RU2578932C1 - Электрический генератор переменного тока со свободнопоршневым мотокомпрессором - Google Patents
Электрический генератор переменного тока со свободнопоршневым мотокомпрессором Download PDFInfo
- Publication number
- RU2578932C1 RU2578932C1 RU2015104689/06A RU2015104689A RU2578932C1 RU 2578932 C1 RU2578932 C1 RU 2578932C1 RU 2015104689/06 A RU2015104689/06 A RU 2015104689/06A RU 2015104689 A RU2015104689 A RU 2015104689A RU 2578932 C1 RU2578932 C1 RU 2578932C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder
- piston
- compressor
- engine
- alternating current
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам двигатель-генератор, и может быть использовано при проектировании и производстве источников переменного электрического тока и мотокомпрессоров со свободнодвижущимися поршнями. Генератор содержит блок цилиндров, состоящий из цилиндра 1 двухтактного двигателя внутреннего сгорания и цилиндра 2 компрессора. В цилиндре 1 расположен поршень 7 двигателя. Цилиндр 2 компрессора имеет поршень 18, соединенный с поршнем 7 штоком 19. Между цилиндрами 1 и 2 установлены электрические обмотки 23. На штоках 19 закреплен ряд кольцевых магнитов 24. Электрические обмотки 23 охватывают штоки 19 с кольцевыми магнитами 24. При движении поршней между ВМТ и НМТ в электрических обмотках 23 генерируется переменный электрический ток. Изобретение обеспечивает повышение надежности работы системы двигатель-генератор переменного электрического тока. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам двигатель-генератор, и может быть использовано при проектировании и производстве источников переменного электрического тока и мотокомпрессоров со свободнодвижущимися поршнями.
Известна система двигатель-генератор переменного тока [1], в которой для возбуждения ЭДС в силовых обмотках статора якорь генератора совершает вращательное движение. В этой системе в качестве привода используют двигатель внутреннего сгорания [2]. Недостатком этой системы является сложность преобразования возвратно-поступательного движения поршней двигателя во вращательное движение якоря генератора.
Известен также свободнопоршневой компрессор [3], состоящий из нескольких блоков цилиндров, закрепленных на общей раме. Блоки содержат по одному цилиндру двухтактного двигателя внутреннего сгорания и одному цилиндру поршневого компрессора, причем поршни всех блоков связаны между собой механизмом синхронизации.
Известен электрический генератор переменного тока, содержащий цилиндр двигателя внутреннего сгорания, выполненный из немагнитного материала и снабженный электрическими обмотками, а также свободно размещенный в цилиндре поршень в виде постоянного магнита [4]. Недостатком этого изобретения, принятого за прототип, является отсутствие уплотнений поршня и низкая износостойкость выполненного из немагнитного материала цилиндра, что ухудшает работу поршня и цилиндра и снижает ресурс работы генератора.
Целью изобретения является повышение надежности работы электрического генератора переменного тока. Указанная цель достигается тем, что электрический генератор переменного тока размещается на свободнопоршневом мотокомпрессоре, состоящем из блоков цилиндров, каждый из которых содержит по одному цилиндру двухтактного двигателя внутреннего сгорания и одному цилиндру поршневого компрессора. В блоках цилиндров установлены поршни двигателя и компрессора, соединенные штоком, на котором закреплен ряд кольцевых магнитов, обращенных друг к другу разноименными полюсами, а электрическая обмотка расположена между цилиндрами двигателя и компрессора и охватывает шток.
Новым в электрическом генераторе переменного тока со свободно-поршневым мотокомпрессором является закрепление на штоке, связывающем поршни двухтактного двигателя внутреннего сгорания и компрессора, ряда кольцевых магнитов, обращенных друг к другу разноименными полюсами, и размещение охватывающей шток электрической обмотки генератора между цилиндрами двигателя и компрессора.
Электрический генератор переменного тока со свободнопоршневым мотокомпрессором содержит электрические обмотки и блоки цилиндров, состоящие из цилиндра двухтактного двигателя внутреннего сгорания и цилиндра компрессора. В каждом блоке цилиндров поршень двигателя связан штоком с поршнем компрессора. Поршни всех блоков цилиндров кинематически связаны между собой механизмом синхронизации. Электрические обмотки расположены между цилиндрами двигателя и компрессора и охватывают штоки. На штоках закреплен ряд кольцевых магнитов, обращенных друг к другу разноименными полюсами.
Двигатель внутреннего сгорания может быть как бензиновым, так и дизельным. Бензиновый двигатель должен иметь запальную свечу для воспламенения горючей смеси, а дизельный - форсунку для подачи дизельного топлива.
На чертеже представлен поперечный разрез электрического генератора переменного тока со свободнопоршневым мотокомпрессором. Генератор содержит блок цилиндров, состоящий из цилиндра 1 двухтактного поршневого двигателя внутреннего сгорания и цилиндра 2 компрессора. В верхней части цилиндра 1 расположена камера сгорания 3, запальная свеча 4 для воспламенения горючей смеси или форсунка 5 для подачи топлива и клапан 6 для подачи сжатого воздуха при запуске двигателя. В цилиндре 1 расположен поршень 7 двигателя. Нижняя часть цилиндра 1 закрыта крышкой 8, в которой размещены всасывающие клапаны 9 и уплотнительное устройство 10. Цилиндр 1 также имеет впускные 11 и выпускные окна 12 и продувочные окна 13, соединенные с нижней полостью цилиндра 1 каналом 14.
Цилиндр 2 компрессора имеет всасывающие клапаны 15, нагнетательные клапаны 16 и уплотнительное устройство 17. В цилиндре 2 расположен поршень 18, жестко соединенный с поршнем 7 штоком 19. Со штоком 19 шарнирно соединена траверса 20, к которой шарнирно присоединены зубчатые рейки 21. Цилиндры 1 и 2 расположены на общей раме 22 и образуют один блок цилиндров.
Один блок цилиндров неработоспособен, так как после совершения поршнем двигателя рабочего хода и достижения нижней мертвой точки (НМТ) энергия газа, заключенного в мертвом пространстве компрессора, недостаточна для возврата поршня двигателя в верхнюю мертвую точку (ВМТ). Дополнительную энергию для возврата в ВМТ поршень 7 двигателя получает через механизм синхронизации от других поршней, совершающих рабочий ход, в связи с чем электрический генератор переменного тока со свободнопоршневым мотокомпрессором состоит из нескольких блоков цилиндров.
В нижней части общей рамы 22 между цилиндрами 1 и 2 установлены электрические обмотки 23. На штоке 19 закреплен ряд кольцевых магнитов 24, обращенных друг к другу разноименными полюсами. Электрические обмотки 23 охватывают штоки 19 с кольцевыми магнитами 24.
Поршни всех блоков цилиндров кинематически связаны через штоки 19 механизмом синхронизации, содержащим траверсу 20, зубчатую рейку 21 и шестерни (на чертеже не показаны) с соседними цилиндрами таким образом, что если поршни в одном блоке цилиндров движутся вверх, то поршни в соседнем блоке цилиндров движутся вниз.
Электрический генератор переменного тока со свободнопоршневым мотокомпрессором работает следующим образом.
Запуск двигателя осуществляется подачей сжатого воздуха в цилиндр 1 двигателя через клапан 6, при этом поршень 7 находится в ВМТ. При движении от ВМТ к НМТ в полости под поршнем 7 происходит сжатие. При открытии поршнем 7 выпускного окна 12 происходит выпуск отработавших газов из камеры сгорания 3, и при открытии поршнем 7 продувочного окна 13 по каналу 14 происходит зарядка цилиндра 1 двигателя свежей горючей смесью или свежим воздухом.
При движении поршня 7 от ВМТ к НМТ магнитные потоки кольцевых магнитов 24 генерируют ЭДС в электрической обмотке 23, снимаемую с электрических разъемов (на чертеже не обозначены).
При дальнейшем движении поршня 7 от НМТ к ВМТ в полости под поршнем 7 образуется разрежение и через всасывающие клапаны 9 или впускное окно 11 происходит всасывание воздуха или горючей смеси.
При движении от НМТ к ВМТ в камере сгорания 3 цилиндра 1 происходит сжатие и при положении поршня 7 вблизи ВМТ подается напряжение на свечу зажигания 4 или начинается впрыск топлива через форсунку 5, происходит воспламенение топлива и поршень 7 совершает рабочий ход.
При движении от НМТ к ВМТ магнитные потоки кольцевых магнитов 24 вновь генерируют ЭДС в электрической обмотке 23. Затем цикл повторяется.
При движении поршня 18 в цилиндре 2 компрессора происходит всасывание перекачиваемого мотокомпрессором газа через всасывающие клапаны 15, сжатие и нагнетание газа через нагнетательные клапаны 16.
Свободнопоршневой мотокомпрессор обеспечивает как привод электрического генератора, так и сжатие газа, что позволяет отказаться от вспомогательного компрессора на транспортных средствах или стационарных установках.
Предлагаемое техническое решение предназначено для использования при проектировании и производстве источников переменного электрического тока и мотокомпрессоров со свободнодвижущимися поршнями.
Использование предлагаемого технического решения способствует повышению надежности работы системы двигатель-генератор переменного электрического тока.
Список литературы
1. Аткинс Б. Общая теория электрических машин. Пер. с англ. И.В. Антика. Государственное энергетическое издательство. М. - Л., 1960. 272 с.
2. Мировое судовое дизелестроение. Концепции конструирования, анализ международного опыта: Учеб. пособие / Г.А. Конке, В.А. Лошко. - М.: Машиностроение, 2005. 512 с.
3. Свободнопоршневой мотокомпрессор Еременко: пат. 2367803 РФ: МПK F02B 71/00 / Е.Н. Еременко - заявл. 18.12.2007; опубл. 20.09.2009.
4. Электрический генератор переменного тока: пат. 2046966 РФ: МПК Н02K 35/02 / Р.К. Памфилов - заявл. 29.11.1989; опубл. 27.10.1995/
Claims (1)
- Электрический генератор переменного тока со свободнопоршневым мотокомпрессором, содержащий электрические обмотки и блоки цилиндров двухтактного двигателя внутреннего сгорания и компрессора с размещенными в них поршнями двигателя и компрессора, связанными между собой штоком, при этом поршни всех блоков цилиндров кинематически связаны между собой механизмом синхронизации, отличающийся тем, что электрические обмотки расположены между цилиндрами двигателя и компрессора и охватывают штоки, а на штоках закреплен ряд кольцевых магнитов, обращенных друг к другу разноименными полюсами.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015104689/06A RU2578932C1 (ru) | 2015-02-11 | 2015-02-11 | Электрический генератор переменного тока со свободнопоршневым мотокомпрессором |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015104689/06A RU2578932C1 (ru) | 2015-02-11 | 2015-02-11 | Электрический генератор переменного тока со свободнопоршневым мотокомпрессором |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2578932C1 true RU2578932C1 (ru) | 2016-03-27 |
Family
ID=55656938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015104689/06A RU2578932C1 (ru) | 2015-02-11 | 2015-02-11 | Электрический генератор переменного тока со свободнопоршневым мотокомпрессором |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2578932C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU197366U1 (ru) * | 2019-11-05 | 2020-04-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Свободнопоршневой двигатель внутреннего сгорания с линейным генератором |
| RU2812115C2 (ru) * | 2020-10-10 | 2024-01-23 | Владислав Дмитриевич Бобков | Устройство свободнопоршневого электромеханического агрегата с функциями выработки электрической энергии или компрессора |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4532431A (en) * | 1981-10-02 | 1985-07-30 | Cuv "Progress" | Method and apparatus for producing electrical energy from a cyclic combustion process utilizing coupled pistons which reciprocate in unison |
| RU71703U1 (ru) * | 2007-02-06 | 2008-03-20 | Владимир Самойлович Кукис | Теплоэнергетическая установка с разделенными процессами сжатия и расширения |
| RU2367803C1 (ru) * | 2007-12-18 | 2009-09-20 | Евгений Николаевич Еременко | Свободнопоршневой мотокомпрессор еременко |
| RU105678U1 (ru) * | 2011-02-08 | 2011-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический универстет" | Портативная электрическая установка |
| RU2528481C2 (ru) * | 2012-12-19 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МГУПС (МИИТ)) | Портативная электрическая установка |
-
2015
- 2015-02-11 RU RU2015104689/06A patent/RU2578932C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4532431A (en) * | 1981-10-02 | 1985-07-30 | Cuv "Progress" | Method and apparatus for producing electrical energy from a cyclic combustion process utilizing coupled pistons which reciprocate in unison |
| RU71703U1 (ru) * | 2007-02-06 | 2008-03-20 | Владимир Самойлович Кукис | Теплоэнергетическая установка с разделенными процессами сжатия и расширения |
| RU2367803C1 (ru) * | 2007-12-18 | 2009-09-20 | Евгений Николаевич Еременко | Свободнопоршневой мотокомпрессор еременко |
| RU105678U1 (ru) * | 2011-02-08 | 2011-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический универстет" | Портативная электрическая установка |
| RU2528481C2 (ru) * | 2012-12-19 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МГУПС (МИИТ)) | Портативная электрическая установка |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU197366U1 (ru) * | 2019-11-05 | 2020-04-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Свободнопоршневой двигатель внутреннего сгорания с линейным генератором |
| RU2812115C2 (ru) * | 2020-10-10 | 2024-01-23 | Владислав Дмитриевич Бобков | Устройство свободнопоршневого электромеханического агрегата с функциями выработки электрической энергии или компрессора |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108350741B (zh) | 氢发动机以及用于其动力供应的氢燃料生产方法 | |
| RU2695174C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания (варианты) | |
| KR20130002387A (ko) | 2 행정 프리 피스톤 엔진을 구비한 소형 경량 리니어 발전기 시스템 | |
| RU2578932C1 (ru) | Электрический генератор переменного тока со свободнопоршневым мотокомпрессором | |
| RU112537U1 (ru) | Электрический генератор переменного тока | |
| RU103041U1 (ru) | Электрический генератор переменного тока | |
| US20050247273A1 (en) | Pneumatic spring for starting a free piston internal combustion engine | |
| RU2411379C2 (ru) | Линейный электрогидродинамический двигатель внутреннего сгорания кущенко в.а. | |
| US20210003121A1 (en) | Process for operating a single-stroke combustion engine | |
| CN105986890B (zh) | 自由活塞式内燃直线发电机 | |
| WO2003069142A1 (en) | Free piston internal combustion engine | |
| RU2605444C1 (ru) | Электрический генератор переменного тока с аксиально-поршневым двигателем | |
| RU62989U1 (ru) | Свободно-поршневой двигатель-компрессор | |
| RU2705320C1 (ru) | Силовая гибридная установка (варианты) | |
| RU2620135C1 (ru) | Электрический генератор с подвижным цилиндром двигателя внутреннего сгорания | |
| RU2527927C1 (ru) | Переносная электрическая установка | |
| RU2571953C2 (ru) | Электрический генератор переменного тока (эгпт) с крейцкопфным двигателем | |
| RU112947U1 (ru) | Электрический генератор переменного тока | |
| RU2176025C1 (ru) | Тепловая электрогенерирующая машина | |
| RU2154176C2 (ru) | Двухтактный аксиальный двигатель | |
| EP3622166B1 (en) | Assembly for producing electric power | |
| CN109667663B (zh) | 对置活塞自由式发动机及其工作方法 | |
| RU121526U1 (ru) | Силовой агрегат | |
| RU2731454C1 (ru) | Свободнопоршневой двигатель внутреннего сгорания с линейным электрическим трехфазным генератором | |
| CN210799143U (zh) | 一种对置活塞式发电机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170212 |