DE3103432A1 - Linear combustion engine, which with a linear electrical generator forms a standard unit - Google Patents
Linear combustion engine, which with a linear electrical generator forms a standard unitInfo
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Abstract
Description
Franz Pfister Mein ZeichenFranz Pfister My mark
8080 FUrstenf eldbruck VPA 81 P 8 5 0 2 DE8080 FUrstenf eldbruck VPA 81 P 8 5 0 2 DE
Lineare Verbrennungskraftmaschine, die mit einem elektrisehen Lineargenerator eine Baueinheit bildet Linear internal combustion engine that forms a structural unit with an elec trisehen linear generator
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine lineare Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The present invention relates to a linear internal combustion engine according to the preamble of the claim 1.
Arbeitsmaschinen wie Pumpen, elektrische Generatoren und dergleichen, die mit linearen Verbrennungsmotoren angetrieben werden, sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. Im wesentlichen wird davon ausgegangen, daß für die Stromerzeugung entweder herkömmliche Generatoren synchroner oder asynchroner Bauart verwendet werden können oder Spulenanordnungen mit einem Dauermagneten als aktiven Teil, der in die Spule eintaucht (DE-OS 24 59 203). Nach den physikalischen Grundsätzen kann mit einer derartigen Ordnung zwar elektrische Energie gewonnen werden, eine technische und wirtschaftliche Nutzung ist jedoch nur bedingt möglich.Work machines such as pumps, electric generators, and the like that use linear internal combustion engines are driven, are known in numerous embodiments. It is essentially assumed that either conventional generators of synchronous or asynchronous type are used for power generation can or coil arrangements with a permanent magnet as the active part, which is immersed in the coil (DE-OS 24 59 203). According to physical principles, such an order can produce electrical energy However, technical and economic use is only possible to a limited extent.
Werden an dem bewegten aktiven Teil in der Bewegungsrichtung nebeneinander angeordnete Dauermagnete für die Erregung verwendet - wie sie z.B. die Fig. 2 der DE-OS 27 13 548 zeigt - so sind bei höheren Leistungen noch größere Massen im aktiven Teil erforderlich. Bei einer derartigen Anordnung ist ferner eine Regelmöglichkeit der abgegebenen elektrischen Energie nicht möglich. Aus diesem Grund sind einfache Spulenanordnungen mit Dauermagneten im aktiven Teil, die im Bewegungsablauf in eine Spule eintauchen für eine technische Nutzung ungeeignet.Are permanent magnets arranged next to one another in the direction of movement for the moving active part Excitation used - as shown e.g. in Fig. 2 of DE-OS 27 13 548 - so are at higher powers even larger masses are required in the active part. With such an arrangement there is also a possibility of regulation of the electrical energy output is not possible. For this reason, coil arrangements are simple with permanent magnets in the active part, which immerse themselves in a coil during the movement sequence for a technical one Usage unsuitable.
Nr 2 Ts / 26.01.1981No. 2 Ts / 01/26/1981
- 4 - VPA 81 P 8 5 0 2 DE- 4 - VPA 81 P 8 5 0 2 DE
Herkömmliche Generatoren, z.B. synchroner Bauart, erfordern, um die abgegebene elektrische Energie hinsichtlich Kurvenform und Regelbarkeit technisch nutzen zu können, ein regelbares Magnetsystem, das in der Regel im bewegten aktiven Teil angeordnet ist. Diese Anordnung erfordert aber verhältnismäßig große Massen im bewegten Teil und eine Verbindung über Schleifkontakte mit einer Erregerstromquelle.Conventional generators, e.g. of the synchronous type, require in order to reduce the electrical energy output with respect to Curve shape and controllability technically to be able to use a controllable magnet system, which is usually is arranged in the moving active part. But this arrangement requires relatively large masses in moving part and a connection via sliding contacts with an excitation current source.
Aus der DE-OS 26 54 629 ist eine Anordnung mit linearen Verbrennungsmotoren in Verbindung mit einem Generator bekannt, bei dem ein zur Erzeugung eines Erregerfeldes dienender Elektromagnet im Stator und eine induzierende Wicklung auf dem bewegten aktiven Teil angeordnet ist.From DE-OS 26 54 629 an arrangement with linear internal combustion engines in connection with a generator is known, in which a serving to generate an excitation field electromagnet in the stator and an inducing Winding is arranged on the moving active part.
Bei dieser Ausführung muß aber die abgegebene elektrische Energie über Schleifkontakte nach außen geführt werden.In this design, however, the electrical energy emitted must be routed to the outside via sliding contacts.
Nach einer anderen in der vorgenannten DE-OS 27 13 548 (Fig. 3) beschriebenen Ausführungsform ist einem bewegten aktiven Teil aus Weicheisen ein mit einer Wicklung versehenes Eisenjoch zugeordnet, bei dem zwischen den Jochschuhen und Jochschenkeln Permanentmagnete angeordnet sind. Je nachdem , ob der bewegte aktive Teil aus Weicheisen zwischen den Polschuhen liegt oder außerhalb, ändert sich der magnetische Fluß, welcher die Spule durchsetzt und es wird dadurch in dieser eine Spannung induziert. Auch bei dieser Ausführung ist die Erregung nicht einstellbar.According to another in the aforementioned DE-OS 27 13 548 (Fig. 3) described embodiment is a moving active part made of soft iron assigned an iron yoke provided with a winding, in which between the Yoke shoes and yoke legs permanent magnets are arranged. Depending on whether the moving active part is off If soft iron lies between the pole pieces or outside, the magnetic flux that the coil flows changes permeated and a voltage is thereby induced in this. Also with this execution there is excitement not adjustable.
Aus der DE-OS 26 00 054 sind Freikolbenmotoren bekannt, die zwei axial in einem Zylinder angeordnete und gegenläufig arbeitende Kolben aufweisen, die durch ein Luftpolster wieder zurückgeführt werden und dadurch eine Verdichtung bewirken. Diese Motoren weisen einen sehr schlechten Wirkungsgrad auf. Außerdem ist die Symmetrierung der Kolbenbewegung und das Starten einer derartigen Maschine schwer beherrschbar.From DE-OS 26 00 054 free piston engines are known, the two axially arranged in a cylinder and rotating in opposite directions have working pistons, which are returned by an air cushion and thereby a Effect compaction. These motors have a very poor efficiency. Also, the balancing is the piston movement and the starting of such a machine are difficult to control.
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Ferner sind Freikolbenmotoren mit Stufenkolben bekannt (VDI-Nachrichten Nr. 39, 26.09.1980, Seite 4) die einen Arbeits- und Vorverdichterzylinder für jede Schwingrichtung aufweisen und an deren Kolben Arbeitsmaschinen, die eine lineare Bewegungsrichtung zulassen, direkt angebaut werden. Durch den Anbau werden jedoch die bewegten Massen und damit die Fliehkräfte beträchtlich vergrößert, so daß den erreichbaren Schwingzahlen und damit der besseren Ausnutzung Grenzen gesetzt sind. 10Furthermore, free piston engines with stepped pistons are known (VDI News No. 39, 09/26/1980, page 4) Working and pre-compression cylinders for every direction of oscillation have and directly attached to their pistons working machines that allow a linear direction of movement will. However, as a result of the extension, the moving masses and thus the centrifugal forces are considerably increased, so that there are limits to the number of vibrations that can be achieved and thus to better utilization. 10
Antriebssysterae mit hohen linearen Schwingbewegungen und hoher Leistungsausnutzung setzen voraus, daß wegen der auftretenden Fliehkräfte die Massen der bewegten Teile gering sind.Drive systems with high linear oscillating movements and high power utilization require that, because of the centrifugal forces that occur, the masses of the moving Parts are small.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung anzugeben, die bei möglichst kleiner bewegter Masse eine Steigerung der Wirkungsgrade der Verbrennungskraftmaschine und des mit ihm verbundenen elektrischen Lineargenerators ermöglicht. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebene Maßnahme gelöst.The object of the invention is to provide an arrangement which increases with the smallest possible moving mass the efficiency of the internal combustion engine and the electric linear generator connected to it. According to the invention, this object is achieved by the measure specified in the characterizing part of claim 1 solved.
Die erfindungsgemäße Baueinheit besitzt abgesehen von den freibeweglichen Überströmventilen nur ein bewegtes Teil, welches aus den beiden Doppelkolben und dem aktiven Teil des Lineargenerators besteht und mit sehr geringer Masse ausgeführt werden kann. Damit sind hohe Schwingzahlen bei geringen Fliehkräften realisierbar, wodurch das. Leistungsgewicht gegenüber bisher bekannten Anordnungen erheblich reduziert werden kann. Gegenüber den bekannten Ausführungen wird auch der Wirkungsgrad des Lineargenerators verbessert und die Erregung ist ohne Verwendung von Schleifkontakten einstellbar. Durch die erzielbaren hohen Wirkungsgrade im Verbrennungsmotor und Lineargenerator kommt man mit wesentlich geringeremThe structural unit according to the invention has, apart from the freely movable overflow valves, only one moving one Part, which consists of the two double pistons and the active part of the linear generator and with a very low level Mass can be run. This means that high numbers of vibrations can be achieved with low centrifugal forces, whereby the power-to-weight ratio can be considerably reduced compared to previously known arrangements. Opposite to the known designs, the efficiency of the linear generator is improved and the excitation is adjustable without using sliding contacts. Due to the high levels of efficiency that can be achieved in the internal combustion engine and linear generator you get much less
- * - VPA 8t P 8 5 0 2 OE- * - VPA 8t P 8 5 0 2 OE
Brennstoffverbrauch aus als herkömmliche Einrichtungen dieser Art.Fuel consumption from than conventional facilities of this type.
Bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine •5 wird durch den Ansauß- und Vorvprdtchtungazyl Indor Brennstoff-Luftgemisch angesaugt und im nächsten Arbe.1 tsakt vorverdichtet. Mit sinkendem Explosionsdruck im Arbeitszylinder wird das vorverdichtete Brennstoff-Luftgemisch über freibewegliche Überströmventile in den Arbeitszylinder gedrückt, wodurch eine kräftige Spülung und bei hoher Schwingzahl eine kurze Verweildauer der heißen Gase im Verbrennungsraum erreicht wird. Durch das damit erreichbare hohe Temperaturgefälle und der raschen Gasausdehnung kann der Wirkungsgrad gegenüber herkömmlichen Verbrennungsmotoren wesentlich verbessert werden. Die geringe Masse des bewegten aktiven Teiles ermöglicht Schwingzahlen bis in den Bereich von 15.000 Schwingungen pro Minute, so daß ein Leistungsgewicht in der Größenordnung von etwa 1 kW/kg erreicht werden kann,In the internal combustion engine according to the invention • 5 is indor by the intake and Vorvprdtchtungazyl Fuel-air mixture sucked in and in the next work pre-compressed. As the explosion pressure in the working cylinder falls, the pre-compressed fuel-air mixture becomes Pressed into the working cylinder via freely movable overflow valves, creating a powerful flush and a short dwell time of the hot gases in the combustion chamber is achieved with a high frequency of oscillation. By the high temperature gradient that can be achieved and the rapid expansion of the gas can reduce the efficiency conventional internal combustion engines can be significantly improved. The low mass of the moving active part enables oscillation rates up to 15,000 Vibrations per minute, so that a power-to-weight ratio in the order of about 1 kW / kg can be achieved,
Der bei jedem Arbeltsakt hin- und herbewegte aktive Teil des Lineargenerators bewirkt eine Änderungen des den Lastwicklungen zugeordneten Luftspaltes und eine wechselnde Umfassung der Lastwicklungen durch das von der Erregerwicklung erzeugte Gleichfeld, so daß in den Lastwicklungen eine Spannung induziert wird, ohne daß das Gleichfeld der Erregerwicklung in seiner Richtung geändert oder unterbrochen wird. Damit wird die Grundsatzforderung auch hinsichtlich technisch anwendbarer Kurvenform und entsprechend hohem Wirkungsgrad erfüllt.The active part that moves back and forth with each work stroke of the linear generator causes a change in the air gap assigned to the load windings and an alternating one The load windings are surrounded by the constant field generated by the exciter winding, so that in the load windings a voltage is induced without the direction of the constant field of the excitation winding being changed or is interrupted. This also becomes the basic requirement with regard to the technically applicable curve shape and accordingly high efficiency.
Der vom Lineargenerator abgegebene Strom kann als Mehrphasenstrom zur Erzeugung eines Wanderfeldes für lineare und rotierende. Asynchronmotoren verwendet werden. Damit wird ein Antriebsaggregat gebildet, das vielseitig einsetzbar ist, so auch vorteilhaft für den Antrieb von Kraftfahrzeugen.The current delivered by the linear generator can be used as a multiphase current to generate a traveling field for linear and rotating. Asynchronous motors are used. This creates a drive unit that can be used in a variety of ways is, so also advantageous for driving motor vehicles.
- * - VPA 81 P 8 5 O 2 DE- * - VPA 81 P 8 5 O 2 DE
Die Baueinheit kann in jeder beliebigen Lage, vertikal oder horizontal betrieben werden. Zur Verminderung der Reibungsverluste ist jedoch ein vertikaler Betrieb zweckmäßig. Es ist vorteilhaft, mehrere z.B. vier Baueinheiten zusammenzufassen. Um Vibrationen zu vermeiden, sollten je zwei Kolben entgegengesetzt arbeiten.The unit can be operated in any position, vertically or horizontally. To reduce the However, vertical operation is expedient due to frictional losses. It is advantageous to have several, for example four, structural units summarize. To avoid vibrations, two pistons should work in opposite directions.
Für den Betrieb der Verbrennungsmaschine ist flüssiger und gasförmiger Brennstoff verwendbar.Liquid and gaseous fuel can be used to operate the internal combustion engine.
Anstelle des Generators können auch andere Arbeitsmaschinen, die eine lineare Betriebsweise zulassen, angeordnet werden, so z.B. Pumpen oder Verdichter für Wärmepumpen.Instead of the generator, other working machines that allow a linear mode of operation can also be arranged e.g. pumps or compressors for heat pumps.
Da bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine hohe Abgasgeschwindigkeiten auftreten, kann zusätzlich Energie mittels einer Abgasturbine gewonnen werden und diese Energie beispielsweise auch zur Aufladung der Verbrennungskraftmaschine genutzt werden.Since high exhaust gas velocities occur in the internal combustion engine according to the invention, in addition Energy can be obtained by means of an exhaust gas turbine and this energy, for example, also for charging the Internal combustion engine can be used.
Der Lineargenerator kann bei entsprechender Speisung aus einer Stromquelle auch mit hohem Wirkungsgrad als Starter für die Verbrennungskraftmaschine verwendet werden, was sonst bei linearen Verbrennungskraftmaschinen nur mit erheblichen Aufwand möglich ist.The linear generator can with appropriate supply from a power source also used with high efficiency as a starter for the internal combustion engine which is otherwise only possible with considerable effort in linear internal combustion engines.
Anhand der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. 30The invention is explained in more detail using the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 and 2. 30th
Fig. 1 zeigt eine Verbrennungskraftmaschine mit Lineargenerator und Fig. 1 shows an internal combustion engine with a linear generator and
Fig. 2 ein Antriebsaggregat, bei dem der von der Verbrennungskraftmaschine angetriebene Lineargenerator einen Asynchronmotor speist.Fig. 2 shows a drive unit in which the internal combustion engine driven linear generator feeds an asynchronous motor.
- δ - VPA 81 P 8 5 0 I DE- δ - VPA 81 P 8 5 0 I DE
In Fig. 1 ist ein Generator linearer Bauart dargestellt, der von einer zweiteiligen Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird. Die Verbrennungskraftmaschine besteht aus einem Arbeitskolben 1 für die Hinbewegung und einem Arbeitskolben 1a für die Herbewegung. Jedem Arbeitskolben 1,1a ist ein Ansaugvorverdichtungskolben 2 bzw. 2a zugeordnet, der mit dem Arbeitskolben 1,1a über eine Verbindungsstange 10 bzw. 10a verbunden ist.In Fig. 1, a generator of linear design is shown, which is from a two-part internal combustion engine is driven. The internal combustion engine consists of a working piston 1 for the forward movement and one Working piston 1a for the reciprocation. Each working piston 1, 1 a is an intake pre-compression piston 2 or 2 a assigned to the working piston 1,1a via a Connecting rod 10 or 10a is connected.
Die Arbeitskolben 1,1a bewegen sich jeweils in einem Zylinder 3 bzw. 3a und die Ansaugvorverdichtungskolben 2,2a in den Zylindern 4,4a,die mit den Zylindern 3,3a hintereinander angeordnet und durch eine Trennwand 18, 18a getrennt sind. In jeder Trennwand 18,18a ist mindestens ein frei bewegliches Überströmventil 5 bzw. 5a angeordnet, das vom überdruck im Zylinder 3 bzw. 3a für die Arbeitskolben geschlossen wird.The working pistons 1,1a each move in one Cylinder 3 or 3a and the intake pre-compression piston 2.2a in the cylinders 4.4a, which are connected to the cylinders 3.3a arranged one behind the other and separated by a partition 18, 18a. In each partition 18,18a is at least a freely movable overflow valve 5 or 5a is arranged, which from the overpressure in the cylinder 3 or 3a for the working piston is closed.
In den Zylindern 4,4a befinden sich Ansaugöffnungen 6, 6a und in den Zylindern 3,3a Auslaßöffnungen 7,7a sowie Zündkerzen 8,8a. Der Raum 9,9a dient als Luftpolster zur Dämpfung der Fliehkräfte. Als Kriterium für das Erreichen der Endlage des bewegten Teiles sind Sensoren 16, 16a vorgesehen. Zur Wärmeabfuhr aus den Arbeitszylindern 3,3a dienen Kühlrippen 17,17a.In the cylinders 4,4a there are suction openings 6, 6a and in the cylinders 3,3a there are outlet openings 7,7a as well Spark plugs 8,8a. The space 9,9a serves as an air cushion to dampen the centrifugal forces. As a criterion for achieving it sensors 16, 16a are provided for the end position of the moving part. For heat dissipation from the working cylinders 3,3a are used for cooling fins 17,17a.
An die Ansaug-Vorverdichtungskolben 2,2a schließt sich über Verbindungsstangen 10,10a der aktive Teil 12 des Lineargenerators 11 an, so daß je ein Teil der Verbrennungskraftmaschine beidseitig des Lineargenerators angeordnet ist. Der aktive Teil 12 besitzt Pole 12a,12b, die über einen magnetischen Rückschlußkörper verbunden sind und sich im Stator 13 hin und her bewegen. Dabei ist die Länge des aktiven Teiles 12 kleiner als die Länge des Stators 13. Der Stator 13 enthält eine Erregerwicklung 14 und Lastwicklungen 15 in Mehrphasenschaltung. DerThe active part 12 of the is connected to the suction pre-compression piston 2, 2 a via connecting rods 10, 10 a Linear generator 11, so that each part of the internal combustion engine arranged on both sides of the linear generator is. The active part 12 has poles 12a, 12b, the are connected via a magnetic yoke body and move back and forth in the stator 13. Here is the The length of the active part 12 is less than the length of the stator 13. The stator 13 contains an excitation winding 14 and load windings 15 in multi-phase connection. Of the
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aktive Teil 12 des Lineargenerators und der Stator 13 sind aus lameliiertem Blech aufgebaut.The active part 12 of the linear generator and the stator 13 are constructed from laminated sheet metal.
Die Erregerwicklung 14 und Lastwicklungen 15 sind als Zylinderspulen ausgeführt und in Nuten des Stators 13 derart untergebracht, daß ihre Achsen mit der Achse des bewegten aktiven Teils 12 fluchten. Dabei sind die Lastwicklungen symmetrisch zu beiden Seiten der Erregerwicklung angeordnet. Die Pole 12a,12b sind koaxial zu den Lastwicklungen und der Erregerwicklung 14 angeordnet, wobei die Ebene der Lastwicklung während der Bewegung des aktiven Teils 12 immer zwischen den Ebenen der beiden Pole 12a,12b liegt. Zur kontinuierlichen Änderung des Erregerstromes in der Erregerwicklung, insbesondere von Null bis zu äinem Maximalwert, ist eine Stelleinrichtung 11a vorgesehen.The excitation winding 14 and load windings 15 are as Solenoid coils run and in slots of the stator 13 housed in such a way that their axes are aligned with the axis of the moving active part 12. There are those Load windings arranged symmetrically on both sides of the field winding. The poles 12a, 12b are coaxial arranged to the load windings and the excitation winding 14, the plane of the load winding during the Movement of the active part 12 always lies between the planes of the two poles 12a, 12b. For continuous Change of the excitation current in the excitation winding, in particular from zero to a maximum value, is one Adjusting device 11a is provided.
Für die Verbrennungskraftmaschine ergibt sich folgende Wirkungswei se:The following mode of action results for the internal combustion engine:
Ausgangsstellung des beweglichen Teiles soll - wie Fig. 1 zeigt - die rechte Endlage sein. In dieser Lage ist das Kraftstoff-Luftgemisch im Zylinder 3a verdichtet. Der Zylinder 3 ist entlüftet und über das Überströmventil 5 mit frischem Brennstoff-Luftgemisch gefüllt. Wird die Zündung über die Zündkerze 8a eingeleitet, so bewegt sich der bewegliche Teil in die linke Endlage. Dabei beginnt nach Schließer, der Auslaßöffnungen 7 die Verdichtungsphase, das freibewegliche Überströmventil 7 schließt und im Zylinder 4 entsteht ein Unterdruck. Mit Freigabe der Einlaßöffnungen 6 wird durch den kräftigen Unterdruck rasch Brennstoff-Luftgemisch angesaugt. Im Zylinder 3 ist die Verdichtungsphase erreicht und die Zündung kann erfolgen.The starting position of the movable part should - as FIG. 1 shows - be the right end position. In this The position is the fuel-air mixture in cylinder 3a condensed. The cylinder 3 is vented and via the overflow valve 5 with a fresh fuel-air mixture filled. If the ignition is initiated via the spark plug 8a, the movable part moves to the left End position. After closing the outlet openings 7, the compression phase begins, the free-moving phase The overflow valve 7 closes and a negative pressure is created in the cylinder 4. With the release of the inlet openings 6 is The fuel-air mixture is quickly sucked in due to the powerful negative pressure. The compression phase is in cylinder 3 reached and ignition can take place.
- Is - VPA 8t P 8 5 0 2 DE- Is - VPA 8t P 8 5 0 2 DE
Dabei steht der Kolben 1a in seiner linken Endlage und die Auslaßöffnungen 7a im Zylinderraum 3a sind geöffnet. Durch die rasch ausströmenden verbrannten Gase entsteht ein Unterdruck im Zylinder 3a. Durch die Bewegung in die linke Endlage hat sich im Zylinder 4a ein hoher Druck aufgebaut und das frische Brennstoff-Luftgemisch vorverdichtet. Der Überdruck im Zylinder 4a öffnet das freibewegliche Überströmventil 5a, so daß das Brennst off -Luftgemisch rasch in den unter Unterdruck stehenden Zylinderraum 3a gedrückt wird und dabei die restlichen verbrannten Gase durch die Auslaßöffnung spült (Spülvorgang).The piston 1a is in its left end position and the outlet openings 7a in the cylinder chamber 3a are open. The burnt gases flowing out rapidly create a negative pressure in the cylinder 3a. By moving in the left end position has built up a high pressure in cylinder 4a and the fresh fuel-air mixture pre-compressed. The overpressure in the cylinder 4a opens the freely movable overflow valve 5a, so that the fuel off air mixture rapidly in the underpressure Cylinder chamber 3a is pressed while flushing the remaining burned gases through the outlet opening (Rinsing process).
Durch Zündung der komprimierten Gase im Zylinder 3 wird der bewegliche Teil der Anordnung in die rechte Endlage bewegt.By igniting the compressed gases in cylinder 3, the movable part of the arrangement is in the right end position emotional.
Der beschriebene Vorgang wiederholt sich periodisch. Wirkungsweise des Lineargenerators:The process described is repeated periodically. How the linear generator works:
Die im geblechten Stator 13 des Lineargenerators 11 angeordnete Erregerwicklung 14 wird mit in der Höhe einstellbarem Gleichstrom gespeist. Dadurch entsteht im Stator 13 ein magnetischer Gleichfluß § , der sich über die Luftspalte und die Pole 12a,12b des geblechten aktiven Teiles 12 schließt. Der magnetische Gleichfluß f umfaßt dabei einem Teil der Lastwicklungen 15. Bei einer Hin- und Herbewegung des aktiven Teiles 12 ändert sich der magnetische Gleichfluß räumlich, so daß die Lastwicklungen 15 vom Gleichfluß <j> abwechselnd umfaßt werden und in ihnen bei entsprechender Ausbildung der Pole 12a, 12b eine nahezu sinusförmige Wechselspannung induziert wird, dessen Frequenz von der Schwingzahl abhängig ist.The excitation winding 14 arranged in the laminated stator 13 of the linear generator 11 is fed with a direct current which is adjustable in height. This creates a magnetic direct flux § in the stator 13, which closes via the air gaps and the poles 12a, 12b of the laminated active part 12. The magnetic Gleichfluß f in this case comprises a part of the load windings 15. In a reciprocation of the active part 12, the magnetic Gleichfluß spatially changes, so that the load windings 15 comprises from Gleichfluß <j> alternately and in them a corresponding design of the poles 12a, 12b an almost sinusoidal alternating voltage is induced, the frequency of which is dependent on the frequency of oscillation.
Da die in Mehrphasenschaltung verbundenen Lastwicklungen 15 zeitlich versetzt vom Magnetfluß umfaßt werden, gibt der Lineargenerator Mehrphasensρannung ab. Diese Mehr-Since the load windings 15 connected in a polyphase circuit are encompassed by the magnetic flux at a different time, there are the linear generator from polyphase voltage. These more-
- 5 - VPA 81 P8502DE- 5 - VPA 81 P8502DE
Phasenspannung kann zur Erzeugung eines Wanderfeldes für lineare und rotierende Asynchronmotoren verwendet werden. Damit ist die Anordnung auch vielseitig als Antriebsaggregat einsetzbar, so auch für den Antrieb von Kraftfahrzeugen.Phase voltage can be used to generate a traveling field for linear and rotating asynchronous motors will. The arrangement can therefore also be used in many ways as a drive unit, including for the drive of motor vehicles.
In Fig. 2 ist eine mögliche Anordnung eines Antriebsaggregates dargestellt, bei dem vier Einzelanordnungen von linearen Verbrennungskraftmaschinen zu einer Einheit 19 zusammengefaßt sind. Die Arbeite- und Ansaugzylinder sind vertikal angeordnet und werden vertikal betrieben. Da hohe Abgasgeschwindigkeiten auftreten, kann die Abgasenergie zusätzlich genutzt werden. Dabei werden die Abgase von den einzelnen Verbrennungskraftmaschinen über Rohre 20 einer Abgasturbine 21 zugeführt, wobei darüberhinaus die Möglichkeit besteht, die Abgasturbine 21 über eine Welle 22 mit einem Elektromotor 23, insbesondere einem Asynchronmotor, direkt zu kuppeln und dadurch mechanische Leistung entweder von der Abgasturbine 21 oder vom Elektromotor 23 bzw. als Summe von beiden gleichzeitig abzugeben. Der Elektromotor 23 wird dabei über das Kabel 24 aus den Lineargeneratoren der Verbrennung skraftma schinen mit Mehrphasenstrom gespeist.In Fig. 2 a possible arrangement of a drive unit is shown in which four individual arrangements of linear internal combustion engines are combined to form a unit 19. The working and suction cylinders are arranged vertically and operated vertically. Since high exhaust gas velocities occur, the exhaust gas energy can also be used. The exhaust gases from the individual internal combustion engines is fed via pipes 20 to an exhaust gas turbine 21, with the further possibility of using the exhaust gas turbine 21 via a shaft 22 with an electric motor 23, in particular an asynchronous motor, to be coupled directly and thereby mechanical power either from the exhaust gas turbine 21 or from the electric motor 23 or as the sum of both to be delivered at the same time. The electric motor 23 is thereby via the cable 24 from the linear generators of the combustion Power machines fed with multiphase electricity.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann bei Verwendung von beidseitig angebrachten Einspritzpumpen auch nach dem Prinzip eines Dieselmotors arbeiten. Dabei werden die Verbindungsstangen zur Betätigung der Einspritzpumpen entsprechend verlängert.The arrangement according to the invention can also be used after the injection pumps mounted on both sides Working principle of a diesel engine. The connecting rods are used to operate the injection pumps extended accordingly.
2 Figuren2 figures
9 Patentansprüche9 claims
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19813103432 DE3103432A1 (en) | 1981-02-02 | 1981-02-02 | Linear combustion engine, which with a linear electrical generator forms a standard unit |
Applications Claiming Priority (1)
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