Свободнопоршневой двигатель с гидравлической передачей Советский патент 1983 года по МПК F02B71/04 

(54) СВОБОДНОПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ С ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ

1

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания.

Известны свободнопоршневые двигатели (СПД) с гидравлической передачей мощности, содержащие рабочую полость и компрессорные полости, в которых установлены порщневые группы, связанные с плунжерами гидронасосов и механизмом синхронизации. Для совершения обратного хода поршневых групп предусмотрены буферные полости 1.

Выполнение СПД с гидравлической передачей мощности по типу классической свободнопорщневой машины в принципе обеспечивает подачу рабочей жидкости заданных параметров к гидромотору, однако удельно-габаритная мощность такой машины сравнительно невелика из-за наличия громоздких буферных и компрессорных цилиндров и неудовлетворительной системы охлаждения днищ поршневых групп.

Известны также СПД с гидравлической передачей мощности и струйным жидкостным охлаждением, содержащие корпус, по меньщей мере два рабочих цилиндра с поршневыми группами и установленные линейно с ними гидроцилиндры с плунжерами гидПЕРЕДАЧЕЙ

ронасосов и механизм синхронизации, выполненный в виде зубчатых реек с расположенной между ними шестерней. 2.

В известном СПД решена задача охлаждения днищ порп1невых групп за счет 5 образования замкнутых полостей у внутренней тронковой части поршней, что снимает ряд ограничений по теплонапряженности элементов механизма движения и по форсировке дизельного процесса, однако удельно-габаритная мощность СПД все же не10достаточна и уступает турбопоршневым двигателям с повышенными давлениями наддува.

Цель изобретения - повышение удель15 ной мощности СПД.

Поставленная цель достигается изменением взаимного расположения элементов механизма движения и осуществляется путем выполнения в поршневых группах синхронизирующих устройств и проточной системы охлаждения днищ поршней, для чего рабочие цилиндры размещены в корпусе параллельно между собой, гидроцилиндры установлены во внутренней полости поршней, зубчатые рейки выполнены на их внешней поверхности, а плунжеры гидронасосов установлены неподвижно на корпусе.

На чертеже изображен свободнопоршневой двигатель с гидравлической передачей мощности.

Двигатель содержит рабочие цилиндры 1 и 2, поршневые группы 3 и 4 с гидроцилиндрами 5 и,6, зубчатые рейки 7 и 8, находящиеся в зацеплении с зубчатой щестерней 9, вал 10 с кулачками 11, кинематически связанный с ним механизм привода 12 выпускных клапанов 13, 14 и форсунки 15, 16. Гидроцилиндры 5 и 8 снабжены полыми неподвижными плунжерами 17, 18, с обратными клапанами 19, 20 и закреплены в корпусе 21, содержащим окно 22 для подачи продувочного воздуха.

Двигатель работает следующим образом.

Поршневые группы 3 и 4 совершают возвратно-поступательное движение в рабочих цилиндрах 1 и 2 с гидроцилиндрами 5 и 6 внутри плунжеров 17 и 18. Прямой (рабочий) ход происходит за счет сгорания топлива, впрыскиваемого форсункой 15, в рабочем цилиндре 1. Выпускной клапан 13 в это время закрыт, а жидкость, находящаяся в гидроцилиндре 5, отводит часть тепла нагретых внутренних частей порщневой группы 3 и нагнетается через полый плунжер 17, систему обратнь х клапанов 19 в магистраль высокого давления и гидродвигатель (не показаны). В это время в рабочем цилиндре 2 происходит продувка за счет подачи продувочного воздуха в окно 22 корпуса 21 от турбокомпрессора, волнового обменника давления или других систем, использующих энергию отходящих газов для получения наддува (не показаны). Затем начинается сжатие, одновременно через систему обратных клапанов 20 происходит всасывание жидкости из магистрали низкого давления в гидроцилиндр 6, а для разгрузки синхронизирующего механизма подается определенное количество жидкости из магистрали высокого давления. Синхронизирующий механизм в виде

зубчатых реек 7 и 8, шестерни 9, кулачков 11 с приводом 12 синхронизирует дви жение порщневых групп 3 и 4, а также обеспечивает топлива через форсунки 15, 16 и открытие и закрытие выпускных клапанов 13, 14 в зависимости от положения порщневых групп 3 и 4 в рабочих цилиндрах 1 и 2. Таким образом, в рабочих цилиндрах 1 и 2 попеременно происходит рабочий ход и такт сжатия, соответственно, нагнетание или всасывание рабочей жидкости.

Размещение зубчатых реек синхронизирующего механизма на гидроцилиндрах, а последних внутри порщневых групп в принципе позволяет уменьщить габариты, по сравнению с аналогичным двигателем Д-240 Минского тракторного завода приблизительно в 1,3-1,5 раза.

Формула изобретения

Свободнопорщневой двигатель с гидравлической передачей мощности и струйным жидкостным охлаждением, содержащий корпус, по меньщей мере два рабочих цилиндра с поршневым группами и установленные линейно с ними гидроцилиндры с плунжерами гидронасосов и механизм синхронизации, выполненный в виде зубчатых реек с установленной между ними щестерней, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной мощности, рабочие цилиндры размещены в корпусе параллельис, между собой, гидроцилиндры установлены во внутренней полости поршней, зубчатые рейки выполнены на их внещней поверхноти, а плунжеры гидронасосов установлены неподвижно на корпусе.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ № 2049480, кл. F 02 В 71/04, опублик. 1974.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2878130, кл. F 02 В 71/04, 1980.