close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY6203

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6203
(13) C1
(19)
7
(51) H 02K 35/02
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СИЛОВАЯ УСТАНОВКА
(21) Номер заявки: a 20000091
(22) 2000.02.01
(46) 2004.06.30
(71) Заявитель: Корольков Александр
Иванович (BY)
(72) Автор: Корольков Александр Иванович (BY)
(73) Патентообладатель: Корольков Александр Иванович (BY)
BY 6203 C1
(57)
1. Силовая установка, содержащая корпус, размещенные в нем тепловой двигатель с
цилиндро-поршневыми группами, соединенными между собой штоками, и электрический
генератор с ротором и статором, включающим размещенные коаксиально цилиндропоршневым группам теплового двигателя магнитопровод и рабочие и пусковые обмотки,
отличающаяся тем, что ротор выполнен в виде расположенной посредине штоков и связанной с ними магнитной системы, выполненной в виде установленных одноименными
полюсами друг к другу постоянных магнитов с полюсными наконечниками, между которыми расположены обмотки подмагничивания, а цилиндро-поршневые группы жестко
связаны между собой парами через магнитную систему.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что электрический генератор содержит датчики положения для управления рабочим циклом, установленные между рабочими и пусковыми обмотками статора.
BY 6203 C1
(56)
RU 2079955 C1, 1997.
RU 2097587 C1, 1997.
RU 2046966 C1, 1995.
RU 2037254 C1, 1995.
JP 55032484 A, 1980.
JP 58127553 A, 1983.
Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и может быть использовано в качестве силовой установки в автомобильной, тракторной, сельскохозяйственной и другой транспортной технике.
Известен электрический генератор возвратно-поступательного движения, содержащий
подвижный якорь с ферромагнитными полюсами, закрепленный на средней части штока,
статор с магнитопроводом, охватывающий якорь и содержащий рабочие обмотки и обмотки возбуждения. Якорь выполнен полым и содержит подпружиненные кольцевые элементы, а
магнитопровод статора выполнен из не менее чем двух групп полюсов с одинаковым шагом [1]. Такое выполнение устройства способствует достижению равномерного перемещения магнитопровода, снижению составляющих ЭДС и повышению КПД устройства.
Однако известный генератор работает в двухтактном режиме и не обладает достаточной
мощностью для использования его в качестве силовой установки транспортного средства.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является электрическая установка МЭН-ШВМ, содержащая корпус и размещенный в нем электрический генератор
со статором, включающим магнитопровод и обмотки, ротор, тепловой двигатель с поршневой группой, размещенной в канале, и рабочей камерой с автоматическим зарядным
устройством [2]. Магнитопровод и обмотки статора электрического генератора размещены коаксиально поршневой группе теплового двигателя, выполняющей роль ротора электрического генератора и имеющей в торцах рабочие камеры, причем поршневая группа
выполнена в виде гильзы из немагнитного материала, заполненной полюсочередующимися кольцами постоянных магнитов, при этом введен однокаскадный или многокаскадный
трансформатор высокого напряжения, а электрический генератор выполнен однокаскадным или многокаскадным с соосным размещением каскадов.
Недостатком известной электрической установки является наличие двух цилиндропоршневых групп и работа теплового двигателя в двухтактном цикле, как следствие - низкая мощность, большое потребление энергии и топлива, низкий КПД, ухудшение экологии. Увеличение мощности в таких установках может быть достигнуто только за счет
увеличения размеров цилиндров, что ведет к увеличению материалоемкости, габаритов,
веса и экономически нецелесообразно.
Задачами, на решение которых направлено заявляемое техническое решение, являются повышение отдаваемой мощности, повышение коэффициента полезного действия,
снижение материалоемкости, улучшение экологии.
Технический результат достигается тем, что в силовой установке, содержащей корпус
и размещенный в нем электрический генератор со статором, включающим магнитопровод
и обмотки, размещенные коаксиально поршневым группам теплового двигателя, тепловой
двигатель, состоящий из нескольких цилиндро-поршневых групп, соединенных между
собой штоками, магнитную систему, расположенную посередине штоков и связанную с
ними, выполняющую роль ротора электрического генератора, пары цилиндро-поршневых
групп жестко связаны между собой через магнитную систему, выполненную в виде расположенных одноименными полюсами друг к другу постоянных магнитов с полюсными
наконечниками, в пространстве между которыми расположены обмотки подмагничива2
BY 6203 C1
ния, причем постоянные магниты намагничены вдоль оси движения поршней. Жесткое
соединение пар цилиндро-поршневых групп через магнитную систему, выполненную в
виде постоянных магнитов, расположенных одноименными полюсами друг к другу позволяет увеличить количество цилиндров, участвующих в работе и применить для теплового
двигателя экономичный и экологичный четырехтактный цикл работы. Выполнение магнитной системы в виде постоянных магнитов, расположенных одноименными полюсами
друг к другу и намагниченных вдоль оси движения позволяет значительно изменить магнитное поле в рабочих обмотках статора в процессе движения, и тем самым повысить кпд
установки, а обмотки подмагничивания расположены между полюсными наконечниками
и магнитами, регулируют отбираемую мощность. Это позволяет также восстанавливать
намагниченность магнитов в конце каждого рабочего хода и затормозить движение магнитной системы с поршнями в конце рабочего хода.
На фиг. 1 представлена схема силовой установки (разрез по оси цилиндров).
Силовая установка, представленная на фиг. 1, состоит из корпуса 1, в средней части
которого размещен статор электрического генератора, состоящий из секций 2, выполненных из магнитомягкого материала (например феррита) и обмоток: рабочих 3 и пусковых 4
(4,1; 4,2), размещенных коаксиально цилиндро-поршневым группам. С двух сторон корпуса 1 размещены рабочие цилиндры 5 с системой клапанов 6 для впуска и выпуска рабочего вещества и с устройством 7 для поджига рабочей смеси или впрыска топлива для
двигателей внутреннего сгорания (свеча или форсунка). Внутри цилиндров 5 размещены
поршни с компрессионными кольцами 8, связанные между собой штоками 9 (каждая пара
поршней в оппозитно расположенных цилиндрах 5). На штоках 9 посередине между
поршнями 8 жестко закреплена магнитная система, выполняющая роль ротора электрического генератора и выполненная из нескольких магнитов 10, расположенных одноименными
полюсами друг к другу, и намагниченных вдоль оси движения, и полюсных наконечников 11,
расположенных между магнитами 10 и по краям магнитной системы. Через магнитную
систему жестко связаны между собой пары цилиндро-поршневых групп. Между рабочими 3
и пусковыми 4 обмотками расположены датчики положения 12, сигнал от которых поступает на устройство зажигания (впрыска топлива) и устройство управления клапанами (при
электромагнитном приводе клапанов). В промежутках между полюсными наконечниками 11
размещены обмотки подмагничивания 13. Питание обмоток подмагничивания производится через изолированные тоководы, расположенные на штоках 9, и контактную систему 14
(скользящие щеточные или роликовые контакты). В пространстве между корпусом, цилиндрами и обмотками может при необходимости циркулировать охлаждающее вещество
(вода или другая жидкость, воздух и др.). Для уменьшения неравномерности сил взаимодействия между магнитной системой и рабочими обмотками 3 ширина полюсных наконечников 11 в рабочем зазоре между рабочими обмотками и магнитной системой
превышает ширину рабочей обмотки 3, а зазор между ними меньше ширины секции 2.
Для уменьшения потерь на вихревые токи секции рабочих обмоток и полюсные наконечники магнитной системы должны быть радиально секционированны или выполняться из
материала с большими потерями для вихревых токов (например феррита).
Силовая установка работает следующим образом. В начале работы на пусковые обмотки 4 подается напряжение от постороннего источника и через них проходит ток, создающий магнитное поле таким образом, что из одной обмотки (например 4,2) магнитная
система выталкивается, а в другую (4,1) втягивается. При этом происходит взаимодействие магнитных полей пусковых обмоток 4 и магнитной системы и создается усилие, двигающее поршни 8 со штоками 9 вместе с магнитной системой в одну из сторон (например,
в сторону цилиндро-поршневой группы 15). В момент прохождения магнитной системы
мимо датчика положения 12 магнитное поле крайнего магнита 10 магнитной системы замыкается через датчик положения, что вызывает замыкание контактов и вырабатывается
импульс для управления поджигом смеси в устройстве 7 с необходимым опережением
3
BY 6203 C1
(или впрыском топлива в цилиндр 5), где происходит такт сжатия и зажигание рабочей
смеси. В конце хода магнитная система располагается напротив пусковой обмотки (зазор
между наконечниками 11 расположен напротив обмотки 4,1), через пусковую обмотку 4,1
пропускается импульс тока, который создает магнитное поле, совпадающее по направлению с магнитным полем крайней секции магнитной системы. При этом создается дополнительное торможение, предотвращающее возможные удары поршня 8 о торец цилиндра
5 и происходит подмагничивание магнитной системы. В двигателях, где рабочее вещество
уже имеет необходимое давление, сигнал с датчика положения 12 подается для переключения клапанов на другое направление рабочего хода. Рабочая смесь давит на поршень 8 и
при ее расширении происходит рабочий ход. Во время работы при движении магнитной
системы происходит значительное изменение магнитного поля в рабочем зазоре между
рабочими обмотками 3 и магнитной системой (от максимального "положительного" до
максимального "отрицательного"), что приводит к наведению в рабочих обмотках большей ЭДС и отбору большей энергии. В начале рабочего хода скорость перемещения
поршня 8 и магнитной системы мала, мало и торможение поршня 8, от взаимодействия
магнитной системы с рабочими обмотками 3, вступающими в работу по очереди по мере
движения поршня 8, и от сжатия рабочей смеси в следующем цилиндре 5. В середине хода
при максимальной скорости поршня 8 в работу включены все рабочие обмотки 3 и идет
максимальная передача энергии от поршня 8 потребителю, максимальна сила торможения
магнитной системы обмотками 3. В дальнейшем обмотки 3 по очереди выходят из зоны
взаимодействия с магнитной системой, и сила торможения от них уменьшается. В это же
время возрастает давление в цилиндре 5 с тактом сжатия, в результате чего поршень 8
тормозится практически до остановки. В конце хода другая сторона магнитной системы
проходит мимо датчика положения 12, и с этого момента цикл повторяется со сменой направления движения поршней 8 и магнитной системы на противоположное (работает цилиндро-поршневая группа 16). В последующих циклах по очереди включаются в работу
цилиндро-поршневые группы 17 и 18.
Источники информации:
1. А.с. РФ 1758790, МПК Н 02 К 35/00.
2. Патент РФ 2079955, МПК Н 02 К 35/02, заявл. 21.04.1993, опубл. 20.05.1997.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
138 Кб
Теги
патент, by6203
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа