Гидродвигатель внутреннего сгорания

Из дозатора дискретной подачи и удаления жидкости 15 по окончании  «рабочего хода - конденсация - А» избыток  жидкости из энергообразующей магистрали 21 удаляется с помощью соответствующих трубопроводов 41, 42 в количестве, которое образуется при сгорании определенного объема кислорода и водорода, введенного в систему гидродвигателя в качестве горючей смеси.

При прохождении жидкости через впускную полость 33, камеру 35 и выпускную полость 34 преобразователя 20 ее поток давит на располагаемые  в прорезях 31 подвижные пластины 32, которые прижимаются к внутренней поверхности камеры 35 и направляющего  цилиндра 37. (Прижим пластин 32 к внутренней поверхности камер 35 и направляющего  цилиндра 37 преобразователя 20 осуществляется за счет центробежного ускорения, которое  возникает на пластинах 32, при движении их вокруг центральной оси вращающегося ротора 30.) Противоположно расположенные пластины 32 имеют две стороны и, выступающие над диаметром ротора 30, разные площади, которые воспринимают с противоположных сторон разные давления, присутствующие во впускной 33 и выпускной 34 полостях преобразователя 20. В результате этих условий происходит движение пластины 32 из зоны высокого давления в зону низкого давления, там где пластина 32 наиболее выступает над диаметром ротора 30 и имеет наибольшую площадь, воспринимающую разные давления с противоположных сторон. Камеры 35, расположенные в верхней и нижней части преобразователя 20, выполняют роль барьера, разделяющего области высокого и низкого давления. Движение пластины 32, расположенной в прорези 31, приводит во вращение ротор 30 и соединенный с ним выходной вал 36, в результате которого жидкость, отдав энергию на пластины 32, корпус 29 и ротор 30, уходит в выпускную полость 34 из камеры 35.

Часть жидкости под давлением  попадает по трубопроводам 11 и 43 из энергообразующей магистрали 21 через теплообменник 14 и клапаны 13 и 45 в форсунку рабочего цилиндра 2 системы равномерного распыления охлажденной жидкости 10 и распыляется на протяжении всего рабочего хода в полости внутреннего цилиндра 3 и полости 6 рабочего цилиндра 2. По окончании распыления охлажденной жидкости в камере конденсации рабочего цилиндра 2 в работу вступает система сброса избыточного давления газов 18, которая удаляет избыточное давление газов, если таковое присутствует, из камеры конденсации по сигналу датчика давления и датчика уровня жидкости (не показаны). Когда жидкость заполнит до отметки «max» полость внутреннего цилиндра 3 рабочего цилиндра 2, клапаны сброса избыточного давления 18 каждого рабочего цилиндра, перепускные клапаны 25, 28, клапан перетока охлажденной жидкости 13 и 45 закрывают, а клапаны 12, 26, 27, 46 открывают.

«Рабочий ход - конденсация - Б» - происходит в том же порядке как и «Рабочий ход - конденсация - А», в котором подача топлива и кислорода производится в рабочий цилиндр 2, а конденсация осуществляется в рабочем цилиндре 1. После окончания работы, которую совершила система сброса избыточного давления газов 18 рабочего цилиндра 2, когда топливо начинает подаваться в систему двигателя и уровень жидкости во внутреннем цилиндре достиг отметки «max», через заполненную жидкостью полость 6, образованную внутренним 3 и внешним 4 цилиндрами рабочего цилиндра 2, дозатор дискретной подачи кислорода 8 подает кислород в камеру сгорания малыми порциями, которые необходимы для поддержания начального постоянного объема кислорода, находящегося в камере сгорания и соответствующего определенному условию горения топлива, при котором возможно более полно использовать водород при его сгорании с кислородом. Объем кислорода, который необходимо ввести в систему для поддержания необходимого режима работы двигателя, соответствует его количеству растворенного в определенном объеме жидкости, удаляемого дозатором подачи и удаления жидкости из системы двигателя за один «рабочий ход - конденсация А».

По завершении такта «рабочий ход - конденсация - Б» вновь начинается такт «рабочий ход - конденсация А» и т.д., в которых клапан сброса избыточного давления 18 рабочих цилиндров закрыт. Клапан 18 служит для поддержания постоянного объема и давления кислорода в камере сгорания, которое соответствует номинальному режиму гидродвигателя.

Подача и удаление кислорода  из камер сгорания с помощью дозаторов  и систем сброса лишнего давления газов осуществляется по заданному  алгоритму, находящемуся в зависимости  от номинального режима работы гидродвигателя.

Работой клапанов и других рабочих органов управляет автоматизированная система по заданному алгоритму.

Использование заявленного  гидродвигателя внутреннего сгорания позволит:

- повысить КПД до 80-85% за счет: более полного использования  остаточного давления сгораемых  газов, которое воздействует на  пластины преобразователя (10%); использования  пониженного давления (ниже атмосферного), образующегося в результате конденсации  остаточных паров и охлаждения  газов, образованных при сгорании  топлива (5%); применения теплоизолирующей  полости, заполненной жидкостью  и сферической формы в верхней  части внутреннего и внешнего  цилиндров, которая уменьшает  площадь рабочего цилиндра, на  которую воздействуют раскаленные  газы, образованные в результате  сгорания топлива (2%); более полного  использования сгорания водорода, содержащегося в топливе, при  его сгорании в камере сгорания, где постоянно присутствует один  из компонентов реакции, который  смещает константу равновесия  реакции горения - смеси водорода  и кислорода вправо 2Н2+O 2<=>2Н2О;

- безопасно использовать  совместную подачу кислорода  и водорода в камеру сгорания;

- использовать теплоту,  удаленную из системы гидродвигателя с помощью теплообменника для отопления, что приводит к более рациональному использованию тепла, образованного при сгорании топлива в камере сгорания гидродвигателя;

- снизить материалоемкость  изготовления гидродвигателя;

- повысить экологичность гидродвигателя за счет применения в качестве горючей смеси кислорода и водорода;

- сохранение кислорода  окружающей среды.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 

Гидродвигатель внутреннего сгорания, снабженный системой подачи и забора жидкости, содержащий теплоизолированные рабочие цилиндры, заполненные жидкостью, нижние части которых соединены энергообразующей магистралью и сообщены с гидравлическим приводом выходного вала и маховиком, а верхние снабжены системой зажигания, отличающийся тем, что содержит, по крайней мере, одну пару рабочих цилиндров, соединенных между собой энергообразующей магистралью, выполненной в виде системы, состоящей из двух трубопроводов, объединенных посредством гидравлического привода выходного вала, соединенных с преобразователем и снабженных перепускными клапанами, причем один из трубопроводов дополнительно снабжен автоматическими запускными клапанами, каждый рабочий цилиндр выполнен состоящим из двух соосно расположенных на одном основании цилиндров, внутреннего и внешнего, выполненными в верхней части в виде полусфер и выполнением внутреннего цилиндра меньшей высоты и диаметра, чем внешний, полость, образованная между внутренним и внешним цилиндром, заполнена жидкостью и сообщена с полостью внутреннего цилиндра, внешний цилиндр снабжен дозатором топлива - кислородно-водородной смеси, и дозатором кислорода, гидродвигатель снабжен системой охлаждения жидкости.