RU115979U1

RU115979U1 - ELECTRIC AC GENERATOR WITH INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: RU115979U1
Application number: RU2011147648/07U
Authority: RU
Inventors: Андрей Юрьевич Фокин; Юрий Иосифович Фокин
Original assignee: Андрей Юрьевич Фокин
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2012-05-10

Abstract

Электрический генератор переменного тока с двигателем внутреннего сгорания, содержащий электрическую обмотку и цилиндр двигателя внутреннего сгорания, снабженный клапаном, кинематически связанным через коромысло и толкатель с расположенными в корпусе распределительным и коленчатым валами, отличающийся тем, что электрическая обмотка расположена в корпусе концентрично оси толкателя и в средней части толкателя закреплен ряд кольцевых магнитов, обращенных друг к другу разноименными полюсами, при этом при запуске двигателя внутреннего сгорания к электрической обмотке подводится электрический ток от постороннего источника тока. An electric alternator with an internal combustion engine, containing an electric winding and a cylinder of an internal combustion engine, equipped with a valve kinematically connected through a rocker arm and a pusher with camshafts and crankshafts located in the housing, characterized in that the electric winding is located in the housing concentrically to the axis of the pusher and in In the middle part of the pusher, a row of annular magnets is fixed, facing each other with opposite poles, while when the internal combustion engine is started, an electric current is supplied to the electric winding from an external current source.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к системам двигатель-генератор, и может быть использовано при проектировании и производстве источников переменного тока, на транспорте, в двигателях внутреннего сгорания и приводе механизмов.The utility model relates to electrical engineering, namely to engine-generator systems, and can be used in the design and manufacture of AC sources, in transport, in internal combustion engines and drive mechanisms.

Известна система двигатель-генератор переменного тока [1], в которой для возбуждения ЭДС в силовых обмотках статора якорь совершает вращательное движение. В большинстве случаев в этой системе используют двигатели внутреннего сгорания [2]. Недостатком этой системы является сложность преобразования с помощью кривошипно-шатунного механизма возвратно-поступательного движения поршней двигателя во вращательное движение коленчатого вала, подсоединенного к якорю генератора.A known system is an alternator-motor generator [1], in which the armature rotates in order to excite the emf in the power windings of the stator. In most cases, internal combustion engines are used in this system [2]. The disadvantage of this system is the difficulty of converting using the crank mechanism of the reciprocating movement of the engine pistons into the rotational movement of the crankshaft connected to the generator armature.

Наиболее близким к предложенному является электрический генератор переменного тока, содержащий цилиндр двигателя внутреннего сгорания, выполненный из неметаллического материала и снабженный клапанами, свечами и электрическими обмотками, а так же свободно размещенный в цилиндре поршень в виде постоянного магнита [3].Closest to the proposed one is an electric alternator containing a cylinder of an internal combustion engine made of non-metallic material and equipped with valves, candles and electric windings, as well as a piston in the form of a permanent magnet freely placed in the cylinder [3].

Недостатком генератора является отсутствие уплотнений поршня и низкая износостойкость выполненного из немагнитного материала цилиндра, что ухудшает работу поршня и цилиндра и снижает ресурс работы агрегата.The disadvantage of the generator is the lack of piston seals and low wear resistance of a cylinder made of non-magnetic material, which impairs the operation of the piston and cylinder and reduces the life of the unit.

Для облегчения запуска двигателя используют декомпрессионные устройства механического типа, обеспечивающие открытие одного из клапанов на каждом цилиндре двигателя [4]. При открытых клапанах существенно снижаются энергозатраты на прокручивание двигателя.To facilitate engine starting, decompression devices of a mechanical type are used, which ensure the opening of one of the valves on each cylinder of the engine [4]. With the valves open, the energy required to spin the engine is significantly reduced.

Целью полезной модели является повышение ресурса работы генератора с двигателем внутреннего сгорания. Указанная цель достигается тем, что в электрическом генераторе переменного тока с двигателем внутреннего сгорания, содержащем электрическую обмотку и цилиндр двигателя внутреннего сгорания, снабженный клапаном, кинематически связанным через коромысло и толкатель с расположенными в корпусе распределительным и коленчатым валами. При этом электрическая обмотка расположена в корпусе концентрично оси толкателя. При этом в средней части толкателя закреплен ряд кольцевых магнитов, обращенных друг к другу разноименными полюсами. Во время запуска двигателя к электрической обмотке подводится электрический ток от постороннего источника тока.The purpose of the utility model is to increase the life of the generator with an internal combustion engine. This goal is achieved by the fact that in an electric alternator with an internal combustion engine containing an electric winding and a cylinder of an internal combustion engine, equipped with a valve kinematically connected through a rocker and a pusher with camshafts and crankshafts located in the housing. In this case, the electric winding is located in the housing concentrically to the axis of the pusher. Moreover, in the middle part of the pusher, a number of ring magnets are fixed, facing each other with opposite poles. During engine start-up, an electric current from an external current source is supplied to the electric winding.

На фиг.1 представлена конструктивная схема электрического генератора. Генератор содержит цилиндр 1 двигателя внутреннего сгорания, снабженный клапаном 2 с пружиной. Клапан 2 с пружиной через коромысло 3 кинематически связан с толкателем 4. В корпусе 5 расположены коленчатый вал 6 и распределительный вал 7, связанные между собой шестернями 8 с передаточным соотношением, зависящим от тактности применяемого двигателя. Генератор снабжен электрической обмоткой 9.Figure 1 presents a structural diagram of an electric generator. The generator comprises a cylinder 1 of an internal combustion engine equipped with a valve 2 with a spring. The valve 2 with a spring through the beam 3 is kinematically connected with the pusher 4. In the housing 5 are the crankshaft 6 and the camshaft 7, interconnected by gears 8 with a gear ratio, depending on the stroke of the engine used. The generator is equipped with an electrical winding 9.

Новым в электрическом генераторе является расположение электрической обмотки 9 в корпусе 5 концентрично оси толкателя 4 и закрепление в средней части толкателя 4 ряда кольцевых магнитов 10, обращенных друг к другу разноименными полюсами.New in the electric generator is the location of the electric winding 9 in the housing 5 concentrically to the axis of the pusher 4 and fixing in the middle part of the pusher 4 a number of ring magnets 10 facing each other with opposite poles.

Генератор работает следующим образом. После сгорания топлива в цилиндре 1 двигателя и поворота коленчатого вала 6 и распределительного вала 7, кулачек последнего заставляет перемещаться вертикально вверх толкатель 4 с кольцевыми магнитами 10 и сжимает пружину клапана 2. Вследствие этого перемещения магнитные потоки кольцевых магнитов 10 генерируют ЭДС в электрической обмотке 9, снимаемую с выходных разъемов (на фиг.1 не показаны). При дальнейшем вращении коленчатого вала 6 и распределительного вала 7 кулачек последнего перестает перемещать вверх толкатель 4. Вертикальное вниз перемещение толкателя обеспечивается разжатием пружины клапана 2. При таком перемещении толкателя 4 магнитные потоки кольцевых магнитов 10 вновь генерируют ЭДС в электрической обмотке 9. Затем цикл повторяется.The generator operates as follows. After fuel combustion in the cylinder 1 of the engine and rotation of the crankshaft 6 and camshaft 7, the cam of the latter forces the pusher 4 with ring magnets 10 to move vertically and compresses the valve spring 2. As a result of this movement, the magnetic fluxes of the ring magnets 10 generate an EMF in the electric coil 9, removed from the output connectors (not shown in figure 1). With a further rotation of the crankshaft 6 and the camshaft 7, the cams of the latter cease to push up the pusher 4. Vertical downward movement of the pusher is achieved by unloading the valve spring 2. With this movement of the pusher 4, the magnetic fluxes of the ring magnets 10 again generate EMF in the electrical winding 9. Then the cycle repeats.

Передаточное отношение шестерен 8, связывающих коленчатый вал 6 и распределительный вал 7 обеспечивает одинаковую частоту вращения обоих валов для двухтактного двигателя и удвоенную частоту вращения коленчатого вала 6 по сравнению с распределительным валом 7 для четырехтактного двигателя.The gear ratio of the gears 8 connecting the crankshaft 6 and the camshaft 7 provides the same rotational speed of both shafts for the two-stroke engine and twice the rotational speed of the crankshaft 6 compared to the camshaft 7 for the four-stroke engine.

При запуске двигателя к выходным разъемам (на фиг.1 не показаны) электрической обмотки 9 подводится электрический ток от постороннего источника, например от аккумуляторной батареи. Вследствии этого кольцевые магниты 10 вместе с толкателем 4 втягиваются в электрическую обмотку 9. Толкатель 4 через коромысло 3 сжимает пружину клапана 2 и открывает его. Открытие клапана 2 способствует снижению энергозатрат на прокручивания двигателя при пуске. После запуска двигателя прекращают подачу электрического тока к выходным разъемам электрической обмотки 9 и клапан закрывается.When starting the engine to the output connectors (not shown in figure 1) of the electrical winding 9 is supplied electric current from an external source, for example from a battery. As a result, the ring magnets 10 together with the pusher 4 are pulled into the electric winding 9. The pusher 4 through the beam 3 compresses the spring of the valve 2 and opens it. The opening of valve 2 helps to reduce the energy used to spin the engine during start-up. After starting the engine, the supply of electric current to the output connectors of the electric winding 9 is stopped and the valve closes.

Во время работы двигатель внутреннего сгорания может обеспечить не только привод генератора переменного тока, но и привод транспортного средства или механизма от коленчатого вала 6.During operation, the internal combustion engine can provide not only the drive of the alternator, but also the drive of the vehicle or mechanism from the crankshaft 6.

1. Аткинс Б. Общая теория электрических машин. Пер. с англ. И.В.Антика. Государственное энергетическое издательство. М.-Л., 1960. 272 с.1. Atkins B. The general theory of electrical machines. Per. from English I.V. Antika. State Energy Publishing House. M.-L., 1960.272 s.

2. Мировое судовое дизелестроение. Концепции конструирования, анализ международного опыта: Учеб. пособие / Г.А.Конкс, В.А.Лошко. - М.: Машиностроение, 2005. 512 с.2. World ship diesel engineering. Design concepts, analysis of international experience: Textbook. allowance / G.A. Konks, V.A. Loshko. - M.: Mechanical Engineering, 2005.512 s.

3. Электрический генераторы переменного тока: пат. 2046966 РФ: МПК⁷H02K 35/00/ Р.К.Памфилов (РФ) - заявл. 29.11.1989; опубл. 27.10.1995.3. Electric alternators: US Pat. 2046966 RF: IPC ⁷ H02K 35/00 / R.K. Pamfilov (RF) - declared. 11/29/1989; publ. 10/27/1995.

4. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн.2. Динамика и конструирование: Учебник для вузов / В.Н.Луканин, И.В.Алексеев, М.Г.Шатров и др.; Под. Ред. В.Н.Луканина и М.Г.Шатрова. - М.: Высш. шк., 2005. 400 с.4. Internal combustion engines. In 3 book Book 2. Dynamics and design: Textbook for universities / V.N. Lukanin, I.V. Alekseev, M.G. Shatrov and others; Under. Ed. V.N.Lukanina and M.G. Shatrova. - M .: Higher. school., 2005.400 s.

Claims

An electric alternator with an internal combustion engine, comprising an electric winding and a cylinder of an internal combustion engine, equipped with a valve kinematically connected through a rocker and a pusher with camshafts and crankshafts located in the housing, characterized in that the electric winding is located in the housing concentrically to the axis of the pusher and the middle part of the pusher is fixed a series of ring magnets facing each other with opposite poles, while when starting the internal engine Combustion to the electrical winding is supplied with electric current from an external current source.