Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель



Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель
Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель
Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель
Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель

 


Владельцы патента RU 2514970:

Болотин Николай Борисович (RU)

Изобретение относится к свободнопоршневым двигателям. В четырехцилиндровом свободнопоршневом двигателе, содержащем корпус двигателя, две пары оппозитно установленных цилиндров и две поршневые группы, между цилиндрами установлена магнитопроницаемая вставка, каждая поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, в средней части которого выполнена внутренняя магнитопроницаемая цилиндрическая вставка, а внутри радиально установлены постоянные магниты сегментной формы, корпус двигателя выполнен с образованием зазора между магнитопроницаемой цилиндрической вставкой и внутренней магнитопроницаемой цилиндрической вставкой, а вне него установлена по меньшей мере одна обмотка возбуждения. Свободнопоршневой двигатель содержит блок управления, а в каждом цилиндре установлен датчик давления, соединенный электрической связью с блоком управления. Изобретение обеспечивает повышение надежности и мощности двигателя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, конкретно - к свободнопоршневым двигателям.

Известен свободнопоршневой двигатель по а.с. СССР №985365, МКИ 5 F02B 71/04, опубл. 30.12.82, содержащий дизельный двигатель внутреннего сгорания, линейный генератор и систему подачи топлива. Двигатель представляет собой цилиндр с торцевыми камерами сгорания, в районе которых расположены впускные и выпускные клапаны. Внутри цилиндра расположены поршни, соединенные перемычкой (штоком).

Генератор состоит из статора, якоря и систем возбуждения и снятия нагрузки. Статор выполнен в виде обмоток статора и обмоток возбуждения. Эти обмотки укреплены на внешней поверхности цилиндра. Якорь выполнен в виде обмоток токоприемной и возбуждения, которые уложены внутри поршней и соединены друг с другом последовательно. Система возбуждения выполнена в виде присоединительных клемм возбуждения, а система съема нагрузки выполнена в виде клемм съема нагрузки.

Система подачи топлива представляет собой форсунки, расположенные в торцевых частях цилиндра и предназначенные для подачи топлива в камеру сгорания.

Процесс преобразования энергии делится на два основных цикла: первый цикл - преобразование энергии из химической энергии топлива в механическую энергию движения поршней, а второй - механическая энергия движения поршней преобразуется в электрическую энергию. Первый цикл представляет собой рабочий процесс двухтактного дизельного двигателя, а второй, в свою очередь, делится на два этапа. На первом этапе посредством пересечения обмоткой первого поршня магнитного поля, созданного первой обмоткой статора (обмоткой возбуждения), производится возбуждение магнитного поля в первом поршне. На втором этапе происходит образование и съем электроэнергии, причем обмотка первого поршня играет роль обмотки возбуждения для второго поршня.

Использование принципа электромагнитов в обеих частях линейного генератора позволяет получить высокую мощность магнитного поля и, как следствие, минимизировать размеры установки.

Однако известное устройство имеет следующие недостатки. При работе устройства движение одного поршня используется для возбуждения магнитного поля в другом. Это приводит к потере рабочего процесса первого поршня для производства энергии на токосъем. Неполное использование рабочего процесса двухтактного дизельного двигателя для производства энергии на токосъем является причиной низкого кпд. Кроме того, от перегрева обмоток до температуры 500-600°С их магнитные свойства снижаются, что также понижает кпд двигателя.

Известен свободнопоршневой двигатель по а.с. СССР №1733650, МКИ 5 F02B 71/04, опубл. 15.05.92 г., состоящий из дизельного двигателя внутреннего сгорания, линейного генератора, системы подачи топлива и системы охлаждения.

Этот двигатель содержит цилиндр с выпускными клапанами в торцевых частях двигателя и продувочным окном в центральной части двигателя. Внутри гильзы расположен поршень со штоком.

Генератор состоит из статора, якоря, системы возбуждения и системы съема нагрузки. Статор выполнен в виде обмоток, закрепленных на внешней поверхности цилиндра. Якорь представляет собой обмотку, уложенную внутри поршня. Система возбуждения выполнена из щеток и проводов возбуждения. Щетки расположены внутри поршня. Они являются первой частью скользящего контакта системы возбуждения с обмоткой якоря. Второй частью скользящего контакта является пластина приема тока возбуждения, расположенная на обмотке якоря. Пластина соединена с выводами обмотки якоря. Провода подвода возбуждения расположены в штоке.

Система подачи топлива включает в себя две форсунки, расположенные в оппозитных частях цилиндра. Система охлаждения состоит из двух водяных форсунок, также расположенных в оппозитных частях цилиндра.

Преобразование энергии осуществляется так же, как в вышеприведенном двигателе, и состоит из двух циклов: первый цикл - преобразование энергии из химической энергии топлива в механическую энергию движения поршней, второй - механическая энергия движения поршней преобразуется в электрическую энергию. Первый цикл представляет собой рабочий процесс двухтактного дизельного двигателя. Второй цикл, в отличие от вышеприведенного двигателя, состоит из одного этапа и представляет собой рабочий процесс линейного генератора с непосредственным возбуждением. Исключение одного этапа достигается благодаря системе непосредственного возбуждения, провода которой проходят через шток,

Принцип работы системы охлаждения состоит в том, что при достижении определенной (600-800°С) температуры отработанных газов через специальные водяные форсунки в камеру сгорания подается охлаждающая жидкость, которая, испаряясь и смешиваясь с отработанными газами, образует охлаждающую среду, которая охлаждает камеру сгорания. Система охлаждения обеспечивает снижение температуры отработанных газов до 100-200°С. Но температура охлажденных отработанных газов все-таки ниже, чем температура поршня и обмотки якоря, т.к. сначала охлаждаются отработанные газы, а затем они отбирают излишек теплоты у поршня и обмотки. Из-за этого температура поршня и обмоток снижается только до 250-300°С.

Достоинством этого двигателя является повышение кпд за счет полного использования рабочего процесса двухтактного двигателя для производства электроэнергии на токосъем. Кроме того, кпд повышается за счет снижения потерь магнитного поля благодаря уменьшению температуры обмоток (в частности обмотки якоря).

Однако известное устройство имеет следующие недостатки. Отсутствие непосредственною контакта охлаждающей среды с обмоткой якоря, расположенной внутри поршня, приводит к недостаточному охлаждению обмотки. Температура обмотки снижается только до 250-300°C. При этом потери электромагнитного поля на медных обмотках на 50% больше, чем потери электромагнитного поля при температуре в 20°C.

Кроме того, подача охлаждающей жидкости в камеру сгорания приводит к резким перепадам температуры, а как следствие, к колебанию магнитного поля и силы вырабатываемого тока, что также влияет на снижение кпд.

Известен свободнопоршневой двигатель по патенту РФ №2186231, МПК F02B 71/04, опубл. 27.02.2002 г., прототип.

Этот двигатель содержит дизельный двигатель внутреннего сгорания, выполненный из цилиндра с форсунками, внутри которого расположен поршень со штоком, линейный генератор, выполненный из обмоток статора, расположенных на цилиндре, из обмотки якоря, расположенной на поршне и контактирующей с системой возбуждения, состоящей из щеток с проводами подвода возбуждения, систему съема нагрузки и систему охлаждения, в него дополнительно введены два отсекательных кольца системы охлаждения, закрепленных на штоке, и охлаждающие трубки, соединенные с внутрипоршневой камерой, при этом обмотка якоря расположена на штоке поршня, каждое отсекательное кольцо установлено между обмоткой и торцевыми частями поршня, а щетки установлены в теле цилиндра.

Недостатки: невысокий кпд из-за отсутствия системы своевременного открывания и закрывания клапанов и низкая надежность из-за применения обмоток и токосъемников во взрывоопасной среде: парах масло с топливом. Кроме того, не проработана система запуска ГТД.

Задачи создания изобретения: упрощение конструкции и увеличение надежности двигателя.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1…4, где:

- на фиг.1 представлена схема двигателя,

- на фиг.2 приведена схема поршневой группы и пары оппозитных цилиндров,

- на фиг.3 приведен разрез А-А,

- на фиг.4 приведена электрическая схема двигателя.

Решение указанных задач достигнуто в четырехцилиндровом свободнопоршневом двигателе, содержащем корпус двигателя, две пары оппозитно установленных цилиндра и две поршневые группы, тем, что согласно изобретению между цилиндрами установлена магнитопроницаемая вставка, каждая поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, в средней части которого выполнена внутренняя цилиндрическая вставка из магнитопроницаемого материала, а внутри радиально установлены постоянные магниты сегментной формы, корпус двигателя выполнен с образованием полости между магнитопроницаемой цилиндрической вставкой и внутренней цилиндрической вставкой из магнитопрозрачного материала, а вне него установлена по меньшей мере одна обмотка возбуждения. Двигатель может содержать блок управления, а в каждом цилиндре установлен датчик давления, соединенный электрической связью с блоком управления.

Свободнопоршневой двигатель (фиг.1 и 2) содержит корпус двигателя 1, две пары оппозитно установленных цилиндров 2….5 и две поршневые группы 6 и 7. Между цилиндрами 2…5 установлена магнитопроницаемая вставка 8. Форма вставки 8 прямоугольная или прямоугольная со скругленными углами. При этом поршневые группы 6 и 7 выполнены в виде единого узла с двумя торцами 9 и 10 и цилиндрическим пустотелым корпусом 11, в средней части которого установлена внутренняя магнитопроницаемая вставка 12 и радиально установлены постоянные магниты 13. Корпус двигателя 1 выполнен с образованием полости 14 между магнитопроницаемой вставкой 8 и внутренней цилиндрической вставкой из магнитопроницаемого материала. Материал магнитопроницаемых вставок 8 и 12 титан, нержавеющая сталь, полимер, композиционный материал и др. материалы, проницаемые для магнитного поля. Корпус двигателя 1 соединен с цилиндрами 2…5 фланцами 15. Снаружи относительно магнитопроницаемой вставки 8 установлена по меньшей мере одна обмотка возбуждения 16.

С обеих сторон поршневая группа 6 имеет компрессионные и маслосъемные кольца, соответственно 17 и 18.

Кроме того, двигатель содержит всасывающие коллекторы 19 и общий всасывающий коллектор 20, а также выхлопные коллекторы 21 и общий выхлопной коллектор 22. Во всасывающих коллекторах 19 установлены топливные форсунки 23 и впускной клапан 24 с приводом 25. В выхлопных коллекторах 21 установлены выпускные клапаны 26 с приводами 27. В каждом цилиндре 2...5 имеется электросвеча 28.

Двигатель может содержать блок управления 29, а в каждом цилиндре 2…5 установлен датчик давления 30, соединенный электрической связью 31 с блоком управления 29. Двигатель может содержать установленный на каждом цилиндре 2…5 датчик положения поршня 32, соединенный электрической связью 31 с блоком управления 29 (фиг.4).

Обмотка возбуждения 16 соединена электрическими проводами 33 с коммутатором 34. Коммутатор 34 электрическими проводами 33 соединен с аккумулятором 35 и электродвигателем 36.

На корпусе двигателя 1 выполнено заправочное отверстие 37, соединенное маслопроводом 38, содержащим кран 39 с маслобаком 40.

Топливная система двигателя содержит топливный бак 41, к которому присоединен топливопровод 42, содержащий топливный насос 43 соединенный с топливными форсунками 23.

Электрическая схема двигателя приведена на фиг 3 и 4.

Работа свободнопоршневого двигателя (фиг.1…4) осуществляется следующим образом.

Для запуска двигателя напряжение с аккумулятора 35 через коммутатор 34 подается в общую обмотку возбуждения 16. В этом случае линейный электрогенератор работает как двигатель. Одновременно блок управления 29 включает топливный насос 43 и топливо из топливного бака 41 подается в топливные форсунки 23. Потом открывают впускной клапан 24 одного из цилиндров 3 подачей сигнала с блока управления 29 на привод 25 и топливо-воздушная смесь поступает в полость одного из цилиндров 2…5. При работе свободнопоршневого двигателя (фиг.1…4) каждый ход поршневой группы 6 является рабочим ходом для одного из цилиндров 2…5, в то время как для противоположной части этот ход является процессом сжатия. При достижении необходимой степени сжатия, фиксируемой датчиком давления 30 и/или датчиком положения поршня 32, блок управления 29 подает напряжение на электросвечу 28. Поршневая группа 6 совершает рабочий ход. Потом открывают выпускной клапан 26 подачей команды с блока управления 29 на привод 27. Происходит выхлоп.

Потом аналогичный цикл повторяется в других цилиндрах 2…5.

Температура поршневой группы 6, из-за его контакта с горячими отработанными газами, составит на максимальном режиме не более 500-600°C.

При остановке двигателя вновь происходит переключение линейного генератора в режим двигателя и отключают подачу топлива, (не показано). При этом, для создания противодействия движению поршня, ток остановки, подаваемый на линейный электрогенератор, может обеспечить движение поршневой группы 6 в направлении, обратном настоящему направлению движения поршневой группы 6 для осуществления экстренного торможения.

Т.к. в процессе работы свободнопоршневого двигателя температура в обмотке возбуждения 16 линейного электрогенератора, которая находятся вне цилиндров 2…5, составляет примерно +10 - +20°C, то потери магнитного поля в медных обмотках на нагрев уменьшаются, по сравнению с потерями магнитного поля в прототипе, на 30-50%. Снижение потерь приводит к повышению кпд свободнопоршневого двигателя. Отсутствие токосъемников приводит к повышению пожаробезопасности работы, а отсутствие обмоток в зоне высоких температур повышает надежность двигателя.

Надежная система смазки позволяет увеличить ресурс работы двигателя до капитального ремонта, уменьшить износ трущихся частей и предотвратить перегрев.

Электронная система управления позволяет полностью автоматизировать процесс зажигания и открывания и закрывания спускных и выпускных клапанов и корректировать их открытие и закрытие в зависимости от режима работы двигателя.

Улучшается экологичность работы двигателя, так как транспортное средство в густонаселенных районах может передвигаться с выключенным свободнопоршневым двигателем на аккумуляторе.

Применение датчиков давления и положения поршней на обоих цилиндрах позволяет не только своевременно открывать и закрывать впускные и выпускные клапаны и подавать напряжение на электросвечи, но и контролировать аварийную ситуацию и при необходимости автоматически выключить двигатель.

Расширить номенклатуру производства свободнопоршневых двигателей с одним или двумя и более блоками на базе одного разработанного и доведенного модуля.

1. Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель, содержащий корпус двигателя, две пары оппозитно установленных цилиндров и две поршневые группы, отличающийся тем, что между цилиндрами установлена магнитопроницаемая вставка, каждая поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, в средней части которого выполнена внутренняя магнитопроницаемая цилиндрическая вставка, а внутри радиально установлены постоянные магниты сегментной формы, корпус двигателя выполнен с образованием зазора между магнитопроницаемой цилиндрической вставкой и внутренней магнитопроницаемой цилиндрической вставкой, а вне него установлена по меньшей мере одна обмотка возбуждения.

2. Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель по п.1, отличающийся тем, что он содержит блок управления, а в каждом цилиндре установлен датчик давления, соединенный электрической связью с блоком управления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Свободнопоршневой двигатель, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр, внутри которых расположены по два оппозитно установленных поршня со штоком, свечи зажигания, системы газораспределения на концах цилиндра, коллектор подачи топливовоздушной среды, коллектор выхлопных газов и систему управления, согласно изобретению каждый цилиндр оборудован зубчатой рейкой на штоке и двумя контактирующими с ней зубчатыми колесами, установленными на ведущих валах, которые соединены с обгонными муфтами, обеспечивающими противоположное вращение двух выходных валов, выходные валы соединены с входом в общий редуктор, имеющий вал нагрузки.
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель, содержащий корпус двигателя, две пары оппозитно установленных цилиндров и две поршневые группы, при этом каждая поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, на котором в средней части выполнена зубчатая рейка, корпус двигателя выполнен с образованием зазора между ним и поршневыми группами, поршневые группы связаны между собой механизмом синхронизации, имеющим главный вал, проходящий сквозь корпус в обе стороны, а вне корпуса установлены и соединены с главным валом муфты обгона, которые имеют выходные валы, соединенные с валами генераторов.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, конкретно - к свободнопоршневым двигателям. В свободнопоршневом двигателе, содержащем корпус двигателя, два оппозитно установленных цилиндра и поршневую группу, между цилиндрами установлена магнитопроницаемая цилиндрическая вставка, поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, в средней части которого выполнена внутренняя магнитопроницаемая цилиндрическая вставка, а внутри радиально установлены постоянные магниты сегментной формы, корпус двигателя выполнен, с образованием зазора между ним и цилиндрическим корпусом, магнитопрозрачным, а вне него установлена по меньшей мере одна обмотка возбуждения.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к двигателегенераторам. Устройство преобразования тепловой энергии в электрическую, содержащее катушку возбуждения, расположенную коаксиально штоку и механически с ним связанную, магнитопровод, согласно изобретению снабжено трансформатором с первичной обмоткой, при этом катушка возбуждения имеет магнитную связь с первичной обмоткой трансформатора.

Изобретение относится к области энергомашиностоения. В способе адаптации частоты колебаний якорь-поршней насос-генератора к резонансной частоте контура линейного генератора при рекуперации энергии торможения система управления после каждого цикла генерирования импульса электроэнергии при движении якорь-поршня насос-генератора из одной крайней точки движения в другую крайнюю точку движения система управления переводит клапаны управления потоком жидкости в противоположные положения с задержкой.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. В свободнопоршневом двигателе, содержащем корпус двигателя, два оппозитно установленных цилиндра и поршневую группу, согласно изобретению поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, в средней части которого радиально установлены постоянные магниты, корпус двигателя выполнен магнитопрозрачным с образованием зазора между ним и цилиндрическим корпусом, а вне его установлена, по меньшей мере, одна обмотка возбуждения.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к генераторам энергии, в которых в качестве носителя энергии используется жидкость или газы. Генератор энергии содержит связанную с гидропневмоаккумулятором камеру сгорания, связанную с баком для энергоносителя и баком для воды, снабженную предохранительными и обратными клапанами, оснащенную средством воспламенения энергоносителя и распределительным узлом.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. В свободнопоршневом двигателе, содержащем один цилиндр, внутри которого расположены два оппозитно установленных поршня со штоком, свечи зажигания, системы газораспределения на концах цилиндра, коллектор подачи топливовоздушной среды и коллектор выхлопных газов и систему управления, согласно изобретению каждый цилиндр оборудован зубчатой рейкой на штоке и двумя контактирующими с ней зубчатыми колесами, установленными на ведущих валах, которые соединены с обгонными муфтами, обеспечивающими противоположное вращение двух выходных валов, выходные валы соединены с входом в редуктор, имеющий вал нагрузки.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. В свободнопоршневом двигателе, содержащем по меньшей мере один цилиндр, внутри которого расположены два оппозитно установленных поршня со штоком, свечи зажигания, линейный генератор, содержащий в свою очередь статорную обмотку, расположенную на цилиндре, системы газораспределения на концах цилиндра, коллектор подачи топливовоздушной среды и коллектор выхлопных газов, систему газораспределения и систему управления, согласно изобретению система управления содержит блок управления и датчик положения поршней, каждая система газораспределения выполнена в виде подпружиненных впускного и выпускного клапанов, содержащих седло и шток и установленных в головках цилиндра, и гидротолкателей, установленных на торцах штоков клапанов, соединенных трубопроводами с гидрораспределителем, который электрической связью соединен с блоком управления, с которым также соединен датчик положения поршней.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. В четырехцилиндровом свободнопоршневом двигателе, содержащем два корпуса двигателя, четыре цилиндра, внутри которых расположены оппозитно установленные поршневые группы, свечи зажигания, общий входной коллектор, индивидуальные входные коллекторы, общий выхлопной коллектор выхлопных газов, индивидуальные выхлопные коллекторы, форсунку, свечи и систему управления с блоком управления, согласно изобретению топливная форсунка установлена в общем входном коллекторе, поршневые группы выполнены в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим корпусом, в котором радиально установлены постоянные магниты, вне корпусов двигателя установлена общая обмотка возбуждения.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, конкретно - к свободнопоршневым двигателям. В четырехцилиндровом свободнопоршневом двигателе, содержащем корпус двигателя, две пары оппозитно установленных цилиндров и две поршневые группы, согласно изобретению между цилиндрами установлена магнитопроницаемая вставка, каждая поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, в средней части которого выполнена внутренняя магнитопроницаемая цилиндрическая вставка, а внутри радиально установлены постоянные магниты сегментной формы, корпус двигателя выполнен с образованием зазора между магнитопроницаемой цилиндрической вставкой и внутренней магнитопроницаемой цилиндрической вставкой, вне него установлена, по меньшей мере, одна обмотка возбуждения, а движение поршневых групп в противоположные стороны обеспечено механизмом согласования. Механизм согласования выполнен в виде двуплечего рычага. Двигатель содержит блок управления, а в каждом цилиндре установлен датчик давления, соединенный электрической связью с блоком управления. Изобретение обеспечивает уменьшение вибронагрузок и повышение мощности двигателя. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Четырехцилиндровый свободнопоршневой двигатель, содержащий корпус двигателя, две пары оппозитно установленных цилиндров и две поршневых группы, при этом каждая поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, внутри которого в средней части установлены пальцы, корпус двигателя выполнен с образованием зазора между ним и поршневыми группами, поршневые группы связаны между собой механизмом синхронизации, имеющим главный вал, проходящий сквозь корпус в обе стороны, а вне корпуса установлены и соединены с главным валом муфты обгона, которые имеют выходные валы, соединенные с генераторами. Механизм синхронизации выполнен в виде шестерни, жестко связанной с главным валом и с зубчатыми рейками на поршневых группах. Двигатель содержит блок управления, а в каждом цилиндре установлен датчик давления, соединенный электрической связью с блоком управления. Двигатель содержит датчик скорости вращения вала, соединенный электрической связью с блоком управления. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Свободнопоршневой двигатель, содержащий корпус двигателя, два оппозитно установленных цилиндра и поршневую группу, что согласно изобретению поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, в средней части которого радиально установлено несколько рядов постоянных магнитов, корпус двигателя выполнен с образованием зазора между ним и цилиндрическим корпусом и содержащим магнитопрозрачные участки, а вне него установлена по меньшей мере одна обмотка возбуждения. Полость внутри цилиндрического корпуса соединена отверстием с зазором между корпусами. Двигатель содержит блок управления, а в каждом цилиндре установлен датчик давления, соединенный электрической связью с блоком управления. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции, увеличение надежности двигателя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС). В восьмицилиндровом свободнопоршневом двигателе, содержащем корпус двигателя, четыре пары оппозитно установленных цилиндров и две поршневых группы, согласно изобретению каждая поршневая группа выполнена в виде единого узла с двумя торцами и цилиндрическим пустотелым корпусом, на котором в средней части установлена зубчатая рейка, корпус двигателя выполнен с образованием зазора между ним и поршневыми группами, поршневые группы связаны между собой механизмом синхронизации, имеющим главный вал, проходящий сквозь корпус в обе стороны, а вне корпуса установлены и соединены с главным валом муфты обгона, которые имеют выходные валы, соединенные с генераторами, при этом механизм синхронизации выполнен в виде двух шестерен, жестко связанных с главным валом и взаимодействующих с зубчатыми рейками на поршневых группах. Двигатель содержит установленный в каждом цилиндре датчик давления, соединенный электрической связью с блоком управления. Изобретение обеспечивает повышение кпд и снижение вибронагрузок. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к свободнопоршневым двигателям. Свободнопоршневой с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором энергомодуль преобразует экзотермическую энергию моторного топлива в электроэнергию и/или энергию газообразного рабочего тела высокого давления и температуры. В его состав входят одна или две расширительные машины, поршни которых соединены с якорями линейного электрогенератора, линейный электрогенератор, общая внешняя камера сгорания, система управления энергомодулем и перепускной клапан выхлопных газов, соединяющий выпускной и впускной коллекторы расширительной машины. Система управления энергомодулем определяет в соответствии с задаваемой нагрузкой на энергомодуль интервал времени открытого положения перепускного клапана выхлопных газов. При движении поршневой группы энергомодуля система управления переводит перепускной клапан в открытое положение на интервал времени в соответствии с задаваемой нагрузкой на энергомодуль. Часть выхлопных газов из выхлопного коллектора перетекают во впускной коллектор и оттуда в компрессорную полость поршневой группы, а затем вместе со сжимаемым воздухом во внешнюю камеру сгорания. Изобретение обеспечивает снижение токсичности отработавших газов энергомодуля (содержания оксидов азота NOx: NO и NO2) в режиме частичных нагрузок на энергомодуль. 1 ил.

Изобретение относится к энергетике. Переносная электрическая установка содержит тепловой двигатель и электрический генератор, установленные в корпусе. Соединенные между собой штоком рабочий поршень и вспомогательный поршень образуют в корпусе рабочую камеру теплового двигателя и вспомогательную камеру. Сердечники обмотки статора выполнены кольцевыми двутаврового сечения, кольцевые магниты охватывают шток и расположены по обеим сторонам сердечников. При движении штока с поршнем кольцевые магниты генерируют переменный электрический ток в обмотке статора. Сжатый вспомогательным поршнем во вспомогательной камере воздух может использоваться для привода пневмоинструмента. Изобретение позволяет повысить надежность работы портативной электрической установки, электрического генератора и упростить конструкцию теплового двигателя. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Электрогенератор содержит двигатель внутреннего сгорания (ДВС), электрическую машину, электрические конденсаторы и аккумулятор, электрические блоки для преобразования электроэнергии и электронный блок управления. ДВС применен бесшатунный оппозитный с возвратно-поступательным движением поршней. Цилиндры ДВС размещены в ряд и присоединены к картеру через пружины. Поршни жестко соединены штоками. На штоках размещены подвижные части электрических машин, ограничительные тарелки, пальцы, датчики положения и скорости движения штоков. Неподвижные части электрических машин размещены на картере. Достигается снижение выброса вредных веществ в атмосферу. 6 ил.

Изобретение относится к энергомашиностроению. Способ генерирования сжатого в компрессорных полостях поршневых групп атмосферного воздуха свободнопоршневым энергомодулем с общей внешней камерой сгорания и оппозитным движением поршневых групп, включающим две расширительные машины с поршневыми группами энергомодуля, внешнюю камеру сгорания, установленный между компрессорными полостями и камерой сгорания двухходовой воздухораспределительный клапан и систему управления, согласно изобретению в момент времени, когда в камеру сгорания поступит масса сжатого в компрессорных полостях поршневых групп воздуха, система управления переводит двухходовой воздухораспределительный клапан в положение, при котором закрывается доступ сжатого в компрессорных полостях поршневых групп атмосферного воздуха во внешнюю камеру сгорания и открывается путь потребителю сжатого в компрессорных полостях поршневых групп воздуха. Изобретение обеспечивает расширение области применения путем получения на выходе сжатого атмосферного воздуха. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам, преобразующим тепловую энергию в электрическую. Устройство преобразования тепловой энергии в электрическую в двигателе внутреннего сгорания содержит линейно расположенные цилиндры, поршни, жестко соединенные между собой штоком, при этом на штоке жестко закреплен ротор, состоящий из конденсаторных пластин, между которыми находятся плоскостные катушки индуктивности, связанные со статором и взаимодействующие с конденсаторными пластинами. Изобретение обеспечивает повышение КПД, ресурса работы. 2 ил.

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ включает систему управления, цилиндры с поршнями компрессора и энергомодуля, газораспределительные клапаны и внешнюю камеру сгорания, согласно изобретению система управления отслеживает мгновенные величины скоростей поршней компрессора и энергомодуля в обоих цилиндрах компрессора, определяет момент закрытия и продолжительность закрытого положения соответствующих газораспределительных клапанов, и, если при колебательном движении поршней скорость поршней компрессора и энергомодуля в одном цилиндре меньше, чем скорость поршней компрессора и энергомодуля в другом цилиндре, система управления закрывает газораспределительный клапан того цилиндра, скорость поршней компрессора и энергомодуля в котором меньше скорости движения поршней компрессора и энергомодуля в другом цилиндре, в результате чего поступление продуктов сгорания из внешней камеры сгорания прерывается и скорость движения поршней компрессора и энергомодуля в цилиндре с закрытым газораспределительным клапаном уменьшается, после чего в момент времени, когда скорость поршней компрессора и энергомодуля в цилиндре с закрытым газораспределительным клапаном достигнет значения, обеспечивающего одновременность прибытия поршней компрессора и энергомодуля в крайние точки в обоих цилиндрах компрессора, система управления вновь открывает закрытый газораспределительный клапан. Изобретение обеспечивает синхронизацию движения поршней свободнопоршневого с оппозитным движением поршней энергомодуля, соединенных с поршнями компрессора сжатия газов. 1 ил.
Наверх