RU2620135C1 - Электрический генератор с подвижным цилиндром двигателя внутреннего сгорания - Google Patents

Электрический генератор с подвижным цилиндром двигателя внутреннего сгорания Download PDF

Info

Publication number
RU2620135C1
RU2620135C1 RU2016107871A RU2016107871A RU2620135C1 RU 2620135 C1 RU2620135 C1 RU 2620135C1 RU 2016107871 A RU2016107871 A RU 2016107871A RU 2016107871 A RU2016107871 A RU 2016107871A RU 2620135 C1 RU2620135 C1 RU 2620135C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
movable cylinder
cores
travelling barrel
barrel
ring magnets
Prior art date
Application number
RU2016107871A
Other languages
English (en)
Inventor
Юрий Иосифович Фокин
Владимир Владимирович Рогалев
Сергей Анатольевич Ильюшин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет"
Priority to RU2016107871A priority Critical patent/RU2620135C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2620135C1 publication Critical patent/RU2620135C1/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B71/00Free-piston engines; Engines without rotary main shaft
    • F02B71/04Adaptations of such engines for special use; Combinations of such engines with apparatus driven thereby

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам двигатель-генератор. Электрический генератор содержит верхний 2 и нижний 3 неподвижные поршни. В подвижном цилиндре 4 имеются две цилиндрические части, разделенные перегородкой 5 с клапаном 6. Подвижный цилиндр 4 вместе с верхним 2 и нижним 3 поршнями образуют камеру предварительного впуска заряда 7 и камеру сгорания 8. В корпусе 1 снаружи подвижного цилиндра 4 установлена электрическая обмотка 11. При этом подвижный цилиндр 4 выполнен из магнитного материала, электрическая обмотка 11 содержит кольцевые магниты 13 и кольцевые сердечники 12 двутаврового сечения. Кольцевые магниты 13 охватывают подвижный цилиндр 4 и расположены по обеим сторонам сердечников 12, а на подвижном цилиндре 4 выполнены кольцевые канавки, заполненные немагнитным материалом. При движении цилиндра 4 в электрической обмотке 11 генерируется переменный электрический ток. Электрический генератор с подвижным цилиндром двигателя внутреннего сгорания характеризуется тем, что в качестве материала кольцевых магнитов используется неодим-железо-бор. Длина прорезей двутавровых сердечников электрической обмотки равна длине канавок подвижного цилиндра и толщине кольцевых магнитов, а толщина полок сердечников электрической обмотки выполняется равной толщине выступов подвижного цилиндра. Прорези кольцевых сердечников электрической обмотки у подвижного цилиндра заполнены немагнитным материалом. Изобретение обеспечивает повышение ресурса работы системы двигатель - генератор электрического тока. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам двигатель-генератор.
Известна система двигатель-генератор [1], в которой для возбуждения ЭДС в силовых обмотках статора якорь совершает вращательно движение. Чаще всего в этой системе в качестве привода используют двигатель внутреннего сгорания [2]. Недостатком такой системы является сложность преобразования с помощью кривошипно-шатунного механизма возвратно-поступательного движения поршней двигателя во вращательное движение коленчатого вала, подсоединенного к якорю генератора.
Известен поршневой двигатель [3], работающий по двухтактному циклу, содержащий пару неподвижных установленных на одной оси напротив друг друга поршней и гильзу, выполненную с возможностью совершения возвратно-поступательного движения относительно этих неподвижных поршней. Недостатком такого двигателя является сложность преобразования возвратно-поступательного движения цилиндра во вращательное движение приводного вала электрического генератора.
Известен также электрический генератор переменного тока [4], являющийся наиболее близким к предлагаемому техническому решению, содержащий цилиндр двигателя внутреннего сгорания, выполненный из немагнитного материала и снабженный клапанами, свечами и электрическими обмотками, а также свободно размещенный в цилиндре поршень в виде постоянного магнита.
Недостатком этого генератора, принятого за прототип, является отсутствие уплотнений поршня и низкая износостойкость выполненного из немагнитного материала цилиндра, что ухудшает работу поршня в цилиндре и снижает срок службы электрического генератора.
Целью изобретения является повышение ресурса работы электрического генератора. Указанная цель достигается тем, что электрический генератор размещается на двигателе внутреннего сгорания с подвижным цилиндром, а сам подвижный цилиндр выполнен из магнитного материала.
Новым в электрическом генераторе с подвижным цилиндром двигателя внутреннего сгорания является размещение электрической обмотки снаружи средней части цилиндра. При этом электрическая обмотка содержит кольцевые магниты, обращенные друг к другу разноименными полюсами. Новым в электрическом генераторе с подвижным цилиндром двигателя внутреннего сгорания является также то, что подвижный цилиндр выполнен из магнитного материала, сердечники электрической обмотки выполнены кольцевыми двутаврового сечения, а кольцевые магниты охватывают цилиндр и расположены по обеим сторонам сердечников. Также новым в электрическом генераторе является использование в качестве материала кольцевых магнитов сплава из неодим-железо-бора, а также то, что длина прорезей двутавровых сердечников электрической обмотки равна длине канавок цилиндра и толщине кольцевых магнитов, а толщина полок сердечников электрической обмотки равна толщине выступов цилиндра; прорези кольцевых сердечников электрической обмотки у цилиндра заполнены немагнитным материалом.
Электрический генератор (ЭГ) с подвижным цилиндром двигателя внутреннего сгорания содержит подвижный цилиндр, снабженный клапаном и электрической обмоткой, а также поршни с образованием камеры сгорания и камеры предварительного пуска заряда. Электрическая обмотка установлена снаружи средней части подвижного цилиндра и содержит кольцевые магниты, обращенные друг к другу разноименными полюсами. Подвижный цилиндр выполнен из магнитного материала, сердечники электрической обмотки выполнены кольцевыми двутаврового сечения. Кольцевые магниты охватывают цилиндр и расположены по обеим сторонам сердечников. На подвижном цилиндре выполнены кольцевые канавки, заполненные немагнитным материалом.
ЭГ характеризуется тем, что в качестве материала кольцевых магнитов использован неодим-железо-бор.
ЭГ характеризуется тем, что длина прорезей двутавровых сердечников электрической обмотки равна длине канавок цилиндра и толщине кольцевых магнитов, а толщина полок сердечников электрической обмотки выполняется равной толщине выступов цилиндра.
ЭГ характеризуется тем, что прорези кольцевых сердечников электрической обмотки подвижного цилиндра заполнены немагнитным материалом.
На фиг. 1 представлен поперечный разрез ЭГ с подвижным цилиндром двигателя внутреннего сгорания при положении подвижного цилиндра в нижней мертвой точке (НМТ). На фиг. 2 изображена электрическая обмотка ЭГ.
ЭГ содержит расположенные в корпусе 1 верхний 2 и нижний 3 неподвижные поршни. Подвижный цилиндр 4 содержит две цилиндрические части, разделенные перегородкой 5 с перепускным клапаном 6. Подвижный цилиндр 4 вместе с верхним 2 и нижним 3 поршнями образуют камеру предварительного впуска заряда 7 и камеру сгорания 8. На подвижном цилиндре 4 предусмотрены канал впуска 9 и канал выпуска 10. В корпусе 1 снаружи средней части подвижного цилиндра 4 установлена электрическая обмотка 11.
Электрическая обмотка 11 размещена на кольцевых сердечниках 12 двутаврового сечения (фиг. 2). Кольцевые магниты 13, обращенные друг к другу разноименными полюсами, охватывают подвижный цилиндр 4 и расположены по обеим сторонам сердечников 12. На подвижном цилиндре 4 выполнены кольцевые канавки 14, заполненные немагнитным материалом, например сплавом на основе алюминия. Прорези кольцевых сердечников 12 у подвижного цилиндра 4 имеют кольцевые вставки 15, выполненные из немагнитного материала.
Кольцевые сердечники 12 имеют прорези длиной «h» и полки толщиной «k». Длина кольцевых канавок 14 подвижного цилиндра 4 составляет величину «Н». Толщина выступов подвижного цилиндра 4 равна «m». Толщина кольцевых магнитов 13 составляет величину «С». Длина прорезей «h» кольцевых двутавровых сердечников 12 равна длине канавок «Н» подвижного цилиндра 4 и толщине «С» кольцевых магнитов 13, а толщина полок «k» кольцевых сердечников 12 соответствует толщине выступов «m» подвижного цилиндра 4.
ЭГ работает следующим образом.
При положении подвижного цилиндра 4 в нижней мертвой точке (НМТ) (фиг. 1) в камере сгорания 8 начинается сгорание топлива и подвижный цилиндр 4 под действием давления газов перемещается вверх к верхней мертвой точке (ВМТ). Вследствие этого перемещения магнитные потоки кольцевых магнитов 13 генерируют ЭДС в электрической обмотке 11, снимаемую с электрических разъемов (на фиг. 1 не показаны). Генерирование ЭДС происходит в тот промежуток времени, когда выступ «m» подвижного цилиндра 4 находится вблизи полок «k» кольцевых сердечников 12 (на фиг. 2 магнитные силовые линии показаны пунктиром).
При движении к ВМТ подвижного цилиндра 4 в камеру предварительного впуска заряда 7 через канал впуска 9 поступает свежий заряд воздуха.
При движении к ВМТ подвижного цилиндра 4 открывается канал выпуска 10 и выхлопные газы начинают выходить из камеры сгорания 8. При дальнейшем движении подвижного цилиндра 4 к ВМТ давление в камере предварительного впуска заряда 7 преодолевает действие пружины (на фиг. 1 не показана) клапана 6, и он открывается. Свежий заряд из камеры предварительного впуска заряда 7 проходит через клапан 6 и поступает в камеру сгорания 8, канал впуска 9 при этом закрыт.
При движении подвижного цилиндра 4 к ВМТ клапан 6 под действием пружины закрывается.
Затем подвижный цилиндр 4 начинает движение от ВМТ к НМТ, в камере сгорания 8 начинается такт сжатия, клапан 6 закрыт, а свежий заряд поступает в камеру предварительного впуска заряда 7 через канал впуска 9. Вблизи НМТ в камеру сгорания 8 впрыскивается топливо через отверстие в нижнем поршне 3. При движении подвижного цилиндра 4 от ВМТ к НМТ магнитные потоки кольцевых магнитов 13 вновь генерируют ЭДС в электрической обмотке 11 при прохождении выступов «m» подвижного цилиндра 4 около полок «k» кольцевых сердечников 12 (фиг. 2). Затем цикл повторяется.
Для надежного уплотнения подвижного цилиндра 4 его кольцевые канавки 14 заполняются немагнитным материалом, например алюминиевым сплавом.
В качестве материала кольцевых магнитов 13 используется сплав неодим-железо-бор, обладающий высокими магнитными свойствами.
Для повышения надежности электрической обмотки 11 прорези кольцевых сердечников 12 имеют кольцевые вставки 15, выполненные из немагнитного материала, например из алюминиевого сплава.
Электрический генератор с подвижным цилиндром двигателя внутреннего сгорания может использоваться не только для производства электрической энергии, но и для привода транспортного средства и различных механизмов.
Использование предлагаемого технического решения способствует повышению ресурса работы системы двигатель-генератор электрического тока.
Литература
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. Лашко. - М.: Машиностроение, 2005. - 512 с.
3. Поршневой двигатель (варианты) и транспортное средство или судно, содержащее поршневой двигатель: патент №2398119 РФ; опубл. 27.08.2010, F02B 59/00, Шеперд Г.О.
4. Электрический генератор переменного тока: патент №2046966 РФ; опубл. 27.10.1995, F02B 71/04, Памфилов Р.К.

Claims (4)

1. Электрический генератор (ЭГ) с подвижным цилиндром двигателя внутреннего сгорания, содержащий подвижный цилиндр, снабженный клапаном и электрической обмоткой, а также поршни с образованием камеры сгорания и камеры предварительного впуска заряда, отличающийся тем, что подвижный цилиндр выполнен из магнитного материала, электрическая обмотка установлена снаружи средней части подвижного цилиндра и содержит кольцевые магниты, обращенные друг к другу разноименными полюсами, сердечники электрической обмотки выполнены кольцевыми двутаврового сечения, кольцевые магниты охватывают подвижный цилиндр и расположены по обеим сторонам сердечников, на подвижном цилиндре выполнены кольцевые канавки, заполненные немагнитным материалом.
2. ЭГ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала кольцевых магнитов использован сплав из неодим-железо-бора.
3. ЭГ по п. 1, отличающийся тем, что длина прорезей двутавровых сердечников электрической обмотки равна длине канавок подвижного цилиндра и толщине кольцевых магнитов, а толщина полок сердечников электрической обмотки выполняется равной толщине выступов подвижного цилиндра.
4. ЭГ по п. 1, отличающийся тем, что прорези кольцевых сердечников электрической обмотки у подвижного цилиндра заполнены немагнитным материалом.
RU2016107871A 2016-08-01 2016-08-01 Электрический генератор с подвижным цилиндром двигателя внутреннего сгорания RU2620135C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016107871A RU2620135C1 (ru) 2016-08-01 2016-08-01 Электрический генератор с подвижным цилиндром двигателя внутреннего сгорания

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016107871A RU2620135C1 (ru) 2016-08-01 2016-08-01 Электрический генератор с подвижным цилиндром двигателя внутреннего сгорания

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2620135C1 true RU2620135C1 (ru) 2017-05-23

Family

ID=58882194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016107871A RU2620135C1 (ru) 2016-08-01 2016-08-01 Электрический генератор с подвижным цилиндром двигателя внутреннего сгорания

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2620135C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2355728A1 (de) * 1973-11-08 1975-05-15 Gerhard Noeltner Motorgenerator
RU2046966C1 (ru) * 1989-11-29 1995-10-27 Рид Константинович Памфилов Электрический генератор переменного тока
RU2097587C1 (ru) * 1995-02-02 1997-11-27 Рид Константинович Памфилов Электроагрегат
US6328002B1 (en) * 1999-05-06 2001-12-11 Sandia Corporation Misfire tolerant combustion-powered actuation
RU135729U1 (ru) * 2013-02-14 2013-12-20 Дмитрий Геннадьевич Шадрин Генератор

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2355728A1 (de) * 1973-11-08 1975-05-15 Gerhard Noeltner Motorgenerator
RU2046966C1 (ru) * 1989-11-29 1995-10-27 Рид Константинович Памфилов Электрический генератор переменного тока
RU2097587C1 (ru) * 1995-02-02 1997-11-27 Рид Константинович Памфилов Электроагрегат
US6328002B1 (en) * 1999-05-06 2001-12-11 Sandia Corporation Misfire tolerant combustion-powered actuation
RU135729U1 (ru) * 2013-02-14 2013-12-20 Дмитрий Геннадьевич Шадрин Генератор

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI2643573T3 (fi) Tehokas lineaarinen polttomoottori
US7334558B2 (en) Slide body internal combustion engine
US20120255434A1 (en) Piston
RU105678U1 (ru) Портативная электрическая установка
RU2620135C1 (ru) Электрический генератор с подвижным цилиндром двигателя внутреннего сгорания
RU2144990C1 (ru) Топливоэлектрический преобразователь
RU112537U1 (ru) Электрический генератор переменного тока
RU103041U1 (ru) Электрический генератор переменного тока
RU2550228C2 (ru) Электрический генератор переменного тока с двигателем стирлинга
RU2571953C2 (ru) Электрический генератор переменного тока (эгпт) с крейцкопфным двигателем
RU173522U1 (ru) Двигатель внутреннего сгорания для инструментов ударного действия
RU2605444C1 (ru) Электрический генератор переменного тока с аксиально-поршневым двигателем
RU2578932C1 (ru) Электрический генератор переменного тока со свободнопоршневым мотокомпрессором
RU112947U1 (ru) Электрический генератор переменного тока
RU2527927C1 (ru) Переносная электрическая установка
RU2731454C1 (ru) Свободнопоршневой двигатель внутреннего сгорания с линейным электрическим трехфазным генератором
RU2569332C1 (ru) Электрический генератор переменного тока с двигателем внутреннего сгорания
WO2003069142A1 (en) Free piston internal combustion engine
RU126371U1 (ru) Переносная электрическая установка
RU115979U1 (ru) Электрический генератор переменного тока с двигателем внутреннего сгорания
US20140174396A1 (en) Piston
RU195112U1 (ru) Свободнопоршневой двигатель внутреннего сгорания с линейным электрическим трехфазным генератором
RU2545109C2 (ru) Двигатель внутреннего сгорания (варианты)
RU197366U1 (ru) Свободнопоршневой двигатель внутреннего сгорания с линейным генератором
RU2730633C1 (ru) Свободнопоршневой двигатель внутреннего сгорания с линейным генератором

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180802