RU2476699C1

RU2476699C1 - Blowing method of combustion chamber of free-piston two-cylinder power module with common external combustion chamber and linear electric generator

Info

Publication number: RU2476699C1
Application number: RU2011143377/06A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Александрович Рыбаков
Original assignee: Анатолий Александрович Рыбаков
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2013-02-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: blowing method of combustion chamber of free-piston two-cylinder power module with common external combustion chamber and linear electric generator, which includes a power module control system, a common external combustion chamber, two piston expansion machines and a linear electric generator. Stator magnet of linear generator consists of two individual parts with remagnetisation coil on one part of stator magnet and coil of generator on its other part. Magnetic poles of two individual parts of stator magnet on some ends are connected to each other, and enclose the bodies of armatures of linear electric generator on opposite ends. For blowing of combustion chamber, power module control transmits electric current of such force and such direction through remagnetisation coil, at which similar magnetic poles are induced on connected ends of individual parts of stator magnet and on their opposite ends enclosing the armatures. As a result, armatures are pushed off each other and pistons of piston groups of power modules connected to armatures at the corresponding position of valves displace the air from compressor cavities of pistons of piston groups through combustion chamber.

EFFECT: improving power module initiation reliability.

2 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Изобретение относится к области энергомашиностроения.The invention relates to the field of power engineering.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Ближайший прототип заявленного изобретения «Двухцилиндровый свободнопоршневой энергомодуль с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движение якорей», патент 2422655 С1.The closest prototype of the claimed invention "Two-cylinder free-piston power module with a common external combustion chamber and a linear electric generator with opposed movement of the anchors", patent 2422655 C1.

Двухцилиндровый свободнопоршневой энергомодуль с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движение якорей (далее - энергомодуль) преобразует химическую энергию моторного топлива в электроэнергию. Принципиальная схема энергомодуля изображена на фигуре 1.A two-cylinder free-piston power module with a common external combustion chamber and a linear electric generator with opposed movement of the anchors (hereinafter referred to as the power module) converts the chemical energy of motor fuel into electricity. Schematic diagram of the energy module is shown in figure 1.

Действует он следующим образом. Система управления энергомодуля (не показана) форсункой подает топливо в камеру сгорания 1 (фигура 1) и воспламеняет его свечой зажигания. Продукты сгорания из камеры сгорания 1 по трубопроводу 2 через газораспределительный кланан 3 поступают в правую (по фигуре) полость поршня 4 левой расширительной машины 5, а по трубопроводу 6 и через газораспределительный клапан 7 - в левую полсть поршня 8 правой расширительной машины 9. Под действием расширяющихся продуктов сгорания поршни расширительных машин 4, 8 и соединенные с ними якоря линейных генераторов 10, 11 начинают расходиться. Якоря могут представлять собой постоянные магниты либо электромагниты, намагничиваемые катушкой подмагничивания 12. Магнитный поток генератора замыкается по контуру - якорь 11, статорный магнит 13, якорь 10 и снова якорь 11. При расхождении якорей 10, 11 магнитные силовые линии их магнитных полей пересекаются, в результате чего в статорном магните 13 изменяется магнитный поток и, как следствие, в статорной катушке 14 генерируется импульс электроэнергии. При достижении поршнями и якорями точек крайнего расхождения система управления (не показана) переводит газораспределительные клапаны 3, 7, 15, 16 в противоположные положения. Теперь продукты сгорания из камеры сгорания 1 по трубопроводу 2 и через газораспределительный клапан 15 поступают в левую полость поршня 17 левой расширительной машины 5, а по трубопроводу 6 и через газораспределительный клапан 16 - в правую полость поршня 18 правой расширительной машины 9. Поршни расширительных машин и соединенные с ними якоря генераторов начинают сходиться, и в статорной катушке 14 генерируется импульс противоположного знака. Отработавшие продукты сгорания при расхождении поршней выбрасываются в атмосферу через газораспределительные клапаны 15 и 16, а при схождении - через газораспределительные клапаны 3 и 7. В дальнейшем система управления, переводя газораспределительные клапаны 3, 7, 15, 16 из одного положение в другое, обеспечивает колебательные движения поршней и якорей. При этом из соответствующих полостей поршней расширительных машин 5 и 9 через обратные клапаны 19, 20, 21, 22 по трубопроводам 23, 24 в камеру сгорания 1 подается воздух, обеспечивающий процесс горения топлива, а через обратные клапаны 25, 26, 27, 28 из атмосферы засасывается воздух. В статорной катушке 14 генерируются импульсы электроэнергии.It acts as follows. The control system of the energy module (not shown) by the nozzle supplies fuel to the combustion chamber 1 (figure 1) and ignites it with a spark plug. The combustion products from the combustion chamber 1 through the pipeline 2 through the gas distribution clan 3 enter the right (according to the figure) piston cavity 4 of the left expansion machine 5, and through the pipe 6 and through the gas distribution valve 7 - into the left cavity of the piston 8 of the right expansion machine 9. Under the action expanding combustion products, the pistons of the expansion machines 4, 8 and the anchors of the linear generators 10, 11 connected to them begin to diverge. The anchors can be either permanent magnets or electromagnets magnetized by a magnetizing coil 12. The magnetic flux of the generator closes along the contour - anchor 11, stator magnet 13, anchor 10 and again anchor 11. When the anchors 10, 11 diverge, the magnetic lines of force of their magnetic fields intersect, as a result, the magnetic flux changes in the stator magnet 13 and, as a result, an electric pulse is generated in the stator coil 14. When the pistons and anchors reach the points of extreme divergence, the control system (not shown) translates the gas distribution valves 3, 7, 15, 16 into opposite positions. Now, the combustion products from the combustion chamber 1 through the pipeline 2 and through the gas distribution valve 15 enter the left piston cavity 17 of the left expansion machine 5, and through the pipe 6 and through the gas distribution valve 16 to the right cavity of the piston 18 of the right expansion machine 9. The pistons of the expansion machines and the generators of the generators connected to them begin to converge, and an opposite sign pulse is generated in the stator coil 14. Exhaust combustion products when the pistons diverge are released into the atmosphere through the gas distribution valves 15 and 16, and when converging through the gas distribution valves 3 and 7. In the future, the control system, moving the gas distribution valves 3, 7, 15, 16 from one position to another, provides oscillatory movements of pistons and anchors. Moreover, from the corresponding piston cavities of the expansion machines 5 and 9, through the check valves 19, 20, 21, 22 through the pipelines 23, 24, air is supplied to the combustion chamber 1, which ensures the fuel combustion process, and through the check valves 25, 26, 27, 28 from the atmosphere is sucked in air. In the stator coil 14, pulses of electricity are generated.

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯOBJECT OF THE INVENTION

Если перед пуском энергомодуля в его камере сгорания в силу присутствия остаточных продуктов сгорания от предшествующих рабочих циклов или иных причин не оказалось необходимого для инициирования устойчивого горения количества кислорода, то пуск энергомодуля может не состояться. Цель изобретения состоит в том, чтобы обеспечить предпусковую продувку камеры сгорания воздухом из атмосферы.If before starting the energy module in its combustion chamber due to the presence of residual products of combustion from previous operating cycles or other reasons, it was not necessary to initiate sustainable combustion of oxygen, then the energy module may not start. The purpose of the invention is to provide pre-start purging of the combustion chamber with air from the atmosphere.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Сущность заявленного изобретения поясняется описанием принципа действия свободнопоршневого двухцилиндрового с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором энергомодуля двойного назначения. Он включает общую внешнюю камеру сгорания (камера сгорания), две поршневые расширительные машины (расширительная машина), линейный электрогенератор (генератор) и систему управления.The essence of the claimed invention is illustrated by a description of the principle of operation of a free-piston two-cylinder with a common external combustion chamber and a linear electric generator of a dual-purpose power module. It includes a common external combustion chamber (combustion chamber), two piston expansion machines (expansion machine), a linear electric generator (generator) and a control system.

Перед пуском энергомодуля (фигура 2) в камере сгорания 1 должно присутствовать достаточное для его пуска количество воздуха. Так как устройство и действие правой левой и правой (по фигуре) расширительных машин энергомодуля идентичны, для упрощения изложения рассматривается действие только левой расширительной машины. Если поршневая группа (поршни 2, 3, штоки 4 и 5) находится в правом крайнем положении, система управления форсункой 6 подает в камеру сгорания 1 дозу топлива и воспламеняет его свечой зажигания 7. Топливо горит, в результате чего температура и давление продуктов сгорания увеличиваются и по каналу 8 через открытый клапан 9 поступают в правую полость поршня 3. Под их воздействием поршневая группа начинает движения справа налево. Площадь правой поверхности поршня 3 больше площади его левой поверхности на величину разности площадей поперечных сечений штока 4 с левой и штока 5 с правой стороны поршня 3. Поэтому давление сжимаемого в левой компрессорной полости поршня 3 воздуха больше давления продуктов сгорания в его правой полости. Сжимаемый в левой компрессорной полости поршня 3 воздух через обратный клапан 10 и по каналу 11 подается в камеру сгорания 1, обеспечивая горение топлива. В правую компрессорную полость поршня 2 через обратный клапан 12 засасывается воздух из атмосферы, а из его левой полости через открытый клапан 13 воздух выбрасывается в атмосферу. По прибытии поршневой группы в левую крайнюю точку движения система управления закрывает клапаны 9 и 13 и открывает клапаны 14 и 15. Под действием поступающих из камеры сгорания 1 через открытый клапан 14 в левую полость поршня 2 продуктов сгорания поршневая группа начинает движение слева направо. Теперь сжимаемый в правой компрессорной полости поршня 2 воздух через обратный клапан 16 по каналу 11 поступает в камеру сгорания 1, поддерживая горение подаваемого туда же топлива. Из правой полости поршня 3 отработавшие газы через открытый клапан 15 выбрасываются в атмосферу, а в его левую компрессорную полость через обратный клапан 17 из атмосферы засасывается воздух.Before starting the energy module (figure 2), a sufficient amount of air must be present in the combustion chamber 1 to start it. Since the device and the action of the right left and right (according to the figure) expansion machines of the energy module are identical, to simplify the presentation, the action of only the left expansion machine is considered. If the piston group (pistons 2, 3, rods 4 and 5) is in the right extreme position, the nozzle control system 6 delivers a dose of fuel into the combustion chamber 1 and ignites it with a spark plug 7. The fuel burns, as a result of which the temperature and pressure of the combustion products increase and through channel 8 through the open valve 9 enter the right cavity of the piston 3. Under their influence, the piston group begins to move from right to left. The area of the right surface of the piston 3 is greater than the area of its left surface by the difference between the cross-sectional areas of the rod 4 on the left and the rod 5 on the right side of the piston 3. Therefore, the pressure of the air compressed in the left compressor cavity of the piston 3 is greater than the pressure of the combustion products in its right cavity. Compressed in the left compressor cavity of the piston 3, the air through the check valve 10 and through the channel 11 is fed into the combustion chamber 1, providing fuel combustion. Air from the atmosphere is sucked into the right compressor cavity of the piston 2 through the non-return valve 12, and air is discharged into the atmosphere from its left cavity through the open valve 13. Upon arrival of the piston group to the left extreme point of movement, the control system closes the valves 9 and 13 and opens the valves 14 and 15. Under the action of the combustion products coming from the combustion chamber 1 through the open valve 14 into the left piston cavity 2, the piston group starts to move from left to right. Now, the air compressed in the right compressor cavity of the piston 2 through the check valve 16 through the channel 11 enters the combustion chamber 1, maintaining the combustion of the fuel supplied there. From the right cavity of the piston 3, the exhaust gases through the open valve 15 are emitted into the atmosphere, and air is sucked from the atmosphere into the left compressor cavity through the check valve 17.

В правой части фигуры 2 изображена вторая расширительная машина энергомодуля. В ней одновременно протекают те же процессы, что и в левой расширительной машине. Особенность состоит в том, что движение поршневых групп организуется в противофазе относительно друг друга. Оппозитное движение поршневых групп энергомодуля позволяет компенсировать реакцию от их движений - исключить вибрацию корпуса энергомодуля и одновременно обеспечить действие линейного генератора.In the right part of figure 2 shows the second expansion machine of the energy module. It simultaneously proceeds the same processes as in the left expansion machine. The peculiarity is that the movement of the piston groups is organized in antiphase relative to each other. The opposite movement of the piston groups of the energy module allows you to compensate for the reaction from their movements - to exclude vibration of the housing of the energy module and at the same time ensure the operation of the linear generator.

По аналогии с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) цилиндр эмергомодуля можно представить условно разделенным на два объема. Первый соответствует камере сгорания ДВС виртуальная камера сгорания. Остальной объем цилиндра, как и в ДВС, - виртуальный рабочий объем. Когда поршневая группа пройдет путь, соответствующий виртуальной камере сгорания, система управления закрывает впускной клапан 14, доступ продуктов сгорания в цилиндр прекращается и начинается процесс их расширения. Сжимаемый в правой полости поршня 2 воздух продолжает поступать в камеру сгорания 1 до тех пор, пока давление и температура газов в ней не достигнет того уровня, который был до момента открытия клапана 14. Одновременно система управления отслеживает текущие значения скорости и ускорения поршневой группы, давление продуктов сгорания в камере сгорания 1 и в левой рабочей полости поршня 2 и давление сжимаемого воздуха в его правой компрессорной полости. На основе этих величин система управления вырабатывает алгоритм момента времени открытия перепускного клапана 18, обеспечивающий максимальное расширение продуктов сгорания в рабочей полости поршня 2 к моменту времени прибытия поршневой группы в противоположную крайнюю точку движения, и подает команду на открытие перепускного клапана 18. В результате сжатый в правой компрессорной полости поршня 2 воздух перетекает в левую компрессорную полость поршня 3, куда к этому моменту уже поступило некоторое количество воздуха из атмосферы. Поступающий туда же через клапан 18 до определенной степени сжатый в правой полости поршня 2 воздух дополнительно заряжает левую компрессорную полость поршня 3, засасывание воздуха из атмосферы через клапан 17 прекращается. При этом энергия, затрачиваемая на сжатие воздуха на данной фазе такта, также вместе с воздухом перебрасывается туда же и, расширяясь, сообщает дополнительный импульс кинетической энергии поршневой группе. Энергия, затрачиваемая на преодоление динамического сопротивления в клапане 17, переносится на клапан 18. То есть моменты времени открытия и закрытия газораспределительного клапана 14 и перепускного клапана 18 система управления определяет таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность процесса расширения продуктов сгорания в виртуальной камере сгорания и в виртуальном рабочем объеме цилиндра - левой рабочей полости поршня 2.By analogy with an internal combustion engine (ICE), the cylinder of an emgromodule can be conventionally divided into two volumes. The first corresponds to the combustion chamber of the internal combustion engine a virtual combustion chamber. The rest of the cylinder volume, as in the internal combustion engine, is the virtual working volume. When the piston group passes the path corresponding to the virtual combustion chamber, the control system closes the inlet valve 14, the access of the combustion products to the cylinder stops and the process of their expansion begins. The air compressed in the right cavity of the piston 2 continues to flow into the combustion chamber 1 until the pressure and temperature of the gases in it reaches the level that was before the valve 14 was opened. At the same time, the control system monitors the current values of the speed and acceleration of the piston group, pressure combustion products in the combustion chamber 1 and in the left working cavity of the piston 2 and the pressure of the compressible air in its right compressor cavity. Based on these values, the control system generates an algorithm for the time of opening of the bypass valve 18, which ensures maximum expansion of the combustion products in the working cavity of the piston 2 by the time of arrival of the piston group at the opposite extreme point of movement, and gives the command to open the bypass valve 18. As a result, the right compressor cavity of the piston 2, air flows into the left compressor cavity of the piston 3, where at this point a certain amount of air from the atmosphere has already arrived. The air coming in through the valve 18 to a certain degree in the right cavity of the piston 2 additionally charges the left compressor cavity of the piston 3, air suction from the atmosphere through the valve 17 stops. At the same time, the energy expended in compressing the air at a given phase of the clock stroke is also transferred there together with the air and, expanding, gives an additional impulse of kinetic energy to the piston group. The energy spent on overcoming the dynamic resistance in the valve 17 is transferred to the valve 18. That is, the timing of the opening and closing of the gas distribution valve 14 and the bypass valve 18 is determined by the control system in such a way as to maximize the efficiency of the expansion of the combustion products in the virtual combustion chamber and virtual working volume of the cylinder - the left working cavity of the piston 2.

Генерирование электроэнергии происходит в линейном с оппозитным движением якорей генераторе. Статорный магнит генератора составной. Он состоит из двух частей - из статорных магнитов 19 и 20. Статорный магнит 19 изготовлен из магнитомягкого материала, а статорный магнит 20 может представлять собой как постоянный магнит, так и электромагнит, тогда на статорном магните размещается катушка подмагничивания. Здесь рассматривается вариант с постоянным магнитом. На статорном магните 19 расположена катушка перемагничивания 21, а на статорном магните 20 - катушка генератора 22. Одними концами статорные магниты 19 и 20 плотно прилегают друг к другу по плоскости сопряжения 23, а другими концами охватывают якоря 24 и 25. При движении поршневых групп из одних крайних точек в другие, например при расхождении, якоря 24 и 25, соединенные с поршневыми группами, также расходятся. Магнитный поток составного статорного магнита замыкается по контуру: часть статорного магнита 20, часть статорного магнита 19, якорь 25 и якорь 24. В результате площадь в зазоре между внутренней и внешней поверхностями якорей 24 и 25 сначала увеличивается, а затем сокращается. Протекающий по контуру магнитный поток также увеличивается и уменьшается и в катушке генератора 22 индуцируется импульс электроэнергии. При схождении поршневых групп и якорей протекает обратный процесс и в катушке генератора 22 индуцируется импульс электроэнергии противоположного знака.Electricity generation occurs in a linear generator with the opposite movement of the anchors. Stator generator magnet composite. It consists of two parts - from the stator magnets 19 and 20. The stator magnet 19 is made of soft magnetic material, and the stator magnet 20 can be either a permanent magnet or an electromagnet, then a magnetization coil is placed on the stator magnet. A permanent magnet option is considered here. A magnetization reversal coil 21 is located on the stator magnet 19, and a generator coil 22 is located on the stator magnet 20. The stator magnets 19 and 20 are tightly adjacent to each other along the conjugation plane 23, while the other ends cover the armature 24 and 25. When the piston groups move from one extreme points to others, for example, when diverging, the anchors 24 and 25 connected to the piston groups also diverge. The magnetic flux of the composite stator magnet closes along the contour: part of the stator magnet 20, part of the stator magnet 19, anchor 25 and anchor 24. As a result, the area in the gap between the inner and outer surfaces of the anchors 24 and 25 first increases and then decreases. The magnetic flux flowing along the circuit also increases and decreases, and an electric pulse is induced in the coil of the generator 22. With the convergence of the piston groups and the anchors, the reverse process takes place and an electric pulse of the opposite sign is induced in the coil of the generator 22.

Перед пуском энергомодуля в камере сгорания 1 по тем или иным причинам, например в результате большой доли продуктов сгорания, оставшихся там после последнего рабочего такта, может оказаться недостаточно кислорода для гарантированного воспламенения топлива. В этом случае необходима принудительная предстартовая продувка камеры сгорания свежим воздухом.Before starting the energy module in the combustion chamber 1 for one reason or another, for example, as a result of a large fraction of the combustion products remaining there after the last working cycle, there may not be enough oxygen to guarantee ignition of the fuel. In this case, forced pre-start purging of the combustion chamber with fresh air is necessary.

Так как магнитный поток правой части постоянного статорного магнита 20 наводит на якорях 24 и 25 разноименные магнитные полюса, то в состоянии покоя якоря 24 25, притягиваясь, устанавливают поршневые группы энергомодуля в среднее положение. Система управления пропускает ток через катушку перемагничивания 21 такого направления, при котором в левой части статорного магнита 19 индуцируется магнитный поток, встречный магнитному потоку правой части статорного магнита 20 по направлению. На обеих частях статорных магнитов 19 и 20 в плоскости их сопряжения 23 и на якорях 24 и 25 индуцируются одноименные магнитные полюса и в результате якоря 24 и 25 отталкиваются друг от друга. Причем величина магнитной индукции магнитного потока определяется такой, чтобы преодолеть силу трения при движении поршневых групп, силу сжимаемого воздуха в компрессорных полостях и силу вакуумного противодействия всасываемого воздуха в компрессорных полостях поршней. Если поршневая группа перед этим находилась, например, в крайних точках схождения, то сжимаемый в левой полости поршня 3 воздух через клапан 10 и канал 11 вытесняет газ из камеры сгорания 1, а из нее по каналу 8 через клапан 9 поступает в правую полость поршня 3, Через обратный клапан 12 воздух из атмосферы засасывается в правую полость поршня 2, а из левой его полсти через клапан 13 выбрасывается в атмосферу. По прибытии поршневых групп в крайние точки расхождения система управления прекращает подачу тока через катушку перемагничивания 21 и переводит клапаны 9, 13, 14, 15 в противоположные положения. Якоря 24 и 25 втягиваются друг в друга, поршневые группы сходятся и происходит дополнительная продувка камеры сгорания 1.Since the magnetic flux of the right part of the permanent stator magnet 20 induces opposite poles on the anchors 24 and 25, in the resting state of the armature 24 25, attracting, set the piston groups of the energy module in the middle position. The control system passes current through the magnetization reversal coil 21 in such a direction that a magnetic flux is induced in the left part of the stator magnet 19, which is opposite to the magnetic flux of the right side of the stator magnet 20. On both parts of the stator magnets 19 and 20 in the plane of their conjugation 23 and at the anchors 24 and 25, the same magnetic poles are induced and as a result of the armature 24 and 25 are repelled from each other. Moreover, the magnitude of the magnetic flux density is determined so as to overcome the friction force during movement of the piston groups, the force of compressible air in the compressor cavities and the force of the vacuum reaction of the intake air in the compressor cavities of the pistons. If the piston group before this was, for example, at the extreme points of convergence, then the air compressed in the left cavity of the piston 3 through the valve 10 and channel 11 displaces the gas from the combustion chamber 1, and from it through the channel 8 through the valve 9 enters the right cavity of the piston 3 , Through the check valve 12, air from the atmosphere is sucked into the right cavity of the piston 2, and from its left cavity through the valve 13 is discharged into the atmosphere. Upon arrival of the piston groups at the extreme points of divergence, the control system stops supplying current through the magnetization reversal coil 21 and puts the valves 9, 13, 14, 15 in opposite positions. The anchors 24 and 25 are drawn into each other, the piston groups converge and there is an additional purge of the combustion chamber 1.

Энергомодуль - машина двойного назначения. Рассмотрена работа в режиме электрогенератора. Для перевода энергомодуля в режим генератора газообразного рабочего тела с целью обеспечении пневматических машин газообразным рабочим телом открывается задвижка 26 и происходит выдача рабочего тела потребителю. При этом энергомодуль может действовать одновременно как генератор газообразного рабочего тела, так и как электрогенератор.The energy module is a dual-use machine. The operation in the mode of an electric generator is considered. To put the energy module into the generator mode of the gaseous working fluid in order to provide pneumatic machines with the gaseous working fluid, the valve 26 opens and the working fluid is dispensed to the consumer. In this case, the energy module can act simultaneously as a generator of a gaseous working fluid, and as an electric generator.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Способ продувки камеры сгорания свободнопоршневого двухцилиндрового с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором энергомодуля, включающего систему управления энергомодулем, общую внешнюю камеру сгорания, две поршневые расширительные машины, линейный электрогенератор с составным статорным магнитом, состоящим из двух отдельных частей с катушкой перемагничивания на одной части статорного магнита и катушкой генератора на другой части статорного магнита, причем магнитные полюса двух отдельных частей статорного магнита с одних концов соединены друг с другом, а с противоположных концов охватывают тела якорей линейного электрогенератора, отличающийся тем, что система управления энергомодулем пропускает через катушку перемагничивания электрический ток такой силы и такого направления, при котором на соединенных концах отдельных частей статорного магнита и на их противоположных концах, охватывающих якоря, индуцируются одноименные магнитные полюса, в результате чего якоря отталкиваются друг от друга и соединенные с якорями поршни поршневых групп энергомодуля при соответствующем положении клапанов вытесняют воздух из компрессорных полостей поршней поршневых групп через камеру сгорания.A method of purging a free-piston two-cylinder combustion chamber with a common external combustion chamber and a linear electric generator of an energy module, including an energy module control system, a common external combustion chamber, two piston expansion machines, a linear electric generator with a composite stator magnet, consisting of two separate parts with a magnetization reversal coil on one part of the stator a magnet and a generator coil on another part of the stator magnet, the magnetic poles of two separate parts of the stator magnet These are connected at one end to one another, and at the opposite ends cover the bodies of the anchors of a linear electric generator, characterized in that the energy module control system passes an electric current of such strength and direction through the magnetization reversal coil at which the connected parts of the stator magnet and at their connected ends at the opposite ends, covering the anchors, magnetic poles of the same name are induced, as a result of which the anchors are repelled from each other and the pistons of the piston groups connected to the anchors gomodulya at the corresponding position valves displace air from the pistons reciprocating compressor cavities groups through the combustion chamber.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯTECHNICAL APPLICABILITY OF THE INVENTION

Затраты на НИОКР заявленного изобретения не могут значительно отличаться от таковых при проектировании и отработке классических преобразователей экзотермической энергии моторного топлива в электроэнергию и энергии моторного топлива в энергию газообразного рабочего тела с высокими параметрами температуры и давления. Стоимость агрегата при отлаженном автоматизированном производстве будет существенно ниже стоимости аналогичных агрегатов при пересчете на единицу мощности.The R&D costs of the claimed invention cannot differ significantly from those in the design and development of classical converters of exothermic energy of motor fuel into electric energy and energy of motor fuel into energy of a gaseous working fluid with high temperature and pressure parameters. The cost of the unit with debugged automated production will be significantly lower than the cost of similar units when converted to a unit of capacity.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛGRAPHIC MATERIAL

Фигура 1. Двухцилиндровый свободнопоршневой энергомодуль с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей:Figure 1. Two-cylinder free-piston power module with a common external combustion chamber and a linear electric generator with opposed movement of the anchors:

1 - камера сгорания; 2, 6, 21, 22 - трубопровод; 3, 7, 15, 16 - газораспределительный клапан; 4, 5, 8, 9 - поршень расширительной машины; 10, 11 - якорь; 12 - катушка подмагничивания якорей; 14 - статорная катушка; 17, 18, 19, 20, 23, 24, 25, 26 - обратный клапан.1 - combustion chamber; 2, 6, 21, 22 - pipeline; 3, 7, 15, 16 - gas distribution valve; 4, 5, 8, 9 - the piston of the expansion machine; 10, 11 - anchor; 12 - magnetization coil of the anchors; 14 - stator coil; 17, 18, 19, 20, 23, 24, 25, 26 - non-return valve.

Фигура 2. Свободнопоршневой двухцилиндровый энергомодуль с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором:Figure 2. Free-piston two-cylinder power module with a common external combustion chamber and a linear electric generator:

1 - камера сгорания; 2, 3 - поршень; 4, 5 - шток; 6 - форсунка; 7 - свеча зажигания; 8, 11 - канал; 9, 13, 14, 15 - газораспределительный клапан; 10, 12, 16, 17 - обратный клапан; 18 - перепускной клапан; 19, 20 - статорный магнит; 21 - катушка перемагничивания; 22 - катушка генератора; 23 - плоскость сопряжения статорных магнитов; 24, 25 - якорь; 26 - задвижка.1 - combustion chamber; 2, 3 - the piston; 4, 5 - stock; 6 - nozzle; 7 - a spark plug; 8, 11 - channel; 9, 13, 14, 15 - gas distribution valve; 10, 12, 16, 17 - check valve; 18 - bypass valve; 19, 20 - stator magnet; 21 - magnetization reversal coil; 22 - generator coil; 23 - the plane of coupling of the stator magnets; 24, 25 - anchor; 26 - valve.

Claims

A method of purging a free-piston two-cylinder combustion chamber with a common external combustion chamber and a linear electric generator of an energy module, including an energy module control system, a common external combustion chamber, two piston expansion machines, a linear electric generator with a composite stator magnet, consisting of two separate parts with a magnetization reversal coil on one part of the stator a magnet and a generator coil on another part of the stator magnet, the magnetic poles of two separate parts of the stator magnet These are connected at one end to each other, and from the opposite ends cover the bodies of the anchors of the linear electric generator, characterized in that the energy module control system passes an electric current through the magnetization reversal coil, at which the connected ends of the individual parts of the stator magnet and at their opposite ends, covering the anchors , magnetic poles of the same name are induced, as a result of which the anchors are repelled from each other and the pistons of the piston groups of the energy module connected to the anchors with the corresponding the decomposition valves displace air from the pistons reciprocating compressor cavities groups through the combustion chamber.