ПЕРЕДВИЖНОЙ АВТОНОМНЫЙ ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Устройство относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве автономного источника электропитания в различных сферах народного хозяйства, в т.ч. - на дачах граждан и т.п.
Известно изобретение «Дизельный агрегат» (патент №2167319 по МПК F02B 67/04, опубликованный 20.05.2001 г.), содержащее двигатель внутреннего сгорания и приводящийся от него генератор электроэнергии.
В известном устройстве привод генератора от двигателя осуществляется с помощью сложной кинематической передачи, содержащей шестерни, что является источником повышенного шума, обладает относительно невысокой надежностью зубчатого зацепления и в целом является сложным и относительно дорогим.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является изобретение « Дизельный электроагрегат» (патент №2256084 по МПК F02B 67/04 от 29.04.2004 г. по заявке №2004113238/06, опублик. 10.07.2005 г.), содержащее дизель, (в предлагаемом устройстве - двигатель внутреннего сгорания) с выходящим наружу коленчатым валом с насаженной на него крыльчаткой вентилятора и генератор тока (в предлагаемом устройстве генератор электроэнергии) с выходящим наружу валом ротором и группой электрических выводов для потребителей электроэнергии.
Известное изобретение, более приспособленное в качестве передвижного автономного источника электроэнергии, также имеет относительно сложный привод генератора, содержащий приводные колеса и промежуточное колесо, выполненные в виде шкивов на коленчатом вале двигателя и вале ротора генератора, соединенных клиноременной передачей, что также относительно усложняет, увеличивает габариты и удорожает данный автономный источник электроэнергии.
Техническим результатом и целью заявляемой полезной модели является существенное упрощение устройства прототипа, уменьшение его габаритов и, как следствие, его существенное удешевление путем замены относительно сложной клиноременной передачи со шкивами на вибропоглощающую муфту, сцепляющую вал ротора генератора с коленчатым валом двигателя напрямую, и силовую сцепляющую конструкцию, обеспечивающую моноблок «двигатель-генератор». Это позволяет уменьшить весогабаритные, и стоимостные показатели устройства на 20% по сравнению с прототипом.
Указанный технический результат достигается тем, что передвижной автономный генератор электроэнергии, содержащий двигатель внутреннего сгорания с выходящий наружу коленчатым валом с насаженной на него крыльчаткой вентилятора и генератор электроэнергии с выходящим наружу валом ротора и группой электрических выводов для потребителей электроэнергии, и тем, что корпус генератора крепится к корпусу двигателя посредством силовой стягивающей конструкции с двумя наружными фланцами двигателя и генератора, и группой стержней обеспечивающих соосность вала ротора генератора с коленчатым валом двигателя, причем привод генератора от двигателя осуществляется с помощью разъемной муфты, сцепляющий вал ротора с коленчатым валом, при этом в середине муфты между ее двумя разъемными частями с зубцами прямого зацепления расположен передающий вращение упругий элемент с зубцами, сопряженными с двух сторон с соответствующими зубцами обеих частей муфты, обе части муфты фиксируются шпонками соответственно на выходящих наружу валах двигателя и генератора, имеющих выемки для шпонок, а после установки упругого элемента свинчиваются с блокированием самоотвинчивания, наружные фланцы двигателя и генератора имеют в своей центральной части соответствующие выемки для фиксации глухих торцов двигателя и генератора, а также в своей нижней части - срезы устойчивости, соответствующие плоскости предполагаемого основания для крепления лапок двигателя и генератора.
Силовая стягивающая конструкция содержит три или четыре стягивающих стержня, привариваемых или привинчиваемых равномерно по наружному кругу фланцев. Упругий элемент изготавливают из полиуретана или другого высокопрочного упругого материала.
На фиг.1, 2 и 3 представлены соответственно эскизы устройства в целом, входящей в его состав разъемной муфты и входящего в ее состав упругого элемента.
Устройство содержит (фиг.1) двигатель 1 внутреннего сгорания с коленчатым валом 2 и крыльчаткой 3 вентилятора, генератор 4 электроэнергии с валом 5 ротора и группой 6 электрических выводов, силовую стягивающую конструкцию 7 с фланцами 7.1 двигателя и 7.2 генератора и группой стержней 7.3, разъемную, муфту, 8. (фиг.1 и 2) с первой 8.1 и второй 8.2 разъемными частями, упругим элементом 8.3 (фиг.2 и 3), выемками 8.4 и 8.5 для шпонок, фиксирующими винтами 8.6и 8.7 шпонок и фиксирующими винтами 8.8 муфты, выемки 9 и 10 во фланцах для фиксации торцов двигателя и генератора соответственно, срезы 11 и 12 устойчивости на фланцах и лапки 13 и 14 двигателя и генератора.
Для пояснения показана линия 15 разъема муфты 8.
Передвижной автономный генератор электроэнергии, содержащий двигатель 1 внутреннего сгорания с выходящий наружу коленчатым валом 2 с насаженной на него крыльчаткой 3 вентилятора и генератор 4 электроэнергии с выходящим наружу валом 5 ротора и группой 6 электрических выводов для потребителей электроэнергии, корпус генератора 4 крепится к корпусу двигателя 1 посредством силовой стягивающей конструкции 7 с двумя наружными фланцами 7.1 двигателя и 7.2 генератора и группой стержней 7.3, обеспечивающих соосность вала 5 ротора генератора с коленчатым валом 2 двигателя, причем привод генератора 4 от двигателя 1 осуществляется с помощью разъемной муфты 8, сцепляющий вал 5 ротора с коленчатым валом 2, при этом в середине муфты 8 между ее двумя разъемными частями 8.1 и 8.2 с зубцами прямого зацепления расположен передающий вращение упругий элемент 8.3 с зубцами, сопряженными с двух сторон с соответствующими зубцами обеих частей 8.1 и 8.2 муфты 8, обе части муфты 8 фиксируются шпонками соответственно на выходящих наружу валах 2 и 5 двигателя 1 и генератора 4, имеющих выемки для шпонок, а после установки упругого элемента 8.3 обе части свинчиваются с блокированием самоотвинчивания, наружные фланцы 7.1 и 7.2 двигателя 1 и генератора 4 имеют в своей центральной части соответствующие выемки 9 и 10 для фиксации глухих торцов двигателя 1 и генератора 4, а также в своей нижней части - срезы 11 и 12 устойчивости, соответствующие плоскости предполагаемого основания для крепления лапок 13 и 14 двигателя 1 и и генератора 4.
Все элементы и материалы заявленного устройства (кроме упругого элемента 8, 3) широко применяются в промышленности РФ.
Упругий элемент 8,3 изготавливают из полимера-полиуретана марки СУРЭЛ - 4 М, показавшего наилучшие результаты по долговечности работы при передаче крутящего момента с гашением ударов и вибраций в диапазоне рабочих температур от -60 до +120 градусов Цельсия при твердости по Шору: 85-:-100 усл. ед., прочности при растяжении: 20-:-50 МПа, удлинении при разрыве: 250-:-400%.
Устройство работает следующим образом.
Заявляемое устройство в собранном состоянии представляет собой моноблок «двигатель-генератор» и в зависимости от мощности может быть легким переносном при небольшом бензиновом двигателе с ручным запуском от магнето или при существенной мощности - передвижным (на транспортном средстве) и стационарным. Массивный моноблок, естественно устанавливается срезами 11 и 12 на соответствующем основании и привинчивается к нему с помощью лапок 13 и 14.
В любом случае моноблок вначале собирают (например, на заводе-изготовителе) в следующей последовательности: муфта 8 разнимается и ее первая часть 8.1 фиксируется на коленчатом валу 2 двигателя 1 с помощью шпонки, вставляемой в соответствующую выемку на коленчатом валу (шпонка и эта выемка не показаны на фигурах), на которую затем насаживают часть 8.1 муфты ее выемкой 8.4 и фиксируют эту часть фиксирующим винтом 8.6. Аналогично вторая часть 8.2 муфты 8 фиксируется на валу 5 ротора генератора 4 с помощью соответствующей шпонки, выемки 8.5 и фиксирующего винта 8.7.
Далее сводят двигатель 1 и генератор 4, сочленяя первую часть 8.1 муфты 8 со второй ее частью 8.2 вставив между ними упругий элемент 8.3. При этом постепенно сдвигают с помощью группы стержней 7.3 фланец 7.1 двигателя 1 и фланец 7.2 генератора 4 друг к другу пока не сочленятся обе части муфты 8, которые фиксируют винтами 8.8, и не войдут торцы двигателя 1 в выемку 9 фланца 7.1 и генератора 4 - в выемку фланца 7.2.
После полного сведения всех частей моноблока стержни 7.3 приваривают к фланцам 7.1 и 7.2 или затягивают гайками.
Запуск двигателя 1 (бензинового или дизельного) осуществляется обычным образом: маломощного - от магнето вручную, а более мощного - с помощью аккумулятора и электростартера, которые не показаны в заявке, т.к. выходят за рамки рассматриваемого технического решения, также как и система подачи горючего и т.п.
Момент вращения от двигателя 1 через муфту 8 приводит в движение вал 5 ротора генератора 4, вырабатывающего соответствующее напряжение на группе 6 электрических выводов. В процессе вращения крыльчатка 3 вентилятора обеспечивает воздушное охлаждение устройства.
В момент запуска двигателя 1, при некачественном горючем, а также из-за износа самого устройства с течением времени при его многолетней эксплуатации при передаче момента вращения с коленчатого вала 2 на вал 5 ротора генератора 4 на муфту 8 действуют механические вибрации и ударные ускорения, которые сглаживает упругий элемент 8.3 изготовленный из полиуретана марки СУРЭЛ - 4 м.