждения поршней, штоков и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания насосом с электроприводом

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ближайший аналог заявленного изобретения патент РФ 2427718 «Способ охлаждения поршней двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей».

Реферат патента РФ 2427718 «Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ охлаждения поршней двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей, включающий общую внешнюю камеру сгорания, электрогенератор с оппозитным движением якорей, две расширительные машины, приводящие в оппозитное движение якоря электрогенератора, и систему управления, шток и соединенные с ним поршни каждой расширительной машины охлаждаются протекающим в полости, ограниченной внутренней поверхностью штока, внешней и внутренней поверхностью установленной внутри этой полости трубы, хладагентом, для чего при движении поршней из точек крайнего схождения поршней в точки крайнего расхождения хладагент продавливается через радиатор, отдающий тепло хладагента внешней среде, и поступает в пневмоаккумулятор, а при движении поршней из точек крайнего расхождения в точки крайнего схождения хладагент из аккумулятора поступает в ту же полость, ограниченную внутренней поверхностью штоков, внешней и внутренней поверхностью трубы. Изобретение обеспечивает улучшение охлаждения поршней энергомодуля».

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель изобретения - исключить потери охлаждающей жидкости при охлаждении поршней и штоков однотактного двигателя с внешней камерой сгорания насосом с электроприводом.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сущность изобретения поясняется описанием принципа действия однотактного двигателя с внешней камерой сгорания - далее однотактный двигатель. Действует он следующим образом. При пуске двигателя система управления (см. фигуру) подает во внешнюю камеру сгорания 1 форсункой 2 дозу топлива и воспламеняет его свечой зажигания 3. Топливо горит, и, если поршневая группа однотактного двигателя в составе поршней 4 и 5 находится в положении, как показано на фигуре, то продукты сгорания из внешней камеры сгорания 1 по каналу 6 через открытый клапан 7 поступают в нижнюю рабочую полость поршня 4. Под их воздействием поршень 4, штоки 8, 9 и поршень 5 начинают движение вверх. Так как нижняя площадь поверхности поршня 4 больше его верхней площади поверхности на разность площадей поперечного сечения штоков 8 и 9, то давление сжимаемого в верхней, компрессорной, полости поршня 4 воздуха больше давления продуктов сгорания в его нижней полости. Поэтому воздух из верхней, компрессорной, полости поршня 4 через обратный клапан 10 поступает во внешнюю камеру сгорания 1, поддерживая в ней процесс горения подаваемого форсункой 2 топлива. В нижнюю, компрессорную, полость поршня 5 через обратный клапан 11 засасывается воздух из атмосферы, а из верхней полости поршня 5 воздух (в дальнейшем отработавшие продукты сгорания) через клапан 12 выбрасываются в атмосферу. Таким образом, энергия продуктов сгорания через шток 9 и шатун 13 передается коленвалу 14. По прибытии поршней 4 и 5 в верхнюю мертвую точку движения система управления переводит клапаны 7 и клапан 12 в закрытое, а клапан 15 и клапан 16 в открытое положение. Теперь продукты сгорания из внешней камеры сгорания 1 по каналу 17 через клапан 15 поступают в верхнюю полость поршня 5. Поршни 4 и 5 начинают движение вниз, и коленвал двигателя 14 продолжает вращение в прежнем направлении. Сжимаемый в нижней, компрессорной, полости поршня 5 воздух через обратный клапан 18 поступает во внешнюю камеру сгорания 1, обеспечивая горение подаваемого форсункой 2 топлива. В верхнюю, компрессорную, полость поршня 4 через обратный клапан 19 засасывается воздух из атмосферы, а из его нижней полости отработавшие продукты сгорания через клапан 16 выбрасываются в атмосферу. В дальнейшем система управления, переводя клапаны 7, 12, 15, 16 из одного положения в другое, обеспечивает вращение коленвала однотактного двигателя в одном направлении. Клапаны 20, 21, 22 служат для обеспечения рециркуляции выхлопных газов (патент 2538231), реверсирования вращения коленчатого вала (патент 2538429) и оптимизации процесса расширения продуктов сгорания в цилиндре однотактного двигателя (патент 2543908).

Охлаждение поршневых групп однотактного двигателя с внешней камерой сгорания насосом с электроприводом осуществляется следующим образом. При повышении температуры поршневой группы в составе поршней 4, 5 и штоков 8, 9 выше оптимальной система управления подает напряжение на электродвигатель привода насоса 23. Электродвигатель привода насоса 23 приводит во вращение насос охлаждающей жидкости 24 и вентилятор 25. Воздух для обдува вентилятора 25 поступает из атмосферы по каналу 26. Насос охлаждающей жидкости 24 прокачивает охлаждающую жидкость по двум маршрутам. Один маршрут: насос охлаждающей жидкости 24, осевой канал охлаждающей жидкости поршневой группы 27, канал 28, радиатор 29 и снова насос охлаждающей жидкости 24. Другой маршрут: насос охлаждающей жидкости 24, канал 30, полость 31 между цилиндром двигателя 32 и рубашкой цилиндра двигателя 33, канал 28, радиатор 29. Радиатор 29 обдувается вентилятором 25. Направление потока воздуха от вентилятора 25 к радиатору 29 показано стрелками. В результате тепло от поршневой группы и цилиндра двигателя через радиатор 29 выбрасывается в атмосферу. Система управления датчиком температуры охлаждающей жидкости 34 контролирует температуру охлаждающей жидкости. При понижении температуры охлаждающей жидкости, поршней, штоков и цилиндра двигателя система управления выключает насос охлаждающей жидкости 24. Циркуляция охлаждающей жидкости прекращается, и температура охлаждающей жидкости, поршней, штоков и цилиндра двигателя повышается. Термостаты 35, 36 служат для управления температурой соответственно поршневой группы и цилиндра.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ охлаждения поршней, штоков и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания насосом с электроприводом содержащего поршневую группу в составе поршней, штоков с осевым каналом охлаждающей жидкости, цилиндр, систему управления, электродвигатель привода насоса, насос охлаждающей жидкости, вентилятор, радиатор и рубашку цилиндра, отличающийся тем, что при повышении температуры поршневой группы в составе поршней, штоков и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания насосом с электроприводом система управления подает напряжение на электродвигатель привода насоса, который приводит во вращение насос охлаждающей жидкости и вентилятор, насос охлаждающей жидкости прокачивает охлаждающую жидкость через осевой канал охлаждающей жидкости поршневой группы в составе поршней и штоков, радиатор и снова к насосу охлаждающей жидкости, и от насоса охлаждающей жидкости, через полость между цилиндром однотактного двигателя с внешней камерой сгорания и рубашкой цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания, радиатор и снова к насосу охлаждающей жидкости, радиатор обдувается воздухом из атмосферы, в результате чего тепло от поршневой группы и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания через радиатор выбрасывается в атмосферу.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Требования к материалам и технологиям заявленного изобретения не выходят за рамки современных возможностей.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Фигура. Принципиальная схема однотактного двигателя с внешней камерой сгорания

1 - камера сгорания; 2 - форсунка; 3 - свеча зажигания; 4, 5 - поршень; 6, 17, 26, 28, 30 - канал; 7, 12, 15, 16, 20, 21, 22 - клапан; 8, 9 - шток; 10, 11, 18, 19 - обратный клапан; 13 - шатун; 14 - коленвал; 23 - электродвигатель привода насоса; 24 - насос охлаждающей жидкости, 25 - вентилятор; 27 - канал охлаждающей жидкости поршневой группы; 29 - радиатор; 31 - полость между цилиндром двигателя и рубашкой цилиндра двигателя; 32 - цилиндр двигателя: 33 - рубашка цилиндра двигателя; 34 - датчик температуры жидкости; 35, 36 - термостат.