Двигатель с внешним подводом теплоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 95728 94 Р 02 С 1/О АН БРЕТ К АВТОРСКО ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ, содержащий по меньшеймере один цилиндр с плоским днищем,установленный в нем на пружиннойопоре поршень, перемещающийся междунижней и верхней мертвыми точками иразделяющий рабочую камеру цилиндрана надпоршневую и подпоршневую полости, сообщенные между собоч через нагреватель, регенератор и охладитель,напорную и сливную магистрали, подключенные к подпоршневой полости и снабженные клапанами, камеру привода поршня, размещенную внутри последнего и отделенную от подпоршневой полости при помощи штока, закрепленного одним торцом в днище цилиндра иснабженного.перепускным каналом, сое"диняющим подпоршневую полость с камерой привода при положении поршняв нижней мертвой точке, и регуляторвыходной мощности, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона регулируемой работы,поршень снабжен дополнительными каналами, соббщенными с камерой привода поршня и выполненными с возможностью подключения к перепускномуканалу при положении поршня в верхней мертвой точке, а регулятор выходной мощности выполнен в виде регулируемого дросселя и размещен в перепускном канале.1095Изобретение относится к областидвигателестроения и может быть использовано в двигателях с внешнимподводом теплоты,Известны двигатели с внешним подводом теплоты, содержащие по меньшеймере один цилиндр с плоским днищем,установленный в нем на пружинной опоре поршень, перемещающийся между ниж ней и верхней мертвыми точками и разделяющий рабочую камеру цилиндра нанадпоршневую и подпоршневую полости,сообщенные между собой через нагреватель, регенератор и охладитель, 15напорную и сливную магистрали, подключенные к подпоршневой полости иснабженные клапанами, камеру привода поршня, размещенную внутри последнего и отделенную от подпоршневой 2,полости при помощи штока, закрепленного одним торцом в днище цилиндра иснабженного перепускным каналом, соединяющим подпоршневую полость с камерой привода при положении поршня внижней мертвой точке, и регулятор выходной мощности.В известных двигателях регулятормощности не обеспечивает достаточноширокого диапазона регулируемой работы.Целью изобретения является расширение диапазона регулируемой работы.Для достижения поставленной целив двигателе с внешним подводом теплоты, содержащем по меньшей мере одинцилиндр с плоским днищем, установленный в нем на пружинной опоре поршень, перемещающийся между нижнейи верхней мертвыми точками и разделяющий рабочую камеру цилиндра нанадпоршневую и подпоршневую полости,сообщенные между собой через нагреватель, регенератор и охладитель, напорную и слнвную магистрали, подклю 45ченные к подпоршневой полости иснабженные клапанами, камеру приводапоршня, размещенную внутри последнего и отделенную от подпоршневой полости при помощи штока, закрепленно 50го одним торцом в днище цилиндра иснабженного перепускным каналом, соединяющим подпоршневую полость с камерой привода при положении поршня внижней мертвой точке, и регулятор выходной мощности, поршень снабжен дополнительными каналами, сообщеннымис камерой привода поршня и выполненными с воэможностью подключения к пе 728 2репускному каналу при положении поршня в верхней мертвой точке, а регулятор выходной мощности выполненв виде регулируемого дросселя и размещен в перепускном канале,На чертеже представлена конструктивная схема двигателя с внешнимподводом теплоты,Двигатель содержит по меньшей мере один цилиндр 1 с плоским днищем,установленный в нем поршень 2, перемещающийся между нижней и верхнеймертвыми точками и разделяющий рабочую камеру цилиндра 1 на две полости, надпоршневую 3 и подпоршневую 4,сообщенные. между собой через нагреватель 5, регенератор 6 и охладитель 7, Во внутренней полости поршня 2 размещена камера 8 привода, которая отделена от подпоршневой полости 4 при помощи штока 9, закрепленного одним концом в днище цилиндра 1и снабженного перепускным каналом 10,Поршень 2 снабжен дополнительнымиканалами 1.1, объединенными со стороны его внутренней поверхности кольцевым коллектором 12, и подпружинен относительно цилиндра 1, причемпружины 13 и 14 размещены в камере8 привода поршня 2, Дополнительныеканалы 11 и кольцевой коллектор 12сообщены с камерой 8 привода и выполнены с возможностью подключенияк перепускному каналу 10 при положении поршня в верхней мертвой точке.К подпоршневой полости 4 цилиндра 1 подключены напорная 15 и сливная 16 магистрали, снабженные клапанами 17 и 18. Двигатель снабжен также регулятором выходной мощности,выполненным в виде регулируемогодросселя 19 и размещенным в перепус -кном канале 10,Двигатель с внешним подводом теплоты работает следующим образом.При подходе поршня 2 к верхнеймертвой точке газ перемещается изгорячей надпоршневой полости 3 цилиндра 1 через нагреватель 5, регенератор 6 и охладитель 7 в холоднуюподпоршневую полость 4. Газ при этомохлаждается, давление в камере цилиндра 1 понижается, открывается клапан 18, происходит всасывание иэ слив.ной магистрали 16, Пружина 13 сжимается, накапливая энергию, При положении поршня 2 в верхней мертвой точ5728 10 15 20 25 30 35 40 45 руемого дросселя в перепускном ка 50 3 109 ке камера привода 8 сообщается с камерой цилиндра 1 через дополнительные каналы 11, кольцевой коллектор 12 и перепускной канал 10, Усилия, действующие на поршень 2 со стороны камеры цилиндра 1 и камеры 8 привода, выравниваются, и происходит реверс поршня 2 за счет энергии, накоплен- ной в пружине 13Перекрывается сообщение камеры 8 привода с камерой цилиндра 1.При движении поршня 2 к нижней мертвой точке газ из подпоршневой холодной полости 4 цилиндра 1 через охладитель 7, регенератор 6, и нагреватель 5 перемещается в горячую надпоршневую полость 3, Газ при этом нагревается, давление в камере цилиндра 1 повышается, Давление в камере 8 также повышается за счет уменьшения объема на величину объема што" ка 9, входящего в камеру 8 привода. Однако, давление в камере цилиндра,1 растет быстрее, чем в камере 8 привода. Результирующая разность давлений между камерой цилиндра 1 и камерой 8 привода, действующая на площадь штока 9, перемещает поршень 2 к нижней мертвой точке. При давлении в камере цилиндра 1, превышающем давление в напорной магистрали 15, открывается клапан 17 и происходит нагнетание газа в напорную магистраль 15, При подходе поршня 2 к нижней мертвой точке сжимается пружина 14, накапливая энергию, При положении поршня 2 в нижней мертвой точке камера 8 привода сообщается с камерой цилиндра 1 через перепускной канал 10 в штоке 9. Усилия, действующие на поршень 2 со стороны камеры цилиндра 1 и камеры 8 привода, выравниваются и происходит реверс поршня 2 за счет энергии, накопленной в пружине 14.Перекрывается сообщение камеры 8 привода с камерой цилиндра 1. При движении поршня 2 к верхней мертвой точке гаэ из горячей,надпоршневой полости 3 цилиндра 1 через нагреватель 5, регенератор 6 и охладитель 7 перемещается в холодную подпоршневую полость 4. Газ при этом охлаждается, давление в камере цилиндра 1 понижается. Давление в камере 8 приводатакже понижается эа счет увеличенияобъема, соответствующего объему выходящего из камеры 8 привода штока9, но при меньшей скорости, чем в камере цилиндра 1Результирующая разность давлений между камерой 8 привода и камерой цилиндра 1, действующая на площадь, штока 9, перемещаетпоршень 2 к верхней мертвой точке.При достижении давления в камере цилиндра 1 меньшего, чем в сливной магистрали 16, открывается клапан 18 и происходит всасывание газа из сливной магистрали 16, Поршень 2 доходит до верхней мертвой точки и цикл повторяется.Регулирование выходной мощности двигателя осуществляется изменением частоты работы путем изменения сечения регулируемого дросселя 19, размещенного в перепускном канале 10, При увеличении проходного сечения регулируемого дросселя 19 уменьшается время на выравнивание усилий,действующих на поршень со стороны камеры цилиндра 1 и камеры 8 привода, а частота работы и выходная мощность двигателя при этом увеличиваются. При уменьшении проходного сечения регулируемого дросселя 19 время на выравнивание усилий, действующих на поршень со стороны камеры цилиндра 1и камеры 8 привода, увеличивается, а частота работы двигателя и выходная мощность двигателя .уменьшаются.Подключение камеры цилиндра к камере привода через дополнительные каналы, коллектор и перепускной канал при положении поршня в верхней мертвой точке, и размещение регулинале позволяют изменять степень заполнения камеры привода при положении поршня в крайних мертвых точках, а это приводит к расширению диапазона регулирования скорости работы и выходной мощности предлагаемого двигателя с внешним подводом теплоты.1095728 О 7 Х Составитель С,ПростоРедактор Н,Сильнягина Техред В.Кадар орректор С.Черн 4059 ВНИИПИ Госуда по делам из 113035, Москва, Тираж 503рственного комитета СССобретений и открытийЖ, Раушская наб д За писно Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул