Способ продувки внешней камеры сгорания и цилиндра однотактного двигателя
WAY OF EXTERNAL COMBUSTION CHAMBER AND SINGLE-PULSE MOTOR CYLINDER SCAVENGING

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области энергомашиностроения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Ближайшими аналогами заявленного изобретения являются патенты РФ 2476699 «Способ продувки камеры сгорания свободнопоршневого двухцилиндрового энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором» и 2543908 «Способ оптимизации процесса расширения продуктов сгорания в цилиндре однотактного двигателя с внешней камерой сгорания».
Реферат патента РФ 2476699 «Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ продувки камеры сгорания свободнопоршневого двухцилиндрового с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором энергомодуля, включающего систему управления энергомодулем, общую внешнюю камеру сгорания, две поршневые расширительные машины и линейный электрогенератор. Статорный магнит линейного генератора состоит из двух отдельных частей с катушкой перемагничивания на одной части статорного магнита и катушкой генератора на другой его части. Магнитные полюса двух отдельных частей статорного магнита с одних концов соединены друг с другом, а с противоположных концов охватывают тела якорей линейного электрогенератора. Для продувки камеры сгорания система управления энергомодулем пропускает через катушку перемагничивания электрический ток такой силы и такого направления, при котором на соединенных концах отдельных частей статорного магнита и на их противоположных концах, охватывающих якоря, индуцируются одноименные магнитные полюса. В результате якоря отталкиваются друг от друга и соединенные с якорями поршни поршневых групп энергомодуля при соответствующем положении клапанов вытесняют воздух из компрессорных полостей поршней поршневых групп через камеру сгорания. Изобретение обеспечивает повышение надежности инициирования энергомодуля.
Реферат патента РФ 2543908. «Изобретение относится к области энергомашиностроения. Поршневой двигатель с внешней камерой сгорания, содержащий внешнюю камеру сгорания с форсункой и свечой зажигания, газораспределительный клапан, перепускной клапан и клапан впуска воздуха, силовой поршень и поршень компрессора с шатунно-кривошипными механизмами, соединительный вал, маховик и вал отбора мощности, при этом процесс преобразования химической энергии топлива в механическую энергию разделен на процесс сгорания топлива во внешней камере сгорания и на процесс расширения продуктов сгорания в цилиндре поршневой расширительной машины, согласно изобретению двигатель снабжен пневмоаккумулятором, воздух в который поступает из надпоршневой полости компрессора и который пополняет воздухом внешнюю камеру сгорания в процессе горения. Изобретение обеспечивает увеличение удельной мощности и многотопливность двигателя».
ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В процессе работы двигателя по тем или иным причинам, недостаток кислорода и посторонних примесей во всасываемом атмосферном воздухе, остаток выхлопных газов и т.д., во внешней камере сгорания и цилиндрах двигателя может оказаться недостаточно кислорода для процесса воспламенения и оптимального сгорания топлива. Цель заявленного изобретения - обеспечить устойчивый процесс сгорания топлива однотактного двигателя с внешней камерой сгорания.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сущность изобретения заключается в следующем. При пуске двигателя система управления подает во внешнюю камеру сгорания 1 форсункой 2 дозу топлива и воспламеняет его свечой зажигания 3 (см. чертеж). Топливо горит, и если поршни 4 и 5 находятся в положении, как показано на чертеже, то продукты сгорания из внешней камеры сгорания 1 по трубопроводу 6 через открытый газораспределительный клапан 7 поступают в нижнюю полость поршня 4. Под их воздействием поршень 4, штоки 8, 9, и поршень 5 начинают движение вверх (по чертежу). Так как нижняя площадь поверхности поршня 4 больше его верхней площади поверхности на разность площадей поперечного сечения штоков 8, 9, то давление сжимаемого в верхней, компрессорной, полости поршня 4 воздуха больше давления продуктов сгорания в его нижней полости. Поэтому воздух из верхней, компрессорной, полости поршня 4 через обратный клапан 10 поступает во внешнюю камеру сгорания 1, поддерживая в ней процесс горения периодически подаваемого форсункой 2 топлива. В нижнюю, компрессорную, полость поршня 5 по трубопроводу 11, клапан продувки 12, обратный клапан 13 засасывается воздух из атмосферы, а из верхней полости поршня 5 воздух (в дальнейшем отработавшие продукты сгорания) через газораспределительный клапан 14 выбрасываются в атмосферу. Энергия продуктов сгорания через шток 15 и шатун 16 передается коленвалу 17. По прибытии поршней 4 и 5 в верхнюю крайнюю точку движения система управления переводит газораспределительные клапаны 7, 14 в закрытое, а газораспределительные клапаны 18, 19 в открытое положение. Теперь продукты сгорания из внешней камеры сгорания 1 по трубопроводу 20 через газораспределительный клапан 18 поступают в верхнюю полость поршня 5. Поршни 4 и 5 под действием поступающих продуктов сгорания начинают движение вниз, и коленвал двигателя 17 продолжает вращение в прежнем направлении. Сжимаемый в нижней, компрессорной, полости поршня 5 воздух через обратный клапан 21 поступает во внешнюю камеру сгорания 1, обеспечивая горение периодически подаваемого форсункой 2 топлива. В верхнюю, компрессорную, полость поршня 4 по трубопроводу 11, через клапан продувки 12, обратный клапан 22 засасывается воздух из атмосферы, а из его нижней полости отработавшие продукты сгорания через газораспределительный клапан 19 выбрасываются в атмосферу.
Продувка внешней камеры сгорания и цилиндра двигателя осуществляется следующим образом. Перед продувкой производится зарядка пневмоаккумулятора 23. При движении поршней 4, 5 из одной крайней точки движения в другую сжимаемый в верхней, компрессорной, полости поршня 4 и в нижней, компрессорной, полости поршня 5 воздух через обратные клапаны 10, 21 поступает во внешнюю камеру сгорания 1. Одновременно сжимаемый в верхней, компрессорной, полости поршня 4 воздух через обратный клапан 24 и клапан продувки 12 поступает в пневмоаккумулятор 23. Сжимаемый в нижней, компрессорной, полости поршня 5 воздух через обратный клапан 25, клапан продувки 12 поступает в пневмоаккумулятор 23. Поступление сжимаемого воздуха в пневмоаккумулятор 23 прекращается в момент, когда давление в пневмоаккумуляторе 23 достигнет максимального значения сжимаемого воздуха, и зарядка пневмоаккумулятора 23 прекращается. Для продувки камеры сгорания и цилиндра двигателя система управления переводит газораспределительные клапаны 7, 14, 18, 19 в открытое положение, а клапан продувки 12 в левое, открытое для продувки, положение, который перекрывает движение воздуха от канала 11 к клапанам 13, 22. Засасывание воздуха в компрессорные полости поршней 4, 5 прекращается. Воздух из пневмоаккумулятора 23 через открытый клапан продувки 12, обратные клапаны 13, 22 и 10, 21, через внешнюю камеру сгорания 1, открытые газораспределительные клапаны 7, 14, 18, 19 вытекает в атмосферу и выносит загрязнения из камеры сгорания 1 и цилиндра двигателя - полостей поршней 4, 5.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ продувки внешней камеры сгорания и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания, включающего внешнюю камеру сгорания, пневмоаккумулятор, поршни, обратные клапаны, клапан продувки, систему управления и газораспределительные клапаны, отличающется тем, что для продувки внешней камеры сгорания и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания производится зарядка пневмоаккумулятора, при зарядке пневмоаккумулятора при движении поршней из одной крайней точки движения в другую крайнюю точку движения сжимаемый в компрессорных полостях поршней воздух через обратные клапаны поступает во внешнюю камеру сгорания и одновременно в пневмоаккумулятор при открытом для зарядки клапана продувки положении, для продувки камеры сгорания и цилиндра двигателя однотактного двигателя с внешней камерой сгорания система управления переводит все газораспределительные клапаны в открытое положение, а клапан продувки в открытое для продувки камеры сгорания и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания положение, воздух из пневмоаккумулятора через клапан продувки, обратные клапаны, внешнюю камеру сгорания и открытые газораспределительные клапаны вытекает из пневмоаккумулятора и выносит загрязнения из камеры сгорания и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания.
ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
Чертеж. Принципиальная схема однотактного двигателя с внешней камерой сгорания.
1 - камера сгорания; 2 - форсунка; 3 - свеча зажигания; 4, 5 - поршень; 6, 11, 20 - трубопровод; 7, 14, 18, 19 - газораспределительный клапан; 8, 9, 15 - шток; 10, 13, 21, 22, 24, 25 - обратный клапан; 12 - клапан продувки; 16 - шатун; 17 - коленвал; 23 - пневмоаккумулятор.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Требования к материалам и технологиям заявленного изобретения заявленного изобретения не выходят за рамки современных возможностей.