Свободнопоршневой двигатель

(56)Шнеэ Я. И. Газовгиз, 1960, с. 544, фиг раневые дви Сущность изо еля внутренне крайней мер бразующий е камеры сго ктивными со тенках и уста ения вокруг гатели бретего сгое один две опрания, плами, новлен своей онный институт И, Мангушев и Ю Маше турбин463. й две оппозитнорания, газовую тгазу с выхлопом нные Я оедигора- (Л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, к поршневым, оппозитным его вариантам.Известны ДВС с оппозитным расположением цилиндров, в которых прямолинейное перемещение поршней в неподвижных цилиндрах преобразуется во вращение выходного вала с помощью различных механизмов, в основном кривошипно-шатунными механизмами.Такие двигатели имеют сравнительно большие габариты из-за необходимости, размещения кривошипно-шатунных механизмов. Кроме того, такие двигатели обладают усложненной технологией изготовления поршней и повышенной вибрацией из-за наличия сложных переменных усилий, возникающих в процессе работы в результате взаимодействия поршней и шатунов.Известен поршневой оппозитный двигатель, содержащий двигатель внутреннего сгорания, в цилиндре которого установлен по крайней мере один плавающий поршень,(54) СВ О БОД Н ОПОР ТЕЛЬ(57) Использование: по внутреннего сгорания. ния: в цилиндре двигат рания установлен по плавающий поршень, о позитно расположенны цилиндр снабжен реа размещенными в его с с возможностью вращ оси. 2 ил. образую щи расположе камеры сго урбину, с ненную по из камер с ния.Однако газовая турбина выполнена в отдельном агрегате, что увеличивает габариты всей двигательной установки, усложняет конструкцию и увеличивает гидравлические потери в газоподводящих патрубках большой длины.Цель изобретения - уменьшение габаритов, упрощение конструкции и уменьшение гидравлических потерь,Свободнопоршневой двигатель содержит двигатель внутреннего сгорания, в цилиндре которого установлен по. крайней мере один плавающий поршень, образующий две оппозитно расположенные камеры сгорания, газовую турбину, соединенную по газу с выхлопом из камер сгорания. Газовая турбина выполнена в виде реактивных сопел, размещенных в стенках цилиндра, причем последний установлен с возможностью вращения вокруг своей оси,1724912 40 45 50 55 Меньшие габариты, более простая конструкция и меньшие гидравлические потери предлагаемого двигателя по сравнению с известным обусловлены размещением газовой турбины не в отдельном агрегате, а на боковых стенках цилиндра и за счет того, что цилиндр установлен с возможностью вращения вокруг своей оси, Вращающийся цилиндр выполняет одновременно роль ротора турбины, а патрубки подвода выхлопа к турбине практически исключены из конструкции.На фиг. 1 приведена схема предлагаемого свободнопоршневого двигателя; на фиг, 2 - сечение А - А на фиг. 1.Свободнопоршневой двигатель содержит двигатель внутреннего сгорания, который состоит из установленного на основании 1 вращающегося цилиндра 2. На торцовых стенках 3 и 4 цилиндра 2 выполнены пустотелые полуоси 5 и 6, которыми цилиндр 2 с помощью подшипников 7 и 8 установлен на основании 1. Внутри вращающегося цилиндра 2 установлен свободный поршень 9, вблизи торцовых стенок 10 и 11 установлены уплотнительные кольца 14. На торцовых стенках 3 и 4 цилиндра 2 выполнены окна, соединяющие внутренние полости пустотелых полуосей 5 и 6 с камерами 12 и 13 сгорания, Окна прикрыты впускными клапанами 15 и 16, в центре которых установлены топливные форсунки 17 и 18. По окружности середины стенок цилиндра 2 выполнены отверстия 19 с тангенциальным сужающимся выходом наружу (фиг. 2), Отверстия 19 являются радиальной реактивной турбиной и служат для отвода выхлопных газов попеременно из обеих камер 12 и 13 сгорания.Двигатель работает следующим образом.Для запуска двигателя через один из впускных клапанов, например 15 подают сжатый воздух в левую камеру 12 сгорания. Воздух, расширяясь в полости камеры 12 сгорания, перемещает поршень 9 в крайнее правое положение, если давление сжимаемого при этом воздуха в полости правой камеры 13 сгорания достигает заданного, то 5 10 15 20 25 30 35 срабатывает форсунка 18 камеры 13 сгорания и впрыскивает в полость камеры со сжатым воздухом топливо(этот момент показан на фиг. 1), Подача сжатого воздуха в левую камеру 12 сгорания прекращается. Одновременно в правой камере 13 происходит воспламенение и сгорание топлива в сжатом воздухе. Поршень 9 начинает перемещаться влево и перекрывает выхлопные отверстия 19.С этого момента часть энергии, образованной в результате сжигания топлива в правой камере 13, расходуется как на перемещение поршня 9 влево, так и на сжатие с помощью поршня 9, воздуха в левой камере 12. Впускные клапаны 15 и 16 обеих камер 12 и 13 при этом закрыты. Поршень 9 перемещается в крайнее левое положение, сжимая воздух в левой камере, одновременно открываются выхлопные отверстия 19 и из правой камеры 13 через них происходит выхлоп сжатого газа, часть энергии которого уже использована для сжатия воздуха в левой камере 12; Оставшаяся часть энергии используется для вращения цилиндра 2 с помощью реактивной радиальной турбины в виде реактивных сопел. При этом выхлопные газы (фиг. 2) ускоряются в сужающихся отверстиях 19 турбины и выбрасываются в тангенциальном направлении наружу, создавая реактивный момент вращения цилиндра 2. Для привода двигателя или другого потребителя могут служить как любая из полуосей 5 или 6, так и сам цилиндр 2. Формула изобретения Свободнопоршневой двигатель, содержащий двигатель внутреннего сгорания, вцилиндре которого установлен по крайней мере один плавающий поршень, образующий две оппозитно расположенные камеры сгорания, газовую турбину, соединенную по газу с выхлопом из камер сгорания, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, газовая турбина выполнена в виде реактивных сопл, размещенных в стенках цилиндра, причем последний установлен с возможностью вращения вокруг своей оси,1724912 1 Я 1 Ф оставитель В.Точилкехред М,Моргентал дактор Н.Тупица ектор С.Ше каз 1161 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва,. Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10