RU2645792C1 - Устройство генерирования электрической энергии в двигателе внутреннего сгорания - Google Patents
Устройство генерирования электрической энергии в двигателе внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2645792C1 RU2645792C1 RU2016151963A RU2016151963A RU2645792C1 RU 2645792 C1 RU2645792 C1 RU 2645792C1 RU 2016151963 A RU2016151963 A RU 2016151963A RU 2016151963 A RU2016151963 A RU 2016151963A RU 2645792 C1 RU2645792 C1 RU 2645792C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working cylinder
- piston
- engine
- internal combustion
- electric power
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N [B].[Fe].[Nd] Chemical compound [B].[Fe].[Nd] QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000031068 symbiosis, encompassing mutualism through parasitism Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B63/00—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
- F02B63/04—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for electric generators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к приспособлениям поршневых ДВС для получения электроэнергии, питающей электрооборудование автомобиля. Разработано устройство генерирования электрической энергии в двигателе внутреннего сгорания, содержащем рабочий цилиндр, поршень с кольцами, шатун и коленчатый вал, в котором дополнительно в рабочий цилиндр вставлена гильза, в которой заподлицо с зеркальной внутренней поверхностью установлены вставки на высоту хода поршня, содержащие пьезоэлементы, которые с внутренней поверхности покрыты плоскими диэлектрическими пластинками и связаны в электрическую сеть с преобразователем и аккумулятором-накопителем. Предлагаемое изобретение позволяет получать дополнительную энергию процесса сжатия и расширения, повышая КПД двигателя, уменьшить габариты двигателя за счет ликвидации катушек с намоткой и уменьшением диаметра рабочего цилиндра. 2 ил.
Description
Изобретение относится к приспособлениям поршневых ДВС для получения электроэнергии, питающей электрооборудование автомобиля.
Из уровня техники известна заявка на изобретение способ генерирования электрической энергии в поршневом двигателе внутреннего сгорания (заявка №2006138304, кл. F02B 63/04, опубл. 2008.05.10). Способ основан на преобразовании на тактах всасывания и рабочего хода кинетической энергии движения поршней в электрическую путем линейного перемещения последних с расположенными на них постоянными кольцевыми магнитами вдоль цилиндров, на внутренней поверхности которых смонтированы статорные обмотки.
Недостатком способа является уменьшение мощности ДВС за счет увеличения массы поршней и отрицательное влияние на ход поршней магнитной индукции.
Из известных наиболее близким по технической сущности является гибридная установка, в основу которой поставлен поршневой двигатель, выполняющий роль линейного генератора. В этой системе, которая получила название FPEG (Free Piston Engine Linear Generator), W-образный поршень покрыт неодим-железо-борным магнитным сплавом, а стенки камеры покрыты проволочной обмоткой. Заряд возникает при движении магнитного поршня внутри катушки, и принцип этой работы похож на знакомую индукцию (http://www.tytlabs.com/tech/fpeg/ Free Piston Engine Linear Generator "FPEG". Тойота центр научно-исследовательских лабораторий. 2014 г.).
Недостатком является наличие катушки с большим количеством витков намотки и большой емкости батарей.
Предлагаемое изобретение направлено на симбиоз двигателя внутреннего сгорания и генератора.
Техническим результатом является повышение КПД ДВС, снижение расхода топлива.
Это достигается тем, что в двигателе внутреннего сгорания, имеющем рабочий цилиндр, поршень, шатун, коленчатый вал, дополнительно в рабочем цилиндре устанавливается специальная гильза, в которой заподлицо с зеркальной внутренней поверхностью установлены специальные вставки на высоту хода поршня, содержащие пьезоэлементы, которые с внутренней поверхности покрыты плоскими диэлектрическими пластинками. Этот сэндвич обеспечивает разность напряжений на каждой из вставок, которая создается двумя способами: первый за счет трения колец поршня о поверхность диэлектрических пластинок, второй действием давления над поршнем на пьезоэлементы вставок. Выработанная электроэнергия накапливается в аккумуляторах и используется для гибридной ходовой части.
Предлагаемое устройство генерирования электрической энергии в двигателе внутреннего сгорания реализуется с помощью устройства (фиг. 1). На фиг. 2 изображена специальная вставка.
Устройство генерирования электрической энергии в двигателе внутреннего сгорания, содержащем рабочий цилиндр 1, поршень с кольцами 8, шатун 4 и коленчатый вал 3, в котором дополнительно в рабочий цилиндр 1 вставлена гильза 7, в которой заподлицо с зеркальной внутренней поверхностью установлены вставки 2 на высоту хода поршня, содержащие пьезоэлементы 9, которые с внутренней поверхности покрыты плоскими диэлектрическими пластинками 10 и связаны в электрическую сеть с преобразователем 6 и аккумулятором-накопителем 5.
Устройство работает следующим образом. В цикле сгорания и расширения происходит зажигание искрой свечи накаливания сжатой смеси топлива, под давлением образующихся газов поршень двигается в нижнюю мертвую точку. Поршневые кольца поршня 8 (фиг. 1) из проводящего металла трутся о поверхности диэлектрических металлокерамических пластинок 10 (фиг. 2), покрывающих пьезоэлементы 9 (фиг. 2) гильз со специальными вставками 2 (фиг. 1), при этом статический электрический заряд снимается с диэлектрических металлокерамических пластинок 10 (фиг. 2) и металлической поверхности рабочего цилиндра 1 (фиг. 1) и по каналам-проводам передается в электрическую сеть с преобразователем 6 и аккумулятором-накопителем 5 (фиг. 1). Кроме этого давление над поршнем через диэлектрические металлокерамические пластинки 10 (фиг. 2) передается пьезоэлементам 9 (фиг. 2), сжимая их и вырабатывая ток, который по проводникам передается в аккумулятор-накопитель 5 (фиг. 1). Накопленная энергия в аккумуляторе-накопителе может использоваться в гибридном двигателе для вращения исполнительных двигателей колес. Кроме того, в дизельных двигателях энергия, получаемая в период сжатия с пьезоэлементов и диэлектрических металлокерамических пластинках, также будет поступать в аккумулятор.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получать дополнительную энергию процесса сжатия и расширения, повышая КПД двигателя, уменьшить габариты двигателя за счет ликвидации катушек с намоткой и уменьшения диаметра рабочего цилиндра.
Claims (1)
- Устройство генерирования электрической энергии в двигателе внутреннего сгорания, содержащем рабочий цилиндр, поршень с кольцами, шатун и коленчатый вал, отличающееся тем, что дополнительно в рабочий цилиндр вставлена гильза, в которой заподлицо с зеркальной внутренней поверхностью установлены вставки на высоту хода поршня, содержащие пьезоэлементы, которые с внутренней поверхности покрыты плоскими диэлектрическими пластинками и связаны в электрическую сеть с преобразователем и аккумулятором-накопителем.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016151963A RU2645792C1 (ru) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Устройство генерирования электрической энергии в двигателе внутреннего сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016151963A RU2645792C1 (ru) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Устройство генерирования электрической энергии в двигателе внутреннего сгорания |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2645792C1 true RU2645792C1 (ru) | 2018-02-28 |
Family
ID=61568326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016151963A RU2645792C1 (ru) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Устройство генерирования электрической энергии в двигателе внутреннего сгорания |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2645792C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040075367A1 (en) * | 2002-10-17 | 2004-04-22 | Rado Gordon E. | Piezoelectric power generating device for a single cylinder engine |
| RU2244373C1 (ru) * | 2003-11-11 | 2005-01-10 | Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова | Пьезоэлектрический генератор для текучей среды |
| UA22286U (en) * | 2006-09-25 | 2007-04-25 | Mykola Afanasiiovyc Shpytalnyi | Method for generation of electric power in piston combustion engine |
| RU2379530C1 (ru) * | 2008-10-17 | 2010-01-20 | Григорий Геннадьевич Косарев | Способ генерирования электрической энергии в поршневом двигателе внутреннего сгорания и электрогенератор |
| US7777357B2 (en) * | 2007-10-05 | 2010-08-17 | The Invention Fund I, LLC | Free piston electromagnetic engine |
-
2016
- 2016-12-27 RU RU2016151963A patent/RU2645792C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040075367A1 (en) * | 2002-10-17 | 2004-04-22 | Rado Gordon E. | Piezoelectric power generating device for a single cylinder engine |
| RU2244373C1 (ru) * | 2003-11-11 | 2005-01-10 | Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова | Пьезоэлектрический генератор для текучей среды |
| UA22286U (en) * | 2006-09-25 | 2007-04-25 | Mykola Afanasiiovyc Shpytalnyi | Method for generation of electric power in piston combustion engine |
| US7777357B2 (en) * | 2007-10-05 | 2010-08-17 | The Invention Fund I, LLC | Free piston electromagnetic engine |
| RU2379530C1 (ru) * | 2008-10-17 | 2010-01-20 | Григорий Геннадьевич Косарев | Способ генерирования электрической энергии в поршневом двигателе внутреннего сгорания и электрогенератор |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6748907B2 (en) | Device including a combustion engine, a use of the device, and a vehicle | |
| JP2005524016A (ja) | 電気直線駆動部を有するフリーピストン装置 | |
| ZA200509057B (en) | Internal explosion engine and generator using non-combustible gases | |
| CN109578137A (zh) | 四冲程双缸双自由活塞双向做功的线性引擎增程器发电机 | |
| KR20130002387A (ko) | 2 행정 프리 피스톤 엔진을 구비한 소형 경량 리니어 발전기 시스템 | |
| CN103321739A (zh) | 四冲程直线发动发电机 | |
| US20130302181A1 (en) | Zero emissions pneumatic-electric engine | |
| CN109779747A (zh) | 自由活塞式内燃发电装置 | |
| RU2645792C1 (ru) | Устройство генерирования электрической энергии в двигателе внутреннего сгорания | |
| Ibrahim et al. | Effect of motoring voltage on compression ratio of a free-piston linear generator engine | |
| CN108894875B (zh) | 一种高压燃气作动直线式发电装置 | |
| US11840957B2 (en) | Adaptive linear linked piston electric power generator | |
| KR20130002386A (ko) | 2 행정 프리 피스톤 엔진을 구비한 소형 경량 리니어 발전기 시스템 | |
| RU112537U1 (ru) | Электрический генератор переменного тока | |
| Raide et al. | Existing state of art of free-piston engines. | |
| EP1077318A1 (en) | Power generator | |
| SU985365A1 (ru) | Свободнопоршневой двигатель | |
| CN205117495U (zh) | 混合动力发动机 | |
| RU2528481C2 (ru) | Портативная электрическая установка | |
| RU126371U1 (ru) | Переносная электрическая установка | |
| RU2527927C1 (ru) | Переносная электрическая установка | |
| CN204099152U (zh) | 自由活塞液压泵 | |
| CN215934654U (zh) | 具有双动圈直线电机的双对置活塞式自由活塞发电机 | |
| RU56477U1 (ru) | Двигатель электрогенерирующий | |
| RU2620135C1 (ru) | Электрический генератор с подвижным цилиндром двигателя внутреннего сгорания |