Способ бесконтактного охлаждения поршней, штоков и цилиндров многоцилиндрового однотактного двигателя с внешней камерой сгорания насосом с электроприводом Российский патент 2017 года по МПК F02F3/22 F16J1/09 

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 расхождения 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 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 (по рисунку) 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 полости поршня 4 воздуха больше давления продуктов сгорания в его нижней полости. Поэтому воздух из верхней полости поршня 4 через обратный клапан 10 поступает во внешнюю камеру сгорания 1, поддерживая в ней процесс горения подаваемого форсункой 2 топлива. В нижнюю 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. 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 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 двигателя в одном направлении.

Бесконтактное охлаждение поршней, штоков и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания насосом с электроприводом в одноцилиндровом исполнении осуществляется следующим образом. При повышении температуры поршней 4, 5, штоков 8, 9 и цилиндра 28 выше оптимальной система управления подает напряжение на электропривод насоса 20, который приводит во вращение насос прокачки охлаждающей жидкости 21 и вентилятор 22. Насос прокачки охлаждающей жидкости 21 прокачивает охлаждающую жидкость по маршруту: насос прокачки охлаждающей жидкости 21, канал трубы охлаждения поршней и штоков 23, канал 24, радиатор 25 и снова насос прокачки охлаждающей жидкости 21. И также по маршруту: насос прокачки охлаждающей жидкости 21, канал 26, полость 27 между цилиндром двигателя 28 и рубашкой цилиндра двигателя 29, канал 24, радиатор 25 и снова насос прокачки охлаждающей жидкости 21. Радиатор 25 обдувается вентилятором 22, и тепло от поршней 4, 5, штоков 8, 9 и цилиндра двигателя 28 выбрасывается в атмосферу. Система управления датчиком температуры охлаждающей жидкости 30 контролирует температуру охлаждающей жидкости и при понижении ее ниже оптимальной величины снимает напряжение с насоса прокачки охлаждающей жидкости 21. Циркуляция охлаждающей жидкости прекращается, и температура поршневой группы повышается. Термостаты 31, 32 служат для поддержания оптимальной температуры поршней, штоков и цилиндра двигателя.

Бесконтактное охлаждение всех поршней, штоков и цилиндров для многоцилиндрового однотактного двигателя осуществляется следующим образом. Канал выхода охлаждающей жидкости из насоса прокачки охлаждающей жидкости 21 соединен каналом 33 с каналами труб охлаждения поршней, штоков и каналами входа охлаждающей жидкости в полости между рубашками охлаждения всех цилиндров двигателя. Каналы выхода охлаждающей жидкости из труб охлаждения поршней, штоков 23 и цилиндров всех двигателей 28 соединены каналом 34 с каналом входа в радиатор 25.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ бесконтактного охлаждения поршней, штоков и цилиндров многоцилиндрового однотактного двигателя с внешней камерой сгорания насосом с электроприводом, содержащего канал выхода охлаждающей жидкости из насоса прокачки охлаждающей жидкости с электроприводом, каналы труб охлаждения поршней и штоков, каналы охлаждающей жидкости в полостях между рубашками охлаждения цилиндров двигателя и цилиндрами двигателя и радиатор, отличающийся тем, что канал выхода охлаждающей жидкости из насоса прокачки охлаждающей жидкости с электроприводом соединен со всеми каналами труб охлаждения поршней и штоков, канал выхода охлаждающей жидкости из насоса прокачки охлаждающей жидкости с электроприводом соединен со всеми каналами входа охлаждающей жидкости в полости между рубашками охлаждения и цилиндрами, а все каналы выхода охлаждающей жидкости из труб охлаждения поршней и штоков и все каналы выхода охлаждающей жидкости из полостей между рубашками охлаждения цилиндров и цилиндрами соединены с каналом входа в радиатор.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

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

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Фигура. Принципиальная схема многоцилиндрового однотактного двигателя с внешней камерой сгорания.

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

Изобретение относится к области охлаждения подвижных частей двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения поршней и штоков. Сущность изобретения заключается в том, что канал выхода охлаждающей жидкости из насоса прокачки охлаждающей жидкости с электроприводом соединен со всеми каналами труб охлаждения поршней и штоков, а также со всеми каналами входа охлаждающей жидкости в полости между рубашками охлаждения и цилиндрами. А все каналы выхода охлаждающей жидкости из труб охлаждения поршней и штоков и все каналы выхода охлаждающей жидкости из полостей между рубашками охлаждения цилиндров и цилиндрами соединены с каналом входа в радиатор. 1 ил.

Способ бесконтактного охлаждения поршней, штоков и цилиндров многоцилиндрового однотактного двигателя с внешней камерой сгорания насосом с электроприводом, содержащего канал выхода охлаждающей жидкости из насоса прокачки охлаждающей жидкости с электроприводом, каналы труб охлаждения поршней и штоков, каналы охлаждающей жидкости в полостях между рубашками охлаждения цилиндров двигателя и цилиндрами двигателя и радиатор, отличающийся тем, что канал выхода охлаждающей жидкости из насоса прокачки охлаждающей жидкости с электроприводом соединен со всеми каналами труб охлаждения поршней и штоков, канал выхода охлаждающей жидкости из насоса прокачки охлаждающей жидкости с электроприводом соединен со всеми каналами входа охлаждающей жидкости в полости между рубашками охлаждения и цилиндрами, а все каналы выхода охлаждающей жидкости из труб охлаждения поршней и штоков и все каналы выхода охлаждающей жидкости из полостей между рубашками охлаждения цилиндров и цилиндрами соединены с каналом входа в радиатор.