ЛЁГКИЙ ДВИГАТЕЛЬ-КОЛЕСО БЕНЗИНОВЫЙ С ПЛУНЖЕРОМ-КАРБЮРАТОРОМ И ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ-ГЕНЕРАТОРОМ

Полезная модель относится к вело и автотранспорту. Известен электродвигатель-колесо для велосипеда /сайты: bikelectro.ru, veiootpusk.ru/. Его недостаток в большом весе и ограниченной эксплуатации в качестве электрогенератора. Известен легкий двигатель /Патент №135727 RU. 2013 г./, выбранный прототипом и который не предполагалось разместить в пределах колеса и вилки колеса, но у которого коэффициент полезного действия (КПД) выше, чем у других двигателей внутреннего сгорания благодаря малому весу и отсутствию кривошипно-шатунного механизма с коленчатым валом и в связи с этим снижению потерь энергии на собственные нужды при необходимой реализации условия цикличности своей работы. Известен планетарный редуктор с обгонной муфтой для увеличения в два и более раз числа оборотов колеса, приходящихся на один оборот педалей /Патент №114305 RU. 2012 г./. Он использовался только для велосипеда, но может использоваться при эксплуатации и двигателей.
Задача полезной модели в расширении функций электродвигателя колеса для велосипеда путем его совмещения с функцией генератора и с использованием двигателя внутреннего сгорания, а также в возможности применения без электродвигателя легкого бензинового двигателя как колеса на велосипеде и других видах транспорта.
1. Задача решается тем, что двигатель, размещенный в колесе, установленном в вилке, содержащий аккумулятор или электрогенератор, дополнительно снабжено торообразной с прямоугольным профилем, соосной с колесом камерой сгорания, жестко сопряженной с вилкой; двумя плунжерами, жестко сопряженными с колесом, имеющими каналы подачи топлива и воздуха, сопряженные с баками топлива через регулятор и заборниками воздуха, жестко сопряженными с колесом; снабжено двумя заслонками с профилем ласточкина хвоста герметизации камеры и ограничения отверстия выхлопа газов жестко сопряженными с плунжерами, камера снабжена четырьмя парными подпружиненными створками с отсеками детонации, свечами в плунжерах и контактами замыкания плунжерами цепей подачи искры на свечи и открытия клапана подачи топлива.
2. Устройство по п. 1 дополнительно снабжено электродвигателем, диодом и переключателем в режим электрогенератора.
На фиг. 1 и фиг. 2 показано устройство в двух аксонометрических проекциях, где 1 - колесо, 2 - вилка, 3 - электродвигатель, 4 - аккумулятор, 5 - камера сгорания, 6 - плунжеры, 7 - баки, 8 - воздухозаборники, 9 - регулятор, 10 - заслонки, 11 - створки, 12 - отсеки детонации, 13 - свечи, 14 - электро-контакты. Спицы на двух проекциях и аккумулятор на одной не показаны, стрелки указывают направление вращения колес. На фиг. 3 - фиг.5 изображены три ортогональные проекции одного из плунжеров, отсека детонации и части камеры сгорания, у которой две стенки изображены прозрачными, а пунктиром невидимые каналы и где 17, 18 - ось и подпружиненная ось, 19 - отверстие. На фиг. 6 приведена электрическая схема, где 15 - переключатель, 16 - диод, 14, 20 - расположенные на плунжере 6 и камере сгорания 5 замыкаемые контакты цепи электро-магнитного клапана подачи топлива и цепи получения искры в свечах 13.
1, 2 являются ходовой частью велосипеда. 3, 4 служат источником и преобразователем электроэнергии во вращение. Камера сгорания 5 предназначена для утилизации энергии топлива. Плунжеры 6 осуществляют полезную работу после детонации топлива в двух отсеках 12. Их боковая поверхность имеет форму подшипников скольжения. Баки 7 используются для хранения топлива. Воздухозаборники 8 с фильтрами или без обеспечивают подачу воздуха для детонации топлива. Регуляторы 9 задают максимальную скорость подачи топлива в камеру сгорания 5. Заслонки 10 обеспечивают герметичность 5 и продолжительность фазы рабочего цикла до момента выхлопа, выпуска газа из камеры сгорания. Створки 11 замыкают поочередно по две эффективные камеры в 5 при выполнении плунжерами 6 полезной работы, т.е. генерации пары сил вращения колеса. Отсеки детонации 12 при воспламенении топлива с использованием 11 формируют парные замкнутые эффективные камеры сгорания при выполнении 6 полезной работы. Две свечи 13 в плунжерах 6 осуществляют подачу искры для детонации топлива в окрестности задних стенок плунжеров. Контакты 14 на определенной фазе замыкаются для подачи искры. Переключатель 15 служит для изменения режима работы 3. Диод 16 обеспечивает подзарядку аккумулятора 4 при работе 3 в режиме генератора и когда наводимая в нем электродвижущая сила (ЭДС) превышает ЭДС аккумулятора; в противном случае диод 16 не допускает разрядку аккумулятора 4. Оси 17, 18 после контакта створок 11 с плунжерами 6 позволяют формировать пары эффективных замкнутых камер сгорания и обеспечивают выполнение условия цикличности работы двигателя. Отверстие 19 повышает эффективность охлаждения, выпуска газа из камер и функционирования створок 11.
Двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель могут работать как автономно, так и совместно, но в последнем случае сопряжение втулки колеса и ротора электродвигателя должно осуществляться через обгонную муфту, что не требуется в режиме работы двигателя внутреннего сгорания с электрогенератором.
Рабочий цикл устройства рассмотрим на примере двигателя внутреннего сгорания. В исходном состоянии аккумулятор 4 заряжен, баки 7 заполнены топливом, регулятором 9 задается, программируется максимально возможный поток топлива, а значит и скорость. После начала вращения колеса, в частности, с помощью педального вело привода, после срабатывания 20, за счет центробежной силы, а также эффективного струйного насоса поступающего в 8 воздуха, топливо впрыскивается с воздухом в окрестность места генерации искры свечами 13 и после предшествующего закрытия 11 происходит детонация, приводящая к ускорению 6 и ускоренному вращению 1. Через четверть оборота колеса 1 передними концами плунжеров 6 открываются створки 11 и после попадания плунжеров 6 в отсеки детонации 12 цикл повторяется, а до этого момента выхлопные газы выходят наружу из камеры сгорания 5 через отверстия 19 и отверстия в концах заслонок 10 не разгерметизируя при этом пару эффективных замкнутых камер сгорания внутри камеры сгорания 5.
Таким образом, решена задача полезной модели в расширении функций электродвигателя колеса для велосипеда путем его совмещения с функцией генератора и с использованием двигателя внутреннего сгорания, а также в возможности применения без электродвигателя легкого бензинового двигателя как колеса на велосипеде и на других видах транспорта, где более повышенные требования только к прочности конструкции.