RU2624686C1 - Method for non-contact cooling of pistons, rods and cylinders in one-step engine with external chamber of combustion of exhaust gases energy - Google Patents
Method for non-contact cooling of pistons, rods and cylinders in one-step engine with external chamber of combustion of exhaust gases energy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2624686C1 RU2624686C1 RU2016135410A RU2016135410A RU2624686C1 RU 2624686 C1 RU2624686 C1 RU 2624686C1 RU 2016135410 A RU2016135410 A RU 2016135410A RU 2016135410 A RU2016135410 A RU 2016135410A RU 2624686 C1 RU2624686 C1 RU 2624686C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder
- pistons
- rods
- radiator
- coolant pump
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/16—Pistons having cooling means
- F02F3/20—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
- F02F3/22—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
- F16J1/09—Pistons; Trunk pistons; Plungers with means for guiding fluids
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к области энергомашиностроения.The invention relates to the field of power engineering.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Ближайший аналог заявленного изобретения - патент РФ 2427718. «Способ охлаждения поршней двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей».The closest analogue of the claimed invention is RF patent 2427718. "A method for cooling pistons of a two-cylinder single-stroke free-piston power module with a common external combustion chamber and a linear electric generator with opposed movement of the anchors."
Реферат патента РФ 2427718 «Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ охлаждения поршней двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей, включающий общую внешнюю камеру сгорания, электрогенератор с оппозитным движением якорей, две расширительные машины, приводящие в оппозитное движение якоря электрогенератора, и систему управления, шток и соединенные с ним поршни каждой расширительной машины охлаждаются протекающим в полости, ограниченной внутренней поверхностью штока, внешней и внутренней поверхностью установленной внутри этой полости трубы, хладагентом, для чего при движении поршней из точек крайнего схождения поршней в точки крайнего расхождения хладагент продавливается через радиатор, отдающий тепло хладагента внешней среде, и поступает в пневмоаккумулятор, а при движении поршней из точек крайнего расхождения в точки крайнего схождения хладагент из аккумулятора поступает в ту же полость, ограниченную внутренней поверхностью штоков, внешней и внутренней поверхностью трубы. Изобретение обеспечивает улучшение охлаждения поршней энергомодуля».Abstract of the patent of the Russian Federation 2427718 "The invention relates to the field of power engineering. A method for cooling pistons of a two-cylinder single-stroke free-piston power module with a common external combustion chamber and a linear electric generator with opposed movement of the anchors, including a common external combustion chamber, an electric generator with the opposite movement of anchors, two expansion machines that drive the generator’s armature in opposite motion, and a control system, rod with it, the pistons of each expansion machine are cooled by the flowing in the cavity bounded by the inner surface of the rod, the external and internal the inner surface of the pipe installed inside this cavity, the refrigerant, for which, when the pistons move from the extreme convergence points of the pistons to the extreme divergence points, the refrigerant is forced through the radiator, which transfers the heat of the refrigerant to the external environment, and enters the pneumatic accumulator, and when the pistons move from the extreme divergence points to points extreme convergence of the refrigerant from the battery enters the same cavity bounded by the inner surface of the rods, the outer and inner surface of the pipe. The invention provides improved cooling of the pistons of the energy module. "
ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯOBJECT OF THE INVENTION
Цель изобретения - обеспечить бесконтактное охлаждение поршней, штоков и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания энергией выхлопных газов.The purpose of the invention is to provide non-contact cooling of the pistons, rods and cylinder of a single-cycle engine with an external combustion chamber with energy from exhaust gases.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
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 чертеже, то продукты сгорания из внешней камеры сгорания 1 по каналу 6 через открытый клапан 7 поступают в нижнюю (по чертежу) 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 полости поршня 4 воздуха больше давления продуктов сгорания в его нижней полости. Поэтому воздух из верхней полости поршня 4 через обратный клапан 10 поступает во внешнюю камеру сгорания 1, поддерживая в ней процесс горения подаваемого форсункой 2 топлива. В нижнюю 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 клапан 7 и клапан 12 в закрытое положение, 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 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.The invention is illustrated by the description of the principle of operation of a single-cycle engine with an external combustion chamber - hereinafter the engine. It acts as follows. When starting the engine, the control system (see drawing) supplies a dose of fuel to the external combustion chamber 1 with nozzle 2 and ignites it with a
Способ бесконтактного охлаждения поршней, штоков и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания энергией выхлопных газов состоит в следующем.The method of contactless cooling of the pistons, rods and cylinder of a single-cycle engine with an external combustion chamber with energy from exhaust gases is as follows.
При повышении температуры поршневой группы в составе поршней 4, 5 и штоков 8, 9 система управления переводит клапан выхлопных газов 20 в открытое, правое, положение. Выхлопные газы через клапаны 12, 16 поступают в выхлопной коллектор (не показан). Часть из них по каналам 21, 22 поступает на турбину 23 и, отработав в ней, выбрасывается в атмосферу по каналу 24. Турбина 23 приводит во вращение насос прокачки охлаждающей жидкости 25 и вентилятор 26. Насос прокачки охлаждающей жидкости 25 прокачивает охлаждающую жидкость по маршруту: насос прокачки охлаждающей жидкости 25, канал трубы охлаждения поршней и штоков 27, канал 28, радиатор 29 и снова насос прокачки охлаждающей жидкости 25. И так же по маршруту: насос прокачки охлаждающей жидкости 25, канал 30, между цилиндром двигателя 32 и рубашкой цилиндра двигателя 33, радиатор 29 и снова насос прокачки охлаждающей жидкости 25. Радиатор 29 обдувается вентилятором 26, и тепло от поршней 4, 5, штоков 8, 9 и цилиндра двигателя 32 выбрасывается в атмосферу. Система управления датчиком температуры охлаждающей жидкости 34 контролирует температуру охлаждающей жидкости и при понижении ее ниже оптимальной величины закрывает клапан выхлопных газов 20. Выхлопные газы выбрасываются в атмосферу по каналам 35, 36. Циркуляция охлаждающей жидкости прекращается, и температура охлаждающей жидкости повышается. Термостаты 37, 38 служат для поддержания оптимальной температуры соответственно поршней, штоков и цилиндра двигателя.With increasing temperature of the piston group in the composition of the
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Способ охлаждения поршней, штоков и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания энергией выхлопных газов, содержащего поршни и штоки, трубу охлаждения поршней и штоков, цилиндр двигателя, систему управления, клапан подачи выхлопных газов, турбину, насос прокачки охлаждающей жидкости, вентилятор, радиатор, цилиндр двигателя и рубашку цилиндра двигателя, отличающийся тем, что при повышении температуры поршней, штоков и цилиндра однотактного двигателя с внешней камерой сгорания с приводом насоса прокачки охлаждающей жидкости энергией выхлопных газов система управления переводит клапан подачи выхлопных газов в открытое положение, при котором часть выхлопных газов поступает на турбину и, отработав в ней, выбрасывается в атмосферу, турбина приводит во вращение насос прокачки охлаждающей жидкости и вентилятор, насос прокачки охлаждающей жидкости прокачивает охлаждающую жидкость от насоса прокачки охлаждающей жидкости, через канал трубы охлаждения поршней и штоков, радиатор и снова к насосу прокачки охлаждающей жидкости, и от насоса прокачки охлаждающей жидкости через полость между цилиндром и рубашкой и снова к насосу прокачки охлаждающей жидкости, тепловой поток от поршневой группы через стенки трубы охлаждения поршней и штоков поступает в циркулирующую по каналу трубы охлаждения поршней и штоков охлаждающую жидкость и переносится охлаждающей жидкостью в радиатор, тепловой поток от цилиндра переносится охлаждающей жидкостью в радиатор, радиатор обдувается воздухом из атмосферы, в результате чего тепло от поршневой группы и цилиндра через радиатор выбрасывается в атмосферу.A method for cooling pistons, rods and a cylinder of a single-cycle engine with an external combustion chamber with energy from exhaust gases containing pistons and rods, a cooling pipe for pistons and rods, an engine cylinder, a control system, an exhaust valve, a turbine, a coolant pump, a fan, a radiator, the engine cylinder and the cylinder jacket of the engine, characterized in that when the temperature of the pistons, rods and cylinder of a single-cycle engine with an external combustion chamber with a coolant pump With the energy of exhaust gases, the control system puts the exhaust valve in the open position, in which part of the exhaust gas enters the turbine and, having worked it, is released into the atmosphere, the turbine drives the coolant pump and the fan, the coolant pump pumps the coolant liquid from the coolant pump, through the channel of the piston and rod cooling pipe, the radiator and again to the coolant pump, and from the coolant pump bone through the cavity between the cylinder and the jacket and again to the coolant pump, the heat flux from the piston group through the walls of the piston and rod cooling pipe enters the coolant circulating through the channel of the piston and rod cooling pipe and is transferred by the cooling fluid to the radiator, heat flow from the cylinder it is transferred by the coolant to the radiator, the radiator is blown with air from the atmosphere, as a result of which heat from the piston group and the cylinder is emitted through the radiator into the atmosphere.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯTECHNICAL APPLICABILITY OF THE INVENTION
Требования к материалам и технологиям заявленного изобретения не выходят за рамки современных возможностей.The requirements for materials and technologies of the claimed invention do not go beyond the scope of modern capabilities.
ЧЕРТЕЖИBLUEPRINTS
На чертеже показана принципиальная схема многоцилиндрового однотактного двигателя с внешней камерой сгорания, где 1 - камера сгорания; 2 - форсунка; 3 - свеча зажигания; 4, 5 - поршень; 6, 17, 21, 22, 24, 28, 30, 35, 36 - канал; 7, 12, 15, 16 - клапан; 8, 9 - шток; 10, 11, 18, 19 - обратный клапан; 13 - шатун; 14 - коленвал; 20 - клапан подачи воздуха; 23 - турбина; 25 - насос прокачки охлаждающей жидкости; 26 - вентилятор; 27 - труба охлаждения поршней и штоков; 29 - радиатор; 31 - полость между цилиндром двигателя и рубашкой охлаждения цилиндра двигателя; 32 - цилиндр двигателя; 33 - рубашка охлаждения цилиндра двигателя; 34 - датчик температуры охлаждающей жидкости, 37, 38 -термостат.The drawing shows a schematic diagram of a multi-cylinder single-cycle engine with an external combustion chamber, where 1 is a combustion chamber; 2 - nozzle; 3 - spark plug; 4, 5 - the piston; 6, 17, 21, 22, 24, 28, 30, 35, 36 - channel; 7, 12, 15, 16 - valve; 8, 9 - stock; 10, 11, 18, 19 - check valve; 13 - connecting rod; 14 - a crankshaft; 20 - air supply valve; 23 - turbine; 25 - pump for pumping coolant; 26 - fan; 27 - pipe cooling pistons and rods; 29 - a radiator; 31 - the cavity between the engine cylinder and the cooling jacket of the engine cylinder; 32 - engine cylinder; 33 - cooling jacket for the engine cylinder; 34 - coolant temperature sensor, 37, 38 - thermostat.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016135410A RU2624686C1 (en) | 2016-08-30 | 2016-08-30 | Method for non-contact cooling of pistons, rods and cylinders in one-step engine with external chamber of combustion of exhaust gases energy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016135410A RU2624686C1 (en) | 2016-08-30 | 2016-08-30 | Method for non-contact cooling of pistons, rods and cylinders in one-step engine with external chamber of combustion of exhaust gases energy |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2624686C1 true RU2624686C1 (en) | 2017-07-05 |
Family
ID=59312779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016135410A RU2624686C1 (en) | 2016-08-30 | 2016-08-30 | Method for non-contact cooling of pistons, rods and cylinders in one-step engine with external chamber of combustion of exhaust gases energy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2624686C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU7306A1 (en) * | 1926-12-27 | 1928-12-31 | С.И. Бедняков | Apparatus for cooling a piston in internal combustion engines |
US4662177A (en) * | 1984-03-06 | 1987-05-05 | David Constant V | Double free-piston external combustion engine |
US4665703A (en) * | 1984-03-06 | 1987-05-19 | David Constant V | External combustion engine with air-supported free piston |
SU1605009A1 (en) * | 1988-12-29 | 1990-11-07 | Ленинградский Кораблестроительный Институт | Cooled piston of low-revolution i.c.engine |
US20030066499A1 (en) * | 2001-10-04 | 2003-04-10 | Berlinger Willibald G. | Piston assembly for use in a free piston internal combustion engine |
-
2016
- 2016-08-30 RU RU2016135410A patent/RU2624686C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU7306A1 (en) * | 1926-12-27 | 1928-12-31 | С.И. Бедняков | Apparatus for cooling a piston in internal combustion engines |
US4662177A (en) * | 1984-03-06 | 1987-05-05 | David Constant V | Double free-piston external combustion engine |
US4665703A (en) * | 1984-03-06 | 1987-05-19 | David Constant V | External combustion engine with air-supported free piston |
SU1605009A1 (en) * | 1988-12-29 | 1990-11-07 | Ленинградский Кораблестроительный Институт | Cooled piston of low-revolution i.c.engine |
US20030066499A1 (en) * | 2001-10-04 | 2003-04-10 | Berlinger Willibald G. | Piston assembly for use in a free piston internal combustion engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2506443C2 (en) | Ice with interconnected pistons | |
US8596239B2 (en) | Cylinder head of an internal combustion engine comprising a cooling circuit | |
US8683984B2 (en) | Thermocompression motor | |
CN106194382B (en) | Internal combustion engine and coolant pump | |
CA2759121C (en) | New reciprocating machines and other devices | |
US20160341187A1 (en) | Reciprocating motor-compressor with integrated stirling engine | |
MX2023014632A (en) | Engine. | |
RU2622222C1 (en) | Method of non-contact cooling of pistons, strokes and cylinders of multi-cylinder one-step engine with external chamber of combustion of compression energy in compressor pistons of piston air | |
RU2624156C1 (en) | Method of cooling pistons, rodss and cylinders of multi-cylinder one-stroke engine with external combustion chamber using energy of air compressed in compressor cavities of pistons | |
RU2624685C1 (en) | Method of non-contact cooling of pistons and strokes in multi-cylinder one-step engine with external combustion chamber by energy of air compressed in pistons compressor cavities | |
RU2624686C1 (en) | Method for non-contact cooling of pistons, rods and cylinders in one-step engine with external chamber of combustion of exhaust gases energy | |
RU2623024C1 (en) | Method of non-contact cooling of pistons, strokes and cylinders of multi-cylinder one-step engine with external chamber of combustion of exhaust gases energy | |
RU2625070C1 (en) | Method for non-contact cooling of pistons, rods and cylinders of multi-cylinder single-stroke engine with external combustion chamber by exhaust energy | |
RU2623027C1 (en) | Method for cooling pistons, strocks and cylinder of one-step engine with external combustion chamber by pump with electric drive | |
RU2625069C1 (en) | Method for cooling pistons, rods and cylinder of single-stroke engine with external combustion chamber by pump with electric drive | |
RU2624930C1 (en) | Method for non-contact cooling of pistons and rods in one-step engine with external chamber of combustion of exhaust gases energy | |
RU2631843C1 (en) | Method for cooling pistons, rods and cylinder of single-stroke engine with external combustion chamber using energy of air compression in compressor cavities | |
RU2623025C1 (en) | Method of non-contact cooling of pistons, strocks and cylinder of ulti-cylinder one-step engine with external combustion chamber by pump with electric drive | |
JP2014141907A (en) | Internal combustion engine | |
RU2628825C1 (en) | Method of non-contact cooling of pistons, stocks and cylinder of ulti-cylinder one-step engine with external combustion chamber by pump with electric drive | |
RU2625075C1 (en) | Temperature control method of piston groups and cylinders with outside combustion chamber of free-piston power module with pump drive of compressed air cooling system | |
RU2565933C1 (en) | Closed-cycle piston engine | |
WO2007042022A3 (en) | Internal combustion engine | |
RU2449138C2 (en) | Internal combustion engine | |
RU146383U1 (en) | EXTERNAL HEATING ENGINE WITH V-PISTON POSITION |