RU2533385C2 - Electric power generator - Google Patents
Electric power generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2533385C2 RU2533385C2 RU2012148469/11A RU2012148469A RU2533385C2 RU 2533385 C2 RU2533385 C2 RU 2533385C2 RU 2012148469/11 A RU2012148469/11 A RU 2012148469/11A RU 2012148469 A RU2012148469 A RU 2012148469A RU 2533385 C2 RU2533385 C2 RU 2533385C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rods
- electric
- cylinders
- battery
- pistons
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Электрогенератор состоит из четырех электрических машин и четырех двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Электромашина встроена в ДВС и образует с ДВС единый блок. Блоки расположены в ряд на картере ДВС, поршни, соединенные штоками и совершающие прямолинейное возвратно-поступательное движение. На штоках между поршнями размещены подвижные части электромашин. Неподвижные части электромашин размещены между цилиндрами ДВС и соединены с картером. Соединение ДВС и электромашины упрощает конструкцию. При рабочем ходе ДВС электромашина работает как генератор, а при вспомогательных тактах ДВС - как двигатель. Это обеспечивает простоту конструкции.The electric generator consists of four electric machines and four internal combustion engines (ICE). The electric machine is built into the internal combustion engine and forms a single unit with the internal combustion engine. The blocks are arranged in a row on the ICE crankcase, pistons connected by rods and performing a rectilinear reciprocating motion. On the rods between the pistons are the moving parts of the electric machines. The fixed parts of the electric machines are located between the ICE cylinders and connected to the crankcase. The combination of internal combustion engines and electric machines simplifies the design. In the course of the internal combustion engine, the electric machine operates as a generator, and with auxiliary strokes of the internal combustion engine as an engine. This ensures simplicity of design.
При прямолинейном возвратно-поступательном движении поршней и штоков давление поршней на стенки цилиндров значительно меньше, чем в кривошипно-шатунном механизме. Это уменьшает потери на трение в ДВС и повышает моторесурс. Все ДВС связаны между собой механически. Поршни двух крайних и двух средних ДВС и, соответственно, электромашины двигаются разнонаправлено, что позволяет уменьшить вибрацию.With the rectilinear reciprocating movement of the pistons and rods, the pressure of the pistons on the cylinder walls is much less than in the crank mechanism. This reduces friction losses in the internal combustion engine and increases the motor resource. All internal combustion engines are mechanically connected. Pistons of two extreme and two medium internal combustion engines and, accordingly, electric machines move in different directions, which allows to reduce vibration.
На фиг.1-4 показано устройство электрогенератора. Картер 1, цилиндры 2, поршни 3, штоки 4, жестко соединяющие поршни, пальцы, расположенные на штоках. Пальцы 9 двигаются в пазах между верхней 5 и нижней частью 6 электромашины и препятствуют повороту штока и поршня вокруг своей оси. Втулки 10, жестко соединяющие пальцы штоков средних цилиндров. Зубчатые рейки 11, расположенные на пальцах крайнего и среднего штоков. Пальцы крайних штоков свободны с наружной стороны. Зубчатые колеса 12, упорные ролики 13. Зубчатые рейки соединяют штоки через зубчатые колеса 12 и обеспечивают встречное или противоположное движение поршней крайних и средних цилиндров. Свечи зажигания 14. Тарелки 15 расположены на штоках и служат опорой штоков. Тарелки опираются на части 5 и 6 электромашины, которые находятся в зоне нормальных температур, где смазочные масла имеют максимальные свойства и потери на трение минимальные по сравнению с трением между поршнем и цилиндром в кривошипно-шатунном механизме, где давление между поршнем и цилиндром существенно больше. К ДВС относятся также аварийные приводы выпускных клапанов 17, пружины 18 крепления цилиндров к картеру и шпильки 19.Figure 1-4 shows the device of the generator. Carter 1, cylinders 2,
Электрическая часть состоит из четырех отдельных импульсных линейных двигателей-генераторов и состоит из неподвижных частей -верхней 5 и нижней 6, соединенной с картером. На неподвижных частях расположены электрические катушки 7. Подвижные части электромашин размещены на штоках и содержат электрические катушки 8 и датчики положения и скорости движения подвижных частей эл. машины 20. К электрической части относятся также электромагнитные клапаны 16.The electrical part consists of four separate pulsed linear motor generators and consists of fixed parts - the
Электрическая часть - электрогенератор и электродвигатель составляют неотъемлемую часть ДВС, т.к. без электрической части ДВС работать не могут.The electrical part - the electric generator and electric motor are an integral part of the internal combustion engine, because without the electrical part of the engine can not work.
Уже известны конструкции ДВС, в которых цилиндры расположены оппозитно. Поршни в цилиндрах соединены штоками и двигаются как единое целое. Шатунов в таких двигателях нет - бесшатунные (Л.1. Баландин С.С. Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания. Машиностроение, 1972 г., стр.4.). В этих двигателях существенно уменьшена сила прижатия поршня к цилиндру по сравнению с кривошипно-шатунными механизмами. Такие двигатели обладают топливной экономичностью, повышенным моторесурсом, надежностью и др. Но конструктивное исполнение привело к тому, что эти неудобны в эксплуатации на подвижных установках типа автомобилей и вытеснены рядными или V-образными ДВС.The ICE designs in which the cylinders are located opposite are already known. Pistons in the cylinders are connected by rods and move as a whole. There are no connecting rods in such engines - rodless (L.1. Balandin S.S. Rodless internal combustion engines. Mechanical Engineering, 1972, p. 4.). In these engines, the pressure force of the piston against the cylinder is significantly reduced in comparison with the crank mechanisms. Such engines have fuel efficiency, increased engine life, reliability, etc. But the design has led to the fact that these are inconvenient to operate on mobile units such as cars and are replaced by in-line or V-shaped internal combustion engines.
ДВС. См. Л.2. Патент РФ 2296871. Этот патент принят за прототип.ICE. See L.2. RF patent 2296871. This patent is taken as a prototype.
Недостатки прототипа:The disadvantages of the prototype:
1. Отсутствуют свечи зажигания или форсунки, без чего невозможна работа ДВС.1. There are no spark plugs or nozzles, without which the internal combustion engine is impossible.
2. Отсутствуют устройства для регулировки клапанов.2. There are no devices for adjusting the valves.
3. Сложность конструкции - большое число цилиндров - 16.3. The complexity of the design - a large number of cylinders - 16.
4. Неуравновешенность конструкции.4. Imbalance of design.
Если соединить, мысленно, линии, соединяющие центры поршней двигающихся вверх, и центры поршней, двигающихся вниз, то их оси не совпадут с осью всего устройства и находятся на разных расстояниях от этой оси. Это источник вибраций.If we connect, mentally, the lines connecting the centers of the pistons moving up and the centers of the pistons moving down, then their axes will not coincide with the axis of the entire device and are at different distances from this axis. This is a source of vibration.
5. Сложность ремонта и обслуживания.5. The complexity of repair and maintenance.
Работа предлагаемой конструкцииWork of the proposed design
На штоках установлены ограничительные тарелки 15 (Фиг1), которые одновременно служат опорой подвижных частей электромашин. В нормальных условиях тарелки не доходят на 0,8-1,0 мм до нижнего торца цилиндра. Это расстояние, на котором должен сработать электромагнитный тормоз в случае, если подвижная часть электромашины выйдет за нормальные допуски. Сигнал для включения электромагнитного тормоза выдают датчики положения и скорости 20, а сигнал на аварийное торможение выдает блок 24. Если же тормоз сработает недостаточно эффективно, то тарелка 15 ударит в торец цилиндра 2 и удар смягчат пружины 18. См. Фиг.4.On the rods installed limit plates 15 (Fig1), which simultaneously serve as a support for the moving parts of electric machines. Under normal conditions, the plates do not reach 0.8-1.0 mm to the lower end of the cylinder. This is the distance at which the electromagnetic brake should operate if the moving part of the electric machine goes beyond normal tolerances. The signal for activating the electromagnetic brake is provided by the position and
В ДВС могут быть нарушения в системах зажигания и питания типичное нарушение в системе зажигания 'пропала искра'. В этом случае выручит система связи поршней. Для каждого поршня есть свой дублер. См. Фиг.5. Взаимно дублируют работу цилиндры 1 и 4, 2 и 3, 6 и 7, 5 и 8, и ДВС продолжит работу.In the internal combustion engine, there may be violations in the ignition and power systems, a typical violation in the ignition system is a 'lost spark'. In this case, the piston communication system will help out. Each piston has its own doubler. See FIG. 5. Mutually duplicate the work of
Нарушения в системе питания - некачественное топливо - детонация в цилиндрах. При нормальном режиме сгорания топлива цилиндры неподвижны по отношению к картеру. В случае некачественного топлива может произойти детонация топливной смеси и резкое увеличение давления газов в цилиндре, что вредно для ДВС Давление выше нормального приведет к сдвигу цилиндра и тяга 17 откроет выпускной клапан. См. фиг.4. При нормальном сгорании топлива сила нажатия пружин 18 удерживает цилиндр неподвижным.Violations in the power system - poor-quality fuel - detonation in the cylinders. In normal combustion, the cylinders are stationary with respect to the crankcase. In the case of low-quality fuel, detonation of the fuel mixture and a sharp increase in gas pressure in the cylinder can occur, which is harmful to the internal combustion engine. Pressure above normal will cause the cylinder to shift and the
Фланцы цилиндров присоединены к картеру на шпильках 19, а между фланцем и гайками поставлены пружины 18, сила нажатия которых позволяет цилиндру двигаться только в аварийном режиме.Cylinder flanges are attached to the crankcase on the
Устройство электрогенератора из четырех одинаковых блоков позволяет свести вибрации к минимуму. Для этого достаточно обеспечить разнонаправленное движение штоков двух крайних и двух средних ДВС. В этом случае силы инерции подвижных частей ДВС будут взаимно компенсировать эти силы. Путем дополнительной настройки можно сумму этих сил свести к нулю и устранить остатки вибрации. Разнонаправленное движение подвижных частей ДВС и электромашин обеспечивают зубчатые рейки 11, зубчатые колеса 12.The device of an electric generator of four identical blocks allows you to minimize vibration. To do this, it is sufficient to provide multidirectional movement of the rods of two extreme and two medium internal combustion engines. In this case, the inertia forces of the moving parts of the internal combustion engine will mutually compensate for these forces. By additional adjustment, the sum of these forces can be reduced to zero and the remaining vibration can be eliminated. The multidirectional movement of the moving parts of the internal combustion engine and electric machines is provided by gear racks 11, gear wheels 12.
Втулки 10 обеспечивают синхронное движение поршней средних цилиндров.The bushings 10 provide synchronous movement of the pistons of the middle cylinders.
Механическая связь всех штоков уменьшает неравномерности работы одного цилиндра. Силу удара ограничительной тарелки в торец цилиндра смягчают пружины 18, которые позволяют двигаться цилиндру в аварийном режиме в пределах 2-;; -3 мм.The mechanical connection of all rods reduces the unevenness of one cylinder. The impact force of the restrictive plate at the cylinder end is mitigated by the
Работа устройстваDevice operation
Датчики положения и скорости 20 (Фиг.1) штоков с поршнями и те, которые расположены на неподвижной части, выдают сигналы в общий блок управления 21 (Фиг.6), который управляет работой всех устройств электротехники, электроники и имеющихся в них устройств электроники. Из блока 22 поступают сигналы управления работой клапанов ДВС и электродвигателями. Работу обеспечивает аккумулятор 23, а порядок и продолжительность работы - блок 21. Блок 21 регулирует подачу напряжения на электромашину в режиме двигателя.The position and speed sensors 20 (FIG. 1) of the rods with pistons and those located on the fixed part, give signals to the common control unit 21 (FIG. 6), which controls the operation of all electrical devices, electronics and the electronic devices present in them. From
Электромашина в режиме генератора выдает напряжение в виде импульсов разной полярности. Эти импульсы через выпрямители 24 поступают на блок конденсаторов 25, который способен заряжаться мгновенно и запасать электроэнергию, а затем, во время вспомогательных тактов ДВС, передавать через преобразователь 26 энергию аккумулятору 23 в виде, который может принять аккумулятор. Большинство тяговых двигателей 28 гибридомобилей синхронные (См. Л.7. Ципленков Я. и др. Приусадебное хозяйство. Авторевю 3/2010, стр.45) или асинхронные (См. Л.8. Арутин В., 95 процентов, Авторевю 10/2009, стр.71). Во всех случаях эти двигатели требуют переменного напряжения повышенной частоты. Для этого служит преобразователь 27.An electric machine in the generator mode produces a voltage in the form of pulses of different polarity. These pulses are supplied through
При работе тягового двигателя в режиме рекуперативного торможения тяговый двигатель работает в режиме генератора. Эта энергия поступает в блок конденсаторов 25 через выпрямитель 31. Здесь перечислены основные задачи управления устройств гибридомобиля и они сопоставимы с задачами, которые решает система управления многоточечным впрыском топлива. При малых и средних нагрузках электрогенератор обеспечивает работу тягового двигателя и заряд аккумулятора. При максимальных нагрузках используется параллельная работа ДВС и аккумулятора. В этом случае суммарная мощность может существенно превысить мощность ДВС. При малых нагрузках и там, где работа ДВС запрещена, гибридомобиль работает только от аккумулятора. Общий блок управления 21 получает от тягового аккумулятора данные о степени заряда и включает в работу ДВС.When the traction motor is in regenerative braking mode, the traction motor operates in generator mode. This energy is supplied to the block of
Кроме тягового аккумулятора, необходимо иметь аккумулятор 12 вольт для освещения, сигнализации, контроля и др. От этого аккумулятора через преобразователь 30 можно зарядить блок конденсаторов 25 и запустить ДВС. Это в случае полного разряда тяговой батареи. Возможен также вариант запуска "с буксира" или "прикурить" от другого тяговой батареи.In addition to the traction battery, it is necessary to have a 12 volt battery for lighting, alarm, control, etc. From this battery through the
Технический результат - упрощение конструкции, применены ДВС бесшатунного типа, отличающиеся пониженными потерями на трение и имеющие повышенный моторесурс. Это обеспечивает экономический эффект.The technical result is a simplification of the design, the internal combustion engine type is used, characterized by reduced friction losses and increased engine life. This provides an economic effect.
Возможность работы гибридомобиля только от аккумулятора обеспечивает минимальный выброс вредных веществ в атмосферу - это экологический эффект.The ability of a hybrid car to operate only on battery power ensures a minimum emission of harmful substances into the atmosphere - this is an environmental effect.
Перечень фигур чертежейList of drawings
Фиг.1 - схема электрогенератора с восьмицилиндровым двигателем внутреннего сгорания (ДВС).Figure 1 - diagram of an electric generator with an eight-cylinder internal combustion engine (ICE).
Фиг.2 - электромашина, разрез по А-А.Figure 2 - electric machine, a section along aa.
Фиг.3 - ограничительная тарелка и палец.Figure 3 - restrictive plate and finger.
Фиг.4 - привод аварийного открытия выпускного клапана.Figure 4 - emergency release valve actuator.
Фиг.5 - чередование тактов в восьмицилиндровом ДВС.5 is an alternation of clock cycles in an eight-cylinder internal combustion engine.
Фиг.6 - блок-схема гибридомобиля с комбинированной энерго-установкой6 is a block diagram of a hybrid car with a combined power plant
Обозначения на чертежахDesignations in the drawings
1 Картер1 Carter
2 Цилиндр 2 cylinder
3 Поршень3 piston
4 Шток4 Stock
5 Верхняя часть электромашины5 Top of the electric machine
6 Нижняя часть электромашины 6 Lower part of the electric machine
7 Неподвижные катушки эл. машины 7 Fixed coils el. cars
8 Подвижные катушки эл. машины 8 Mobile coils el. cars
9 Палец9 finger
10 Втулка10 Sleeve
11 Зубчатая рейка11 toothed rack
12 Зубчатое колесо12 gear
13 Упорный ролик13 Thrust roller
14 Свеча зажигания14 spark plug
15 Тарелка15 plate
16 Электромагнитный клапан16 solenoid valve
17 Тяга механического привода выпускного клапана17 draft of the mechanical drive of the final valve
18 Пружина18 spring
19 Шпилька крепления цилиндра19 Cylinder Stud
20 Датчики положения и скорости подвижной части эл. машины20 Position and speed sensors of the moving part el. cars
21 Общий блок управления 21 General control unit
22 Блок питания клапанов и электродвигателя ДВС 22 Power supply for valves and engine ICE
23 Тяговый аккумулятор23 Traction battery
24 Электромашина24 Electric machine
25 Блок конденсаторов25 Capacitor Block
26 Преобразователь постоянных напряжений26 DC / DC Converter
27 Преобразователь постоянного напряжения в переменное повышенной частоты27 DC / AC converter of high frequency
29 Аккумулятор 12 вольт29 12 volt battery
30 Преобразователь постоянных напряжений30 DC / DC Converter
31 Выпрямитель напряжения, получаемого при рекуперативном торможении.31 Rectifier for regenerative braking.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012148469/11A RU2533385C2 (en) | 2012-11-14 | 2012-11-14 | Electric power generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012148469/11A RU2533385C2 (en) | 2012-11-14 | 2012-11-14 | Electric power generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012148469A RU2012148469A (en) | 2014-05-20 |
RU2533385C2 true RU2533385C2 (en) | 2014-11-20 |
Family
ID=50695589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012148469/11A RU2533385C2 (en) | 2012-11-14 | 2012-11-14 | Electric power generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2533385C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2604908C2 (en) * | 2015-03-18 | 2016-12-20 | Эдвид Иванович Линевич | Vehicle |
RU2711853C1 (en) * | 2018-07-31 | 2020-01-22 | Виталий Олегович Дубровский | Rodless piston ice operating on the detonation energy of the fuel-air mixture |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5002020A (en) * | 1988-04-26 | 1991-03-26 | Kos Joseph F | Computer optimized hybrid engine |
RU56477U1 (en) * | 2006-04-26 | 2006-09-10 | Альберт Дмитриевич Пожарнов | ELECTRIC POWER ENGINE |
RU2342546C2 (en) * | 2007-01-15 | 2008-12-27 | Анатолий Александрович Рыбаков | Electric generator based on piston-free engine with remote combustion chamber |
-
2012
- 2012-11-14 RU RU2012148469/11A patent/RU2533385C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5002020A (en) * | 1988-04-26 | 1991-03-26 | Kos Joseph F | Computer optimized hybrid engine |
RU56477U1 (en) * | 2006-04-26 | 2006-09-10 | Альберт Дмитриевич Пожарнов | ELECTRIC POWER ENGINE |
RU2342546C2 (en) * | 2007-01-15 | 2008-12-27 | Анатолий Александрович Рыбаков | Electric generator based on piston-free engine with remote combustion chamber |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2604908C2 (en) * | 2015-03-18 | 2016-12-20 | Эдвид Иванович Линевич | Vehicle |
RU2711853C1 (en) * | 2018-07-31 | 2020-01-22 | Виталий Олегович Дубровский | Rodless piston ice operating on the detonation energy of the fuel-air mixture |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012148469A (en) | 2014-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3766399A (en) | Combustion engine driven generator including spring structure for oscillating the inductor at the mechanical resonant frequency between power strokes | |
JP4779881B2 (en) | Free piston engine | |
US20060196456A1 (en) | Energy efficient clean burning two-stroke internal combustion engine | |
CN104912660B (en) | Two-cylinder four-stroke hydraulic free piston engine based on electric control compression stroke | |
CA2997102A1 (en) | Hydrogen engine and the way of hydrogen fuel production for its power supply | |
RU2533385C2 (en) | Electric power generator | |
US7334558B2 (en) | Slide body internal combustion engine | |
WO2008122783A2 (en) | Hybrid vehicle | |
JP6484624B2 (en) | Piston machine | |
CN103573407A (en) | Self-balancing free-piston internal-combustion generator | |
US20110018378A1 (en) | Hybrid motor for transportation | |
CN105375677A (en) | Five-cylinder electric magnetic engine | |
RU2688601C2 (en) | Piston internal combustion engine operation efficiency increasing method | |
RU2440500C2 (en) | Single-cycle recovery engine | |
RU2513076C1 (en) | Plunger-free engine | |
CN205178744U (en) | Five jar electric magnetic engines | |
CN105986890A (en) | Free piston type internal combustion linear generator | |
CN204458029U (en) | Free piston IC linear electric generator | |
UA140276U (en) | ELECTRICITY GENERATION SYSTEM | |
RU2522253C1 (en) | Eight-cylinder plunger-free engine | |
RU2278297C1 (en) | Piston electrohydraulic engine | |
RU32200U1 (en) | Powertrain SEKO | |
RU121526U1 (en) | POWER UNIT | |
CN212130616U (en) | Pressure explosion internal combustion type high-auxiliary transmission power generation mechanism | |
RU2534831C2 (en) | Operation of wavelet carrier and pulse transformer to this end |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151115 |