Способ генерирования электроэнергии однотактным двигателем с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха
METHOD OF POWER GENERATION BY SINGLE-STROKE ENGINE WITH EXTERNAL COMBUSTION CHAMBER USING ENERGY OF AIR COMPRESSOR IN PISTON COMPRESSION CAVITIES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области энергомашиностроения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Ближайший аналог заявленного изобретения - Патент РФ №2342546 «Электрогенератор на основе свободнопоршневого двигателя с вынесенной камерой сгорания». Реферат Патента РФ №2342546: изобретение относится к области энергомашиностроения. Электрогенератор на основе свободнопоршневого двигателя с вынесенной камерой сгорания, содержащий вынесенную камеру сгорания, полости поршней компрессора, полости поршней привода компрессора, статорную катушку и якорь линейного электрогенератора, жестко связанный с поршнями компрессора и поршнями привода компрессора, согласно изобретению двигатель снабжен клапанами управления потоком продуктов сгорания и воздухораспределительным клапанами, причем продукты сгорания из камеры сгорания через открытые клапаны управления потоком продуктов сгорания поступают в левую и правую полости поршней привода компрессора, а воздух из левой и правой полостей поршней компрессора через отрытые воздухораспределительные клапаны поступает в камеру сгорания. Изобретение обеспечивает повышение удельной мощности, экономичность энергомодуля, а также многотопливность.
ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель изобретения - обеспечение двигателя собственным источником электроэнергии.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сущность изобретения поясняется описанием принципа действия однотактного двигателя с внешней камерой сгорания - далее двигатель. Действует он следующим образом. При пуске двигателя система управления (см. чертеж) подает во внешнюю камеру сгорания 1 форсункой 2 дозу топлива и воспламеняет его свечой зажигания 3. Топливо горит и, если поршневая группа однотактного двигателя в составе поршней 4 и 5 находится в положении, как показано на фигуре, то продукты сгорания из внешней камеры сгорания 1 по каналу 6 через открытый клапан 7 поступают в нижнюю рабочую полость поршня 4. Под их воздействием поршень 4, штоки 8, 9 и поршень 5 начинают движение вверх. Так как нижняя площадь поверхности поршня 4 больше его верхней площади поверхности на разность площадей поперечного сечения штоков 8 и 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 подаваемого форсункой 2 топлива. В нижнюю, компрессорную, полость поршня 5 через обратный клапан 11 засасывается воздух из атмосферы, а из верхней полости поршня 5 воздух (в дальнейшем отработавшие продукты сгорания) через клапан 12 выбрасывается в атмосферу. Энергия продуктов сгорания через шток 9 и шатун 13 передается коленвалу 14. По прибытии поршней 4 и 5 в верхнюю мертвую точку движения система управления переводит клапаны 7 и клапан 12 в закрытое, а клапан 15 и клапан 16 в открытое положение. Теперь продукты сгорания из внешней камеры сгорания 1 по каналу 17 через клапан 15 поступают в верхнюю полость поршня 5. Поршни 4 и 5 начинают движение вниз, и коленвал двигателя 14 продолжает вращение в прежнем направлении. Сжимаемый в нижней, компрессорной, полости поршня 5 воздух через обратный клапан 18 поступает во внешнюю камеру сгорания 1, обеспечивая горение подаваемого форсункой 2 топлива. В верхнюю, компрессорную, полость поршня 4 через обратный клапан 19 засасывается воздух из атмосферы, а из его нижней полости отработавшие продукты сгорания через клапан 16 выбрасываются в атмосферу. В дальнейшем система управления, переводя клапаны 7, 12, 15, 16 из одного положение в другое, обеспечивает вращение коленвала двигателя в одном направлении. Клапаны 20, 21, 22 служат для обеспечения рециркуляции выхлопных газов (Патент №2538231), реверсирования вращения коленчатого вала (Патент №2538429) и оптимизации процесса расширения продуктов сгорания в цилиндре двигателя (Патент №2543908).
Способ генерирования электроэнергии двигателем с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха осуществляется следующим образом. При действии однотактного двигателя система управления открывает клапан подачи воздуха из компрессорных полостей поршневой группы 23. Сжимаемый в компрессорных полостях поршней воздух (верхняя, компрессорная, полость поршня 4, и нижняя, компрессорная, полость поршня 5) по каналам 24, 25 поступает на турбину 26 и, отработав, выбрасывается по каналу 27 в атмосферу. Турбина 26 приводит во вращение электрогенератор 28. Электрогенератор двигателя может действовать постоянно или периодически для зарядки/подзарядки аккумулятора.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ генерирования электроэнергии однотактным двигателем с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха, включающим электрогенератор, систему управления однотактным двигателем с внешней камерой сгорания, поршневую группу с компрессорными полостями поршней и турбину, отличающийся тем, что при действии однотактного двигателя с внешней камерой сгорания в момент времени, когда в камеру сгорания однотактного двигателя с внешней камерой сгорания поступит достаточная для обеспечения выполнения основной функции однотактного двигателя с внешней камерой сгорания масса воздуха, сжимаемого в компрессорных полостях поршней поршневой группы однотактного двигателя с внешней камерой сгорания, система управления однотактного двигателя с внешней камерой сгорания переводит клапан подачи воздуха из компрессорных полостей поршней поршневой группы однотактного двигателя с внешней камерой сгорания в открытое положение, сжимаемый в компрессорных полостях поршней поршневой группы однотактного двигателя с внешней камерой сгорания воздух поступает на турбину и, отработав, выбрасывается в атмосферу, турбина приводит во вращение электрогенератор, который генерирует электроэнергию.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Требования к материалам и технологиям заявленного изобретения заявленного изобретения не выходят за рамки современных возможностей.
ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
Принципиальная схема однотактного двигателя с внешней камерой сгорания предствлена на чертеже: 1 - камера сгорания; 2 - форсунка; 3 - свеча зажигания; 4, 5 - поршень; 6, 17, 24, 25, 27, - канал; 7, 12, 15, 16, 20, 21, 22 - клапан; 8, 9 - шток; 10, 11, 18, 19 - обратный клапан; 13 - шатун; 14 - коленвал; 23 - клапан подачи воздуха из компрессорных полостей поршневой группы; 26 - турбина; 28 - электрогенератор.