ДВИГАТЕЛЬ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
ENGINE OF VEHICLES

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции двигателей автотранспортных средств.
Известны конструкции двигателей внутреннего сгорания автомашин («Москвич», «Жигули», «Волга», а также автобусы, грузовые машины, тракторы, комбайны всех видов и марок), предназначенные для их механического движения, в результате чего они развивают определенную мощность, совершают работу, приобретают различные скорости относительно неподвижных тел, т.е. инерциальных систем отсчета.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является выбранный в качестве прототипа двигатель автотранспортных средств, содержащий корпус, кривошипно-шатунный механизм, коленчатый вал, трансмиссионное устройство, поршни (Е.В.Михайловский, Автомобили, Москва,"Машиностроение", 1974, стр.22-31).
Недостатком известного устройства является неэффективная конструкция двигателя.
Задачей, поставленной в настоящем изобретении, является повышение эффективности конструкции двигателя с использованием действия электромагнитного поля.
Указанная задача и технический результат достигается тем, что двигатель автотранспортных средств, содержащий корпус, кривошипно-шатунный механизм, коленчатый вал, трансмиссионное устройство, поршни, содержит источник постоянного тока, соленоиды, внутри которых ферромагнитные поршни совершают возвратно-поступательные движения под действием энергии электромагнитных полей соленоидов, при этом барабан совершает вращательное движение, периодически и поочередно включая и отключая токи в соленоидах, а возвратно-поступательные движения ферромагнитных поршней с помощью коленчатого вала преобразуются во вращательное движение, которое передается колесам.
Опытный образец двигателя имеет два соленоида, расположенных симметрично относительно оси коленчатого вала. Однако они могут быть расположены и по одну сторону от оси вала параллельно. Но при этом коленчатый вал должен иметь два колена, с каждым из которых соединяется соответствующий ферромагнитный стержень, имеющий свой соленоид. Одностороннее параллельное расположение соленоидов с их стержнями позволит внедрить их в механизм двигателя внутреннего сгорания, заменив только поршневую систему с сохранением всей цепи механизма до колес автотранспортного средства.
Выбираемая мощность предлагаемого двигателя зависит от числа соленоидов, ферромагнитных поршней и их размеров.
На фиг.1 представлен общий вид устройства, на фиг.2 показана связь роликов с поршнем и соленоидом, на фиг.3 - связь роликов с поршнем в трех проекциях, на фиг.4 - расположение колец и щеток для периодического включения и отключения токов в соленоидах, на фиг.5 - среднее кольцо в трех проекциях (а, б, в), на фиг.6 - нижнее кольцо в трех проекциях (а, б, в), на фиг.7 - верхнее кольцо в трех проекциях (а, б, в).
Двигатель автотранспортных средств содержит панель 1, на котором смонтирован двигатель, источник постоянного тока 2, соленоиды 3, ферромагнитные поршни 4, барабан 5 для периодического поочередного включения и отключения токов в соленоидах 3, скользящие по барабану 5 щетки 6 для периодического включения и отключения токов в соленоидах 3, специальные пластины 7 для передачи движения от поршней 4 коленчатому валу 20, диск 8, прикрепленный к коленчатому валу 20, стояки 9 для удержания коленчатого вала 20 на определенном уровне, стояки 10 и 11, внутри которых закреплены ролики 12, обеспечивающие условия возвратно-поступательных движений поршней 4, хомутики 13, закрепляющие соленоиды 3 к панели 1 шурупами 19, П-образную подставку 14 к коленчатому валу 20, дополнительную панель 15, к которому крепятся щетки 6 с помощью шурупов 19, соединительные электропровода от источника питания 2 к соленоидам 3 и щеткам 6 через зажимы 17.
Двигатель автотранспортных средств работает следующим образом.
От источника постоянного тока 2 через соединительные электропровода 16 и зажимы 17 ток подается к соленоидам 3. Внутри соленоидов 3 находятся ферромагнитные поршни 4, которые могут совершать возвратно-поступательные движения под действием электромагнитных полей соленоидов 3 подобно возвратно поступательным движениям поршня в цилиндре двигателя внутреннего сгорания.
Когда включается ток одного соленоида, а ток другого соленоида отключен, магнитное поле первого втягивает ферромагнитный стержень в соленоид поступательно по осевой линии соленоида. При этом стержень увлекает за собой колено вала, поворачивая его на 180°, и ферромагнитный стержень другого соленоида, отключенного и не имеющего магнитного поля. Увлекаемый стержень совершает холостой ход. Через пол-оборота барабана включатся ток второго соленоида, а ток первого отключен. А теперь второй ферромагнитный стержень втягивается в его же соленоид, увлекая за собой колено коленного вала и первый стержень. Втягивание ферромагнитных стержней в их же соленоиды происходит поочередно и периодически. В результате вращается коленчатый вал.
Барабан 5 с кольцами 21, 22, 23 и щетками 6 (см. фиг.4) служит для периодического включения токов в соленоидах 3. Специальные пластины 7 передают возвратно-поступательные движения ферромагнитных поршней 4 коленчатому валу 20. Возвратно-поступательные движения ферромагнитных поршней 4 с помощью кривошипно-шатунного механизма и трансмиссионного устройства передаются колесам (на чертеже не указаны), благодаря чему автотранспортные средства приобретают определенные скорости относительно инерционных систем отсчета. Стояки 9 удерживают коленчатый вал 20 на определенном уровне. Ролики 12, закрепленные внутри стояков 10 и 11, обеспечивают условия возвратно-поступательного движения ферромагнитных поршней 4 с наименьшим коэффициентом трения. Хомутики 13 закрепляют соленоиды 3 к панели 1 с помощью шурупов 19. П-образная подставка 14 служит для улучшения фиксации коленчатого вала к панели 15, прикреплены щетки 6 шурупами 19.
На барабане 5 имеются кольца 21, 22, 23 (фиг.4), по которым скользят щетки 6. К средней щетке от источника 2 постоянно подается ток. Поэтому кольцо 22 находится под постоянным напряжением. В течение пол-оборота барабана 5 в одну из крайних щеток поступает ток, а другая отключена. А в течение следующего пол-оборота щетка, по которой проходил ток, отключена, а через другую крайнюю щетку проходит ток.
Барабан 5 вместе с коленчатым валом 20 вращается под действием электромагнитных полей соленоидов 3. Барабан 5 периодически и поочередно включает и отключает токи соленоидов 3. Частота вращения барабана 5 зависит от величины подаваемого тока на соленоиды 3. Развиваемая мощность предлагаемого двигателя прямо пропорциональна величине подаваемого тока. Ролики 12 служат для увеличения КПД двигателя, уменьшая трение и фиксацию поршней 4 вдоль прямых линий при возвратно-поступательных движениях (фиг.2, 3.) вместе со стержнями 18 (фиг.2). Тонкий стержень 18 изготавливается из материала, на который не действует магнитное поле. Этот стержень служит только для поддержания и направления по прямой линии ферромагнитного стержня и частично входит в него (фиг.2). Кольца 21, 22, 23 представлены в трех экспозициях а), б), в) на фиг.5, 6, 7, служат для периодической и последовательной подачи токов к соленоидам 3, обеспечивающим вращение барабана 5 и рабочего режима.
Кольца 21, 22, 23 расположены на барабане 5 таким образом, что, когда кончается рабочий ход одного поршня 4, отключается электрический ток его соленоида 3 и включается ток другого соленоида 3, обеспечивая рабочий ход другого поршня 4. При этом первый поршень 4 совершает холостой ход, так как связан с коленчатым валом, т.е. при совершении рабочего хода одного поршня 4 другой поршень 4 совершает холостой ход и, наоборот, при рабочем ходе другого поршня первый поршень имеет холостой ход.
При вращении барабана, соединенного с источником постоянного тока (аккумулятор), передается соленоидам поочередно и периодически электрический ток. Электрический ток, подаваемый на соленоиды, создает вокруг и внутри их магнитное поле. Под действием магнитного поля соленоидов происходит движение ферромагнитных поршней. Таким образом, энергия электрического тока превращается в энергию магнитных полей соленоидов, а энергия магнитных полей соленоидов превращается в механическую энергию движения ферромагнитных поршней. Механическая энергия поршней посредством коленчатого вала и трансмиссионных элементов автомашины передается колесам, в результате чего автомашина (транспортное средство) может приобретать скорости до 300 и более км/ч. Механическая энергия поршней переходит в механическую энергию движения автомашины. От числа соленоидов с их поршнями зависит мощность автомашины, т.е. чем их больше, тем больше мощность, а следовательно, и больше скорость движения автотранспортного средства.
Использование устройства обеспечивает по сравнению с существующими двигателями следующие преимущества: радикально преобразуется техника машиностроения, а это дает громадный экономический эффект, существенно увеличивается скорость движения автотранспортных средств, что даст большую экономию времени и уменьшит транспортные расходы. Повысит эффективность использования автотранспортных средств за счет изменения конструктивных параметров, что дает уменьшение материальных затрат на его изготовление, замена двигателей внутреннего сгорания экологически чистым двигателем.