SU1366665A1

SU1366665A1 - Power plant

Info

Publication number: SU1366665A1
Application number: SU864030972A
Authority: SU
Inventors: Александр Петрович Николайчук
Original assignee: А.П.Николайчук
Priority date: 1986-03-04
Filing date: 1986-03-04
Publication date: 1988-01-15

Abstract

Изобретение позвол ет повысить эффективность и мощность установки путем повьппени равномерности вра- . щени вала двигател , степени утилизации тепла выхлопных газов двигател . Дл зтого между электрогеThe invention allows to increase the efficiency and power of the installation by increasing the uniformity of the design. engine shaft, the degree of heat recovery engine exhaust. For between this electrog

Description

(Л(L

со Одwith od

Од Од Од СПOd od od SP

риг1rig1

нератором 7 и органом включени в электрическую цепь подключен аккумул тор 9. На валу 2 двигател установлен профилирующий кулачок Ш, который примыкает к подвижному контакту 16 органа включени . Ротор 13 выполнен в виде посто нных магнитов, а сердечник 18 электромагнита 14 выполнен подковообразным и его концы примыкают через зазор к посто нным магнитам ротора. При утилизации тепла вьклопных газов с помощью газовой турбины и электрогенератора и передаче полученной электроэнергии через электромагнит 14 к маховику в положени х , когда поршень 4 не доходит до верхней мертвой точки на 45° угла поворота коленчатого вала, увеличиваетс крут щий момент на валу. Крут щий момент, создаваемый в это врем расшир ющимис в цилиндре 3 газами, невелик. Добавление энергии на вал 2 от двигател 8 повьшает равномерность крут щего момента двигател 1. 4 ил.A battery 9 is connected to the electrical circuit by the generator 7 and the switching body 9. A profiling cam W is mounted on the motor shaft 2, which is adjacent to the moving contact 16 of the switching body. The rotor 13 is made in the form of permanent magnets, and the core 18 of the electromagnet 14 is made by horseshoe and its ends are adjacent through the gap to the permanent magnets of the rotor. When heat is recycled by a gas turbine and an electric generator and the received electric power is transmitted through the electromagnet 14 to the flywheel in positions where the piston 4 does not reach the top dead center at 45 ° of the crankshaft angle, the torque on the shaft increases. The torque generated by the gases expanding in the cylinder 3 at this time is small. Adding energy to the shaft 2 from the engine 8 increases the torque torque 1 of the engine. 4 Il.

1one

Изобретение относитс к мащино- строению, а именно двигателестрое- нию, и может быть использовано в силовых установках с ДВС и утилизаци онньми газовыми турбинами.The invention relates to a machine building, namely engine building, and can be used in power plants with internal combustion engines and utilization by gas turbines.

Цель изобретени - повьщ1ение эффективности и мощности силовой установки путем повьшени равномерности вращени вала двигател , степени утилизации тепла выхлопных газов двигател .The purpose of the invention is to increase the efficiency and power of the power plant by increasing the uniformity of rotation of the engine shaft, the degree of heat recovery from the engine exhaust gases.

На фиг. 1 изображена схема силовой установкиJ на фиг. 2 - положение маховика и вала Двигател в момент включени электрического двигател ; на фиг. 3 - пример выполнени установки с четырехцилиндровым двигателем , в момент начала подачи тока на обмотку электромагнита; на фиг. 4 - то же, в момент отключени подачи тока.FIG. 1 is a diagram of the power plant in FIG. 2 - the position of the flywheel and the engine shaft at the time of turning on the electric motor; in fig. 3 shows an example of an installation with a four-cylinder engine, at the moment when the current is applied to the electromagnet winding; in fig. 4 - the same, at the time of the current supply disconnection.

Силова установка содержит ДВС . 1, снабженный коленчатым валом 2 по меньшей мере одним цилиндром 3с поршнем 4, перемещающимс от нижнейPower installation contains internal combustion engine. 1, equipped with a crankshaft 2 with at least one cylinder 3c with a piston 4 moving from the bottom

к верхней мертвым точкам (НМТ и ВМТ) и маховиком 5, газовую турбину 6, электрогенератор 7, электрический двигатель 8, электрический аккумул - тор 9 и профш1ирова нный кулачок 10 дл привода подвижного контакта органа включени . Гаховик 5 установлен в кожухе 11 сцеплени и подключен к коленчатому валу 2. Газова турбина 6 установлена в газовыхлопной магистрали 12 двигател 1. Электрогенератор 7 подсоединен к валу турбины 6. Электрический двигатель 8 снабжен ротором 13, размещенным на to the upper dead points (NMT and TDC) and the flywheel 5, the gas turbine 6, the electric generator 7, the electric motor 8, the electric accumulator 9 and the profiled cam 10 for driving the movable contact of the actuator. The flywheel 5 is installed in the clutch cover 11 and is connected to the crankshaft 2. The gas turbine 6 is installed in the gas exhaust line 12 of the engine 1. The electric generator 7 is connected to the turbine shaft 6. The electric motor 8 is equipped with a rotor 13 placed on

ободе маховика 5 и статором, снабженным электромагнитом 14 с обмоткой , подключенной через электрическую цепь 15 с подвижным и неподвижным контактами 16 и 17 органа включени к электрогенератору 7, и. сердечником 18, закрепленным на кожухе 11 сцеплени и примыкающим к ротору 13 через зазор.the rim of the flywheel 5 and the stator equipped with an electromagnet 14 with a winding connected via an electrical circuit 15 with movable and fixed contacts 16 and 17 of the actuator to the generator 7, and. a core 18 fixed to the clutch cover 11 and adjacent to the rotor 13 through the gap.

Профилированный кулачок 10 установлен на валу 2 двигател 1, примыкает к подвижному, контакту 16 органа включени и его профиль выполнен с -возможностью обеспечени включени контактов 16 и 17 при положении поршн вблизи верхней мертвой точки (на ходе сжати и выпуска газов). Аккумул тор 9 подключен к электрической цепи 15 между электрогенератором 7 и органом включени . Ротор 13 электрического двигател 8 выполнен в виде посто нных магнитов, а сердечник 18 электромагнита 14 статора вьшолнен подковообразным и его концы примыкают через зазор к посто нным магнитам ротора 13. Посто нные магниты ротора 13 установлены на маховике 5 симметрично через 180 и имеют угловую длину 90. В электрической цепи 15 установлен реле-регул тор 19 дл регулировани напр жени в цепи 15. Обод маховика 5 выполнен из немагнитного материала.The profiled cam 10 is mounted on the shaft 2 of the engine 1, adjoins the movable contact 16 of the actuator and its profile is made with the possibility of enabling the contacts 16 and 17 to be connected when the piston is near the top dead center (during compression and release of gases). The battery 9 is connected to the electrical circuit 15 between the generator 7 and the switching organ. The rotor 13 of the electric motor 8 is made in the form of permanent magnets, and the core 18 of the electromagnet 14 of the stator is made horseshoe-shaped and its ends are adjacent through the gap to the permanent magnets of the rotor 13. The permanent magnets of the rotor 13 are mounted on the flywheel 5 symmetrically through 180 and have an angular length of 90 In the electric circuit 15, a relay-regulator 19 is installed to regulate the voltage in the circuit 15. The rim of the flywheel 5 is made of a non-magnetic material.

Силова установка работает еле-, дующим образом.The power plant works barely, blowing.

Запуск ДВС 1 осуществл етс с помощью электрического двигател 8. В процессе запуска один из магнитов ротора 13 располагаетс напротив сер31The starting of the internal combustion engine 1 is carried out with the help of an electric motor 8. During the starting process, one of the magnets of the rotor 13 is located opposite the center 31

дечника 18 электромагнита 14 статора . При этом ось симметрии магнитов на роторе 13 располагаетс , не доход 45 до ВМТ (по углу поворота ко- ленчатого вала 2), а упор подвижного контакта 16 находитс напротив начала впадины кулачка 10, и контакты 16 и 17 замыкаютс . Через эти контакты от аккумул тора 9 по цепи 15 поступает электроимпульс на обмотку электромагнита 14. При этом в сердечнике 18 создаетс магнитное поле (направление пол показано пунктиром ) , которое создает в зазоре сердечника 18 магнитное поле, выталкивающее магнит ротора 13 маховика 5 в направлении вращени вала 2 двигател 1 (показано стрелкой). Питание электрического двигател 8 происходит от аккумул тора 9.Terminal 18 electromagnet 14 stator. In this case, the axis of symmetry of the magnets on the rotor 13 is located, not income 45 to TDC (rotation angle of the crankshaft 2), and the stop of the movable contact 16 is opposite the beginning of the depression of the cam 10, and contacts 16 and 17 are closed. Through these contacts, an electric impulse is supplied from the battery 9 through the circuit 15 to the winding of the electromagnet 14. A magnetic field is created in the core 18 (the field is shown by a dotted line), which creates a magnetic field in the gap 18 of the core 18, pushing the rotor magnet 13 of the flywheel 5 in the direction of rotation the shaft 2 of the engine 1 (indicated by the arrow). The power of the electric motor 8 comes from the battery 9.

Поскольку наибольшее сопротивление движению поршней в двигателе 1 возникает в момент сжати топливо- воздушной смеси в цилиндре 3 и при такте выхлопа, магнит ротора 13 позвол ет преодолевать эти сопротивлени , создава силовой импульс вращени нд маховике 5 в момент, когда поршень 4 проходит ВМТ.Since the greatest resistance to the movement of the pistons in the engine 1 occurs at the time of compression of the fuel-air mixture in the cylinder 3 and during the exhaust stroke, the magnet of the rotor 13 allows these resistances to be overcome, creating a power impulse of rotation at the flywheel 5 at the moment when the piston 4 passes TDC.

После запуска двигател 1 выхлопные газы, выход щие из цилиндров 3, поступают в газовыхлопиую магистраль 12 и в турбину 6, котора при враще- нии передает энергию через редуктор на электрогенератор 7, где вырабатываетс электрический ток, поступающий через реле-регул тор 19 по цепи 15 на подзар дку электрического аккумул тора 9. При-работающем двигателе 1 вс кий раз, когда один из магнитов ротора 13 маховика 5 проходит через зазор сердечника 18, на обмотку электромагнита 14 поступает электрический импульс через контакты 16 и 17 органа включени аккумул тора 9.After starting the engine 1, the exhaust gases coming out of cylinders 3 enter the gas exhaust line 12 and the turbine 6, which during rotation transfers energy through a reducer to an electric generator 7, where electric current is generated through a regulator 19 15 on the charging of the electric battery 9. When the engine is running 1, whenever one of the magnets of the rotor 13 of the flywheel 5 passes through the gap of the core 18, an electric impulse enters the winding of the electromagnet 14 through the contacts 16 and 17 of the switch-on organ Kkumul torus 9.

При увеличении нагрузки на валу 2 двигател 1 частота его вращени снижаетс , и топливовоздушна смесь,поступающа в цилиндры 3 двигател , становитс богаче. При этом количество электрической энергии, поступающей на электромагнит 14, также увеличиваетс , так как увеличиваетс врем действи электромагнита 14 при меньшей частоте вращени . Однако это компенсируетс увеличением энергии выхлопных газов.As the load on the shaft 2 of the engine 1 increases, the frequency of its rotation decreases, and the fuel-air mixture entering the cylinders 3 of the engine becomes richer. At the same time, the amount of electrical energy supplied to the electromagnet 14 also increases, as the time of operation of the electromagnet 14 increases at a lower rotation frequency. However, this is offset by an increase in exhaust energy.

666654666654

При необходимости, например, при торможении- транспортного средства двигателем 1 на спусках электромагнит 14 можно отключить выключателем;, устанавливаемым в цепи 15.If necessary, for example, when the vehicle is braking by the engine 1 on the slopes, the electromagnet 14 can be switched off by a switch; installed in the circuit 15.

Таким образом, положительный эффект заключаетс в том, что при утилизации тепловой энергии выхлопныхThus, the positive effect is that when utilizing the heat energy of the exhaust

10 газов двигател 1 с помощью газовой турбины 6 и электрогенератора 7 и передаче полученной электроэнергии через электромагнит 14 статора электрического двигател 8 к маховику 510 gas engine 1 using a gas turbine 6 and an electric generator 7 and the transfer of the received electricity through the electromagnet 14 of the stator of the electric motor 8 to the flywheel 5

15 в положени х, когда поршень 4 не доходит до ВМТ на 45° угла поворота коленчатого вала 2, увеличиваетс крут щий момент на валу 2 двигател 1. При этом крут щий момент, созда2Q ваемый расшир ющимис в цилиндре 3 газами, в это врем невелик. Добавление энергии на вал 2 от электрического двигател 8 повышает равномерность крут щего момента двигате25 л 1.15 in the positions when the piston 4 does not reach the TDC at a 45 ° angle of rotation of the crankshaft 2, the torque on the shaft 2 of the engine 1 increases. At the same time, the torque created by the 3 gases expanding in the cylinder is small . Adding energy to the shaft 2 from the electric motor 8 increases the uniformity of the torque of the engine 25 liters 1.

Поскольку дл креплени электромагнита 14 статора используетс кожух 11 сцеплени , а маховик 5 выполн ет роль статора 13 электрическогоAs for mounting the electromagnet 14 of the stator, the clutch cover 11 is used, and the flywheel 5 acts as the stator 13 of the electric

30 двигател 8 (при установке на маховик 5 посто нных магнитов), то происходит совмещение выполн емых функций - кожух 11 сцеплени выполн ет и свою основную роль и вл етс одно35 временно корпусом электрического двигател 8, маховик 5 выполн ет как роль накопител энергии, так и роль ротора 13 электрического двигател 8„ В результате из конструкции силовой30 engine 8 (when mounted on the flywheel 5 of permanent magnets), the functions performed are combined - the clutch cover 11 performs its main role and is one 35 temporarily the case of the electric motor 8, the flywheel 5 performs both the role of energy storage and the role of the rotor 13 of an electric motor 8 "As a result, from the design of power

40 установки исключаютс корпус и корь электродвигател , подшипники и освобождаетс пространство, занимаемое в известных устройствах электродвигателем .40, the installation excludes the housing and the bark of the electric motor, the bearings and the space occupied in the known devices by the electric motor is vacated.

4545

Claims

Invention Formula

A power plant containing an internal combustion engine, equipped with a crankshaft, at least one cylinder with a piston, moving between the lower and upper dead points, and a flywheel installed in the clutch cover and attached to the crankshaft, a gas turbine installed in the gas exhaust line an engine, an electric generator connected to the turbine shaft and an electric motor equipped with a rotor placed on the flywheel rim and a stator equipped with an electromagnet with a winding connected through an electric circuit, with movable and fixed contacts of the orgay switch to the electric generator and a core fixed to the clutch cover and adjacent to the rotor through the gap, characterized in that, in order to increase efficiency and power by increasing the uniformity of rotation of the engine shaft, the installation additionally contains an electric accumulator and profiled cam for driving the moving contact of the actuator, with 18

Fia2

than the battery is connected to an electrical circuit between the generator and the switching element, the cam is mounted on the motor shaft, adjacent to the moving contact of the switching element, and its profile is designed to ensure that the contacts are turned on when the piston is near top dead center, the rotor of the electric motor magnets, the stator electromagnet core is made by a horseshoe, its ends are adjacent through the gap to the rotor permanent magnets, and the flywheel rim is made of non-magnetic material. ,

VNIISH1 Order 6800/30 Circulation 503

Random polygons pr-tie, g, Uzhgorod, st. Project, 4

Vyzh.

fieL

Subscription