Двигатель-преобразователь
Полезная модель относится к машинам без вращающегося рабочего вала, служащим для преобразования теплоты сгорания топлива в энергию сжатого воздуха или потока жидкости.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является упрощение конструкции и уменьшение непроизводительного потребления топлива.
Двигатель-преобразователь содержит двигательную часть с клапанами, свечой зажигания и силовым поршнем, к которому прикреплен шток, гидравлическую часть, включающую в себя пневмогидроаккумулятор, и блок управления.
Предлагаемый двигатель-преобразователь отличается от известных тем, что конец штока выполнен в виде гидравлического поршня, который перемещается в гильзе, причем сам шток выполнен полым и телескопически связан с вставкой, закрепленной на торцевой поверхности гильзы и выполненной в виде трубки, один конец которой сообщается с внутренней полостью штока; а второй - с входом гидрораспределителя, выход гидрораспределителя, соответствующий этому входу сообщается с гидробаком, второй вход гидрораспределителя сообщается с полостью, образованной гильзой и гидравлическим поршнем, второй выход гидрораспределителя сообщается с входом пневмогидроаккумулятора, привод клапанов, свеча зажигания и канал управления гидрораспределителя связаны с блоком управления, к которому также подключены устройства, определяющие давление в пневмогидроаккумуляторе и расход жидкости из пневмогидроаккумулятора, ил.1.
Полезная модель относится к машинам без вращающегося рабочего вала, служащим для преобразования теплоты сгорания топлива в энергию сжатого воздуха или потока жидкости.
Известен двигатель-компрессор, содержащий соосно размещенные в едином блоке поршневой компрессор и два двигателя внутреннего сгорания. Управление форсунками, свечами зажигания и клапанами в данном устройстве осуществляется с помощью электронного блока управления. Блок управления получает управляющие сигналы от датчиков Холла, на которые воздействует магнит, прикрепленный к штоку («Двигатель-компрессор», патент 
2128781; опубликован 10.04.99).
Известен двигатель-гидронасос, содержащий цилиндр с двумя поршнями, топливоподающие устройства и гидравлическую часть, состоящую из плунжеров, связанных с поршнями и клапанов; установленных в поршнях. Регулирование производительности в данном устройстве производится за счет изменения хода поршня и объема камеры сгорания («Свободнопоршневой двухтактный двигатель-гидронасос и способ его регулирования», патент 2105174, опубликован 20.02.98).
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является двигательно-насосное устройство, содержащее двигательную часть, выполненную в виде силовых цилиндров с поршнями, связанными между собой штоком, насосную часть, выполненную в виде гидроцилиндра, установленного соосно силовым цилиндрам, блок управления, и гидроаккумулятор. Регулирование производительности осуществляется путем изменения длительности открытия (закрытия) клапанов. Управляющие сигналы на клапаны подаются от блока управления в зависимости от скорости движения поршня («Двигательно-насосное устройство», патент 2039879, опубликован 20.07.95).
Недостатками этих устройств является большой непроизводительный расход топлива, сложность конструкций и необходимость изменения параметров рабочего цикла для изменения производительности.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является упрощение конструкции и уменьшение непроизводительного потребления топлива
Указанный технический результат достигается тем, что в двигателе-преобразователе, содержащем двигательную часть с клапанами, свечой зажигания и силовым поршнем, к которому прикреплен шток, гидравлическую часть, включающую в себя пневмогидроаккумулятор, и блок управления, конец штока выполнен в виде гидравлического поршня, который перемещается в гильзе, причем сам шток выполнен полым и телескопически связан с вставкой, закрепленной на торцевой поверхности гильзы и выполненной в виде трубки, один конец которой сообщается с внутренней полостью штока, а второй - с входом гидрораспределителя, выход гидрораспределителя, соответствующий этому входу сообщается с гидробаком, второй вход гидрораспределителя сообщается с полостью, образованной гильзой и гидравлическим поршнем, второй выход гидрораспределителя сообщается с входом пневмогидроаккумулятора, привод клапанов, свеча зажигания и канал управления гидрораспределителя связаны с блоком управления, к которому также подключены устройства, определяющие давление в пневмогидроаккумуляторе и расход жидкости из пневмогидроаккумулятора.
На фигуре изображен двигатель-преобразователь.
Он включает в себя двигательную часть 1 с клапанами, свечей зажигания и силовым поршнем 2. К силовому поршню 2 прикреплен полый шток 3, конец которого выполнен в виде гидравлического поршня. Шток 3 телескопически связан со вставкой 4, выполненной в виде трубки, и закрепленной на торце гильзы 5. Гидравлический поршень штока 3 перемещается в гильзе 5. Полость, образованная гидравлическим штоком и гильзой, связана с входом двухпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя б. Второй вход гидрораспределителя 6 связан с внутренней полостью вставки 4. Один из выходов гидрораспределителя 6 связан с пневмогидроаккумулятором 7, а второй выход - с гидробаком 8. Блок управления 9 связан со свечей зажигания, приводами клапанов, линией управления гидрораспределителя 6 и датчиками давления и расхода жидкости (на рисунке не показаны).
Двигатель-преобразователь работает следующим образом.
При сгорании топлива силовой поршень 2 совершает рабочий ход. Гидравлический поршень штока 3 выдавливает жидкость через гидрораспределитель 6 в пневмогидроаккумулятор 7. После окончания рабочего хода от блока управления 9 на гидрораспределитель 6 приходит команда на его переключение. После переключения гидрораспределителя 6 жидкость начнет поступать во внутреннюю полость вставки 4 и, соответственно, во внутреннюю полость штока 3. Силовой поршень 2 начнет перемещаться в исходное положение. Одновременно из гидробака 8 жидкость через гидрораспределитель 8 начнет заполнять полость гильзы 5. Далее рабочий цикл повторяется. После того, как уровень давления в пневмогидроаккумуляторе достигнет заданной величины, от блока управления 9 поступит команда на прекращение работы двигательной части 1.
При наличии расхода жидкости из пневмогидроаккумулятора двигательная часть начинает работать. В блок управления 9 непрерывно поступает информация от датчика расхода. В зависимости от текущей величины расхода блок управления задает частоту следования рабочих циклов. При увеличении расхода жидкости частота рабочих циклов возрастает и наоборот.
Регулирование мощности в данном устройстве производится за счет изменения частоты следования рабочих циклов. Устройство, будучи простым по конструкции, позволяет существенно сократить непроизводительный расход топлива.
В данном двигателе-преобразователе фазы рабочего процесса не имеют между собой кинематической (механической) связи. Конструкция двигателя-преобразователя позволяет регулировать мощность на выходе, не изменяя параметров рабочего процесса (степень сжатия, время единичного цикла, угол опережения зажигания и т.д.), которые остаются постоянными. Значения параметров оптимальны с точки зрения расхода топлива на единицу полезной работы; КПД и экологичности.
Двигатель-преобразователь, содержащий двигательную часть с клапанами, свечой зажигания и силовым поршнем, к которому прикреплен шток, гидравлическую часть, включающую в себя пневмогидроаккумудятор, и блок управления, отличающийся тем, что конец штока выполнен в виде гидравлического поршня, который перемещается в гильзе, причем сам шток выполнен полым и телескопически связан с вставкой, закрепленной на торцевой поверхности гильзы и выполненной в виде трубки, один конец которой сообщается с внутренней полостью штока, а второй - с входом гидрораспределителя, выход гидрораспределителя, соответствующий этому входу, сообщается с гидробаком, второй вход гидрораспределителя сообщается с полостью, образованной гильзой и гидравлическим поршнем, второй выход гидрораспределителя сообщается с входом пневмогидроаккумулятора, привод клапанов, свеча зажигания и канал управления гидрораспределителя связаны с блоком управления, к которому также подключены устройства, определяющие давление в пневмогидроаккумуляторе и расход жидкости из пневмогидроаккумулятора.
