Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с электрическим генератором

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с электрическим генератором и может использоваться для выработки электроэнергии и перекачки жидкости. Двигатель содержит цилиндр 1 с поршнями 2 объемного насоса, соединенными между собой штоком 3. На концах цилиндра 1 расположены уплотнительные поршни 4 и камеры сгорания 5. Объемный насос разделен перегородкой 7 на камеры 8, 9 со всасывающими 10 и нагнетательными клапанами 11. Камеры 8, 9 заполнены рабочей жидкостью, в качестве которой используется ферромагнитная жидкость на водяной основе. Всасывающий 12 и нагнетательный 13 патрубки объемного насоса соединены энергосберегающей магистралью 14, вокруг которой установлена обмотка 15 линейного электрического генератора, концентрично которой размещен кольцевой постоянный магнит 16. При воспламенении смеси в камерах сгорания 5 происходит возвратно-поступательное движение поршней 2, перекачивающих жидкость по энергосберегающей магистрали 14. Кольцевой магнит 16 создает магнитное поле, перемещение столба ферромагнитной жидкости генерирует ЭДС в обмотке 15 линейного электрического генератора. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей двигателя, а также генерацию электрической энергии. 1 ил.

 

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания и может быть использовано для выработки электрической энергии и перекачки жидкости.

Известны двигатели внутреннего сгорания (ДВС) с гидравлической передачей, содержащие блок спаренных цилиндров, в котором размещены поршни, разделяющие внутренний объем цилиндров на камеры сгорания и подпоршневые полости, сообщенные между собой кольцевой гидромагистралью с обратными клапанами, и который снабжен органами газораспределения, топливоподачи и блоком управления [1]. Известный ДВС имеет следующие недостатки: сложность конструкции и ограниченность применения.

Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является устройство для преобразования тепловой энергии в энергию другого вида [2], содержащее замкнутую систему в виде трубы, на противоположных концах которой размещены камеры сгорания для образования рабочего тела, а внутри - поршни, выполняющие роль инерционного аккумулятора, соединенные с исполнительным механизмом. При этом в качестве поршней использован единый столб несжимаемой жидкости, а в качестве исполнительного механизма установлен объемный насос.

Недостатком известного технического решения является ограниченность применения, обусловленная возможностью использования только для перекачки жидкостей или газов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей ДВС. Указанная цель достигается тем, что ДВС содержит цилиндр с поршнями объемного насоса, соединенными между собой штоком, на концах цилиндра симметрично расположены уплотнительные поршни и камеры сгорания, пространство между уплотнительными поршнями и поршнями объемного насоса заполнено несжимаемой жидкостью, объемный насос разделен перегородкой на камеры с всасывающим и нагнетательным клапанами и заполнен рабочей жидкостью.

Новым в ДВС является соединение всасывающего и нагнетательного патрубков объемного насоса энергообразующей магистралью, вокруг которой установлена обмотка линейного электрического генератора, концентрично которой размещен кольцевой постоянный магнит. При этом в качестве рабочей жидкости используется ферромагнитная жидкость на водяной основе.

На фиг. представлена схема двигателя внутреннего сгорания с электрическим генератором. Двигатель содержит цилиндр 1 с поршнями 2 объемного насоса, соединенными между собой штоком 3. На концах цилиндра 1 симметрично расположены уплотнительные поршни 4 и камеры сгорания 5. Пространство 6 между уплотнительными поршнями 4 и поршнями 2 объемного насоса заполнено несжимаемой жидкостью. Объемный насос разделен перегородкой 7 на левую 8 и правую 9 камеры с всасывающими клапанами 10 и нагнетательными клапанами 11. Камеры 8, 9 объемного насоса заполнены рабочей жидкостью, в качестве которой используется ферромагнитная жидкость на водяной основе. Объемный насос имеет всасывающий 12 и нагнетательный 13 патрубки, соединенные между собой выполненной из немагнитного материала энергосберегающей магистралью 14, вокруг которой установлена обмотка 15 линейного электрического генератора. Концентрично обмотке 15 размещен кольцевой постоянный магнит 16. Камеры сгорания 5 имеют клапаны 17 механизма газораспределения.

Двигатель внутреннего сгорания с электрическим генераторам работает следующим образом.

При воспламенении смеси в левой камере сгорания 5 цилиндра 1 двигателя внутреннего сгорания левый уплотнительный поршень 4 перемещается вправо вместе с несжимаемой жидкостью и поршнями 2 объемного насоса. Вследствие этого перемещения рабочая жидкость из левой камеры 8 вытесняется через левый нагнетательный клапан 11 в нагнетательный патрубок 13, при этом левый всасывающий клапан 10 закрыт. Одновременно с этим объем правой камеры 9 увеличивается. Правый нагнетательный клапан 11 закрывается, открывается правый всасывающий клапан 10, и рабочая жидкость поступает в правую камеру 9 из всасывающего патрубка 12. Таким образом обеспечивается движение рабочей жидкости в энергосберегающей магистрали 14. Кольцевой магнит 16 создает магнитное поле вокруг энергосберегающей магистрали 14. Перемещение вправо столба ферромагнитной жидкости в магнитном поле создает ЭДС в обмотке 15 линейного электрического генератора, снимаемую с электрического разъема (на фиг. не показан). Одновременно с этим в правой камере сгорания 5 происходит процесс сжатия свежего заряда.

При воспламенении смеси в правой камере сгорания 5 цилиндра 1 двигателя внутреннего сгорания правый уплотнительный поршень 4 перемещается влево вместе с несжимаемой жидкостью и поршнями 2 объемного насоса. В результате этого перемещения рабочая жидкость из правой камеры 9 вытесняется через правый нагнетательный клапан 11 в нагнетательный патрубок 13, при этом правый всасывающий клапан 10 закрыт. В это же время объем левой камеры 8 увеличивается, левый нагнетательный клапан 11 закрывается, открывается левый всасывающий клапан 10, и рабочая жидкость поступает в левую камеру 8 из всасывающего патрубка 12. Таким образом осуществляется движение рабочей жидкости в энергосберегающей магистрали 14. Одновременно с этим в левой камере сгорания 5 происходит процесс сжатия свежего заряда, а кольцевой магнит 16 создает магнитное поле вокруг энергосберегающей магистрали 14. Перемещение влево столба ферромагнитной жидкости в магнитном поле вновь создает ЭДС в обмотке 15 линейного электрического генератора. Далее цикл работы электрического генератора повторяется.

Техническим преимуществом предложенного двигателя является расширение функциональных возможностей, обеспечение не только перекачивания жидкости, но и генерацию электрической энергии.

Литература

1. Патент СССР №672362, опубл. 05.07.1979, бюл. №25 «Двигатели внутреннего сгорания с гидравлической передачей».

2. Патент РФ №2282732 С2, опубл. 27.08.2006 «Способ преобразования тепловой энергии в энергию другого вида и устройство для его осуществления».

Двигатель внутреннего сгорания с электрическим генератором, содержащий цилиндр с поршнями объемного насоса, соединенными между собой штоком, на концах цилиндра симметрично расположены уплотнительные поршни и камеры сгорания, пространство между уплотнительными поршнями и поршнями объемного насоса заполнено несжимаемой жидкостью, объемный насос разделен перегородкой на камеры с клапанами, заполнен рабочей жидкостью и имеет всасывающий и нагнетательный патрубки, отличающийся тем, что всасывающий и нагнетательный патрубки соединены между собой энергообразующей магистралью, вокруг которой установлена обмотка линейного электрического генератора, концентрично которой размещен кольцевой постоянный магнит, при этом в качестве рабочей жидкости используется ферромагнитная жидкость на водяной основе.



 

Похожие патенты:

Предложен способ управления дозой топлива пневматическим приводом топливной форсунки свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания (ВКС). Сжатый воздух для привода топливной форсунки отбирается из магистрали подачи сжатого воздуха в ВКС 1, поступает в пневмоаккумулятор 31 и заряжает его.

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ пневматического привода двухклапанного газораспределителя свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания состоит в следующем.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи энергетических установок с общей внешней камерой сгорания (ВКС). Предложен способ повышения степени диспергирования топлива пневматическим приводом топливной форсунки свободнопоршневого энергомодуля с общей ВКС 1, согласно которому сжатый воздух отбирается из магистрали 23, 24 подачи сжатого воздуха в ВКС 1 и поступает в пневмоаккумулятор 31 по магитсрали 29.

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ охлаждения поршневых групп свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания, содержащей внешнюю камеру сгорания, компрессорные полости энергомодуля, систему управления, клапан охлаждения, радиатор и поршневые группы, согласно изобретению в момент времени, когда в камеру сгорания из компрессорных полостей поршней поступит достаточная для поддержания горения топлива масса сжимаемого воздуха, система управления открывает клапан охлаждения, в результате чего воздух протекает через радиатор, где охлаждается до рабочей температуры, а затем протекая через внутренне каналы поршневых групп, отнимает тепло от их стенок и выбрасывается в атмосферу.

Изобретение относится к свободнопоршневым двигателям внутреннего сгорания. Различные варианты осуществления настоящего изобретения направлены на получение линейного двигателя внутреннего сгорания, содержащего: цилиндр, имеющий стенку цилиндра и два конца, причем цилиндр содержит секцию сгорания, расположенную в центральной части цилиндра; два оппозитных поршневых узла, приспособленных для прямолинейного перемещения внутри цилиндра, причем каждый поршневой узел расположен по одну сторону секции сгорания напротив другого поршневого узла, каждый поршневой узел содержит пружинный шток и поршень, включающий сплошную переднюю часть, примыкающую к секции сгорания, и пневматическую часть; и две линейные электромагнитные машины, приспособленные для непосредственного преобразования кинетической энергии поршневого узла в электрическую энергию и приспособленные для непосредственного преобразования электрической энергии в кинетическую энергию поршневого узла для обеспечения работы сжатия во время такта сжатия.

Изобретение относится к энергомашиностроению. Способ предотвращения газораспределительными клапанами ударов поршневых групп о торцы цилиндров компрессора и энергомодуля в компрессоре с приводом поршней компрессора свободнопоршневым энергомодулем, включающего систему управления, два цилиндра с впускными и выпускными клапанами и внешнюю камеру сгорания, при этом поступление из внешней камеры сгорания через впускные клапаны в один из цилиндров, в каждом из которых оппозитно движутся поршневые группы в составе поршня компрессора и двух поршней энергомодуля с рабочими и компрессорными полостями, в рабочую полость одного поршня энергомодуля продуктов сгорания, приводит в движение поршневую группу с выбросом в атмосферу отработавших продуктов сгорания из рабочей полости другого поршня энергомодуля, при этом система управления на основании отслеживаемой мгновенной скорости поршневой группы в каждом цилиндре закрывает выпускные клапаны, причем после прибытия поршневой группы в крайнюю точку движения скорость поршневой группы окажется равна нулю, и при приближении поршневой группы к крайней точке движения система управления закрывает выпускной клапан, в результате чего выпуск отработавших продуктов сгорания из рабочей полости поршня прекращается и давление оставшихся в силовой полости поршня продуктов сгорания увеличивается, что приводит к торможению и остановке поршневой группы в конечной точке движения, что исключает удар поршневой группы о торец цилиндра, и в момент, близкий к остановке поршневой группы, система управления организует впускными и выпускными клапанами газообмен поступающих из внешней камеры сгорания продуктов сгорания, обеспечивающий движение поршневой группы в противоположную крайнюю точку движения.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания содержит кольцевой поршень и центральный вал для такого двигателя.

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ, включающий систему управления, цилиндры с газораспределительными клапанами и поршневыми группами в составе каждой двух соединенных штоком поршней и внешнюю камеру сгорания, в соответствии с изобретением при движении поршневых групп из одной крайней точки движения в другую крайнюю точку движения система управления в каждом цилиндре на основании отслеживаемой мгновенной скорости поршневой группы переводит газораспределительные клапаны в противоположные положения, при этом при прибытии поршневой группы в крайнюю точку движения скорость поршневой группы равна нулю, и при приближении поршневой группы к крайней точке движения система управления переводит газораспределительные клапаны в противоположные положения, и поступление продуктов сгорания из внешней камеры сгорания в полость одного поршня и выброс отработавших продуктов сгорания из полости другого поршня прекращается, давление оставшихся в полости другого поршня продуктов сгорания увеличивается, что приводит в результате сжатия оставшихся в другой полости поршня продуктов сгорания к торможению и остановке поршневой группы в конечной точке движения, в результате чего исключается удар поршневой группы о торец цилиндра, после чего система управления газораспределительными клапанами организует в цилиндрах энергомодуля газообмен, обеспечивающий движение поршневой группы в противоположную крайнюю точку движения.

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Ступенчатый способ сжатия газа группой свободнопоршневых с оппозитным движением поршней компрессорами с приводом их поршней энергией газов из внешней камеры сгорания двухцилиндрового свободнопоршневого с оппозитным движением поршней энергомодуля, включающий внешнюю камеру сгорания, поршни энергомодуля и соединенные с ними поршни компрессора, поступающие из внешней камеры сгорания энергомодуля в полости поршней энергомодуля продукты сгорания приводят в колебательное движение поршни энергомодуля и соединенные с ними поршни компрессора, сжимают газ поршнями компрессора первой ступени сжатия и подают сжатый газ для всасывания и последующего сжатия газа компрессором второй ступени сжатия газа, отличающийся от компрессора первой ступени сжатия меньшей площадью поршней компрессора, откуда таким же образом подается для всасывания и сжатия компрессором следующей ступени сжатия газа, площади поршней которого также меньше площади поршней предыдущего компрессора.

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ включает два цилиндра компрессора с поршнями компрессора и газораспределительными клапанами, двухцилиндровый свободнопоршневой с оппозитным движением поршней энергомодуль в составе внешней камеры сгорания с форсункой и свечой зажигания, двух цилиндров с поршнями и газораспределительными клапанами, и систему управления, при этом система управления впрыскивает топливо форсункой во внешнюю камеру сгорания энергомодуля, воспламеняет топливо свечой зажигания, подает продукты сгорания из внешней камеры сгорания энергомодуля в цилиндры энергомодуля, газораспределительными клапанами приводит поршни энергомодуля и соединенные с ними поршни компрессора в колебательные движения, в цилиндрах компрессора газораспределительными клапанами обеспечивает всасывание газа из источника газа в цилиндр компрессора и после сжатия газа в цилиндре компрессора газораспределительными клапанами подает сжатый газ потребителю.

Изобретение относится к области теплоэлектроэнергетики и предназначено для обеспечения потребностей в тепле и электроэнергии в производственных и жилых помещениях при отсутствии электропитания от сети.

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ пневматического привода двухклапанного газораспределителя свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания состоит в следующем.

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ пневматического привода двухклапанного газораспределителя свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания состоит в следующем.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к мотокомпрессорам со свободно движущимися поршнями. Свободнопоршневой мотокомпрессор состоит из 2-12 блоков цилиндров, закрепленных на общей раме (1).

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ управления температурой поршневых групп и цилиндров свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения сжатым воздухом состоит в следующем: при действии энергомодуля в момент времени, когда в камеру сгорания энергомодуля поступит масса сжимаемого в компрессорных полостях поршней энергомодуля воздуха, система управления энергомодуля открывает клапан подачи воздуха на турбину из компрессорных полостей поршней энергомодуля, воздух поступает на турбину и приводит турбину во вращение.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам двигатель-генератор. Электрический генератор содержит верхний 2 и нижний 3 неподвижные поршни.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с гидравлическим приводом и может быть использовано для выработки электроэнергии и тепла. Гидродвигатель содержит два рабочих цилиндра 1, 2, состоящих из соосно расположенных внутреннего 3 и внешнего 4 цилиндров.

Изобретение относится к энергомашиностроению. Способ управления температурой поршневых групп и цилиндров свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами, включающего клапан подачи воздуха на турбину, вентилятор, насос, радиатор, поршневые группы энергомодуля с каналами для прокачки охлаждающей жидкости, цилиндр энергомодуля с каналом для прокачки охлаждающей жидкости и датчик температуры охлаждающей жидкости, при этом коллектор выхлопных газов энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами соединен с выхлопными каналами газораспределительных клапанов энергомодуля для пуска системы охлаждения поршневых групп и цилиндров, система управления энергомодулем открывает клапан подачи выхлопных газов на турбину и приводит ее во вращение, турбина соединена валами с вентилятором и насосом, насос прокачивает охлаждающую жидкость по каналам поршневых групп энергомодуля для прокачки охлаждающей жидкости и по каналам цилиндров для прокачки охлаждающей жидкости энергомодуля, через радиатор и снова к насосу, охлаждающая жидкость переносит тепло от поршневых групп и цилиндров энергомодуля в радиатор, вентилятор обдувает радиатор, который отдает тепло окружающей среде, система управления датчиком температуры воздуха контролирует температуру охлаждающей жидкости, и если температура охлаждающей жидкости меньше оптимальной величины, система управления закрывает клапан подачи выхлопных газов на турбину.

Способ уменьшения сопротивления магнитного потока воздушного зазора между якорями линейного электрогенератора свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания достигается следующим образом.

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ управления температурой поршней и штоков свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля шунтированием радиатора осуществляется следующим образом.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с гидравлическим приводом и может быть использовано для выработки электроэнергии и тепла. Гидродвигатель содержит два рабочих цилиндра 1, 2, состоящих из соосно расположенных внутреннего 3 и внешнего 4 цилиндров.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с электрическим генератором и может использоваться для выработки электроэнергии и перекачки жидкости. Двигатель содержит цилиндр 1 с поршнями 2 объемного насоса, соединенными между собой штоком 3. На концах цилиндра 1 расположены уплотнительные поршни 4 и камеры сгорания 5. Объемный насос разделен перегородкой 7 на камеры 8, 9 со всасывающими 10 и нагнетательными клапанами 11. Камеры 8, 9 заполнены рабочей жидкостью, в качестве которой используется ферромагнитная жидкость на водяной основе. Всасывающий 12 и нагнетательный 13 патрубки объемного насоса соединены энергосберегающей магистралью 14, вокруг которой установлена обмотка 15 линейного электрического генератора, концентрично которой размещен кольцевой постоянный магнит 16. При воспламенении смеси в камерах сгорания 5 происходит возвратно-поступательное движение поршней 2, перекачивающих жидкость по энергосберегающей магистрали 14. Кольцевой магнит 16 создает магнитное поле, перемещение столба ферромагнитной жидкости генерирует ЭДС в обмотке 15 линейного электрического генератора. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей двигателя, а также генерацию электрической энергии. 1 ил.

Наверх