Аксиально-поршневой двигатель и способ работы аксиально-поршневого двигателя

Аксиально-поршневой двигатель и способ работы аксиально-поршневого двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится предлагаемое изобретение

[1] Предлагаемое изобретение относится к аксиально-поршневому двигателю и способу работы аксиально-поршневого двигателя.

Предпосылки создания предлагаемого изобретения

[2] Аксиально-поршневые двигатели достаточно хорошо известны из предшествующего уровня техники, они характеризуются как машины, преобразующие энергию, с помощью которых обеспечивается получение на их выходе механической энергии вращательного движения с использованием по меньшей мере одного поршня, при этом упомянутый поршень совершает колебательное линейное перемещение, направление которого по существу совпадает с осью вращения, относящейся к упомянутому вращательному движению.

[3] Кроме аксиально-поршневых двигателей, работающих только на сжатом воздухе, известны также аксиально-поршневые двигатели, в которые подается агент сгорания. Этот агент сгорания может состоять из некоторой совокупности компонентов, например, из топлива и воздуха, при этом упомянутые компоненты могут подаваться в одну или большее количество камер сгорания вместе или по отдельности.

[4] В контексте настоящей заявки под термином «агент сгорания» понимается любой материал, который участвует в процессе горения, или носителями которого являются компоненты, участвующие в процессе горения, и который протекает через аксиально-поршневой двигатель. Упомянутый агент сгорания содержит по меньшей мере одно горючее вещество или топливо, при этом под термином «топливо» в контексте настоящей заявки понимается любой материал, который при химической или другой реакции, в частности, при окислительно-восстановительной реакции, обеспечивает выделение теплоты. Кроме того, агент сгорания может содержать такие компоненты, как, например, воздух, которые обеспечивают наличие веществ, реагирующих с топливом.

[5] В частности, аксиально-поршневые двигатели могут приводиться в действие на принципе внутреннего непрерывного сгорания, согласно которому агент сгорания, то есть, например, топливо и воздух, подается в камеру сгорания или в некоторую совокупность камер сгорания непрерывно.

[6] Кроме того, аксиально-поршневые двигатели могут работать, с одной стороны, с вращающимися поршнями и соответственно вращающимися цилиндрами, которые приводятся в движение последовательно за камерой сгорания.

[7] С другой стороны, аксиально-поршневые двигатели могут иметь стационарные цилиндры, при этом рабочая среда тогда последовательно распределяется по цилиндрам в соответствии с желаемой нагрузочной последовательностью.

[8] Такие аксиально-поршневые двигатели со стационарными цилиндрами, работающие на принципе внутреннего непрерывного сгорания, известны, например, из публикаций ЕР 1035310 А2 и WO 2009/062473 А2, при этом в публикации ЕР 1035310 А2 раскрывается аксиально-поршневой двигатель, в котором подача агента сгорания и удаление отработанного газа связаны между собой посредством теплопередачи.

[9] Аксиально-поршневые двигатели, раскрываемые в публикациях ЕР 1035310 А2 и WO 2009/062473 А2, кроме того имеют разделение между рабочими цилиндрами с соответствующими рабочими поршнями с одной стороны и компрессорными цилиндрами с соответствующими компрессорными поршнями с другой стороны, при этом упомянутые компрессорные цилиндры расположены на той стороне аксиально-поршневого двигателя, которая обращена вовне, т.е. наружу от рабочих цилиндров. В таких аксиально-поршневых двигателях, таким образом, можно выделить компрессорную сторону и рабочую сторону.

[10] Должно быть понятно, что термины «рабочий цилиндр», «рабочий поршень» и «рабочая сторона» синонимичны терминам «цилиндр расширения», «поршень расширения» и «сторона расширения» или «расширительный цилиндр», «расширительный поршень» и «расширительная сторона», соответственно, также синонимичны термины «ступень расширения» и «расширительная ступень», при этом термин «ступень расширения» или «расширительная ступень» относится в целом ко всем расположенным в ней «расширительным цилиндрам» или «цилиндрам расширении».

Цель предлагаемого изобретения

[11] Цель предлагаемого изобретения состоит в повышении эффективности аксиально-поршневого двигателя.

Краткое описание предлагаемого изобретения

[12] Указанная цель изобретения достигается созданием аксиально-поршневого двигателя с по меньшей мере одним рабочим цилиндром, питание которого осуществляется от непрерывно работающей камеры сгорания, при этом аксиально-поршневой двигатель снабжен системой регулирования работы камеры сгорания, выполненной с возможностью подачи в камеру сгорания воды.

[13] Возможно также осуществление расширенного регулирования, что может быть достигнуто, в частности, при обеспечении подачи воды в камеру сгорания независимо от подачи воды в компрессор агента сгорания или перед компрессором агента сгорания. В этом случае представляется идеальным решением подача воды непосредственно в камеру сгорания для охлаждения.

[14] Если подача воды осуществляется независимо от подачи воды в компрессор агента сгорания или перед компрессором агента сгорания, то обеспечивается возможность дополнительного варьирования и, тем самым, более успешного регулирования и варьирования охлаждения камеры сгорания.

[15] Подача воды может осуществляться, например, в камере предварительного сгорания.

[16] В дополнение к этому или в качестве альтернативы этому подача воды с обеспечением преимущества может осуществляться также в главной камере сгорания, благодаря чему обеспечивается особое преимущество. В частности, подача воды может осуществляться таким образом, чтобы вода предварительно использовалась в качестве охладителя, в частности, охладителя пространства сгорания. Вода или водяной пар могут подаваться в камеру сгорания также таким образом, чтобы этот агент протекал вдоль стенки камеры сгорания, благодаря чему и этим способом также обеспечивается максимальное сохранение этой стенки камеры сгорания.

[17] Таким образом, цель предлагаемого изобретения достигается также созданием аксиально-поршневого двигателя с по меньшей мере одним рабочим цилиндром, питание которого осуществляется из непрерывно работающей камеры сгорания, при этом предлагаемый аксиально-поршневой двигатель характеризуется тем, что камера сгорания снабжена подающим трубопроводом для воды в жидком состоянии.

[18] При таком решении, в отличие от других решений, вода добавляется непосредственно в камеру сгорания в жидком виде, при этом перед поступлением в камеру сгорания эта вода обычно переходит в пар или газообразное состояние под действием высокой температуры. Следует заметить, что в контексте настоящей заявки под термином «подающий трубопровод для жидкой воды» понимается, в частности, подающий трубопровод, ведущий в камеру сгорания, при этом вода подается и проводится в камеру сгорания в жидком виде, возможно, с добавлением других жидких компонентов, без перемешивания воды с другими газообразными компонентами до поступления в камеру сгорания.

[19] Для достижения этой цели особое преимущество обеспечивается при таком решении, при котором упомянутый подающий трубопровод представляет собой напорный трубопровод, находящийся под давлением, равным давлению в камере сгорания или более высоким. В случае аксиально-поршневого двигателя рассматриваемого типа это может быть давление 10 бар (10⁶ Н/м², 1 бар = 10⁵ Н/м²) или выше, например, 30 бар (3×10⁶ Н/м²) или выше. Должно быть понятно, что при таком давлении температура парообразования этой воды значительно повышается, при этом все же следует полагать, что вода будет подаваться в камеру сгорания в виде водяного пара, так как температура камеры сгорания обычно выше 900°С.

[20] Вышеописанный способ подачи воды в камеру сгорания, в отличие от какого-либо другого способа, например, от способа, при котором вода подается с помощью воздуха или топлива, имеет то преимущество, что эта вода может быть использована для охлаждения камеры сгорания, благодаря чему может быть повышена эффективность камеры сгорания, так как тепловая энергия, поглощаемая при охлаждении, возвращается в камеру сгорания с водой.

[21] Вода может подаваться в камеру сгорания также вдоль стенки камеры сгорания, что приводит непосредственно к разгрузке стенки камеры сгорания в этом месте, так как вода присутствует в виде защитной пленки между агентами сгорания и этой стенкой камеры сгорания до тех пор, пока в камере сгорания она не перемешается окончательно с другими агентами сгорания.

[22] Для достижения этого при особенно простой конструкции камера сгорания может быть снабжена водяным соплом для подачи воды из подающего трубопровода для жидкой воды, при этом струя из упомянутого водяного сопла имеет осевую составляющую. В качестве такого водяного сопла в этом случае может служить любое отверстие в подающем трубопроводе для жидкой воды. В частности, направление струи из водяного сопла должно иметь осевую составляющую, то есть, составляющую, направленную параллельно главному направлению сгорания в камере сгорания.

[23] Представляется предпочтительным такое решение, при котором подающий трубопровод для жидкой воды ведет в камеру сгорания, которая расположена позади и предварительной горелки, и основной горелки. Таким образом, представляется предпочтительным такое решение, при котором соответствующее водяное сопло предусмотрено только в стенке камеры сгорания.

[24] Если подача воды используется для регулирования температуры отработанных газов, то с обеспечением преимущества обеспечивается возможность регулирования передачи тепла к воздуху, предназначенному для обеспечения процесса сгорания, в частности, в теплообменнике.

[25] Дополнительно может быть обеспечено регулирование доли воды - в зависимости от конкретной реализации - с целью регулирования температуры в камере сгорания и/или также для уменьшения загрязнения окружающей среды благодаря химическим или каталитическим реакциям, в которых участвует вода.

[26] Однако подача воды связана с риском ускоренного развития коррозии, в частности, в тех местах, где уже присутствуют продукты сгорания, то есть, в частности, в камере сгорания. Чтобы избежать этого, независимо от других признаков предлагаемого изобретения для достижения цели изобретения предлагается создание аксиально-поршневого двигателя с по меньшей мере одним рабочим цилиндром, питание которого осуществляется из непрерывно работающей камеры сгорания, характеризующегося тем, что за определенное время до окончания работы аксиально-поршневого двигателя подача воды прекращается.

[27] Должно быть понятно, что отрезок времени от прекращения подачи воды до окончания работы аксиально-поршневого двигателя выбирается насколько возможно коротким, так как пользователь не желал бы без необходимости ждать остановки работы двигателя, и в работе двигателя в течение этого времени нет необходимости. С другой стороны, этот отрезок времени должен выбираться достаточно долгим для того, чтобы было обеспечено должное удаление воды, в особенности из тех мест, которые нагреты или находятся в контакте с продуктами сгорания. В течение этого отрезка времени, например, могут быть заполнены резервуары для агента сгорания. Кроме того, в течение этого отрезка времени могут быть осуществлены другие операции, связанные с прекращением работы механического транспортного средства, например, закрытие всех окон, при этом для этих целей может быть использована энергия, производимая двигателем, а не энергия аккумуляторов.

[28] Должно быть понятно, что прекращение подачи воды не обязательно должно быть полным, при условии, что из мест, подверженных риску коррозии, в достаточной степени обеспечивается надежное удаление остатков воды.

[29] Согласно еще одному аспекту предлагаемого изобретения, в дополнение к вышеописанному решению или в качестве альтернативы ему, предлагается аксиально-поршневой двигатель с компрессорной ступенью, содержащей по меньшей мере один цилиндр, расширительной ступенью, содержащей по меньшей мере один цилиндр, и по меньшей мере одним теплообменником, при этом теплопоглощающая часть упомянутого теплообменника расположена между компрессорной ступенью и камерой сгорания, а тепловыделяющая часть упомянутого теплообменника расположена между расширительной ступенью и окружающей средой, и при этом предлагаемый аксиально-поршневой двигатель характеризуется тем, что перед упомянутой теплопоглощающей и/или тепловыделяющей частью теплообменника и/или после упомянутой теплопоглощающей и/или тепловыделяющей части теплообменника предусмотрено средство для подачи текучей среды по меньшей мере одного типа.

[30] Подача текучей среды в поток агента сгорания может поспособствовать увеличению производительности теплообменника, например, за счет подачи подходящей текучей среды удельная теплоемкость потока агента сгорания может быть настроена на удельную теплоемкость потока отработанных газов, или же может быть сделана более высокой, чем удельная теплоемкость потока отработанных газов. Например, с обеспечением преимущества управляемая таким образом передача тепла от потока отработанных газов к потоку агента сгорания способствует увеличению количества тепла, поступающего в поток агента сгорания и, тем самым, в рабочий цикл, хотя конструктивные размеры теплообменника остаются без изменений, благодаря чему обеспечивается повышение термодинамической эффективности. В качестве альтернативы вышеописанному решению или в дополнение к нему, текучая среда может подаваться также в поток отработанных газов. В этом случае подаваемая текучая среда может быть, например, необходимым средством для дополнительной обработки отработанных газов ниже по потоку, эта текучая среда может идеальным образом перемешиваться с потоком отработанных газов с помощью турбулентного потока, образующегося в теплообменнике, так что обеспечивается максимальная эффективность работы системы дополнительной обработки отработанных газов ниже по потоку.

[31] Выражение «ниже по потоку» в данном случае служит для обозначения той стороны теплообменника, из которой выходит конкретная текучая среда, или той части линии отработанных газов или трубопровода, несущего агент сгорания, в который поступает текучая среда после ее выхода из теплообменника.

[32] Аналогично, выражение «выше по потоку» служит для обозначения той стороны теплообменника, в которую поступает конкретная текучая среда, или той части линии отработанных газов или трубопровода, несущего агент сгорания, из которого текучая среда поступает в теплообменник.

[33] В этом отношении неважно, осуществляется ли подача текучей среды в непосредственной близости к теплообменнику, или же подача текучей среды осуществляется на большем удалении от теплообменника.

[34] В качестве упомянутой текучей среды может надлежащим образом использоваться вода и/или, например, горючее вещество. Такое решение с одной стороны имеет то преимущество, что поток агента сгорания имеет описанные ранее преимущества, состоящие в повышенной удельной теплоемкости благодаря подаче воды и/или горючего вещества, а с другой стороны то преимущество, что смесь может быть приготовлена уже в теплообменнике или перед камерой сгорания, и сгорание может иметь место в камере сгорания с максимально возможной локальной однородностью доли воздуха, предназначенного для обеспечения процесса сгорания. В частности, это решение имеет также то преимущество, что характер сгорания отличается только очень слабым или вообще нулевым снижением эффективности и неполнотой сгорания.

[35] В качестве еще одной конфигурации аксиально-поршневого двигателя согласно предлагаемому изобретению предлагается введение в конструкцию двигателя водоотделителя, который расположен в тепловыделяющей части теплообменника или ниже по потоку от тепловыделяющей части теплообменника. Ввиду пониженной температуры около теплообменника может произойти конденсация водяного пара, что может привести к коррозии в линии отработанных газов. Предлагаемое решение обеспечивает предотвращение повреждения линии отработанных газов.

[36] Кроме того, предлагается способ работы аксиально-поршневого двигателя с компрессорной ступенью, содержащей по меньшей мере один цилиндр, расширительной ступенью, содержащей по меньшей мере один цилиндр, по меньшей мере одной камерой сгорания, расположенной между компрессорной ступенью и расширительной ступенью, и по меньшей мере одним теплообменником, при этом теплопоглощающая часть теплообменника расположена между компрессорной ступенью и камерой сгорания, а тепловыделяющая часть теплообменника расположена между расширительной ступенью и окружающей средой, и при этом предлагаемый способ характеризуется тем, что в поток агента сгорания, протекающий через теплообменник, и/или в поток отработанных газов, протекающих через теплообменник, вводят текучую среду по меньшей мере одного типа. Благодаря такому решению, как уже говорилось выше, обеспечивается повышение эффективности передачи тепла от потока отработанных газов, выводимых в окружающую среду, к потоку агента сгорания, при повышении удельной теплоемкости потока агента сгорания благодаря подаче текучей среды с увеличением, таким образом, поступления тепла к потоку агента сгорания. Возвращение энергии в рабочий цикл аксиально-поршневого двигателя в этом случае может, в свою очередь, привести к повышению эффективности, в частности, к повышению термодинамической эффективности, при условии, что процесс протекает должным образом.

[37] С обеспечением преимущества при работе предлагаемого аксиально-поршневого двигателя подают воду и/или горючее вещество. В результате обеспечивается повышение эффективности, в частности, эффективности процесса сгорания благодаря идеальному перемешиванию в теплообменнике и перед камерой сгорания.

[38] Горючее вещество аналогично может подаваться в поток отработанных газов, если это представляется целесообразным, например, для дообработки отработанных газов, так что может быть обеспечено дальнейшее повышение температуры отработанных газов в теплообменнике или за теплообменником. При необходимости с обеспечением преимущества может быть осуществлено досжигание, являющееся дополнительной обработкой отработанных газов, благодаря чему уменьшается загрязнение окружающей среды. При таком решении тепло, образующееся в тепловыделяющей части теплообменника, также может быть опосредованно использовано для дальнейшего нагрева потока агента сгорания, так что возможно негативное влияние на эффективность аксиально-поршневого двигателя.

[39] С целью более полной реализации этого преимущества дополнительно предлагается такое решение, при котором текучую среду подают ниже по потоку и/или выше по потоку относительно теплообменника.

[40] В дополнение к этому решению или в качестве альтернативы ему в поток агента сгорания и/или в поток отработанных газов может обратно подаваться отделенная вода. В наиболее благоприятном случае при таком решении может быть реализован замкнутый водяной цикл, в который не нужно будет подавать дополнительную воду извне. Таким образом, из того, что транспортное средство с аксиально-поршневым двигателем этой конструкции не требует пополнения водой, в частности, дистиллированной водой, возникает дополнительное преимущество.

[41] С обеспечением преимущества подачу воды и/или горючего вещества, как указывалось выше, в определенный момент времени до остановки аксиально-поршневого двигателя прекращают, и аксиально-поршневой двигатель в течение определенного отрезка времени до остановки работает без подачи воды и/или горючего вещества. При таком решении удается избежать вреда, который может причинить трубопроводу отработанных газов вода, осаждающаяся в трубопроводе отработанных газов при осаждении в нем, в частности, при его охлаждении. С обеспечением преимущества перед остановкой аксиально-поршневого двигателя воду удаляют также из него самого, благодаря чему обеспечивается предотвращение вреда, который может быть причинен компонентам аксиально-поршневому двигателю водой или водяным паром, особенно при остановке двигателя.

[42] В качестве альтернативы этому решению или в дополнение к нему цель предлагаемого изобретения может быть достигнута созданием аксиально-поршневого двигателя с по меньшей мере одним компрессорным цилиндром, по меньшей мере одним рабочим цилиндром и по меньшей мере одним напорным трубопроводом, по которому осуществляется подача агента сгорания из компрессорного цилиндра в рабочий цилиндр, при этом управление потоком упомянутого агента сгорания из камеры сгорания в рабочий цилиндр осуществляется с помощью по меньшей мере одного управляющего поршня, и при этом предлагаемый аксиально-поршневой двигатель характеризуется тем, что донная стенка камеры сгорания выполнена из отражающего металла.

[43] Отражающий характер металлической поверхности обеспечивает то преимущество, что обеспечивается уменьшение теплового потока в стенке, который велик по причине большого температурного перепада между сгорающим агентом сгорания и металлической поверхностью, по меньшей мере, это касается теплового потока, обусловленного теплоизлучением. В двигателях внутреннего сгорания из-за этого теплового потока в стенке имеет место значительная потеря эффективности, поэтому уменьшение теплового потока в стенке обеспечивает возможность повышения термодинамической эффективности аксиально-поршневого двигателя благодаря вышеописанному решению.

[44] Должно быть понятно, что, с одной стороны, неметаллические поверхности также могут иметь то преимущество, что они могут способствовать повышению термодинамической эффективности благодаря отражающему характеру, а с другой стороны, это представляющее преимущество повышение термодинамической эффективности может быть достигнуто в дополнение к тому или в качестве альтернативы тому, что разные компоненты аксиально-поршневого двигателя, возможно, каждый его компонент, находящийся в контакте с агентом сгорания, является отражающим или может быть отражающим, если температура агента сгорания выше, чем температура стенки.

[45] Должно быть понятно также, что может быть использовано любое другое поверхностное покрытие, способное повышать спектральную отражательную способность поверхностей компонентов. Кроме того, представляется возможным использование такого поверхностного покрытия, которое в качестве альтернативы этому решению или в дополнение к нему уменьшает коэффициент теплопередачи поверхности компонентов, обусловленный теплопроводностью и конвекцией, с целью снижения соответствующей доли потерь термодинамической эффективности.

[46] Независимо от других признаков предлагаемого изобретения цель предлагаемого изобретения достигается также созданием аксиально-поршневого двигателя с по меньшей мере одним рабочим цилиндром, питание которого осуществляется из непрерывно работающей камеры сгорания, при этом с обеспечением преимущества камера сгорания имеет два входа для воздуха, предназначенного для обеспечения процесса сгорания.

[47] При наличии некоторой совокупности входов для воздуха, предназначенного для обеспечения процесса сгорания, доля воздуха, предназначенного для обеспечения процесса сгорания (λ), то есть, отношение кислорода к топливу, может быть отрегулировано без проблем. Как известно, полное сгорание топлива может быть обеспечено при λ=1, когда кислорода в наличии в точности столько, сколько необходимо для полного сгорания топлива. Или же рабочая смесь может быть сделана обедненной, когда λ>1, то есть, при избытке кислорода. Однако даже когда λ<1, то есть, при дефиците кислорода, может быть быстро обеспечена однородность такой обогащенной рабочей смеси при наличии двух входов для воздуха, предназначенного для обеспечения процесса сгорания. При таком решении обеспечивается преимущество при подаче воздуха, предназначенного для обеспечения сгорания, через два входа на двух разных уровнях.

[48] В этом случае неважно, как устроена камера сгорания аксиально-поршневого двигателя. Эта камера сгорания, например, может иметь предкамеру, т.е. камеру предварительного сгорания или предварительную камеру, и основную камеру сгорания и, таким образом, обладать тем преимуществом, что обеспечивается двухступенчатое сгорание.

[49] С обеспечением преимущества регулирование упомянутых двух входов для воздуха, предназначенного для обеспечения процесса сгорания, может осуществляться в зависимости от скорости вращения. Однако в альтернативном варианте это регулирование может осуществляться также в зависимости от мощности, так что в обоих случаях может достигаться существенно лучшее регулирование подачи воздуха, предназначенного для обеспечения процесса сгорания. Например, второй или дополнительный вход для воздуха, предназначенного для обеспечения процесса сгорания, будет открыт, когда это дает преимущество для режима работы аксиально-поршневого двигателя.

[50] Кроме того, если упомянутые два входа для воздуха, предназначенного для обеспечения процесса сгорания, предназначены для разных температур сгорания, то в камере сгорания может быть легко обеспечено регулирование пламени, благодаря чему управление процессом сгорания может быть упрощено.

[51] Следует заметить, что не всегда является обязательным, чтобы эти два входа для воздуха, предназначенного для обеспечения процесса сгорания, вели в камеру сгорания. Вместо этого с обеспечением преимущества могут быть применены даже входы для воздуха, предназначенного для обеспечения процесса сгорания, которые ведут, например, в трубопровод выше по течению для перемешивания агента сгорания.

[52] Если аксиально-поршневой двигатель имеет по меньшей мере один теплообменник, то представляется обеспечивающим преимущество такое решение, при котором питание одного (первого) входа для воздуха, предназначенного для обеспечения процесса сгорания, осуществляется перед теплообменником, а питание другого (второго) входа для воздуха, предназначенного для обеспечения процесса сгорания, осуществляется за этим или другим теплообменником. При таком решении особенно просто, с точки зрения конструкции, осуществляется подача воздуха, предназначенного для обеспечения процесса сгорания, при разных температурах. При таком решении также обеспечивается регулирование входов для воздуха, предназначенного для обеспечения процесса сгорания, с обеспечением эффективности.

[53] При необходимости может быть предусмотрена также отдельная система подогрева воздуха, предназначенного для обеспечения процесса сгорания, особенно для процесса запуска двигателя, так чтобы без необходимости не происходило охлаждение топлива, вступающего в контакт с воздухом, предназначенным для обеспечения процесса сгорания.

[54] Цель предлагаемого изобретения достигается также созданием аксиально-поршневого двигателя с по меньшей мере одним рабочим цилиндром, питание которого осуществляется из непрерывно работающей камеры сгорания, и который имеет выпускное отверстие для отработанных газов, при этом предлагаемый аксиально-поршневой двигатель характеризуется наличием чувствительного элемента температуры камеры сгорания, предназначенного для определения температуры камеры сгорания.

[55] Чувствительный элемент температуры камеры сгорания этого типа просто обеспечивает определение параметра, значимого с точки зрения качества сгорания или с точки зрения стабильности работы аксиально-поршневого двигателя.

[56] В качестве упомянутого чувствительного элемента температуры камеры сгорания может быть использован любой чувствительный элемент такого рода, например, резистивный чувствительный элемент температуры, термопара, инфракрасный чувствительный элемент и т.п.

[57] Представляется предпочтительным такое решение, при котором чувствительный элемент температуры камеры сгорания устроен или расположен с возможностью измерения температуры пламени в камере сгорания. Это позволяет получить особенно значимые величины, характеризующие процесс сгорания в камере сгорания.

[58] В этом случае чувствительный элемент температуры камеры сгорания может быть расположен практически в любом месте внутри камеры сгорания. Например, чувствительный элемент температуры камеры сгорания может быть расположен в области предварительной камеры и/или основной камеры сгорания.

[59] Аксиально-поршневой двигатель может включать, в частности, систему регулирования работы камеры сгорания, которая содержит чувствительный элемент температуры камеры сгорания в качестве входного чувствительного элемента и выполнена с возможностью регулирования работы камеры сгорания таким образом, чтобы температура камеры сгорания находилась в диапазоне от 1000°С до 1500°С. При таком решении при использовании относительно простой и очень быстродействующей управляющей схемы гарантируется, что аксиально-поршневой двигатель производит чрезвычайно мало веществ, загрязняющих окружающую среду. В частности, обеспечивается сведение к минимуму образование сажи. С особым быстродействием и, следовательно, с обеспечением преимущества регулирование температуры камеры сгорания может осуществляться при использовании двух или большего количества питателей воздуха, предназначенного для обеспечения процесса сгорания, в частности, при подаче воздуха, предназначенного для обеспечения процесса сгорания, при разных температурах.

[60] Кроме того, в дополнение к этому решению или в качестве альтернативы ему предлагаемый аксиально-поршневой двигатель может включать чувствительный элемент температуры отработанных газов, предназначенный для определения температуры отработанных газов. С помощью такого чувствительного элемента температуры отработанных газов аналогичным образом может легко осуществляться контроль и управление непрерывно работающей камерой сгорания.

[61] Такая система регулирования может просто обеспечить адекватное и полное сгорание топлива, так что аксиально-поршневой двигатель работает с оптимальной эффективностью при минимальной эмиссии веществ, загрязняющих окружающую среду.

[62] С обеспечением преимущества система регулирования работы камеры сгорания содержит чувствительный элемент температуры отработанных газов в качестве входного чувствительного элемента. Представляется предпочтительным такое решение, при котором регулирование камеры сгорания осуществляется таким образом, чтобы температура отработанных газов при работе двигателя, предпочтительно на холостом ходу, находилась в диапазоне от 850°С до 1200°С. Это может быть осуществлено, например, с помощью подачи, надлежащим образом, воды и/или надлежащего подогрева агента сгорания, в частности, воздуха, например, путем управления температурой или объемом подаваемой воды, или же долей воздуха, подогреваемого или не подогреваемого в теплообменнике, в соответствии с вышеизложенными требованиями. Регулирование этого типа на основе системы водного охлаждения не известно из предшествующего уровня техники.

[63] С обеспечением преимущества одним из таких рабочих состояний является холостой ход предлагаемого аксиально-поршневого двигателя, благодаря чему обеспечивается дальнейшее снижение выброса веществ, загрязняющих окружающую среду.

[64] С целью обеспечения регулирования, в частности, температуры камеры предварительного сгорания, что в данном случае представляет преимущество, чувствительный элемент температуры камеры сгорания, в дополнение или в качестве альтернативы, может содержать также чувствительный элемент камеры предварительного сгорания.

[65] Для обеспечения возможности регистрации рабочего состояния в основной камере сгорания чувствительный элемент температуры камеры сгорания может быть выполнен как чувствительный элемент основной температуры камеры сгорания. Должно быть понятно, что в этом случае в зависимости от конкретного варианта осуществления предлагаемого изобретения могут быть предусмотрены чувствительные элементы как для предварительной камеры, так и для основной камеры сгорания.

Краткое описание прилагаемых чертежей

[66] Другие преимущества, цели и свойства предлагаемого изобретения будут более подробно объяснены далее со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых проиллюстрированы различные варианты осуществления аксиально-поршневого двигателя согласно предлагаемому изобретению и узлы аксиально-поршневого двигателя.

На фиг.1 схематично в разрезе изображена система подогрева топлива аксиально-поршневого двигателя согласно предлагаемому изобретению для его предварительной горелки.

На фиг.2 схематично в разрезе изображен запорный клапан, установленный перед предкамерой аксиально-поршневого двигателя согласно предлагаемому изобретению.

На фиг.3 схематично в разрезе показан аксиально-поршневой двигатель согласно предлагаемому изобретению с двумя теплообменниками, в котором с обеспечением преимущества могут быть использованы узлы, изображенные на фиг.1 и фиг.2.

На фиг.4 схематично в разрезе показан аксиально-поршневой двигатель согласно предлагаемому изобретению с двумя теплообменниками и резервуаром для агента сгорания, в котором (двигателе) с обеспечением преимущества могут быть использованы узлы, изображенные на фиг.1 и фиг.2.

На фиг.5 схематично в разрезе показан аксиально-поршневой двигатель согласно другому варианту осуществления предлагаемого изобретения, в котором также с обеспечением преимущества могут быть использованы узлы, изображенные на фиг.1 и фиг.2.

На фиг.6 схематично показан фрагмент аксиально-поршневого двигателя согласно еще одному варианту осуществления предлагаемого изобретения, в котором применено водяное охлаждение камеры сгорания.

На фиг.7 в увеличенном масштабе показан фрагмент аксиально-поршневого двигателя, изображенного на фиг.6.

На фиг.8 аналогично фиг.7 схематично показан фрагмент аксиально-поршневого двигателя согласно еще одному варианту осуществления предлагаемого изобретения, в котором применено водяное охлаждение камеры сгорания.

Подробное описание предлагаемого изобретения

[67] Система обработки топлива 980, изображенная на фиг.1, установлена перед камерой 927 предварительного сгорания аксиально-поршневого двигателя 901 и содержит подогреватель топлива 981 в виде калильной свечи 982. В данном случае упомянутая калильная свеча 982 соответствует смесительному трубопроводу 983, предназначенному для перемешивания топлива 982, и воздуха 929, предназначенного для обеспечения процесса сгорания. Предназначенный для обеспечения сгорания воздух 929 подается в упомянутый смесительный трубопровод 983 через посредство воздуховода 984, расположенный соосно со смесительным трубопроводом 983. Для подачи топлива 928 система обработки топлива 980 снабжена системой впрыска топлива 985, имеющей обрабатывающий жиклер 912, который расположен радиально относительно смесительного трубопровода 983. При таком расположении обрабатывающий жиклер 912 обеспечивает возможность подачи топлива 982 в испаритель 986, при этом испарение топлива 928 особенно эффективно может осуществляться с помощью калильной свечи 982 перед подачей топлива в смесительный трубопровод 983.

[68] Перемешанный таким образом агент сгорания, то есть, топливо 928 и предназначенный для обеспечения процесса сгорания воздух 929, затем подается в камеру сгорания 927 для полного сгорания в ней, например, под действием зажигания. В частности, на стадии запуска аксиально-поршневого двигателя 901, а именно, когда аксиально-поршневой двигатель 901 еще холодный и далеко не достиг рабочей температуры, зажигание агента сгорания может быть осуществлено легче при наличии свечи зажигания 987, с помощью которой осуществляется зажигание агента сгорания. Для этого упомянутая свеча зажигания 987 установлена в предкамере 927 на стороне входа. В альтернативном вариант