Способ управления подачей топлива во внешнюю камеру сгорания свободнопоршневого энергомодуля однотактным приводом топливной форсунки
FUEL SUPPLY TO THE FREE-PISTON POWER MODULE EXTERNAL COMBUSTION CHAMBER BY THE SINGLE-CYCLE FUEL INJECTOR DRIVE CONTROL METHOD

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Ближайший прототип заявленного изобретения патент 22591360 «Способ управления подачей топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания однотактным приводом топливной форсунки»
ЦЕЛЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Прототип заявленного изобретения обеспечивает подачу топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания (ДВС), но при этом подача топлива осуществляется за два такта хода поршня, поршень привода топливной форсунки - такт впрыска топлива, и такт подготовки привода к очередному такту впрыска. Цель заявленного изобретения  обеспечить подачу топлива в камеру сгорания за каждый ход поршня привода топливной форсунки, что упростит привод и снизит его удельную массу.
СУЩНОСТЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сущность заявленного изобретения поясняется на основе патента РФ 2422655 «Двухцилиндровый свободнопоршневой энергомодуль с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движение поршней», который действует следующим образом. Продукты сгорания (фиг. 1) из общей внешней камеры сгорания 1 (далее - внешняя камера сгорания 1) по каналу 2 через клапан 3 поступают в правую (по фиг. 1) полость поршня 4 левой расширительной машины 5, а по каналу 6 и клапан 7 - в левую полость поршня 8 правой расширительной машины 9. Под действием расширяющихся продуктов сгорания поршни 4 и 8 и соединенные с ними якоря линейного электрогенератора 10 и 11 начинают расходиться. Якоря 10 и 11 могут представлять собой постоянные магниты либо электромагниты, намагничиваемые катушкой подмагничивания 12. В обоих случаях магнитный поток замыкается по контуру: якорь 11, статорный магнит 13, якорь 10. При расхождении якорей 10 и 11 магнитные линии их магнитных полей пересекаются, в результате чего в статорном магните 13 и якорях 10 и 11 изменяется магнитный поток и в статорной катушке 14 генерируется импульс электроэнергии. При достижении поршнями и якорями точек крайнего расхождения система управления переводит клапаны 3, 7, 15, 16 в противоположные положения. Теперь продукты сгорания из внешней камеры сгорания 1 по каналу 2 и через клапан 15 поступают в левую полость поршня 17, а по каналу 6 и через клапан 16 -в правую полость поршня 18. Поршни и якоря электрогенераторов начинают сходиться. В статорной катушке 14 генерируется импульс противоположного знака. Отработавшие продукты сгорания при расхождении поршней 17, 18 выбрасываются в атмосферу через 15 и 16, а при схождении - через клапаны 3 и 7. Одновременно из соответствующих полостей поршней 4, 8, 17, 18 через обратные клапаны 19, 20, 21, 22 по трубопроводам 23, 24 во внешнюю камеру сгорания 1 для обеспечения процесса горения топлива подается воздух, а через обратные клапаны 25, 26, 27, 28 из атмосферы засасывается воздух.
Способ управления подачей топлива во внешнюю камеру сгорания свободнопоршневого энергомодуля однотактным приводом топливной форсунки состоит в следующем. Сжатый воздух для действия привода топливной форсунки отбирается из магистрали подачи сжатого воздуха (каналы 23, 24) в общую внешнюю камеру сгорания 1 (далее - внешняя камера сгорания) и по каналу 29 (фиг. 2) через обратный клапан 30 поступает в пневмоаккумулятор 31 и заряжает его. Для подачи топлива во внешнюю камеру сгорания система управления устанавливает золотник управления подачей сжатого воздуха 32 в положение как показано на фиг. 2. Сжатый воздух из пневмоаккумулятора 31 по каналам 33, 34 поступает в левую (по фиг. 2) полость поршня привода топливной форсунки 35. Под действием сжатого воздуха поршень привода топливной форсунки 35 движется вправо. Топливо из правой полости плунжера топливной форсунки 36 по каналу 37 через обратный клапан 38 подается во внешнюю камеру сгорания. Отработавший воздух из правой полости поршня привода топливной форсунки 36 по каналам 39, 40 выбрасывается в атмосферу. Топливо из топливного бака (не показан) по каналу 41 через обратный клапан 42 засасывается в полость плунжера топливной форсунки 36. Для очередного цикла подачи топлива во внешнюю камеру сгорания система управления устанавливает золотник управления подачей сжатого воздуха 32 в левое положение. Сжатый воздух из пневмоаккумулятора 31 по каналам 33, 39 поступает в правую полость поршня привода топливной форсунки 35. Под действием сжатого воздуха поршень привода топливной форсунки 35 движется влево. Топливо из левой полости плунжера топливной форсунки 43 по каналу 44 через обратный клапан 45 подается во внешнюю камеру сгорания. Отработавший воздух из левой полости поршня привода топливной форсунки 36 по каналам 34, 46 выбрасывается в атмосферу. Топливо из топливного бака через обратный клапан 47 засасывается в полость плунжера топливной форсунки 36. Топливная форсунка готова к очередному, в данном случае третьему, циклу подачи топлива.
РАСКРЫТИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ управления подачей топлива во внешнюю камеру сгорания свободнопоршневого энергомодуля однотактным приводом топливной форсунки, включающего привод топливной форсунки, магистраль подачи сжатого воздуха во внешнюю камеру сгорания, пневмоаккумулятор, систему управления, золотник управления подачей сжатого воздуха, поршень привода топливной форсунки, плунжер топливной форсунки и внешнюю камеру сгорания отличается тем, что сжатый воздух для действия привода топливной форсунки отбирается из магистрали подачи сжатого воздуха в общую внешнюю камеру сгорания, поступает в пневмоаккумулятор и заряжает его, для подачи топлива во внешнюю камеру сгорания, система управления устанавливает золотник управления подачей сжатого воздуха в положение, при котором, при поступлении сжатого воздуха в полость поршня привода топливной форсунки, поршень привода топливной форсунки движется в одну сторону и плунжер топливной форсунки подает топливо во внешнюю камеру сгорания, для очередного цикла подачи топлива во внешнюю камеру сгорания система управления устанавливает золотник управления подачей сжатого воздуха в положение, при котором, при поступлении сжатого воздуха в полость поршня привода топливной форсунки, поршень привода топливной форсунки движется в другую сторону и плунжер топливной форсунки подает очередную дозу топлива во внешнюю камеру сгорания.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Материалы и технология для реализации заявленного изобретения не выходят за рамки современных возможностей.
ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
Фигура 2. Принципиальная схема однотактного привода топливной форсунки свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания.
29, 33, 34, 37, 39, 40, 41, 44, 46 - канал: 30, 38, 42, 45, 47 - обратный клапан: 31 - пневмоаккумулятор: 32 - золотник управления подачей сжатого воздуха; 35 - поршень привода топливной форсунки; 36, 43 - плунжер топливной форсунки.