Двигатель электрогенерирующий
Полезная модель относится к двигателестроению и может применяться на транспорте, в переносных электростанциях, на сварочных агрегатах. Задачей полезной модели является увеличение КПД двигателя и упрощение его конструкции. Поставленная задача решается конструкцией двигателя электрогенерирующего, состоящего из двигателя внутреннего сгорания, содежащего коммутационное устройство, свечи, цилиндры, поршни, карбюратор или топливный насос для инжекторного или дизельного двигателя и глушитель, и электрической машины возвратно-поступательного действия, состоящей из статора и челнока, представляющего собой две катушки индуктивности (силовую для запуска двигателя и выработки электроэнергиии и управляющую для привода топливного насоса и получения искры), отличающегося тем, что челнок электрической машины жестко закреплен на штоке, связанном с поршнями двигателя.
Полезная модель относится к двигателестроению и может применяться на транспорте, в переносных электростанциях, на сварочных агрегатах.
Известен СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ШТОКА ВО ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ ВАЛА И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (1), имеющий в своем составе цилиндры, поршни, клапаны, смазку и охлаждение, отличающийся тем, что преобразование возвратно-поступательного движения поршней со штоками во вращательное движение двух выходных валов происходит за счет пары сил, воздействующих на кривые поверхности, назовем их синусоидами, синусоиды выполнены на торцах двух цилиндров и их кривизна согласована с принципом Карно при сжигании топлива, поэтому они могут быть, например, более крутыми, максимумы удлинены, минимумы укорочены или по-другому, с синусоидами сопряжены конуса, в том числе и ступенчатые установленные на конце штока, с возможностью их вращения в оси штока. При этом на корпусе ДВС в его главной оси установлена универсальная электрическая машина, статор которой выполняют с максимально возможным числом пар полюсов, что приводит к уменьшению габаритов второй, третьей и так далее электромашин, если электромашина одна, то она может быть введена в режим генератора в период рабочего хода поршней ДВС на некоторую часть оборота, полный оборот или несколько оборотов якоря, ротора, тогда передача крутящего момента на вторичный вал происходит за счет отрицательного крутящего момента якоря, ротора по кинематической цепи планетарного редуктора на вторичный вал с
одновременным зарядом конденсатора или аккумулятора. Однако, за счет необходимости преобразования возвратно-поступательного движения поршня двигателя во вращательное, неизбежно происходит потеря энергии, что вызывает увеличение расхода топлива и, как следствие, уменьшение КПД двигателя.
Задачей полезной модели является увеличение КПД двигателя и упрощение его конструкции.
Поставленная задача решается конструкцией двигателя электрогенерирующего, состоящего из двигателя внутреннего сгорания, содежащего коммутационное устройство, свечи, цилиндры, поршни, карбюратор или топливный насос для инжекторного или дизельного двигателя и глушитель, и электрической машины возвратно-поступательного действия, состоящей из статора и челнока, представляющего собой две катушки индуктивности (силовую для запуска двигателя и выработки электроэнергиии и управляющую для привода топливного насоса и получения искры), отличающегося тем, что челнок электрической машины жестко закреплен на штоке, связанном с поршнями двигателя.
Конструкция двигателя, например, двухтактного двухцилиндрового, представлена на рисунке 1, где:
1 - поршни, 2 - шток, 3 - челнок, 4 - силовая катушка индуктивности, 5 -управляющая катушка индуктивности, 6 - статор, 7 - токосъемные шины силовой катушки индуктивности, 8 - токосъемные шины управляющей катушки индуктивности, 9 - угольные щетки с клеммами, 10 - коммутационное устройство, 11 - свеча, 12 - карбюратор, 13 - цилиндр, 14 - глушитель.
Двигатель электрогенерирующий работает следующим образом.
Поршни 1 связаны между собой посредством штока 2, на котором жестко закреплен челнок 3 электрической машины, представляющий собой две катушки индуктивности, одна из которых является силовой 4 и служит для выработки электроэнергии и запуска двигателя, а вторая катушка 5 управляющая служит для обслуживания двигателя, а именно, для выработки электроэнергии, необходимой для получения искры и привода топливного насоса.
После воспламенения сжатой топливной смеси поршень 1 начинает двигать шток, а вместе с ним челнок 3 электрической машины и противоположный поршень.
Челнок 3, проходя через магнитное поле статора 6 генерирует электрическую энергию, которая снимается с токосъемных шин 7 и 8 угольными щетками 9.
Электроэнергия, вырабатываемая силовой катушкой 4 через токосъемные шины 7 направляется потребителям. А электроэнергия, вырабатываемая управляющей катушкой 5 через токосъемные шины 8 направляется в коммутационное устройство 9 для получения искры у противоположного поршня и для привода топливного насоса у дизельного или инжекторного двигателя.
Коммутационное устройство 9 поднимает напряжение импульса с управляющей катушки 5 до величины, необходимой, чтобы произошел пробой между контактами свечи 10, а также обеспечивает задержку импульса по времени, чтобы искра появилась в нужное время.
Таким образом, на выработку электроэнергии расходуется большая часть энергии расширяющихся газов, а оставшаяся часть энергии расходуется на сжатие топливной смеси проивоположным поршнем.
Затем весь процесс повторяется в обратном направлении.
Сила тока в силовой и управляющей катушках прямо пропорциональна скорости движения челнока. Скорость движения челнока возрастает от 0 до максимума, а затем падает до 0, после чего процесс повторяется в обратном направлении, в результате генерируется переменный электрический ток. Запуск двигателя осуществляется следующим образом.
На токосъемные шины 7 силовой катушки 4 подаем через электронное реле ток, например, от аккумулятора. Если магнитное поле статора 6 совпадает по значению с магнитным полем челнока 3, то челнок вместе со штоком и поршнями резко смещается вправо или влево. Через электронное реле меняется полярность на токосъемных шинах силовой катушки, в результате магнитное поле челнока поменяет знак на противоположный и челнок будет притянут магнитным полем статора в центр, затем снова меняется полярность на шинах челнока и в результате поле статора по значению совпадет с магнитным полем челнока.
Челнок под действием магнитных сил и сил инерции черз шток будет толкать поршень и сжимать топливную смесь в цилиндре 13, а в управляющей катушке 5 будет сгенерирован электрический ток, необходимый для получения искры, а также для привода топливного насоса у инжекторных и дизельных двигателей. Двигатель заведется, после чего питание с токосъемных шин силовой катушки отключается и с них снимается генерируемый двигателем переменный электрический ток.
При этом статор электрической машины всегда запитан постоянным током, как в режиме запуска, так и в рабочем режиме. Аналогично работает и четырехтактный двигатель.
Предложенная конструкция двигателя исключает использование подшипников качения и скольжения, поскольку все движения челнока осуществляются на поршневых кольцах, следовательно, потеря энергии минимальны, а значит, КПД двигателя выше, чем у традиционной установки двигателя с электрогенератором.
Отсутствие технологически сложных деталей, присущих традиционным двигателям, таких как, коленчатого вала, шатунов, трамблера, стартера, генератора позволяет уменьшить металлоемкость при изготовлении двигателя, расход топлива, увеличить его компактность и снизить вес.
Использованная литература.
1. Заявка на патент РФ №2004126907, 2006 г.
Двигатель электрогенерирующий, состоящий из двигателя внутреннего сгорания, содержащего коммутационное устройство, свечи, цилиндры, поршни, карбюратор или топливный насос для инжекторного или дизельного двигателя и глушителя, и электрической машины возвратно-поступательного действия, состоящей из статора и челнока, представляющего собой две катушки индуктивности (силовую для запуска двигателя и выработки электроэнергии и управляющую для привода топливного насоса и получения искры), отличающийся тем, что челнок электрической машины жестко закреплен на штоке, связанном с поршнями двигателя.
