ДВИГАТЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к энергетическому машиностроению и может быть использована при производстве генераторов электрического тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания.
Известна двигатель-генераторная установка (ДГУ) содержащая, двигатель внутреннего сгорания (ДВС), имеющий блок-цилиндров с размещенными в них поршнями, связанными с кривошипно-шатунными механизмами, коленчатым валом, кинематический связанным с генератором электрического тока, имеющего статор и ротор, установленные соосно с возможностью вращения ротора, электромагниты, токосъемное кольцо, поршни установлены попарно и оппозиционно в каждом цилиндре, последние расположены в двух параллельных плоскостях, образуя собою стороны квадратов, причем кривошипно-шатунные механизмы соседних цилиндров попарно соединены с дополнительно введенными коленчатыми валами, а статор и ротор установлены на двух соосных валах, выполнены в виде тонкостенных пустотелых взаимно сопрягающихся цилиндров с одной стороны перекрытых основаниями, причем цилиндр статора расположен в цилиндре ротора, концентрический и эквидистантно последнему, при этом статор установлен также с возможностью вращения в направлении, противоположном направлению вращения ротора, ось валов совпадает с центрами квадратов, а генератор расположен между блок цилиндрами образующий квадрат. Дата приоритета 16.12.2010 года, заявка №2010151762. патент №104641.
Недостатком такого технического решения является; конструктивный недостаток двигателя внутреннего сгорания обусловленные ограничениями по передачи крутящего момента с ДВС на генератор, по скорости вращения и вращающему моменту ДГУ, не эффективное решение проблем воздействия центробежных сил, ограничивающих скорость вращения и устойчивость, при вращении блок цилиндров также недостатком такого технического решения является передача электроэнергии потребителю с статора генератора через токосъемное кольцо, ограниченная эффективность пускового устройства ДВС. Задачей решаемой полезной моделью является; изменение конструкции ДВС, позволяющее исключить кинематические соединения для передачи крутящего момента с ДВС на генератор, максимальное снижение отрицательного действия центробежных сил при увеличении скорости вращения блок цилиндров, повышение крутящего момента, создать возможность передачи электроэнергии с генератора потребителю с бесконтактного индуктивного контура статора без токосъемного кольца, снижение энергетических затрат при пусковом моменте ДВС.
Поставленная задача достигается тем, что двигатель-генераторная установка (ДГУ) содержащая двигатель внутреннего сгорания (ДВС) имеющий блок-цилиндры с размещенными в них поршнями, связанными с кривошипно-шатунными механизмами, коленчатыми валами, электромагниты генератора электрического тока размещенные на тонкостенных пустотелых цилиндрах, поршни установлены попарно и оппозиционно в каждом цилиндре, последние расположены в двух параллельных плоскостях, образуя собою стороны квадратов, причем кривошипно-шатунные механизмы соседних цилиндров попарно соединены с дополнительно введенными коленчатыми валами, а статор и ротор выполнены в виде тонкостенных пустотелых взаимно сопрягающихся цилиндров с одной стороны перекрытых основаниями, отличается тем, что коленчатые валы кинематически связанны между собой клиноременной передачей через шкивы закрепленные на коленчатых валах и не подвижные шкивы закрепленные на раме, генератор электрического тока содержащий электромагниты установленные на не подвижном цилиндре статора и на двух цилиндрах роторов противоположного вращения, блок цилиндры образующие стороны квадратов установленные на соосных валах размещены на обратимых электромагнитных подушках, содержащих электромагниты установленные на тонкостенных, пустотелых взаимно сопрягающихся цилиндрах статоров и роторов с одной стороны перекрытых основаниями, выполненные цилиндры генератора и электромагнитных подушек в виде тонкостенных пустотелых взаимно сопрягающихся цилиндров с одной стороны перекрытых основаниями размещены так, что цилиндры роторов электромагнитных подушек и генератора основаниями на блок цилиндрах, цилиндры статоров электромагнитных подушек размещены основанием на раме ДГУ, а цилиндр статора генератора размещен основанием на пустотелой оси, размещенной на раме ДГУ, причем цилиндр не подвижного статора генератора расположен между двумя цилиндрами роторов противоположного вращения, размещенные на электромагнитных подушках и на генераторе цилиндры статоров и роторов относительно друг друга установлены концентрически, блок цилиндры, установленные на соосных валах, закрепленных на подшипниках размещены на пустотелой оси, электроэнергия с генератора потребителю подается с бесконтактного индуктивного контура, чем является электромагнитная обмотка статора, стартером для запуска двигателя внутреннего сгорания служит обратимая электромагнитная подушка.
Установка поршней попарно и оппозитно в каждом цилиндре позволяет; повысить степень сжатия расширить использование видов композитного топлива, октанового числа, уменьшить плечо коленчатого вала, а наличие электромагнитной подушки позволит повысить обороты ДВС, увеличить крутящий момент. Наличие обратимой электромагнитной подушки снизит действие центробежных сил на подшипники, способствуют стабильному вращению блок цилиндров, при этом обратимая электромагнитная подушка служит стартером для запуска двигателя внутреннего сгорания, благодаря значительному удалению от центра вращения стартера ДВС относительно противодействующей силы, возникающей при сжатии газовой среды в камере сгорания, создастся возможность сократить энергетические затраты стартера при запуске ДГУ. Взаимодействие электромагнитов статора в генераторе электроэнергии с электромагнитами двух роторов противоположного вращения увеличит слагаемую частоту пересечения электромагнитных полей статора в два раза. Передача электроэнергии с генератора к потребителю производится с бесконтактного индуктивного контура, чем является электромагнитная обмотка статора. Промышленная применимость обеспечивается современными технологиями производства.
Двигатель-генераторная установка (ДГУ) поясняется чертежами: на фиг. 1 показана схема ДГУ, продольный разрез; на фиг. 2 - поперечный разрез.
Двигатель-генераторная установка (ДГУ) содержит двигатель внутреннего сгорания (ДВС), имеющий блок-цилиндры 1 с размещенными в них поршнями, 2, связанными с кривошипно-шатунными механизмами 3, коленчатыми валами 4, электромагниты 5 генератора электрического тока размещенные на тонкостенных пустотелых цилиндрах 6, поршни 2 установлены попарно и оппозиционно в каждом цилиндре, последние расположены в двух параллельных плоскостях, образуя собою стороны квадратов 7, причем кривошипно-шатунными механизмы 3 соседних цилиндров попарно соединены с дополнительно введенными коленчатыми валами 4, а статор 8 и ротор 9 выполнены в виде тонкостенных пустотелых взаимно сопрягающихся цилиндров 6 с одной стороны перекрытых основаниями, отличается тем, что коленчатые валы 4 кинематически связанны между собой клиноременной передачей 10 через шкивы 11 закрепленные на коленчатых валах 4 и не подвижные шкивы 12 закрепленные на раме 19, генератор электрического тока содержащий электромагниты 5, установленные на неподвижном цилиндре статора 8 и на двух цилиндрах роторов 9 противоположного вращения, блок цилиндры 1 образующие стороны квадратов 7 установленные на соосных валах 13, размещены на обратимых электромагнитных подушках 14, содержащих электромагниты 15 установленные на тонкостенных, пустотелых взаимно сопрягающихся цилиндрах статоров 16 и роторов 17 с одной стороны перекрытых основаниями, выполненные цилиндры генератора и электромагнитных подушек в виде тонкостенных пустотелых взаимно сопрягающихся цилиндров 6 с одной стороны перекрытых основаниями размещены так, что цилиндры роторов 17 электромагнитных подушек 14 и цилиндры роторов генератора 9 основаниями на блок цилиндрах 1, цилиндры статоров 16 электромагнитных подушек 14 размещены основанием на раме 19 ДГУ, а цилиндр статора генератора 8 размещен основанием на пустотелой оси 18, размещенной на раме 19 ДГУ, причем цилиндр не подвижного статора 8 генератора расположен между двумя цилиндрами роторов 9 противоположного вращения, размещенные на электромагнитных подушках и на генераторе цилиндры статоров 8, 16, роторов 9, 17 относительно друг друга установлены концентрически, блок цилиндры 1, установленные на соосных валах 13, закрепленных на подшипниках 20 размещены на пустотелой оси 18, электроэнергия с генератора потребителю подается с бесконтактного индуктивного контура, чем является электромагнитная обмотка статора 8, стартером для запуска двигателя внутреннего сгорания служит обратимая электромагнитная подушка 14.
Полезная модель работает следующим образом.
Запуск ДВС производится обратимой электромагнитной подушкой 14 в режиме стартера. В двигатель внутреннего сгорания системой подачи топлива (не показана) подается топливовоздушная смесь, которая сгорая в блок цилиндрах 1 создает рабочее давление в камере сгорания и заставляет поршни 2 двигаться в противоположные стороны. Поршни 2 связанные попарно с кривошипно-шатунными механизмами 3, с коленчатыми валами 4, кинематический связанны между собой клиноременной передачей 10 через шкивы 11 закрепленные на коленчатых валах 4 и не подвижные шкивы 12 закрепленные на раме 19, шкивы 11 размещенные на коленчатых валах 4 при вращении коленчатого вала подтягиваясь за счет клиноременной передачи 10 к не подвижным шкивам 12 создадут противоположное вращение блок цилиндров 1 закрепленных на соосных валах 13 установленных на подшипниках 20 закрепленные на оси 18 установленный на раме 19 ДВС. Два ротора 9 генератора электрического тока размещенные на блок цилиндрах 1 образующие стороны квадратов 7 начнут свое вращение в противоположном направлении относительно неподвижного статора 8 размещенного на оси 18, при возбуждении первичной обмотки в электромагнитных обмотках наводится ток и передается через неподвижный контур статора 8 прямым контактным соединением без токосъемного кольца потребителю. Суммарный крутящий момент противоположного вращения цилиндров роторов 9 относительно не подвижного статора 8 увеличит частоту пересечения электромагнитных полей, а следовательно увеличит количество вырабатываемого электричества используя массу вращающихся частей блока цилиндров 1 и массы роторов 9 генератора как кинетическая энергия поддерживающая устойчивое равномерное вращение к тому же противоположное вращение гасит гироскопический эффект, электромагнитные подушки 14 снизят действие центробежных сил способствуя стабильному вращению блок цилиндров 1, увеличению скорости вращения, повышая крутящий момент, при этом обратимая электромагнитная подушка 14 служит стартером для запуска двигателя внутреннего сгорания, благодаря значительному удалению от центра вращения стартера ДВС относительно противодействующей силы возникающей при сжатии газовой среды в камере сгорания создает возможность сократить энергетические затраты стартера при запуске ДГУ.