Услуги цены документы статьи ведомства реестр патентов реестр товарных знаков

1657641, 2162967 и 2581600, соответственно, в 1925, 1935 и 1941 годах, а затем, начиная с 1930-х годов и вплоть до 1960-х годов, продолжена компаниями Дженерал Моторс, Форд, Джанкерс и другими. Кроме того, она имеет отношение к теме патента США 4873822 Benaroya (1989 г.), озаглавленного «Установка по выработке энергии с двигателем внутреннего сгорания и турбиной». Задачей исследования компании «Kvaerner» является создание двигателя с номинальной мощностью 8 МВт, имеющего небольшой вес и компактные размеры газовой турбины, а также малый расход топлива (50% кпд) дизельного двигателя, предназначенного для морских силовых установок. Первые результаты, полученные от одноцилиндрового стендового двигателя, являются многообещающими. Трудности и ограничения вышеупомянутых двигателей можно преодолеть при помощи четырехцилиндрового, четырехтактного PCCI/HCCI двигателя со свободно движущимся поршнем, описанного в данном документе, предлагающем четырехцилиндровый, четырехтактный PCCI/HCCI двигатель внутреннего сгорания со свободно движущимся поршнем плавающего хода (FPFS), причем ход поршня является возвратно-поступательным. В дальнейшем настоящее изобретение будет определяться одним или несколькими из приведенных ниже выражений: FPFS двигатель, настоящее изобретение и настоящий FPFS двигатель. Кроме того, в FPFS двигателе, описанном в данном документе, содержится газовый генератор/силовая турбина, конструкция которых, представленная на Фиг.16-22, сохранила преимущества вышеуказанного двухтактного свободно-поршневого двигателя с силовой турбиной, разработанного компанией Kvaerner, но характеризуется более низкими выбросами и меньшим потреблением топлива по сравнению с четырехтактным PCCI/HCCI двигателем. Несмотря на то, что у свободно-поршневого двигателя решена проблема регулирования момента возгорания смеси, возникающая в PCCI/HCCI двигателях с коленчатым валом, указанный двигатель не дает возможности прямого получения ротационной выходной мощности. FPFS двигатель, описанный в данном документе, решает вышеуказанную проблему за счет использования разнообразных механизмов для непосредственного использования линейного движения свободно-поршневого двигателя или для его косвенного преобразования во вращательное движение. Четырехтактная конфигурация FPFS PCCI/HCCI двигателя настолько выигрывает от использования механизма регулируемого клапана (WA), что WA становится практической потребностью. В настоящее время некоторые конструкции регулируемого клапана находятся в процессе разработки других известных компаний, среди которых: Sturman Industries, Inc., патент США 682085, Grill (2004 г.); Технологическая Лаборатория системы привода электромагнитного клапана Массачусетского института электроники и электромагнитных систем (см. статью Массачусетского технологического института «Расчет и экспериментальная оценка привода клапана электромеханического двигателя», опубликованную в трудах 35-й Ежегодной конференции специалистов по силовой электронике Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике за 2004 год, на сайте: http://www.mit.edu/~djperrea/Publications/Conference%20Papers/cpPESC04p4838. pdf); и Johnson Controls (см. доклад «Активация электромеханического клапана», сделанный на Конференции в Шеффилдском Университете 13 октября 2004 года и опубликованный на сайте: http://www.shef.ac.uk/fabian/marekv_ws4pdf.pdf). Однако действие описанного в данном документе механизма WA, который показан на Фиг.11А, Фиг.11В, Фиг.11С и Фиг.11D, аналогично разработкам вышеуказанных компаний, но с перспективой более низких затрат при вводе в эксплуатацию по сравнению с указанными источниками. Приложено много усилий с целью улучшения существующей технологии двигателей для снижения выбросов и повышения кпд, например, ACER, ARICE, FREEDOM CAR, Advanced Heavy Hybrid 21st Century Truck Program и так далее. Более того, проводятся долгосрочные исследования с целью повышения кпд дизельного двигателя путем повышения максимального давления. В исследовании, проведенном лабораторией TEKES ProMOTOR хельсинского Университета в Финляндии были изучены предельные рабочие параметры двигателя, включая очень высокие рабочие давления (см. сводный отчет «Предельные показатели поршневого двигателя» от 30 сентября 2003 года, лаборатории TEKES ProMOTOR Академия Финляндии в TUKEVA, опубликованный на сайте: http://www.icel.tkk.fi/eve/ICEL_Final_report.pdf.). Легко понять, что эффективность газовых энергетических циклов в двигателях, главным образом, связана со средним эффективным давлением двигателя (более высокое давление приводит к более высокому кпд), которое в свою очередь ограничено конструктивным исполнением узлов, основным из которых является коленчатый вал, а также применяемыми материалами. В вышеуказанном исследовании в качестве одного из сдерживающих факторов дальнейшего развития двигателя в указанных предельных режимах упоминается неспособность коленчатого вала выдерживать повышенные нагрузки при работе на повышенных давлениях. За счет данных нагрузок значительно повышается необходимый размер коленчатого вала, и, в конечном счете, размер коленчатого вала остается сдерживающим фактором дальнейшего повышения рабочего давления двигателя. Используя двигатель с конструкцией, которая разработана компанией Kaeverner или описана в данном документе, в котором применяют непрямой способ съема мощности, например силовую турбину, можно избежать ограничений, связанных с коленчатым валом. Примечание: в конструкции, описанной в данном документе и изображенной на Фиг.16-22, соединительные элементы поршня, обозначенные номерами позиций 1, 24, 25, 45 и 46, не несут выходную нагрузку, а несут более низкую нагрузку, которая соответствует давлению цилиндра в такте сжатия (и нагрузке накачки такта расширения). Это дает существенное преимущество в повышении кпд двигателя, поскольку можно быстрее добиться более высоких рабочих давлений. СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ Основная цель изобретения заключается в создании четырехтактного двигателя с переменным или «плавающим» рабочим объемом цилиндра (и, следовательно, с переменным коэффициентом сжатия) из двухтактного, линейного, свободно-поршневого (PCCI/HCCI) двигателя с воспламенением от сжатия предварительно перемешанной смеси. Как отмечено ранее, двухтактным линейным свободно-поршневым PCCI/HCCI двигателям свойственны ограничения диапазона рабочей скорости и дросселирования. При использовании в четырехтактном двигателе плавающей длины рабочего хода данные ограничения уменьшаются, и снижаются выбросы (по сравнению с двухтактным двигателем). Однако четырехтактный PCCI/HCCI двигатель, который разработан на сегодняшний день, требует очень сложных регулировок, которые продиктованы постоянным коэффициентом сжатия, связанным с типовой конструкцией коленчатого вала, используемого в двигателях данного типа. Чтобы добиться плавающей длины хода, в настоящем FPFS двигателе с целью замены ротационного коленчатого вала, обычно используемого в четырехтактных PCCI двигателях совместно с другими средствами соединения поршней, используются механизмы, которые изображены на Фиг.2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 18 и 19. Наиболее предпочтительно, чтобы переменная характеристика рабочего хода данного FPFS двигателя дополнялась механизмом регулируемого клапана (WA), поскольку неопределенная длина хода поршня данного FPFS двигателя затрудняет его использование при условии фиксированного момента открытия и закрытия клапана, обычно заложенного в типовых двигателях. Для создания WA предпочтительны клапаны с электрогидравлическим приводом, поскольку каждый клапан имеет самостоятельный привод. Однако в данном изобретении обсуждается альтернативный способ WA, представленный на Фиг.11А, 11В, 11С и 11D, при котором для каждого цилиндра используют распределительный вал с приводом от двигателя. Существенной составляющей работы данного FPFS двигателя является точный момент открытия выпускного клапана. Если бы выпускной клапан открывался в цилиндре до цикла расширения, достаточного для запуска цикла сжатия в другом цилиндре и для момента зажигания смеси, то после этого двигатель бы остановился. Чтобы добиться необходимого момента открытия и закрытия клапана в данном изобретении предлагается в каждом цилиндре использовать датчик детектирования зажигания, обозначенный номерами позиции 22А, 22В 22С и 22D на Фиг.2. Это предпочтительно пьезоэлектрический датчик давления, ионный датчик, малоинерционная термопара или датчик жесткого ультрафиолетового излучения. При возникновении зажигания датчик зажигания, изображенный на Фиг.12, передает сигналы в систему управления двигателем. Временной момент этого сигнала в соединении с показаниями, полученными от обычных датчиков двигателя, используется алгоритмом управления для открытия выпускного клапана (клапанов) в цилиндре (цилиндрах). Кроме того, в данном изобретении обсуждается принцип адаптивного управления, изображенный на Фиг.13, при котором для определения фактического коэффициента сжатия в момент зажигания смеси используется информация, полученная от датчика зажигания, обозначенного номерами позиции 22А, 22В 22С и 22D, (и показания обычного датчика, например, датчика 11 положения поршня). Данная информация используется системой управления для того, чтобы изменить рабочие параметры клапана (момент открытия, длительность открытия, амплитуду открытия и так далее) с целью постоянного получения максимальной производительности двигателя. Предполагается, что для оптимального использования такого адаптивного управления в память системы управления нужно будет заложить характеристики используемого топлива (видов топлива), и что предпочтительной является система управления, основанная на микропроцессоре (которая обычно применяется в существующих двигателях). Фактически, настоящий FPFS четырехтактный двигатель ограничен применением четырех цилиндров, вследствие условий, которые продиктованы переменной длиной хода поршня и необходимостью того, чтобы цикл расширения запускал последующий цикл сжатия. Например, в восьмицилиндровом варианте FPFS двигателя два цилиндра находились бы в такте сжатия одновременно. Маловероятно, чтобы оба из них достигли самовозгорания в одно и то же время, таким образом, один цилиндр будет пропускать зажигание и существенно снижать выходную мощность, увеличивая расход топлива и выбросы. Как правило, цилиндры настоящего FPFS двигателя могут быть расположены в ряд, в одной плоскости, в виде буквы V и т.п. (не показаны), которые применяются в обычных двигателях, но, вследствие большей маневренности линейного колебания свободного поршня или движения поворотного вала по сравнению с ротационным коленчатым валом, также могут быть использованы иные, менее универсальные конфигурации, например четырехугольное расположение цилиндров, представленное в данном документе на чертежах, изображенных на Фиг.16-20. Примечание: для того, чтобы обеспечить более высокую выходную мощность, в отличие от той, которую можно получить с помощью одного более мощного четырехтактного двигателя, можно соединить вместе выходы нескольких двигателей с числом цилиндров кратным четырем, например, от гидравлических насосов или электрических генераторов. Преимущество такой кратной конфигурации двигателя состоит в возможности дросселирования группу двигателей путем выключения одного или нескольких двигателей из группы при более низких нагрузках, что обеспечит повышенный кпд при дросселировании одного более мощного двигателя. Кроме того, в группе кратных двигателей можно проследить за суммарным временем работы и/или мощностью, полученной от каждого двигателя, а чтобы износ двигателей был равномерным, каждый двигатель группы работает в циклическом режиме в течение отрезка времени с целью уравнять либо общее время работы, либо количество кВт, выпускаемых каждым двигателем. Более того, можно было бы ограничить выработку энергии двигателями, входящими в состав группы кратных двигателей и имеющими проявившиеся проблемы, но все еще являющимися работоспособными. В свободно-поршневом четырехтактном двигателе с плавающим ходом поршня можно было бы применить конструкцию, в которой используется обычный коленчатый вал и шатун, имеющий припуск по длине радиуса кривошипа, но это является не обязательным, а частично оптимальным решением. Предпочтительным механизмом плавающего хода, предназначенным для прямого получения мощности от FPFS двигателя, является либо линейно осциллирующий вал, изображенный на Фиг.10А и Фиг.10В, либо поворотный вал с коромыслами, изображенными на Фиг.1-Фиг.8 и предназначенными для крепления шатунов поршня. В первом случае согласованное линейное движение двух объединенных в пары двигающихся взад и вперед поршней можно использовать для прямого запуска поршневого насоса с переменным объемом или компрессора, или линейного генератора переменного тока. Во втором случае линейное движение двух объединенных в пары, двигающихся взад и вперед поршней может быть преобразовано в выходную мощность поворотного (или качающегося) вала. Данный поворотный вал не вращается, а колеблется взад и вперед по часовой стрелке, затем против часовой стрелки, выполняя частичный поворот при каждом цикле двигателя. Поворотный вал с двумя комплектами коромысел используется для соединения друг с другом двух поршневых пар, так что движение поршневой пары является обратным движению другой поршневой пары (в отличие от поршневых пар, двигающихся совместно в предыдущей конструкции). Длина коромысел от поворотного вала выполнена достаточно большой, поэтому ход поршней не ограничен радиусом кривошипа коромысла. Примечание: в четырехцилиндровом FPFS двигателе (например, в обычных четырехцилиндровых двигателях) в любой текущий момент в том или ином цилиндре происходит один из циклов сжатия, расширения, выпуска и впуска. Цикл расширения одного цилиндра запускает цикл сжатия другого. Таким образом, длина перемещения поршня всегда ограничена давлением цикла сжатия. Длина хода других поршней, например, в цикле выпуска определяется моментом зажигания в цилиндре, следовательно, в такте сжатия. Воспламенение сжатием является функцией ряда параметров двигателя и смеси, которые будут меняться до некоторой степени от цикла к циклу. Таким образом, длина хода любого данного цикла не известна до тех пор, пока не возникнет воспламенение смеси. Длина хода сжатия каждого поршня не зависит от других поршней, и движение поршня почти полностью свободно от механических ограничений длины хода. Механизмы, описанные в настоящем изобретении, позволяют менять длину хода или «плавать» в соответствии с коэффициентом сжатия, необходимым для воспламенения смеси каждого цикла сжатия, совершенно независимо от ходов сжатия других цилиндров. Если поршни не ограничены давлением смеси цикла сжатия (обычно следующим за воспламенением смеси), то, в конечном счете, они остановились бы напротив головки цилиндра. Как уже показала практика существующих свободно-поршневых PCCI двигателей, также можно получить очень высокий коэффициент сжатия, что улучшает кпд двигателя и может удовлетворять параметрам различных видов топлива. Могут быть использованы очень обедненные топливные смеси, приводящие к низким выбросам. Это тоже имеет отношение к настоящему FPFS двигателю. В настоящем FPFS двигателе может быть достигнуто надлежащее воспламенение от сжатия предварительно перемешанной смеси, аналогичное воспламенению в линейных поршневых двигателях или в лабораторных испытаниях с использованием механизма быстрого сжатия-расширения. Во многих применениях для получения мощности от двигателя можно эффективно использовать колеблющийся вал, который описан в данном документе. Тем не менее, мы отмечаем, что требования некоторых применений лучше удовлетворяются за счет использования вращательного движения. Предпочтительным способом получения вращательного движения от настоящего FPFS двигателя является использование его в качестве газового генератора для силовой турбины. Как отмечалось в разделе «Предпосылки изобретения» данного документа, уже созданы свободно-поршневые двигатели, как с циклом Отто, так и с дизельным циклом, в которых для получения энергии от двигателя используется турбина. Однако настоящий FPFS PCCI/HCCI двигатель, в котором для получения энергии используется силовая турбина, является уникальным. Оба способа получения энергии, а именно: непосредственно от колеблющегося вала и/или поворотного вала, который изображен на Фиг.14 и Фиг.15, а также от силовой турбины, которая изображена на Фиг.16-Фиг.20, описаны в данном документе как часть настоящего FPFS изобретения.

Похожие:

	Реестр названий улиц города Казани Реестр включает в себя названия объектов, относящихся к элементам улично-дорожной сети города: улиц, проспектов, площадей, проездов,...		Администрацией города Твери (Свидетельство серия г регистрационный... Российской Федерации по налогам и сборам №1 по Тверской области 20. 12. 2006, за огрн 1026900557837 (Свидетельство о внесении записи...
	Требования к оформлению статей Объем рукописи статьи не должен превышать 8000 знаков с пробелами, включая ссылки и сноски. Подстрочные и иные примечания к статье...		Административный регламент предоставления Министерством обороны Российской... Министерством обороны государственной услуги по организации рассмотрения заявок и выдачи патентов на секретные изобретения, относящиеся...
	Правила оформления статей А4 (210 х 297 мм) с полями с левой и правой стороны не менее 25 мм (размер шрифта: кегль 12; гарнитура Times New Roman) и файл статьи...		В. Г. Белинского принято на заседании Ученого совета физико-математического факультета Протокол А4 (210 х 297 мм) с полями с левой и правой стороны не менее 25 мм (размер шрифта: кегль 12; гарнитура Times New Roman) и файл статьи...
	Реестр объектов общественного питания, действующих на территории сковородинского района		Руководителям членских организаций фнпр об обучении и повышении квалификации... Высшего профессионального образования «Техносферная безопасность» и повышение квалификации по программам дополнительного профессионального...
	Поможет решить эти вопросы при обучении физики постановка ученика... А4 (210 х 297 мм) с полями с левой и правой стороны не менее 25 мм (размер шрифта: кегль 12; гарнитура Times New Roman) и файл статьи...		В базе данных Исакова О. Н. Основы поиска патентов в базе данных Европейского патентного ведомства: Препринт 03 – Новосибирск: гпнтб со ран, 2003....
	Реестр застройщиков, осуществляющих на территории Свердловской области...		Реестр организаций, экспортирующих и (или) импортирующих научно техническую... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Административный регламент предоставления Министерством обороны Российской... Я – Регламент), регулирует отношения, связанные с предоставлением указанной услуги Министерством обороны Российской Федерации (далее...		Организации или Ф. И. О. физического лица, адрес, телефон ...
	Организации или Ф. И. О. физического лица, адрес, телефон ...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Свидетельство о внесении записи в Единый государственный реестр юридических лиц 4