EA022005B1

EA022005B1 - Агрегат роторно-поршневой двигатель-генератор с неподвижным блоком цилиндров

Info

Publication number: EA022005B1
Application number: EA201190173A
Authority: EA
Inventors: Роберт Л. Расселл
Original assignee: Расселл Энерджи Корпорейшн
Priority date: 2009-02-16
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2015-10-30
Also published as: EP2406461A1; AU2009340029B2; AU2009340029A1; AU2009340029A2; CN102356213B; ZA201105776B; CA2751642C; WO2010093352A1; EP2406461B1; JP2012518118A; JP5599410B2; MX2011008187A; KR20110115618A; BRPI0922900A2; US20100139600A1; KR101618915B1; CN102356213A; EA201190173A1; US8113165B2; CA2751642A1

Abstract

В изобретении представлены двигатель внутреннего сгорания и объединенный с ним факультативный генератор, помещенные в единый водонепроницаемый и пыленепроницаемый картер. Двигатель содержит по меньшей мере один цилиндр и поршень, которые простираются в радиальном направлении от оси вращения, вокруг которой вращается узел, содержащий рабочую поверхность кулачка. Блок цилиндров двигателя, имеющий по меньшей мере один цилиндр, остается неподвижным.

Description

(57) В изобретении представлены двигатель внутреннего сгорания и объединенный с ним факультативный генератор, помещенные в единый водонепроницаемый и пыленепроницаемый картер. Двигатель содержит по меньшей мере один цилиндр и поршень, которые простираются в радиальном направлении от оси вращения, вокруг которой вращается узел, содержащий рабочую поверхность кулачка. Блок цилиндров двигателя, имеющий по меньшей мере один цилиндр, остается неподвижным.

022005 Β1

Claims

1. Комбинированный агрегат двигатель-генератор, содержащий множество цилиндров, разнесенных на определенное расстояние друг от друга по окружности вокруг оси вращения упомянутого агрегата и имеющих внутренний в радиальном направлении и внешний в радиальном направлении торцы цилиндра;

множество поршней, каждый из которых может соосно перемещаться внутри взаимодействующего с ним одного из упомянутых цилиндров и каждый из которых снабжен двумя элементами, отслеживающими профиль кулачка;

блок цилиндров двигателя, имеющий отдельную камеру сгорания для каждого цилиндра и обеспечивающий опору упомянутым внутренним и внешним торцам цилиндров;

две бесконечные рабочие поверхности кулачка, которые установлены на противоположных в осевом направлении сторонах упомянутых цилиндров и в радиальном направлении расположены между упомянутыми внутренними и внешними торцами цилиндров, при этом упомянутые два элемента каждого поршня, отслеживающие профиль кулачка, функционально связаны с соответствующей одной из упомянутых рабочих поверхностей кулачка;

неподвижную электрическую обмотку и по меньшей мере один вращающийся якорь генератора, содержащий по меньшей мере один из таких элементов, как магнит или электромагнит;

неподвижный картер, в который помещены упомянутый блок цилиндров двигателя, упомянутые цилиндры и поршни, упомянутая неподвижная электрическая обмотка и упомянутый вращающийся якорь генератора, отличающийся тем, что упомянутый блок цилиндров двигателя является неподвижным блоком цилиндров двигателя, причем упомянутый якорь генератора образует часть отдельного узла упомянутого агрегата, содержащего вращающийся якорь генератора, при этом упомянутый отдельный узел, содержащий вращающийся якорь генератора, также содержит два вращающихся дисковых кулачка, прикрепленных к якорю генератора так, что упомянутый блок цилиндров двигателя расположен между этими двумя дисковыми кулачками и окружен якорем генератора, причем каждая из упомянутых двух бесконечных рабочих поверхностей кулачка выполнена на соответствующем одном из двух вращающихся дисковых кулачков, и приведение продуктами сгорания в движение каждого поршня служит для приведения во вращение упомянутого отдельного узла, содержащего вращающийся якорь генератора, внутри неподвижного картера для выработки на выходе упомянутого агрегата электрической энергии; и причем неподвижный блок цилиндров двигателя содержит центральную ступицу без вала, которая содержит упомянутые отдельные камеры сгорания, воздушные продувочные окна для подавания воздуха для продувки

- 14 022005 и охлаждения цилиндров в упомянутые цилиндры, выпускные каналы для прохода выхлопных газов из упомянутых цилиндров, высверленные отверстия топливной форсунки для подачи топлива в упомянутые цилиндры и отверстия охлаждения для обеспечения охлаждения блока цилиндров двигателя.

2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что упомянутые цилиндры простираются в радиальном направлении наружу относительно упомянутой оси вращения.

3. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что упомянутые цилиндры имеют смещение, так что продольная ось каждого цилиндра не пересекается с упомянутой осью вращения.

4. Агрегат по п.1, дополнительно содержащий кольцевое зубчатое колесо, установленное на одном из упомянутых дисковых кулачков.

5. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что воздушные продувочные окна открыты в упомянутые цилиндры только тогда, когда упомянутые поршни находятся в полностью выдвинутом положении или вблизи него.

6. Агрегат по п.5, отличающийся тем, что воздушные продувочные окна расположены вблизи торца упомянутого по меньшей мере одного цилиндра, противоположного торцу, вблизи которого расположен выпускной клапан.

7. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что упомянутые вращающиеся дисковые кулачки опираются на шариковые/роликовые подшипники.

8. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что между неподвижным картером и неподвижной электрической обмоткой выполнена по меньшей мере одна линия подачи охлаждающей текучей среды.

9. Агрегат по п.1, дополнительно содержащий электрические/магнитные выпускные клапаны и компьютерный процессор, который осуществляет управление приведением в действие этих выпускных клапанов.

10. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что внутри каждого цилиндра происходят несколько воспламенений в течение одного оборота отдельного узла, содержащего якорь генератора.

11. Агрегат по п.1, дополнительно содержащий на якоре генератора множество элементов, выбранных по меньшей мере из одного из таких элементов, как магнит или электромагнит.

12. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что упомянутые поршни содержат средства для замедления или остановки линейного перемещения поршней в полностью выдвинутом положении или вблизи него внутри упомянутых цилиндров для продления воздействия продувки и охлаждения при сообщении воздушного продувочного окна с цилиндрами.

13. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что после закрытия выпускных клапанов воздушные продувочные окна остаются сообщенными с цилиндрами, чтобы обеспечить предварительное сжатие в цилиндрах перед перемещением поршней вовнутрь.

14. Способ выработки электроэнергии с помощью комбинированного агрегата двигатель-генератор по любому из пп.1-13, включающий приведение во вращение упомянутого узла, содержащего вращающийся якорь генератора, а также два вращающихся дисковых кулачка, прикрепленных к якорю генератора, внутри неподвижного картера путем подачи топливной смеси в камеру сгорания, ее поджига и приведения в движение каждого поршня за счет сгорания, так что упомянутый по меньшей мере один элемент из магнита или электромагнита перемещается относительно неподвижной электрической обмотки при вращательном движении вокруг неподвижного блока цилиндров двигателя для выработки на выходе электрической энергии.

15. Способ по п.14, дополнительно включающий отвод механической энергии с кольцевого зубчатого колеса.

16. Способ по п.14, дополнительно включающий управление выпускным клапаном, осуществляемое с помощью компьютерного процессора.

17. Способ по п.16, дополнительно включающий следующие операции: изменение установки фаз газораспределения выпускного клапана на основании введенных в компьютерный процессор данных.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что операция изменения установки фаз газораспределения выпускного клапана выполняется на основании по меньшей мере одних из следующих данных: входные данные о виде топлива, входные данные о нагрузке двигателя, входные данные, получаемые от датчика сгорания, и входные данные, получаемые от датчика выхлопа.

19. Способ по п.17, дополнительно включающий операцию подачи топлива различных видов по меньшей мере в один цилиндр для упомянутого приведения продуктами сгорания в движение поршня, отличающийся тем, что изменение установки фаз газораспределения выпускного клапана, по меньшей мере частично, осуществляют на основании вида топлива, подаваемого в упомянутый по меньшей мере один цилиндр.