RU2753058C2 - Heat and electricity supply system of a car - Google Patents
Heat and electricity supply system of a car Download PDFInfo
- Publication number
- RU2753058C2 RU2753058C2 RU2019145710A RU2019145710A RU2753058C2 RU 2753058 C2 RU2753058 C2 RU 2753058C2 RU 2019145710 A RU2019145710 A RU 2019145710A RU 2019145710 A RU2019145710 A RU 2019145710A RU 2753058 C2 RU2753058 C2 RU 2753058C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- roller
- combustion chamber
- car
- axis
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области транспортного машиностроения и предназначено для снабжения автотранспортных средств теплом и электрической энергией при неработающем двигателе.The invention relates to the field of transport engineering and is intended to supply vehicles with heat and electrical energy when the engine is not running.
Прототипом является система тепло- и электроснабжения автомобиля, содержащая со сцепной и обгонной муфтами устройство продуцирования электрической и тепловой энергий, и теплообменник для переноса тепловой энергии, возникающей в зоне ее продуцирования, в воздух, подаваемый во внутреннее пространство автомобиля, причем устройство выполнена в виде кривошипно-шатунного механизма, системы охлаждения которого и ДВС автомобиля объединены, а в головке цилиндра с возможностью вращения установлены кинематически связанные с кривошипом и с одной половиной сцепной муфты цилиндрический ротор с лопастями и ролики, имеющие впадины для пропуска лопаток и разделяющие пространство между головкой цилиндра и ротором на кольцевые камеры, из которых, по крайней мере, одна сообщена с полостью цилиндра, при этом другая половина сцепной муфты соединена с валом автомобильного генератора, который киннематически связан через обгонную муфту с коленчатым валом ДВС [Пат. РФ 2566577, МПК В60Н 1700, 2015].The prototype is a car heat and power supply system, containing a device for the production of electrical and thermal energy with a clutch and freewheel, and a heat exchanger for transferring thermal energy arising in the zone of its production to the air supplied to the interior of the car, and the device is made in the form of a crank - a connecting rod mechanism, the cooling systems of which and the internal combustion engine of a car are combined, and a cylindrical rotor with blades and rollers that are kinematically connected to the crank and with one half of the coupling clutch are installed in the cylinder head with the possibility of rotation, having cavities for passing the blades and dividing the space between the cylinder head and the rotor into annular chambers, of which at least one is in communication with the cylinder cavity, while the other half of the clutch is connected to the shaft of an automobile generator, which is kinematically connected through an overrunning clutch to the crankshaft of the internal combustion engine [Pat. RF 2566577, IPC V60N 1700, 2015].
Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:
- относительно сложная конструкция устройства продуцирования электрической и тепловой энергий;- a relatively complex design of the device for the production of electrical and thermal energy;
- отсутствие возможности автономного (независимо от бортовой электрической сети автомобиля) режима работы устройства продуцирования электрической и тепловой энергий.- the lack of the possibility of an autonomous (regardless of the on-board electrical network of the car) mode of operation of the device for the production of electrical and thermal energy.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно, упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей и повышение эксплуатационных характеристик.The objective of the invention is to eliminate the indicated disadvantages, namely, to simplify the design, expand the functionality and improve the performance.
Задача решается тем, что в системе тепло- и электроснабжения автомобиля, содержащей корпус с устройством продуцирования электрической и тепловой энергий, и теплообменник для переноса тепловой энергии, возникающей в зоне ее продуцирования, в воздух, подаваемый во внутреннее пространство автомобиля, причем устройство имеет источник технического зажигания и выполнено в виде кинематически связанных цилиндрического ротора с лопатками и роликов, имеющих впадины для пропуска лопаток и разделяющих пространство между корпусом и ротором на кольцевые камеры, одна из которых сообщена с источником подачи компонентов горючей смеси в камеру сгорания, источник технического зажигания размещен в камере сгорания устройства, объем которой образован лопаткой и роликом, а также прилегающей к ним поверхностью ротора и корпусом.The problem is solved by the fact that in the heat and power supply system of a car, containing a body with a device for the production of electrical and thermal energy, and a heat exchanger for transferring thermal energy arising in the zone of its production into the air supplied to the interior of the car, and the device has a source of technical ignition and is made in the form of a kinematically connected cylindrical rotor with blades and rollers having cavities for passing the blades and dividing the space between the housing and the rotor into annular chambers, one of which is communicated with the source of supply of the components of the combustible mixture to the combustion chamber, the source of technical ignition is located in the chamber combustion device, the volume of which is formed by the blade and roller, as well as the adjacent rotor surface and housing.
Устройство размещено в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Ролик камеры сгорания выполнен в виде впускного клапана. Ролик камеры сгорания выполнен и в виде перепускного клапана. Устройство кинематически соединено со стартером двигателя внутреннего сгорания. Конец ротора устройства выполнен в виде крыльчатки. Одна часть оси ротора выполнена в виде шкива. Другая часть оси ротора выполнена в виде* кулачка источника технического зажигания. Ось вращения ролика камеры сгорания выполнена в виде ресивера. Кулачок ротора выполнен намагниченным радиально.The device is located in the cooling system of an internal combustion engine. The combustion chamber roller is designed as an intake valve. The combustion chamber roller is also made in the form of a bypass valve. The device is kinematically connected to the starter of the internal combustion engine. The end of the rotor of the device is made in the form of an impeller. One part of the rotor axis is made in the form of a pulley. The other part of the rotor axis is made in the form of * a cam of a technical ignition source. The axis of rotation of the combustion chamber roller is made in the form of a receiver. The rotor cam is radially magnetized.
Указанные отличительные признаки) позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.These distinctive features) allow you to achieve the following advantages over the prototype.
Размещение источника технического зажигания в камере сгорания устройства, объем которой образован лопаткой и роликом, а также прилегающей к ним поверхностью ротора и корпусом, упрощает конструкцию и снижает момент сопротивления вращения ротору, что повышает КПД устройства и облегчает его запуск при низком напряжении аккумулятора автомобиля или вручную.Placing a technical ignition source in the combustion chamber of the device, the volume of which is formed by a blade and a roller, as well as the adjacent rotor surface and housing, simplifies the design and reduces the moment of resistance to rotation of the rotor, which increases the efficiency of the device and makes it easier to start at a low voltage of a car battery or manually ...
Размещение устройства в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания позволяет повысить КПД нагрева охлаждающей жидкости за счет передачи тепла не только через теплообменник, но и через корпус этого устройства. Кроме того, одновременно решается вопрос охлаждения самого устройства. Все это повышает эксплуатационные характеристики.Placing the device in the cooling system of an internal combustion engine makes it possible to increase the efficiency of heating the coolant by transferring heat not only through the heat exchanger, but also through the body of this device. In addition, the issue of cooling the device itself is being addressed at the same time. All of this improves performance.
Выполнение ролика камеры сгорания в виде впускного клапана позволяет упростить конструкцию за счет уменьшения числа деталей.The design of the roller of the combustion chamber in the form of an intake valve makes it possible to simplify the design by reducing the number of parts.
Выполнение ролика камеры сгорания в виде перепускного впускного клапана позволяет нагнетать окислитель или компоненты горючей смеси непосредственно лопаткой устройства, что упрощает его конструкцию. При этом степень расширения продуктов сгорания становится максимально возможной.The design of the combustion chamber roller in the form of a bypass inlet valve allows the oxidizer or components of the combustible mixture to be injected directly by the blade of the device, which simplifies its design. In this case, the degree of expansion of the combustion products becomes as high as possible.
Соединение устройства кинематически со стартером двигателя внутреннего сгорания позволяет производить запуск этого устройства путем, например вращения стартера в обратную сторону, по сравнению с запуском ДВС. При этом не требуется изменение схемы включения генератора в бортовую сеть автомобиля, которая остается неизменной, что упрощает конструкцию.The connection of the device kinematically to the starter of an internal combustion engine allows starting this device by, for example, rotating the starter in the opposite direction, compared to starting the internal combustion engine. At the same time, it is not required to change the circuit for connecting the generator to the vehicle's on-board network, which remains unchanged, which simplifies the design.
Выполнение конца ротора устройства в виде крыльчатки позволяет использовать его в качестве насоса, перекачивающего теплоноситель в системе охлаждения. Это упрощает конструкцию и повышает эксплуатационные характеристики.The design of the end of the rotor of the device in the form of an impeller allows it to be used as a pump for pumping the coolant in the cooling system. This simplifies design and improves performance.
Выполнение одной части оси ротора в виде шкива дает возможность произвести запуск устройства путем предварительного наматывания на него шнура и последующего резкого его сматывания за свободный конец. В результате устройство может быть запущено даже в случае неисправности стартера или при низком напряжении аккумулятора. Это* расширяет функциональные возможности и повышает эксплуатационные характеристики.The implementation of one part of the rotor axis in the form of a pulley makes it possible to start the device by pre-winding the cord on it and then sharply winding it at the free end. As a result, the device can be started even in the event of a malfunction of the starter or when the battery voltage is low. This * enhances functionality and performance.
Выполнение другой части оси ротора в виде кулачка источника технического зажигания позволяет приводить в действие контакты первичной обмотки высоковольтной катушки зажигания указанного источника, что упрощает конструкцию.The implementation of the other part of the rotor axis in the form of a cam of a technical ignition source makes it possible to actuate the contacts of the primary winding of the high-voltage ignition coil of the specified source, which simplifies the design.
Выполнение оси вращения у ролика камеры сгорания в виде ресивера позволяет упростить конструкцию.The implementation of the axis of rotation at the roller of the combustion chamber in the form of a receiver allows to simplify the design.
Выполнение кулачка ротора намагниченным радиально позволяет использовать в качестве контактов первичной обмотки высоковольтной катушки зажигания геркон, что повышает надежность конструкции 1 и эксплуатационные характеристики.The implementation of the rotor cam radially magnetized allows the use of a reed switch as the contacts of the primary winding of the high-voltage ignition coil, which increases the reliability of the structure 1 and operational characteristics.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 изображена схема положения ротора устройства продуцирования электрической и тепловой энергий в момент нагнетания компонентов горючей смеси в ресивер. На фиг. 2 изображена схема положения ротора в момент прекращения нагнетания компонентов горючей смеси в ресивер и закрывание последнего роликом. На фиг. 3 изображена схема положения лопатки ротора в момент образования с роликом камеры сгорания. На фиг. 4 изображена схема положения ротора в процессе рабочего хода. На фиг. 5 изображена схема соединения устройства с ДВС автомобиля.FIG. 1 shows a diagram of the position of the rotor of the device for the production of electrical and thermal energy at the moment of pumping the components of the combustible mixture into the receiver. FIG. 2 shows a diagram of the position of the rotor at the moment of stopping the injection of the components of the combustible mixture into the receiver and closing the latter with a roller. FIG. 3 shows a diagram of the position of the rotor blade at the moment of formation of the combustion chamber with the roller. FIG. 4 shows a diagram of the position of the rotor during the working stroke. FIG. 5 shows a diagram of the connection of the device with the internal combustion engine of a car.
Система тепло- и электроснабжения автомобиля содержит устройство продуцирования электрической и тепловой энергий (УПЭТЭ), имеющее корпус с впускным 1, 2 и выпускным 3, 4 окнами, в котором с возможностью вращения установлены кинематически связанные цилиндрический ротор 5 с лопатками 6 и ролики 7, имеющие впадины 8 для пропуска лопаток и разделяющие пространство между корпусом и ротором на кольцевые камеры 9 и 10, при этом ось 11 ролика выполнена в виде ресивера 12 и имеет впускной 13 и выпускной 14 радиальные пазы (щели), имеющие возможность взаимодействия с поверхностью ролика, сопряженной с осью, и - с радиальными пазом 15, соединяющим указанную поверхность с впадиной. В окне 2 может быть установлен источник 16 подачи компонентов горючей смеси, например форсунка. Конец ротора может быть выполнен в виде крыльчатки 17, погруженной в охлаждающую жидкость 18 (теплоноситель) ДВС 19, причем одна часть оси ротора может быть исполнена в виде шкива 20, а другая - в виде кулачка 21, имеющего возможность взаимодействия с контактами первичной обмотки высоковольтной катушки зажигания источника технического зажигания. Вал 22 генератора 23 ДВС через обгонную муфту 24 кинематически связан с коленчатым» валом 25 ДВС и через обгонную муфту 26 - с осью ротора, которая через обгонную муфту 27 кинематически подсоединена к валу 28 стартера 29 ДВС, связанном}' через обгонную муфту 30 и шестерню 31 с зубчатым венцом 32 маховика коленчатого вала ДВС. Выпускные окна 3,4 могут быть соединены с выхлопной системой 33 ДВС.The system of heat and power supply of the car contains a device for the production of electrical and thermal energy (UPETE), which has a housing with
Работает система тепло- и электроснабжения автомобиля следующим образом.The system of heat and power supply of the car works as follows.
При использовании в (УПЭТЭ) трехлопастного ротора передаточное отношение от роликов 7 к ротору 5 должно быть 1,5.When using a three-blade rotor in (UPETE), the gear ratio from the
Если для работы УПЭТЭ используется готовая горючая смесь (например поступающая из карбюратора), то ее подают в окно 2. Предположим, что в исходном положении лопатка II ротора находится в вертикальном нижнем положении (фиг. 2). При движении ротора против часовой стрелки в камере сгорания, образованной задней стороной лопатки III и роликом 7, прилегающей к ним поверхностью ротора 5 и корпусом, создается разрежение, в результате которого горючая смесь из окна 2 засасывается в камеру сгорания (фиг. 3). При повороте ротора на 60° от исходного положения окно 2 окажется разобщенным роликом 7 от камеры сгорания (фиг. 4). Источником технического зажигания (не показан) производят восплменение горючей смеси, в результате чего на лопатку III начинает действовать давление образующихся продуктов горения, и начинается рабочий ход ротора, который продолжается до тех пор, пока лопатка III не достигнет выпускного окна 3, и отработавшие газы не покинут через него камеру 10. Далее, попав в теплообменник, эти газы, в конечном счете, отдают свое тепло воздуху, поступающему в салон автомобиля. Описанный цикл работы повторяется со следующей лопаткой I. Заметим, что компоненты топлива могут подаваться, например и через форсунку 16, а окислитель (воздух) - через окно 2.If a ready-made combustible mixture (for example, coming from the carburetor) is used for the operation of the UPETE, then it is fed into the
Если через окно 2 подается только топливо, например бензин, то в камеру сгорания воздух можно подать из камеры 9, используя ролик 7 в качестве перепускного клапана. При движении лопатки III в камере 9 происходит нагнетание содержащегося в последней воздуха через паз 15 ролика 7 и впускной паз 13 в ресивер 12 (фиг. 1). При завершении движения этой лопатки в камере 9 ролик 7 повернется на угол, при котором его паз 15 уже не будете совмещен с радиальным пазом 13, в результате чего весь ранее поступивший из окна 1 в камеру 9 воздух окажется в ресивере 12 (фиг. 2). При дальнейшем повороте ротора паз 15 ролика совместится с радиальным пазом 14, и воздух из ресивера 12 будет истекать в пространство между роликом и лопаткой III. Далее, произойдет разобщение ресивера и камеры сгорания, поскольку паз 15 перестанет находиться напротив паза 14 (фиг. 3). В этот момент производят форсункой 16 впрыск жидкого топлива и зажигание получившейся горючей смеси. При этом рабочий ход получается на большем угле вращения ротора, по сравнению с предыдущим вариантом. Кроме того, поскольку смесь в камере сгорания находится под большим давлением, то получается и больший объем продуктов сгорания, в результате чего на оси УПЭТЭ можно получить или повышенную мощность, или сделать это устройство более компактным при той же выходной мощности. Остаток продуктов горения из впадины 8 ролика можно удалить через окно 4, чтобы они в дальнейшем не смешивались с чистым воздухом в камере 9 при вращении этого ролика. Заметим, что объем ресивера 12 в габаритах полости оси 11 может оказаться недостаточным. В этом случае указанную полость можно использовать в качестве части ресивера, основной объем которого целесообразно выполнить, например снаружи корпуса (не показан).If only fuel is supplied through
Если ролик 7 используется только в качестве впускного клапана в ресивер, то выпуск воздуха осуществляется устройством подачи горючей смеси в камеру сгорания.If
Для запуска УПЭТЭ вращают вал 28 стартера 29 в сторону, обратную вращению его при запуске ДВС, при этом благодаря обгонной муфте 30 шестерня 31 и зубчатый венец 32 маховика коленчатого вала ДВС остаются неподвижными, а посредством обгонной муфты 27 ось ротора 5 приводится во вращение, происходит пуск УПЭТЭ, и стартер 29 выключают. Охлаждающая жидкость 18 в ДВС (и печке автомобиля) начинает нагреваться за счет тепла продуктов сгорания УПЭТЭ и циркулировать посредством вращения крыльчатки 17. Для снижения шума от выхлопа указанных продуктов сгорания выпускное окно 3 соединяют с выхлопной системой 33 автомобиля.To start UPETE, the
При необходимости, например при низком напряжении аккумулятора автомобиля и неработающем стартере, УПЭТЭ можно запустить с помощью шкива 20. Для этого на него наматывают подходящий шнур (веревку) и потом резко его разматывают, дергая за свободный конец шнура. Ось ротора начинает вращаться, и УПЭТЭ запускается.If necessary, for example, when the car battery voltage is low and the starter is inoperative, the UPETE can be started using
Кулачок 21 используют в источнике-технического зажигания УПЭТЭ для получения в нужный момент времени высоковольтного разряда (искры) в камере сгорания.The
Внедрение изобретения позволит создать по существу автономную и простую по конструкции систему тепло- и электроснабжения автомобиля, в которой можно использовать более дешевое (по сравнению с ДВС) топливо, в том числе и газ. Кроме того, УПЭТЭ можно использовать вместо стартера в качестве пускового двигателя для ДВС.The introduction of the invention will make it possible to create an essentially autonomous and simple in design system of heat and power supply for a car, in which it is possible to use cheaper (compared to an internal combustion engine) fuel, including gas. In addition, UPETE can be used instead of a starter as a starting motor for an internal combustion engine.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019145710A RU2753058C2 (en) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | Heat and electricity supply system of a car |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019145710A RU2753058C2 (en) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | Heat and electricity supply system of a car |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019145710A RU2019145710A (en) | 2021-06-30 |
RU2019145710A3 RU2019145710A3 (en) | 2021-06-30 |
RU2753058C2 true RU2753058C2 (en) | 2021-08-11 |
Family
ID=76742289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019145710A RU2753058C2 (en) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | Heat and electricity supply system of a car |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2753058C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1779032A (en) * | 1924-11-12 | 1930-10-21 | Cathcartcushman Rotary Motor I | Internal-combustion engine |
SU1245732A1 (en) * | 1984-06-28 | 1986-07-23 | Волгоградский сельскохозяйственный институт | Packing system of rotary-piston internal combustion engine |
RU2561805C1 (en) * | 2014-08-29 | 2015-09-10 | Евгений Александрович Оленев | Reciprocating internal combustion engine |
RU2566577C1 (en) * | 2014-08-13 | 2015-10-27 | Евгений Александрович Оленев | Vehicle heat- and electric power feed system |
-
2019
- 2019-12-31 RU RU2019145710A patent/RU2753058C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1779032A (en) * | 1924-11-12 | 1930-10-21 | Cathcartcushman Rotary Motor I | Internal-combustion engine |
SU1245732A1 (en) * | 1984-06-28 | 1986-07-23 | Волгоградский сельскохозяйственный институт | Packing system of rotary-piston internal combustion engine |
RU2566577C1 (en) * | 2014-08-13 | 2015-10-27 | Евгений Александрович Оленев | Vehicle heat- and electric power feed system |
RU2561805C1 (en) * | 2014-08-29 | 2015-09-10 | Евгений Александрович Оленев | Reciprocating internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2019145710A (en) | 2021-06-30 |
RU2019145710A3 (en) | 2021-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4462348A (en) | Engine starting system | |
US3771500A (en) | Rotary engine | |
WO1997037113A1 (en) | Rotary vane engine | |
US3971346A (en) | Rotary internal combustion engine | |
EP0087242B1 (en) | Power plant | |
WO2014107996A1 (en) | Turbine rotor energy-saving engine | |
SU1087085A3 (en) | Device for supercharging internal combustion engine | |
RU2753058C2 (en) | Heat and electricity supply system of a car | |
CN107795423A (en) | Engine starting system | |
EP2832978B1 (en) | Diesel engine starting device and starting method | |
GB2472821A (en) | Diaphragm IC engine with aqueous barrier and direct hydraulic output | |
RU2323356C1 (en) | Rotary-vane engine | |
US3882827A (en) | Four-phase cycle planetating piston internal combustion engine | |
US3811271A (en) | Combustion engine apparatus having compression cylinders and power cylinders | |
EP0101206B1 (en) | High compression gas turbine engine | |
RU2566577C1 (en) | Vehicle heat- and electric power feed system | |
RU2295057C1 (en) | Fuel injection system | |
JPH0972266A (en) | Vehicle starting controller | |
US3923014A (en) | Internal combustion rotary engine | |
RU226462U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE PRE-STARTING SYSTEM | |
RU2224121C1 (en) | Rotary-vane engine | |
RU2807828C1 (en) | Gas turbine engine with two injector blocks | |
RU2168030C2 (en) | Thermodynamic cycle and engine operating on such cycle | |
RU2768129C1 (en) | Method for operation of the internal combustion engine | |
US11597266B1 (en) | Apparatus and system for vehicle propulsion |