Способ реверсирования вращения вала отбора мощности двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания Российский патент 2018 года по МПК F02D27/02 F01L13/02 F01L9/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ближайший аналог заявленного изобретения Патент РФ №2538429 Способ реверсирования вращения коленчатого вала однотактного двигателя с внешней камерой сгорания.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), в частности к способам их реверсирования. Техническим результатом является повышение эффективности управления двигателем. Сущность изобретения заключается в том, что система управления отслеживает мгновенное положение поршней в цилиндре двигателя и открывает тот впускной клапан, при открытом положении которого продукты сгорания из внешней камеры сгорания поступают в рабочую полость того поршня, в которой энергия поступающих из внешней камеры сгорания расширяющихся продуктов сгорания приводит в движение поршень. Кинетическая энергия этого поршня через соединенный с поршнями шток и сочлененный со штоком шатун передается коленчатому валу двигателя при положении коленчатого вала, обеспечивающего его вращение в задаваемом направлении».

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель заявленного изобретения состоит в том, чтобы обеспечить реверсирования вращения вала отбора мощности двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сущность заявленного изобретения поясняется описанием принципа действия поршневого двигателя с внешней камерой сгорания - Патент РФ 2398118, далее - двигатель. При пуске двигателя (см. чертеж) в камеру сгорания 1 форсункой 2 подается топливо и воспламеняется свечой зажигания 3. Продукты сгорания из внешней камеры сгорания 1 через открытый впускной клапан 4 поступают в надпоршневую полость силового поршня 5 и он под действием продуктов сгорания начинает движение вниз, которое кривошипно-шатунным механизмом 6 преобразуется во вращательное движение соединительного вала 7, через который передается кривошипно-шатунному механизму поршня компрессора 8 таким образом, что поршень компрессора 9 движется вверх. Сжимаемый в надпоршневой полости поршня компрессора 9 воздух через обратный клапан 10 поступает во внешнюю камеру сгорания 1 и пневмоаккумулятор 11, пополняя расход воздуха во внешней камере сгорания 1 в процессе горения топлива и заряжая пневмоаккумулятор 11. После того как силовой поршень 5 окажется в нижней мертвой точке, а поршень компрессора 9 в верхней мертвой точке, кинетическая энергия маховика 12 меняет направление движения обоих поршней. При движении поршня компрессора 9 в нижнюю мертвую точку воздух из атмосферы через обратный клапан 13 засасывается в надпоршневую полость поршня компрессора 9. Одновременно система управления переводит впускной клапан 4 в закрытое (левое) положение, а выпускной клапан 14 в открытое (правое) положение и при движении силового поршня 5 в верхнюю точку отработавшие продукты сгорания из надпоршневой полости силового поршня 5 через выпускной клапан 14 выбрасываются в атмосферу. После прибытия силового поршня 5 в нижнюю мертвую точку и поршня компрессора 9 в верхнюю мертвую точку система управления снова переводит впускной клапан 4 в открытое положение, а выпускной клапан 14 в закрытое положение, и начинается очередной рабочий такт.

Реверсирование вращения вала отбора мощности двухтактного двигателя осуществляется следующим образом. Перед пуском двигателя силовой поршень 5 и поршень компрессора 9 могут оказаться в верхней или нижней мертвой точке и, следовательно, коленвал и шатуны кривошипно-шатунных механизмов силового поршня 5 и поршня компрессора 9 будут находиться в неустойчивом равновесии. Следовательно, и направление вращения коленвала при пуске будет стохастичным, непредсказуемым или, что более вероятно, пуск может не состояться вовсе. Поэтому для реверсирования вращения вала отбора мощности 15 в задаваемом направлении система управления прекращает подачу топлива во внешнюю камеру сгорания 1. При выбеге двигателя в момент времени, когда поршень 5 и кривошипно-шатунный механизм силового поршня 6 окажутся в положении, при котором при подаче продуктов сгорания из внешней камеры сгорания 1 в надпоршневую полость силового поршня 5 обеспечивается вращение вала отбора мощности в задаваемом направлении, система управления форсункой 2 подает топливо во внешнюю камеру сгорания 1 и воспламеняет его свечой зажигания 3. Одновременно система управления открывает впускной клапан 4 и закрывает выпускной клапан 14. В результате силовой поршень 5 движется в нижнюю мертвую точку и вращает вал отбора мощности 15 в задаваемом направлении.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ реверсирования вращения вала отбора мощности двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания, включающего систему управления, поршни и кривошипно-шатунный механизм вала отбора мощности, внешнюю камеру сгорания с форсункой и свечой зажигания, силовой поршень, впускной клапан впуска продуктов сгорания в надпоршневую полость силового поршня и выпускной клапан выпуска продуктов сгорания из надпоршневой полости силового поршня, отличающийся тем, что для реверсирования вращения вала отбора мощности двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания в задаваемом направлении система управления прекращает подачу топлива во внешнюю камеру сгорания, при выбеге двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания в момент времени, когда поршни и кривошипно-шатунный механизм вала отбора мощности окажутся в положении, при котором при подаче продуктов сгорания из внешней камеры сгорания в надпоршневую полость силового поршня обеспечивается вращение вала отбора мощности в задаваемом направлении, система управления форсункой подает топливо во внешнюю камеру сгорания, воспламеняет его свечой зажигания, открывает впускной клапан впуска продуктов сгорания в надпоршневую полость силового поршня и закрывает выпускной клапан выпуска продуктов сгорания из надпоршневой полости силового поршня, в результате чего силовой поршень начинает движение в нижнюю крайнюю точку движения и вращает вал отбора мощности в задаваемом направлении.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Затраты на НИОКР заявленного изобретения не могут значительно отличаться от таковых при проектировании и отработки классических ДВС.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

На чертеже представлена принципиальная схема двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания:

1 - внешняя камера сгорания; 2 - форсунка; 3 - свеча зажигания; 4 - газораспределительный клапан; 5 - силовой поршень; 6 - кривошипно-шатунный механизм силового поршня; 7 - соединительный вал; 8 - кривошипно-шатунный механизм поршня компрессора; 9 - поршень компрессора; 10, 13 - обратный клапан; 11 - пневмоаккумулятор; 12 - маховик; 14 - выпускной канал; 15 - вал отбора мощности.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к способам реверсирования двигателей с внешней камерой сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности процесса реверсирования. Сущность изобретения заключается в том, что для реверсирования вращения вала отбора мощности двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания в задаваемом направлении система управления прекращает подачу топлива во внешнюю камеру сгорания. При выбеге двигателя в момент времени, когда поршни и кривошипно-шатунный механизм вала отбора мощности окажутся в положении, при котором при подаче продуктов сгорания из внешней камеры сгорания в надпоршневую полость силового поршня обеспечивается вращение вала отбора мощности в задаваемом направлении, система управления форсункой подает топливо во внешнюю камеру сгорания и воспламеняет его свечой зажигания. Одновременно система управления открывает впускной клапан и закрывает выпускной клапан. В результате силовой поршень начинает движение в нижнюю крайнюю точку движения и вращает вал отбора мощности в задаваемом направлении. 1 ил.

Способ реверсирования вращения вала отбора мощности двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания, включающего систему управления, поршни и кривошипно-шатунный механизм вала отбора мощности, внешнюю камеру сгорания с форсункой и свечой зажигания, силовой поршень, впускной клапан впуска продуктов сгорания в надпоршневую полость силового поршня и выпускной клапан выпуска продуктов сгорания из надпоршневой полости силового поршня, отличающийся тем, что для реверсирования вращения вала отбора мощности двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания в задаваемом направлении система управления прекращает подачу топлива во внешнюю камеру сгорания, при выбеге двухтактного двигателя с внешней камерой сгорания в момент времени, когда поршни и кривошипно-шатунный механизм вала отбора мощности окажутся в положении, при котором при подаче продуктов сгорания из внешней камеры сгорания в надпоршневую полость силового поршня обеспечивается вращение вала отбора мощности в задаваемом направлении, система управления форсункой подает топливо во внешнюю камеру сгорания, воспламеняет его свечой зажигания, открывает впускной клапан впуска продуктов сгорания в надпоршневую полость силового поршня и закрывает выпускной клапан выпуска продуктов сгорания из надпоршневой полости силового поршня, в результате чего силовой поршень начинает движение в нижнюю крайнюю точку движения и вращает вал отбора мощности в задаваемом направлении.