Двигатель с внешним подводом теплоты системы Лукоянова Советский патент 1992 года по МПК F02G1/43 

Изобретение относится к двигателест- роению, а именно к двигателям с внешним подводом теплоты с замкнутым циклом.

Известен двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий, по меньшей ме- ре. один блок из трех цилиндров, поршни со штоками, расположенные по одному в каждом цилиндре и разделяющие объем цилиндров на надпоршневую и подпоршневую полости, по меньшей мере, два нагревателя, регенератора, холодильника, установленные последовательно по одному в магистралях, соединяющих полость одного цилиндра с полостью другого цилиндра, камеру для подвода теплоты, установленную на нагревателях, механизм привода, соединяющий штоки поршней между собой и с выходным вапом двигателя, и включающий шатуны, связывающие штоки поршней и кривошип- ный механизм, соединяющий поршни с выходным валом, причем механизм привода помещен в картере. К недостаткам известного двигателя следует отнести его высокие массогабаритные параметры.

Цель изобретения - уменьшение массо- габаритных параметров двигателя.

С этой целью в известном двигателе надпоршневые полости двух цилиндров выполнены в виде полостей расширения, а подпоршневые полости этих же цилиндров выполнены в виде буферных полостей, две полости третьего цилиндра выполнены в ви- де полостей сжатия, а каждая магистраль соединена одним торцом к полости расши- рения одного из двух цилиндров, а другим торцом - к одной из полостей сжатия третьего цилиндра, картер выполнен из трех полостей, причем первая и вторая полости картера выполнены нагруженными давле- нием рабочего тела, а третья полость - ненагруженной, в первой полости картера расположены шатуны цилиндров, включающих полости расширения, во второй полости картера расположен шатун цилиндра, включающий полости сжатия, в третьей по- лости картера - кривошипный механизм с выходным валом, цилиндры с полостями расширения установлены в камере подвода теплоты и расположены под углом по отно- шению к последней.

Нафиг.1 показана принципиальная схема двигателя, включающего шесть цилиндров; на фиг.2 - камера для подвода теплоты; на фиг.З показана схема двигателя, включающего три цилиндра; на фиг.4 изображен вариант работы двигателя при угле поворота выходного вала, равном 0°; на фиг.5 - вариант работы двигателя при угле поворота выходного вала, равном 90°; на фиг.6 вариант работы двигателя при угле поворота выходного вала, равном 180°.

Двигатель с высшим подводом теплоты содержит, по меньшей мере, один блок 1 из трех цилиндров 2, 3, поршни 4 со штоками 5, расположенные по одному в каждом цилиндре и разделяющие объем цилиндров на надпоршневую 6. 7 и подпоршневую 8, 9 полости, по меньшей мере, два нагревателя 10, регенератора 11, холодильника 12, установленные последовательно по одному в магистралях, соединяющих полость одного цилиндра с полостью другого цилиндра. Двигатель включает камеру для подвода теплоты 13, установленную на нагревателях 10, механизм привода, соединяющий штоки поршней между собой и с выходным валом двигателя 14. Механизм привода включает шатуны 15, 16, связывающие штоки поршней и кривошипный механизм 17,18, соединяющий поршни с выходным валом через дифференциал 19 регулировки, мощности двигателя. Механизм привода помещен на картере. Надпоршневые полости б двух цилиндров 2 выполнены в виде полостей расширения, а подпоршневые полости 8 этих же цилиндров выполнены в виде буферных полостей, две полости 7,9 третьего цилиндра 3 выполнены в виде полостей сжатия. Каждая магистраль соединена одним торцом к полости расширения одного из двух цилиндров 2, а другим торцом - к одной из полостей сжатия третьего цилиндра 3. Картер двигателя выполнен из трех полостей. Первая 20 и вторая 21 полости картера выполнены наружным давлением рабочего тела, а третья полость 22 - ненаружной. В первой полости картера 20 расположены шатуны 15 цилиндров 2, включающих полости расширения 6. Во второй полости картера 21 расположен шатун 16 цилиндра 3, включающий полости сжатия 7,8. В третьей полости сжатия 22 находится кривошипный механизм 17, 18с выходным валом 14. Цилиндры 2 с полостями расширения 6 установлены в камере для подвода теплоты 13 и расположены под углом по отношению к камере.

Двигатель с внешним подводом теплоты работает следующим образом.

При нагревании цилиндров 2, включающих полости расширения 6. давление рабочего тела в полостях будет повышаться. Через дифференциал 19 вводится угол сдвига фаз полостей расширения 6 и полостей сжатия 7. 9. При угле поворота выходного вала 14, равном Оглавление в полостях расширения 6 одного из двух цилиндров 2 увеличивается. Рабочее тело из полости сжатия 7 цилиндра 3 через холодильник 12, регенератор 11 и нагреватель 10 перетекает п полость расширения одного из цилиндров 2. Поршень данного цилиндра 2 при этом опускается вниз. При этом рабочее тело другого цилиндра 2 перетекает из полости расшире-. ния 6 через теплообменники в полость сжатия 9 цилиндра 3, а поршень другого цилиндра 2 поднимается вверх. Далее процесс проходит в обратном направлении.

Использование надпоршневых полостей двух цилиндров в виде полостей расширения, а подпоршневых полостей этих цилиндров - в виде буферных полостей, и полостей третьего цилиндра - в виде полостей сжатия позволяет уменьшить массога- баритные параметры двигателя. Выполнение картера состоящим из трех полостей, причем первая и вторая полость картера являются нагруженными давлением рабочего тела, а третья полость - ненагруженной, уменьшает внутренний объем картера и улучшает эффективные показатели. Установка цилиндров с полостями расширения в камере для подвода теплоты под углом по отношению к последней позволяет повысить компактность двигателя и камеры для подвода теплоты.

Формула изобретения 1. Двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий по меньшей мере один блок из трех цилиндров, поршни со штоками, расположенными по одному в каждом цилиндре и разделяющие объем цилиндров на надпоршневую и подпоршневую полости, по меньшей мере два нагревателя, регенератора, холодильника, установленные последовательно по одному в магистралях, соединяющих полость одного цилиндра с полостью другого цилиндра, камеру для подвода теплоты, установленную на нагревателях, механизм привода, соединяющий

штоки поршней между собой и с выходным валом двигателя, и включающий шатуны, связывающие штоки поршней и кривошипный механизм, соединяющий поршни с выходным валом, причем механизм привода помещен в картере, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массогаба- ритных параметров двигателя, надпоршневые полости двух цилиндров выполнены в виде полостей расширения, а подпоршне- вые полости этих же цилиндров выполнены в виде буферных полостей, две полости третьего цилиндра выполнены в виде полостей сжатия, а каждая магистраль соединена одним торцом к полости расширения одного из двух цилиндров, а другим торцом - к одной из полостей сжатия третьего цилиндра.

2. Двигатель по п.1, от л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью уменьшения внутреннего объема картера и улучшения эффективных показателей, картер выполнен из трех полостей, причем первая и вторая полости картера выполнены нагруженными давлением рабочего тела, а третья полость - ненагруженной, в первой полости картера расположены шатуны цилиндров, включающих полости расширения, во второй полости

картера расположен шатун цилиндра, включающий полости сжатия, в третьей полости картера - кривошипный механизм с выходным валом.

3. Двигатель по пгг. 1и2, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения компактности двигателя и камеры для подвода теплоты, уменьшения в цилиндропор- шневой группе термодинамических нагрузок и потерь теплоты, цилиндры с полостями расширения установлены в камере для подвода теплоты и расположены под углом по отношению к последней.

%

Использование: область двигателестро- ения, в частности двигатели с внешним подводом теплоты с замкнутым циклом. Сущность изобретения: двигатель содержит по меньшей мере один блок 1 из трех цилиндров 2, 3, поршни 4 со штоком 5, расположенные по одному в каждом цилиндре и разделяющие объем цилиндров на надпоршневую 6, 7 и подпоршневую 8, 9 полости, по меньшей мере два нагревателя 10, регистратор 11, холодильник 12, установленные последовательно по одному в магистралях, соединяющих полость одного цилиндра с полостью другого цилиндра. Двигатель имеет камеру для подвода теплоты 13, установленную на нагревателях 10, механизм привода, соединяющий штоки поршней между собой и выходным валом двигателя 14. Использование надпоршневых полостей двух цилиндров в виде полостей расширения, а подпоршневых полостей этих цилиндров - в виде буферных полостей, и полостей третьего цилиндра - в виде полостей сжатия позволяет уменьшить массога- баритные параметры двигателя. 6 ил. 5 J / Ј VJ XI О 00 fcb О 7S 17 Фив.1 74 73

ю

ФиеЛ

Фиг.З

Фие.6