Свободнопоршневой двигатель Советский патент 1981 года по МПК F02B71/00 

(54; СВОБОДНОПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Известен свободнопоршневой двигатель, содержащий рабочий цилиндр с впускными окнами, в котором размещен поршень двустороннего действия для подачи газа через каналы сопловых аппаратов к турбинам и полую втулку. В каналах сопловых аппаратов предусмотрены связанные полой втулкой распределители, а турбины размещены по торцам цилиндра на общем валу, расположенном во внутренней полости втулки. Корпус двигателя установлен неподвижно относительно его основания l. Известны также свободнопоршневые двигатели с взаимным возвратно-поступательным движением поршневых групп и рабочего цилиндра, установленные на неподвижном основании и содержащие топливный насос, в корпусе которого установлены нагнетательный клапан и плунжер, управляемый рейкой. Плунжер топливного насоса соединен посредством толкателя с кулачковым валом, снабженным подшипниками и приводимым в движение от вала газовой турбины, а для управления собственно впрыском топлива в заданный по ходу поршня момент предусмотрен специальный синх / . ронизирующий механизм, регулирующий закон топливоподачи 2. Однако наличие у свободно-поршневого двигателя в. системе подачи топлива усложненного механизма привода топливного насоса и, в частности, кулачкового вала, снижает его надежность и стабильность работы. Дело в том, что для сопряжения толкателькулачковый вал в условиях повышенного числа циклов характерны значительные износы, изменяющие со временем оптимальный закон топливоподачи в нерациональную сторону. Кроме того, трубопроводам высокого дaвJ }eния, подводящим топливо от насоса к форсунке свойственны высокочастотные колебания, снижающие их надежность и работоспособность. Поэтому к системам подачи топлива свободнопоршневых двигателям, в особенности при их работе с большим числом циклов (4000-6000 циклов в мин), помимо высокой надежности, предъявляется дополнит-ельное требование долговременной стабильности топливоподачи (в течение всего срока службы машины) . Цель изобретения - упрощение конструкции привода топливного насоса и поэьйцение, как следствие, надежности и устойчивости работы свободнопоршне вого двигателя. Для достижения указанной цели кор пус топливного насоса жестко закреплен непосредственно на цилиндре двигателя, а плунжер соединен с неподвижным основанием. На чертеже изображен свободаоршне вой двигатель. Свободнопоршневой двигатель с воз вратно-поступательным движением порш невых групп и рабочего цилиндра 1, установленный, на неподвижном основании 2, содержит корпус 3 топливного насоса 4 с нагнетательным клапаном и плунжером 5, управляемым рейкой 6. Корпус 3 насоса 4 жестко закреплен на цилиндре.1, а плунжер 5 соединен с неподвижным основанием 2. Свободнопоршневой двигатель работает следующим образом. При взаимном передвижении поршневых групп и рабочего цил :ндра 1 свободнопоршневого двигателя относитель но друг друга корпус 3 топливлого насоса 4 совершает перемещение вместе с цилиндром 1, а плунжер 5, управ ляемый рейкой 6 и соединенный с ос-нованием 2, остается неподвижньа.1, при этом насос 4 совершает стандартные фазы топливоподачи: при движении цилиндра 1 вверх плунжером 5 совершается ход всасывания, а при смещении вниз - ход нагнетания. Количество топлива, поступаюцее в цилиндр 1 регулируется с помощью рейки 6 топливного насоса 4, связанной с регуля тором, а величина хода цилиндра 1, соответствующая определенному переме щению плунжера 5 определяется при проектировании свободнопоршневого двигателя путем выбора необходимой массы поршневых групп и самого цилин дра 1 с арматурой. В результате корпус насоса вместе с цилиндром совершает возвратно-поступательное движение относительно плунжера, осуществляя непосредственный привод топливного насоса без промежуточных элементов. Привод топливного насоса и система топливдподачи в целом существенно упрощаются, так как исключаются толкатель плунжера с пружиной, кулачковый вал с подшипникамй и специальный синхронизирующий механизм, управляющий моментом впрыска топлива, а также аккумулятор топлива для пуска двигателя. Отсутствие трущейся пары толкатель-кулачковый вал, подверженной значительному из- , носу при работе двигателя с большим числом циклов, повышает надежность и стабильность работы двигателя. Таким образом, в предлагаемом двигателе существенно упрощается привод топливного насоса и система топливоподачи в целом. Повышается стабильность и надежность работы двигателя, что оказывает положительное влияние на технико-экономические характеристики свободнопоршневого двигателя, в особенности при его работе с повышенным числом циклов. Формула изобретения Свободнопоршневой двигат ь с возвратно-поступательным движением поршневых групп и рабочего цилиндра, установленный на неподвижном основании, содержащий топливный насос, в корпусе которого установлены нагнетательный клапан и плунжер, управляемый рейкой, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции привода топливного насоса, корпус последнего жестко закреплен на цилиндре двигателя, а плунжер соединен с неподвижным основанием. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 524001, кл. F 02 В 71/04, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 492531, кл. F 02 В 71/06, 1970 (прототип).

1ШПШ

- V