[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2633473C2 - Multicylinder free-piston engine-compressor unit - Google Patents

Multicylinder free-piston engine-compressor unit Download PDF

Info

Publication number
RU2633473C2
RU2633473C2 RU2015154382A RU2015154382A RU2633473C2 RU 2633473 C2 RU2633473 C2 RU 2633473C2 RU 2015154382 A RU2015154382 A RU 2015154382A RU 2015154382 A RU2015154382 A RU 2015154382A RU 2633473 C2 RU2633473 C2 RU 2633473C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
compressor
piston
cylinder
engine
blocks
Prior art date
Application number
RU2015154382A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015154382A (en
Inventor
Евгений Николаевич Еременко
Original Assignee
Евгений Николаевич Еременко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Николаевич Еременко filed Critical Евгений Николаевич Еременко
Priority to RU2015154382A priority Critical patent/RU2633473C2/en
Publication of RU2015154382A publication Critical patent/RU2015154382A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2633473C2 publication Critical patent/RU2633473C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B71/00Free-piston engines; Engines without rotary main shaft
    • F02B71/04Adaptations of such engines for special use; Combinations of such engines with apparatus driven thereby

Landscapes

  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: free-piston engine-compressor unit consists of 2-12 cylinder blocks mounted on a common base plate (1). Blocks contain one cylinder of two-stroke internal combustion engine (2) and piston compressor (3). Center lines of cylinder blocks are parallel to each other and perpendicular to the plane of the common base plate. Pistons of all the blocks are interconnected by timing mechanism (4). The timing mechanism comprises crossheads (22) positioned in the guides of the common base plate (25) coaxially to the cylinders of the engine and the compressor, with rigidly attached engine rods of the engine (23) and the compressor (24) to them, racks (26) are cut on the side surface of the crossheads from the direction of adjacent cylinder blocks, which engage with ring gears of rockers (27) positioned between the crossheads. Rocker number is one less than the cylinder block number.
EFFECT: improved device operation reliability.
3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано при создании многоцилиндровых мотокомпрессоров со свободнодвижущимися поршнями.The invention relates to engine building and can be used to create multi-cylinder motor compressors with free-moving pistons.

Наиболее близкими по технической сущности является свободопоршневой мотокомпрессор Ерёменко (патент РФ №2367803, F02B 71/00, 2006-01), который состоит из 2-12 блоков цилиндров, закрепленных на общей раме. Блоки содержат по одному цилиндру двухтактного двигателя внутреннего сгорания и поршневого компрессора. Осевые линии блоков цилиндров параллельны между собой и перпендикулярны к полости общей рамы.The closest in technical essence is the free-piston motor compressor Eremenko (RF patent No. 2367803, F02B 71/00, 2006-01), which consists of 2-12 cylinder blocks mounted on a common frame. The blocks contain one cylinder of a two-stroke internal combustion engine and reciprocating compressor. The axial lines of the cylinder blocks are parallel to each other and perpendicular to the cavity of the common frame.

Поршни всех блоков связаны между собой механизмом синхронизации.The pistons of all blocks are interconnected by a synchronization mechanism.

Механизм синхронизации содержит штоки, жестко соединяющие поршни двигателя и компрессор с шарнирно закрепленными на них траверсами. К траверсам шарнирно присоединены по две зубчатые рейки. Шестерни синхронизатора размещены между блоками цилиндров и закреплены на общей раме. Каждая шестерня входит в зацепление с двумя зубчатыми рейками двух соседних блоков, а количество шестерен равно количеству блоков цилиндров.The synchronization mechanism contains rods rigidly connecting the pistons of the engine and the compressor with travers pivotally mounted on them. Two gear racks are pivotally attached to the traverses. The synchronizer gears are placed between the cylinder blocks and mounted on a common frame. Each gear engages with two gear racks of two adjacent blocks, and the number of gears is equal to the number of cylinder blocks.

Недостатком этого мотокомпрессора является относительная сложность механизма синхронизации.The disadvantage of this motor compressor is the relative complexity of the synchronization mechanism.

Задачей настоящего изобретения является упрощение механизма синхронизации и, как следствие, повышение его надежности.The objective of the present invention is to simplify the synchronization mechanism and, as a result, increase its reliability.

Для решения этой задачи предложен многоцилиндровый свободнопоршневой мотокомпрессор, состоящий из 2-12 блоков цилиндров, закрепленных на общей раме и содержащих по одному цилиндру двухтактного поршневого двигателя внутреннего сгорания и поршневого компрессора. Осевые линии блоков цилиндров параллельны между собой и перпендикулярны к плоскости общей рамы. Поршни всех блоков взаимосвязаны между собой механизмом синхронизации.To solve this problem, a multi-cylinder free-piston motor compressor has been proposed, consisting of 2-12 cylinder blocks mounted on a common frame and containing one cylinder of a two-stroke piston internal combustion engine and reciprocating compressor. The axial lines of the cylinder blocks are parallel to each other and perpendicular to the plane of the common frame. The pistons of all blocks are interconnected by a synchronization mechanism.

Механизм синхронизации состоит из крейцкопфов, установленных в направляющих внутри общей рамы соосно с цилиндрами двигателя и компрессора, которые воспринимают осевые и радиальные нагрузки. Размеры крейцкопфов должны обеспечивать допустимые удельные давления для выбранных трущихся пар.The synchronization mechanism consists of crossheads installed in guides inside the common frame coaxially with the engine and compressor cylinders, which absorb axial and radial loads. Crosshead dimensions should provide allowable specific pressures for selected friction pairs.

К крейцкопфам жестко присоединены штоки поршней двигателя и компрессора.The crossheads of the pistons of the engine and compressor are rigidly attached to the crossheads.

На боковых поверхностях крейцкопфов со стороны рядом расположенных цилиндров нарезаны зубчатые рейки, которые входят в зацепление с зубчатыми венцами на концах коромысел, расположенных между крейцкопфами.On the lateral surfaces of the crossheads from the side of adjacent cylinders, gear racks are cut, which engage with gear crowns at the ends of the rocker arms located between the crossheads.

Двигатели могут быть бензиновыми, или газовыми, или газовыми с впрыском жидкого запального топлива, или дизельными, а поршневые компрессоры (в дальнейшем - компрессоры) могут быть одноступенчатыми или многоступенчатыми с поршнями простого или двойного действия, а также с дифференциальными поршнями.Engines can be gasoline, or gas, or gas with injection of liquid ignition fuel, or diesel, and reciprocating compressors (hereinafter referred to as compressors) can be single-stage or multi-stage with single or double acting pistons, as well as with differential pistons.

Охлаждение цилиндров двигателя и компрессора может быть жидкостным, или воздушным, или комбинированным.The cooling of the engine and compressor cylinders can be liquid, or air, or combined.

На фиг. 1 представлено два блока цилиндров и механизм синхронизации. На фиг. 2 - вид в плане мотокомпрессора, содержащего 12 блоков цилиндров, расположенных в двух рядах. На фиг. 3 - вид в плане мотокомпрессора, содержащего 6 блоков цилиндров, расположенных в один ряд. На фиг. 4 - вид в плане мотокомпрессора, содержащего 6 блоков цилиндров, расположенных по кривой линии (например, окружности). На фиг. 5 представлен крейцкопф с присоединенными штоками поршней двигателя и компрессора и нарезанной на боковой поверхности зубчатой рейки. На фиг. 6 представлено коромысло с зубчатыми венцами на концах.In FIG. 1 shows two cylinder blocks and a synchronization mechanism. In FIG. 2 is a plan view of a motor compressor containing 12 cylinder blocks arranged in two rows. In FIG. 3 is a plan view of a motor compressor comprising 6 cylinder blocks arranged in a single row. In FIG. 4 is a plan view of a motor compressor containing 6 cylinder blocks arranged along a curved line (for example, a circle). In FIG. 5 shows a crosshead with connected piston rods of the engine and compressor and a gear rack cut on the side surface. In FIG. 6 shows a beam with gear rims at the ends.

На фиг. 1 на общей раме 1 закреплены блоки цилиндров, состоящие из цилиндра двигателя 2 и цилиндра компрессора 3, а также механизма синхронизации 4.In FIG. 1, cylinder blocks consisting of a cylinder of an engine 2 and a cylinder of a compressor 3, as well as a synchronization mechanism 4 are fixed on a common frame 1.

В верхней части цилиндра двигателя расположена камера сгорания 5, запальная свеча 6 для воспламенения горючей смеси или форсунка 7 для впрыска топлива, а также клапан 8 для подачи сжатого воздуха при запуску двигателя. В цилиндрической части расположен поршень 9. В нижней части цилиндра двигателя имеется камера продувочного насоса 10, всасывающий клапан 11 и уплотнительное устройство 12.In the upper part of the engine cylinder there is a combustion chamber 5, a glow plug 6 for igniting a combustible mixture or a nozzle 7 for fuel injection, and also a valve 8 for supplying compressed air when starting the engine. A piston 9 is located in the cylindrical part. At the bottom of the engine cylinder there is a purge pump chamber 10, a suction valve 11, and a sealing device 12.

Цилиндр двигателя также имеет впускные патрубки 13, выпускные патрубки 14 и продувочные окна 15 и 16, соединенные с нижней полостью цилиндра каналом 17.The engine cylinder also has inlet pipes 13, exhaust pipes 14 and purge windows 15 and 16 connected to the lower cavity of the cylinder by a channel 17.

Цилиндр компрессора имеет всасывающие клапаны 18, нагнетательные клапаны 19 и уплотнительное устройство 20. В цилиндрической части расположен поршень 21.The compressor cylinder has suction valves 18, pressure valves 19 and a sealing device 20. A piston 21 is located in the cylindrical part.

Механизм синхронизации состоит из крейцкопфов 22, жестко на них закрепленных штоков поршней цилиндров двигателя 23 и цилиндров компрессора 24. Крейцкопфы замещены в направляющих 25 в общей раме. На боковой поверхности крейцкопфов, со стороны рядом расположенных блоков цилиндров, нарезаны зубчатые рейки 26, которые входят в зацепление с зубчатыми венцами коромысла 27, расположенного между крейцкопфами и вращающегося на оси 28.The synchronization mechanism consists of crossheads 22, piston rods of engine cylinders 23 and compressor cylinders rigidly fixed on them. Crossheads are replaced in guides 25 in a common frame. On the lateral surface of the crossheads, from the side of adjacent cylinder blocks, gear racks 26 are cut, which engage with the gear crowns of the rocker arm 27 located between the crossheads and rotating on the axis 28.

Многоцилиндровый свободнопоршневой мотокомпрессор работает следующим образом:The multi-cylinder free piston motor compressor operates as follows:

- запуск двигателя осуществляется подачей сжатого воздуха через клапан 8 в цилиндры двигателей, поршни которых находятся в верхней мертвой точке;- the engine is started by supplying compressed air through valve 8 to the cylinders of the engines whose pistons are at top dead center;

- при движении поршня двигателя 9 к верхней мертвой точке в камере продувочного насоса 10 образуется разрежение и через впускной клапан 11 или впускной патрубок 13 происходит всасывание горючей смеси или воздуха;- when the piston of the engine 9 moves to the top dead center, a vacuum forms in the chamber of the purge pump 10 and the intake of the combustible mixture or air occurs through the inlet valve 11 or the inlet pipe 13;

- при движении поршня двигателя к верхней мертвой точке в камере сгорания происходит сжатие и вблизи верхней мертвой точки подается напряжение на свечу зажигания 6 или впрыск топлива через форсунку 7, происходит вспышка и поршень двигателя совершает рабочий вход. В это время под поршнем двигателя в камере продувочного насоса 10 происходит сжатие свежей горючей смеси или воздуха при открытии выпускных окон 14, продувочных окон 15 и 16, а также канала 17 происходит выхлоп, продувка и зарядка цилиндра двигателя свежей горючей смесью или воздухом;- when the engine piston moves to the top dead center in the combustion chamber, compression occurs and near the top dead center voltage is applied to the spark plug 6 or fuel injection through the nozzle 7, there is a flash and the engine piston makes an operating input. At this time, under the engine piston in the chamber of the purge pump 10, fresh combustible mixture or air is compressed when the exhaust windows 14, purge windows 15 and 16, and channel 17 are opened, the engine cylinder is exhausted, purged and charged with fresh combustible mixture or air;

- если условно пронумеровать блоки цилиндров, то четные и нечетные поршни двигателя совершают рабочий ход поочередно.- if the cylinder blocks are conventionally numbered, then the even and odd pistons of the engine make a working stroke alternately.

При движении поршня компрессора 21 в цилиндре 3 происходит всасывание газа через всасывающие клапаны 18, сжатие и нагнетание через нагнетательные клапаны 19.When the piston of the compressor 21 moves in the cylinder 3, gas is sucked through the suction valves 18, compression and discharge through the discharge valves 19.

Предложенное техническое решение отличается простотой конструкции и высокой эффективностью, поскольку многоцилиндровый свободнопоршневой мотокомпрессор в зависимости от требуемой производительности и давления нагнетания может содержать необходимое количество блоков цилиндров.The proposed technical solution is simple in design and highly efficient, since a multi-cylinder free-piston motor compressor, depending on the required performance and discharge pressure, may contain the required number of cylinder blocks.

Многоцилиндровый свободнопоршневой мотокомпрессор занимает минимально возможную площадь в плане, так как блоки цилиндров перпендикулярны к плоскости общей рамы, и может быть динамически полностью уравновешен и не требовать фундамента.The multi-cylinder free-piston motor compressor occupies the smallest possible plan area, since the cylinder blocks are perpendicular to the plane of the common frame, and can be dynamically fully balanced and not require a foundation.

Claims (3)

1. Многоцилиндровый свободнопоршневой компрессор, содержащий цилиндры двухтактного двигателя внутреннего сгорания и поршневого компрессора, устройство для подачи топлива в цилиндры двигателя, форсунку, свечу зажигания и свободно движущийся поршень, связанный с поршнем компрессора, а также впускные и выпускные патрубки и всасывающие клапаны, состоит из 2-12 блоков цилиндров, закрепленных на общей раме, содержащих по одному цилиндру двухтактного поршневого двигателя внутреннего сгорания 2 и поршневого компрессора 3, осевые линии этих блоков цилиндров параллельны между собой и перпендикулярны к плоскости общей рамы, а поршни всех блоков цилиндров взаимосвязаны между собой механизмом синхронизации 4, содержащим крейцкопфы, размещенные в направляющих общей рамы 25 соосно с цилиндрами двигателя и компрессора, с жестко присоединенным к ним штоками поршней 23 и 24, и нарезанных на боковых поверхностях со стороны рядом расположенных блоков цилиндров зубчатых реек 26, входящих в зацепление с зубчатыми венцами коромысел 27, расположенных между крейцкопфами и вращающихся на оси 28.1. A multi-cylinder free-piston compressor comprising cylinders of a two-stroke internal combustion engine and a reciprocating compressor, a device for supplying fuel to the engine cylinders, a nozzle, a spark plug and a freely moving piston connected to the compressor piston, as well as inlet and outlet pipes and suction valves, consists of 2-12 cylinder blocks mounted on a common frame, containing one cylinder of a two-stroke piston internal combustion engine 2 and piston compressor 3, the axial lines of these blocks The cylinders are parallel to each other and perpendicular to the plane of the common frame, and the pistons of all cylinder blocks are interconnected by a synchronization mechanism 4 containing crossheads located in the guides of the common frame 25 coaxially with the engine and compressor cylinders, with piston rods 23 and 24 rigidly attached to them , and on the lateral surfaces from the side of adjacent cylinder blocks of the gear racks 26, engaging with the gear crowns of the rocker arm 27 located between the crossheads and rotating on the axis 28. 2. Многоцилиндровый свободнопоршневой мотокомпрессор по п. 1, отличающийся тем, что двухтактные поршневые двигатели внутреннего сгорания могут быть бензиновыми, газовыми, газовыми с впрыском жидкого запального топлива или дизельными.2. A multi-cylinder free-piston motor compressor according to claim 1, characterized in that the two-stroke piston internal combustion engines can be gasoline, gas, gas with injection of liquid fuels or diesel. 3. Многоцилиндровый свободнопоршневой мотокомпрессор по п. 2, отличающийся тем, что охлаждение цилиндров двухтактного поршневого двигателя внутреннего сгорания и поршневого компрессора может быть жидкостным, воздушным или комбинированным.3. A multi-cylinder free-piston motor compressor according to claim 2, characterized in that the cooling of the cylinders of a two-stroke reciprocating internal combustion engine and a reciprocating compressor can be liquid, air or combined.
RU2015154382A 2015-12-17 2015-12-17 Multicylinder free-piston engine-compressor unit RU2633473C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015154382A RU2633473C2 (en) 2015-12-17 2015-12-17 Multicylinder free-piston engine-compressor unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015154382A RU2633473C2 (en) 2015-12-17 2015-12-17 Multicylinder free-piston engine-compressor unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015154382A RU2015154382A (en) 2017-06-22
RU2633473C2 true RU2633473C2 (en) 2017-10-12

Family

ID=59240331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015154382A RU2633473C2 (en) 2015-12-17 2015-12-17 Multicylinder free-piston engine-compressor unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2633473C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2756153C1 (en) * 2020-12-25 2021-09-28 Илья Петрович Печкин Method for improving efficiency of reciprocating internal combustion engine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU299663A1 (en) * В. Д. Лубенец, В. Б. Гридин, П. И. Пластипин , А. Миркин Московское Высшее техническое училище Баумана, UNION I (11ДТ? КШ-1ЕХНй1ЕСН ^ 1I LIBRARY
FR2542810A1 (en) * 1982-07-06 1984-09-21 Sellet Christian Engine with free pistons using the two-stroke cycle
US6354252B1 (en) * 1997-05-09 2002-03-12 Vianney Paul Rabhi Device for varying a piston engine effective volumetric displacement and/or volumetric ratio of during its operation
RU2315876C1 (en) * 2006-05-22 2008-01-27 Евгений Николаевич Еременко Free-piston engine-compressor unit
RU2367803C1 (en) * 2007-12-18 2009-09-20 Евгений Николаевич Еременко Eremenko's free-piston motor compressor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU299663A1 (en) * В. Д. Лубенец, В. Б. Гридин, П. И. Пластипин , А. Миркин Московское Высшее техническое училище Баумана, UNION I (11ДТ? КШ-1ЕХНй1ЕСН ^ 1I LIBRARY
FR2542810A1 (en) * 1982-07-06 1984-09-21 Sellet Christian Engine with free pistons using the two-stroke cycle
US6354252B1 (en) * 1997-05-09 2002-03-12 Vianney Paul Rabhi Device for varying a piston engine effective volumetric displacement and/or volumetric ratio of during its operation
RU2315876C1 (en) * 2006-05-22 2008-01-27 Евгений Николаевич Еременко Free-piston engine-compressor unit
RU2367803C1 (en) * 2007-12-18 2009-09-20 Евгений Николаевич Еременко Eremenko's free-piston motor compressor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2756153C1 (en) * 2020-12-25 2021-09-28 Илья Петрович Печкин Method for improving efficiency of reciprocating internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015154382A (en) 2017-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6698405B2 (en) Reciprocating internal combustion engine with balancing and supercharging
CN102425494B (en) Hydraulic control type opposed piston engine
JP2010285977A (en) Built-in compressor type six-stroke engine exclusive for hydrogen
RU2633473C2 (en) Multicylinder free-piston engine-compressor unit
CN102518513B (en) Hydraulic-control engine with movable pistons
RU2367803C1 (en) Eremenko's free-piston motor compressor
RU2539230C1 (en) Two-piston engine
SU1650953A1 (en) Hydraulic pump
US11078836B1 (en) System and method of reciprocating piston engine, multi-fuel piston engine
US9957958B2 (en) Reciprocating integral linear engine compressor
RU173896U1 (en) Free-piston two-stroke hydraulic pump engine
RU62989U1 (en) FREE PISTON ENGINE COMPRESSOR
RU2315876C1 (en) Free-piston engine-compressor unit
KR101208053B1 (en) Internal combustion engine with double piston head
RU2820915C1 (en) Window gas distribution mechanism
RU80505U1 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU2413874C2 (en) Motor-compressor and its operating method
RU2493386C1 (en) Two-stroke piston engine
WO2015057112A1 (en) Two-stroke piston engine
SU49652A1 (en) Internal combustion engine compound with the introduction of compressed air into the combustion products
RU24707U1 (en) POWER POINT
RU149190U1 (en) TWO-STROKE INDOOR COMBUSTION ENGINE
RU2269658C1 (en) Engine with cylinder head having spherical combustion chamber
BG112989A (en) Tandem cylinder internal combustion engine
RU36447U1 (en) Piston machine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181218