Двигатель с внешним подводом теплоты

 

ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ, содержащий по меньшей мере один цилиндр с плоским днищем, установленный в нем на пружинной опоре, пр меньшей мере один поршень, разделяющий рабочую полость цилиндра на дЬе камеры - надпоршневую и подпоршневую , сообщенные между собой через нагреватель,, регенератор и охлади-тель , напорную и сливную магистрали, подключенные к подпоршневрй полости и снабженные клапанами, камеру .../,,-. 7Т-Х...-..,, вода поршня, размещенную во внутренней полости последнего и отделенную от подпоршневой камеры при помощи штока, закрепленного одним торцом в днище цилиндра и снабженного перепускными каналами, и регулятор выходной мощности, отличающийся тем, что, с цепью повышения надежности работы, перепускные каналы в штоке выполнены в виде продольных пазов, разделенных на пары, в каждой из которых один паз размещен у днища цилиндра , а другой примыкает к противоположному торцу штока, а регулятор выходной мощности выполнен в виде резервуара с регулируемым объемом,подключенного к камере привода при по (Л мощи дополнительного канала в шуоке, а пружинная опора поршня размещена в камере привода. со 4ib СО IND

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„919432

-д114Р 02 G 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13 „";

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕПЬСТВУ i Мвлиоуд „, (21) 2997702/25-06 (22) 27. 10. 80 (46) 30.06 87. Бюл. В 24 (72) Л.M.Ïîïîâ, А.Г.Попов, Н.А.Петухов и B.Н.Вылегжанин (53) 621.4(088.8) (56) Патент СИА У 4188791, кл. 60-520, 1980 ° (54)(57) ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ

ТЕПЛОТЫ, содержащий по меньшей мере один цилиндр с плоским днищем, установленный в нем на пружинной опоре, по меньшей мере один поршень, разделяющий рабочую полость цилиндра на две камеры — надпоршневую и подпоршневую, сообщенные между собой через нагреватель,, регенератор и охлади-. тель, напорную и сливную магистрали, подключенные к подпоршневой полости и снабженные клапанами, камеру при-. вода поршня, размещенную во внутренней полости последнего и отделенную от подпоршневой камеры при помощи штока, закрепленного одним торцом в днище цилиндра и снабженного перепускными каналами, и регулятор выходной мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, перепускные каналы в штоке выполнены в виде продольных пазов, разделенных на пары, в каждой из которых один паз размещен у днища цилиндра, а другой примыкает к протиl воположному торцу штока, а регулятор выходной мощности выполнен в виде резервуара с регулируемым объемом,под- Я ключенного к камере привода при помощи дополнительного канала в штоке, а пружинная опора поршня размещена в камере привода.

9!9432

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в двигателях с внешним подводом теп- лоты.

Известен двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий по меньшей мере один цилиндр с плоским днищем, установленный в нем на пружинной опоре по меньшей мере один поршень, разделяющий рабочую полость цилиндра на две камеры — надпоршневую и подпоршневую, сообщенные между собой через нагреватель, регенератор и охладитель, напорную и сливную магистрали, подключенные к подпоршневой полости и снабженные клапанами, камеру привада поршня, размещенную во внутренней полости последнего и отделенную от подпоршневой камеры при помощи штока, закрепленного одним торцом в днище цилиндра и снабженного перепускными каналами, и регулятор выходной мощности.

При работе двигателя после выравнивания давления между камерой привода поршня и полостью цилиндра, движение поршня осуществляется за счет сил инерции, что является недостаточно надежным, так как инерция не обеспечивает стабильности хода.

Цель изобретения — повышение надежности работы, Для достижения поставленной цели в известном двигателе перепускные каналы в штоке выполнены в виде продольных пазов, разделенных на пары, в каждой из которых один паз размещен у днища цилиндра, а другой примыкает к противоположному торцу штока, а регулятор выходной мощности выполнен в виде резервуара с регулируемым объемом, подключенного к камере привода при помощи дополнительного канала в штоке, а пружинная опора поршня размещена в камере привода.

Во внутренней полости поршня размещена камера привода 8, которая отделена от подпоршневой камеры 4 при помощи штока 9, закрепленного одним торцом в днище цилиндра 1 и снабженного перепускными каналами. Перепускные каналы выполнены в виде продольных пазов 10 и 11, разделенных на пары, в каждой из которых один

f0 паз 10 размещен у днища цилиндра, а другой ll примыкает к противоположному торцу штока 9.

Поршень 2 подпружинен относительно цилиндра 1, причем пружины 12 и !

5 13 размещены в камере привода 8 поршня.

К подпоршневой камере 4 цилиндра

1 подключены напорная 14 и сливная

15 магистрали, снабженные клапанами

20 16 и 17.

Двигатель снабжен также регулятором выходной мощности, выполненным в виде резервуара 18 с регулируемым объемом, подключенного к камере при25 вода 8 поршня 2 при помощи дополнительного канала 19 в штоке 9.

Двигатель с внешним подводом теплоты работает следующим образом (см. фиг.2)»

30 При подходе поршня 2 к верхнему положению газ перемещается из горячей надпоршневой камеры 3 цилиндра

4 через нагреватель 5, регенератор 6 и охладнтель 7 в холодную подпоршневую камеру 4. Газ при этом охлаждается, давление в полости цилиндра

1 снижается, открывается клапан 17 и происходит всасывание из сливной магистрали 15 (линия ДА), пружина 12

4g сжимается, накапливая энергию.

В крайнем положении поршня 2 камера привода 8 сообщается с полостью цилиндра 1 продольным пазом 11 на штоке 9. Давление в камере привода

8 и в полости цилиндра 1 выравнивается (линия А А).

Энергия, накопленная в пружине 12, На фиг.! изображена схема двигателя; на фиг.2 — диаграммы изменений давлений в рабочей полости двигателя

АВСД и в камере привода поршня АС СА .

Двигатель содержит по меньшей мере один цилиндр 1 с плоским днищем, установленный в нем поршень 2, разделяющий рабочую полость цилиндра 1 на две камеры — надпоршневую .3 и подпоршневую 4 ° сообщенные между собой через нагреватель 5,регенератор б и охладитель 7. вызывает перемещение поршня 2 вниз, Перекрывается сообщение камеры при- вода 8 с полостью цилиндра 1. Газ из холодной камеры 4 цилиндра 1 через охладитель 7, регенератор 6 и нагреватель 5 перемещается в горячую камеру 3, нагревается, давление в полости цилиндра 1 повышается (линия

АВ). Давление в камере привода 8 также повышается (линия АС ) за счет уменьшения объема в ней на величину объема штока 9, входящего в камеру

3 91943 привода 8. Однако, давление в полости цилиндра 1 растет быстрее, чем в камере привода 8. Результирующая разность давлений л Р между полостью цилиндра 1 и камерой привода 8, действующая на площадь штока 9, перемещает поршень 2 вниз, При давлении в полости цилиндра 1, превышающем давление в магистрали нагнетания 14, открывается клапан 16, и происходит 10 нагнетание (линия ВС).

При подходе поршня 2 к нижнему положению сжимается пружина 13, накапливая энергию. В крайнем нижнем положении поршня 2 продольным пазом 10 15 камера привода 8 сообщается с полостью цилиндра 1, Давления в камере привода 8 и полости цилиндра 1 выравниваются (линия С С), Энергией пружины 13 поршень 2 пе- 20 ремещается вверх, перекрывается сообщение камеры привода 8 с полостью цилиндра 1. Газ из горячей зоны полости цилиндра 1 через нагреватель 5, регенератор 6 и охладитель 7 переме- 25 щается в холодную зону. Давление в полости цилиндра 1 понижается (линия

СД). Давление в камере привода 8 также понижается (линия СА ) за счет увеличения объема, соответствующего 30 объему выходящего из камеры привода

8 штока 9, но при меньшей скорости, 1 чем в полости цилиндра 1. Результирующая разность давлений а Р„между камерой привода 8 и полостью цилинд- 35 ра 1, действующая на площадь штока 9, перемещает поршень 2 вверх.

При достижении давления в полости цилиндра 8 меньшего, чем в сливной 40 магистрали 15, открывается клапан 17и происходит всасывание (линия QA), 2

Поршень 2 доходит до верхнего положения, и цикл повторяется.

Регулирование выходной мощности двигателя осуществляется изменением частоты работы, путем изменения объема камеры привода 8 дополнительным регулируемым объемом резервуара 18 для регулирования выходной мощности, которая каналом 19 сообщена с камерой привода 8. При уменьшении объема камеры устройством для регулирования выходной мощности давление в камере привода изменяется быстрее и до большей величины (линии АС и СА"), разность давлений аР< и dP3 между камерой привода и полостью цилиндра уменьшается, а соответственно уменьшаются усилие перемещения поршня 2 и скорость работы двигателя. Это приводит к уменьшению выходной мощности.

При увеличении объема камеры давление в камере привода 8 изменяется медленнее и до меньшей величины, разность давлений между камерой привода и полостью цилиндра повышается,, следовательно, повышается усилие перемещения. поршня 2 и скорость работы двигателя, что,приводит к увеличению выходной мощности.

Обеспечение выравнивания давлений в камере привода и полости цилиндра, необходимого для реверса, продольными пазами 10 и 11 выполненными на штоке

9, позволяет поддерживать перемещение поршня разностью давлений между камерой привода и полостью цилиндра на протяжении всего хода независимо от режимов работы двигателя. Это ве дет к стабильности характеристик двигателя и повышению надежности его работы.

919432

Лерекещение

Составитель С.Амандыков

Техред М.Ходанич КорректорВ.Бутяга

Редактор Е,Нефедова

Заказ 2690/3 Тираж .503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

° 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4