ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2037254
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР, СОВМЕЩЕННЫЙ С ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Имя изобретателя: Емельяненко Григорий Арсентьевич
Имя патентообладателя: Емельяненко Григорий Арсентьевич
Адрес для переписки:
Дата начала действия патента: 1992.03.11
Использование: в качестве привода
электрических двигателей транспортных
средств. Сущность изобретения: генератор
содержит магнитопроводящий цилиндрический
статор 1, выполненный в виде вставленных
один в другой с зазором двух пустотелых
цилиндров, соединенных между собой
боковыми стенками, цилиндрический
тонкостенный магнитопроводящий якорь 2,
размещенный в зазоре между цилиндрами
статора. Цилиндры 5 двигателя внутреннего
сгорания установлены в полости внутреннего
цилиндра статора. Внешний цилиндр статора 1
имеет внутренние пазы, в которые уложены
обмотки возбуждения и обмотки
электродвижущей силы. После запуска дизеля
включаются две обмотки возбуждения,
создающие постоянный магнитный поток.
Якорь 2 совместно с поршнями 6 совершает
возвратно-поступательное движение. При
этом магнитный поток пересекает витки
обмоток и индуцирует в них токи
электродвижущей силы, меняющей свое
направление в зависимости от направления
движения якоря.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к
машиностроению и может быть использовано
во всех отраслях народного хозяйства в
качестве привода электрических двигателей
транспортных средств и различных машин и
агрегатов. В дизельных электрогенераторах
известной конструкции процесс
преобразования тепловой энергии в
электрическую имеет сложную систему и
происходит следующим образом. В цилиндрах
двигателя внутреннего сгорания под
действием давления газов происходит
возвратно-поступательное движение поршней,
которое с помощью кривошипно-шатунного
механизма преобразуется во вращательное
движение коленчатого вала, затем это
движение передается на вал якоря
генератора, где и происходит
преобразование кинетической энергии в
электрическую.
Все это приводит к большим затратам
энергии на трение, на их производство и
эксплуатацию. Известные электрогенераторы
с возвратно-поступательным движением
магнитного поля, совмещенными с двигателем
внутреннего сгорания, в которых
свободнопоршневой двигатель и генератор
размещены в одном корпусе.
В известном устройстве статор генератора
прилегает к рабочим цилиндрам двигателя
внутреннего сгорания, а якорь расположен в
поршне, что сильно затрудняет их охлаждение.
Постоянные магниты, расположенные в поршне,
на много увеличивают его вес, что снижает
быстроходность протекания рабочих
процессов.
Целью изобретения является упрощение
конструкции агрегата, повышение его
работоспособности.
Для достижения этой цели в предлагаемой
конструкции генератора статор и якорь
отдалены от цилиндров двигателя
внутреннего сгорания, что упрощает их
охлаждение. Отличие заявленного устройства
от прототипа состоит в том, что оно снабжено
цилиндрическим тонкостенным
магнитопроводящим якорем, статор выполнен
в виде вставленных один в другой с зазором
двух цилиндров, соединенных между собой
боковыми стенками, якорь размещен в зазоре
между ними с возможностью перемещения
вдоль него, обмотки электромагнитного
возбуждения и обмотки электродвижущей силы
уложены в пазах внешнего цилиндра статора,
где обмотки электромагнитного возбуждения
расположены около боковых стенок статора, а
обмотки электродвижущей силы между ними,
причем поршни связаны между собой и якорем
генератора ребрами жесткости, проходящими
через продольные пазы цилиндров двигателя
внутреннего сгорания и внутреннего
цилиндра статора.
 |
Электрический генератор, совмещенный с
двигателем внутреннего сгорания, содержит
магнитопроводящий цилиндрический статор 1,
выполненный в виде вставленных один в
другой с зазором двух пустотелых цилиндров,
соединенных между собой боковыми стенками,
цилиндрический тонкостенный
магнитопроводящий якорь 2, размещенный в
зазоре между цилиндрами статора с
возможностью перемещения, цилиндры 5
двигателя внутреннего сгорания,
установленные в полости внутреннего
цилиндра статора 1, внутри которых
размещены поршни 6, связанные между собой
якорем 2 генератора ребрами 7 жесткости,
проходящими через продольные пазы
цилиндров 5 двигателя внутреннего сгорания
и внутреннего цилиндра статора 1, а внешний
цилиндр статора 1 имеет внутренние пазы, в
которые уложены обмотки 3 возбуждения и
обмотки 4 электродвижущей силы, причем
обмотки возбуждения расположены около
боковых стенок статора 1, а обмотки
электродвижущей силы между ними,
турбокомпрессор 8 соединен с цилиндрами 5
при помощи коллекторов 11, патрубков 12,
впускных окон 9, впускных клапанов 10,
электромагнитных катушек 13 и пружин 16.
Между клапанов 10 установлены форсунки 15,
которые закрыты крышкой 14.
В конструкции электрогенератора,
совмещенного с двигателем внутреннего
сгорания, основной вес занимает статор, а
целях его снижения необходимо изготовить
из сверхпроводниковых материалов обмотки
электромагнитного возбуждения 3, обмотки
электродвижущей силы 4 и якорь, тогда
громоздкие магнитопроводы статора 1,
изготовленные из электротехнической стали,
исключаются полностью, не меняя их
расположения.
|
На фиг. 2 разрез А-А на
фиг. 1.
|
Предлагаемый генератор работает следующим
образом
Для запуска двигателя дизеля в зависимости
от нахождения поршней 6 включается одна из
обмоток 3 электромагнитного возбуждения,
якорь 2 с поршнями 6 начинает двигаться в
сторону включенной обмотки 3 и сжимает
воздух в правом цилиндре 5, при приближении
поршней 6 в правое крайнее положение в
цилиндр 5, форсункой 15 впрыскивается
топливо происходит самовоспламенение
горючей смеси, т.е. рабочий цикл, в это время
в левом цилиндре 5 электромагнитной
катушкой 13 открыты выпускные клапаны 10.
После того, когда в правом цилиндре 5
происходит рабочий цикл, поршни 6 совместно
с якорем 2 начинают двигаться в сторону
левого крайнего положения,
электромагнитная катушка 13 отключается,
левый клапан 10 закрывается пружиной 16,
левый поршень 6 перекрывает впускные окна 9
левого цилиндра 5 происходит цикл сжатия в
правом цилиндре 5, катушкой 13 открываются
клапаны 10, отработанные газы через
коллектор 11 поступают в газовую турбину
турбокомпрессора 8, которая начинает
работать, затем поршни 6 открывают впускные
окна 9 правого цилиндра 5, происходит его
продувка воздухом, нагнетаемым
турбокомпрессором 8 по патрубкам 12 и каналу
между цилиндрами 5 и внутренним цилиндром
статора 1 (на фиг. 1 продувка цилиндра 5
показана стрелками). Поршни 6 подходят к
левому крайнему положению происходит цикл
сжатия, в это время форсункой 15
впрыскивается топливо в левый цилиндр 5
происходит рабочий цикл, затем все
повторяется в последовательности,
описанной выше. На фиг. 1 показана работа
дизеля с раскраской рабочих процессов, где
синим цветом показано движение воздуха,
нагнетаемого турбокомпрессором, а красным
движение сгоревших газов.
После запуска дизеля включаются две
обмотки 3 электромагнитного возбуждения,
создающие постоянный магнитный поток,
который одноименными полюсами соединяется
на внутреннем цилиндре статора 1 и
совместно проходит через якорь 2. Якорь 2
совместно с поршнями 6 и магнитным потоком
совершает возвратно-поступательные
движения, где магнитный поток пересекает
витки обмоток 4 и индуктирует в них токи
электродвижущей силы, меняющий свое
направление в зависимости от направления
движения якоря 2.
Предлагаемый генератор основное
применение найдет в транспортном
машиностроении, где его использование
исключает из машин такие агрегаты, как
коробка передач, карданные валы, ведущие
мосты и другие узлы, что значительно
увеличит долговечность машин и сократит
трудоемкость их изготовления и затраты на
эксплуатацию.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР,
СОВМЕЩЕННЫЙ С ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО
СГОРАНИЯ, содержащий цилиндры двигателя
внутреннего сгорания с установленными в
них поршнями, охваченные цилиндрическим
магнитопроводящим статором генератора с
обмотками электромагнитного возбуждения
и обмотками электродвижущей силы в его
пазах, отличающийся тем, что он снабжен
цилиндрическим тонкостенным
магнитопроводящим якорем, статор
выполнен в виде вставленных один в другой
с зазором двух цилиндров, соединенных
между собой боковыми стенками, якорь
размещен в зазоре между цилиндрами
статора с возможностью перемещения вдоль
него, обмотки электромагнитного
возбуждения и обмотки электродвижущей
силы уложены в пазах внешнего цилиндра
статора, где обмотки электромагнитного
возбуждения расположены около боковых
стенок статора, а обмотки
электродвижущей силы между ними, причем
поршни связаны между собой и якорем
генератора ребрами жесткости,
проходящими через продольные пазы
цилиндров двигателя внутреннего
сгорания и внутреннего цилиндра статора.
Версия для печати
Дата публикации 24.04.2007гг
вверх
|
