СВОБОДНОПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2022 года по МПК F02B71/04 F02B73/00 

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к свободнопоршневым двигателям. И может быть использовано на транспорте, преимущественно наземном и воздушном.

Известны свободнопоршневые двигатели (далее СПД) с отбором мощности с помощью кривошипно-поршневых механизмов (патенты RU №2653344, 2665783, 2667818) которые благодаря большой единичной мощности могут быть применены в «большой» энергетике и в «крупном» судостроении где инерционные нагрузки от линейных перемещений свободных поршней гасятся системой подвески. На транспорте, наземном и воздушном это представляет значительные сложности.

Для их преодоления предлагается отдельные свободнопоршневые двигатели содержащие в цилиндре поршень, одним торцом взаимодействующий с камерой сгорания, а другим с буферной камерой, а также кривошипно-поршневой механизм отбора мощности по изобретению, соединить в блок из четырех таких двигателей расположенных параллельно в одной плоскости и таким образом, что смежные двигатели по разные стороны от продольной оси блока имели диаметрально противоположное расположение камер сгорания. При этом каждый из двигателей имеет собственный кривошипно-поршневой механизм отбора мощности. Кроме того все кривошипно-поршневые механизмы отбора мощности могут работать как на воздушный винт, так и на генератор электрической энергии.

На фиг. 1 показано общее устройство блока СПД. На фиг. 2 показано устройство единичного СПД.

СПД устроен следующим образом. Рабочие цилиндры 1 четырех одиночных двигателей расположенные параллельно в одной плоскости соединяются, образуя прочную конструкцию (блок). При этом камеры сгорания 2 каждой пары двигателей расположенных по разные стороны от продольной оси блока располагаются в противоположных направлениях. Каждый из одиночных двигателей содержит в рабочем цилиндре 1 свободный поршень 3 (патент RU №2637587) который одним торцом взаимодействует с камерой сгорания 2, а другим с буферной камерой 4. С противоположной стороны от камеры сгорания 2 рабочего цилиндра 1 располагается кривошипно-поршневой механизм отбора мощности 5 (далее КПМ) содержащий поршень 6 соединенный шатуном 7 с кривошипом 8. КПМ 5 может работать как на воздушный винт 9, так и на генератор электрической энергии 10. В камере сгорания 2 имеется приточный воздушный клапан 11 и выхлопной 12, а также топливные форсунки 13. Рабочие цилиндры 1 одиночных двигателей соединяются поперечными траверсами 14.

Все одиночные двигатели объединенные в блок запускаются в работу одновременно и синхронно (запуск двигателей в работу и обеспечение ее синхронности производятся в полном соответствии с базовым патентом RU №2584769). При этом блочная конструкция двигателя при большой длине рабочих цилиндров 1 (конструктивная особенность) позволяет его использовать как несущую раму транспортного средства.

Показанный на фиг. 1 вариант исполнения двигателя предназначен для установки на низкоскоростном летательном аппарате (напр. мультиплан - патент RU №2766483). При этом воздушные винты 9 установленные на КПМ 5 выполняют непосредственно тяговую функцию, а электрические генераторы 10 питают электроэнергией винтомоторные установки установленные на крыльях гирлянды. При использовании двигателя в наземном транспорте (много вариантов) все КПМ 5 работают на электрические генераторы (4 шт.).

Изобретение может быть использовано в свободнопоршневых двигателях. Свободнопоршневой двигатель содержит в цилиндре (1) поршень, одним торцом взаимодействующий с камерой (2) сгорания, а другим - с буферной камерой, и кривошипно-поршневой механизм (5) отбора мощности. Двигатель соединяется с тремя такими же двигателями, образуя блок. Все двигатели в блоке расположены параллельно в одной плоскости. Смежные двигатели по разные стороны от продольной оси блока имеют диаметрально противоположное расположение камер (2) сгорания. Технический результат заключается в гашении инерционных нагрузок. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Свободнопоршневой двигатель, содержащий в цилиндре поршень, одним торцом взаимодействующий с камерой сгорания, а другим с буферной камерой, а также кривошипно-поршневой механизм отбора мощности, отличающийся тем, что он соединяется с тремя такими же двигателями, образуя блок с расположением всех двигателей параллельно в одной плоскости и таким образом, что смежные двигатели по разные стороны от продольной оси блока имеют диаметрально противоположное расположение камер сгорания.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что все двигатели, образующие блок, имеют индивидуальный кривошипно-поршневой механизм отбора мощности.

3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что все кривошипно-поршневые механизмы отбора мощности могут работать как на воздушный винт, так и на генератор электрической энергии.