Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с электрическим генератором Российский патент 2018 года по МПК F02B71/04 F01B11/08 

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания и может быть использовано для выработки электрической энергии и перекачки жидкости.

Известны двигатели внутреннего сгорания (ДВС) с гидравлической передачей, содержащие блок спаренных цилиндров, в котором размещены поршни, разделяющие внутренний объем цилиндров на камеры сгорания и подпоршневые полости, сообщенные между собой кольцевой гидромагистралью с обратными клапанами, и который снабжен органами газораспределения, топливоподачи и блоком управления [1]. Известный ДВС имеет следующие недостатки: сложность конструкции и ограниченность применения.

Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является устройство для преобразования тепловой энергии в энергию другого вида [2], содержащее замкнутую систему в виде трубы, на противоположных концах которой размещены камеры сгорания для образования рабочего тела, а внутри - поршни, выполняющие роль инерционного аккумулятора, соединенные с исполнительным механизмом. При этом в качестве поршней использован единый столб несжимаемой жидкости, а в качестве исполнительного механизма установлен объемный насос.

Недостатком известного технического решения является ограниченность применения, обусловленная возможностью использования только для перекачки жидкостей или газов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей ДВС. Указанная цель достигается тем, что ДВС содержит цилиндр с поршнями объемного насоса, соединенными между собой штоком, на концах цилиндра симметрично расположены уплотнительные поршни и камеры сгорания, пространство между уплотнительными поршнями и поршнями объемного насоса заполнено несжимаемой жидкостью, объемный насос разделен перегородкой на камеры с всасывающим и нагнетательным клапанами и заполнен рабочей жидкостью.

Новым в ДВС является соединение всасывающего и нагнетательного патрубков объемного насоса энергообразующей магистралью, вокруг которой установлена обмотка линейного электрического генератора, концентрично которой размещен кольцевой постоянный магнит. При этом в качестве рабочей жидкости используется ферромагнитная жидкость на водяной основе.

На фиг. представлена схема двигателя внутреннего сгорания с электрическим генератором. Двигатель содержит цилиндр 1 с поршнями 2 объемного насоса, соединенными между собой штоком 3. На концах цилиндра 1 симметрично расположены уплотнительные поршни 4 и камеры сгорания 5. Пространство 6 между уплотнительными поршнями 4 и поршнями 2 объемного насоса заполнено несжимаемой жидкостью. Объемный насос разделен перегородкой 7 на левую 8 и правую 9 камеры с всасывающими клапанами 10 и нагнетательными клапанами 11. Камеры 8, 9 объемного насоса заполнены рабочей жидкостью, в качестве которой используется ферромагнитная жидкость на водяной основе. Объемный насос имеет всасывающий 12 и нагнетательный 13 патрубки, соединенные между собой выполненной из немагнитного материала энергосберегающей магистралью 14, вокруг которой установлена обмотка 15 линейного электрического генератора. Концентрично обмотке 15 размещен кольцевой постоянный магнит 16. Камеры сгорания 5 имеют клапаны 17 механизма газораспределения.

Двигатель внутреннего сгорания с электрическим генераторам работает следующим образом.

При воспламенении смеси в левой камере сгорания 5 цилиндра 1 двигателя внутреннего сгорания левый уплотнительный поршень 4 перемещается вправо вместе с несжимаемой жидкостью и поршнями 2 объемного насоса. Вследствие этого перемещения рабочая жидкость из левой камеры 8 вытесняется через левый нагнетательный клапан 11 в нагнетательный патрубок 13, при этом левый всасывающий клапан 10 закрыт. Одновременно с этим объем правой камеры 9 увеличивается. Правый нагнетательный клапан 11 закрывается, открывается правый всасывающий клапан 10, и рабочая жидкость поступает в правую камеру 9 из всасывающего патрубка 12. Таким образом обеспечивается движение рабочей жидкости в энергосберегающей магистрали 14. Кольцевой магнит 16 создает магнитное поле вокруг энергосберегающей магистрали 14. Перемещение вправо столба ферромагнитной жидкости в магнитном поле создает ЭДС в обмотке 15 линейного электрического генератора, снимаемую с электрического разъема (на фиг. не показан). Одновременно с этим в правой камере сгорания 5 происходит процесс сжатия свежего заряда.

При воспламенении смеси в правой камере сгорания 5 цилиндра 1 двигателя внутреннего сгорания правый уплотнительный поршень 4 перемещается влево вместе с несжимаемой жидкостью и поршнями 2 объемного насоса. В результате этого перемещения рабочая жидкость из правой камеры 9 вытесняется через правый нагнетательный клапан 11 в нагнетательный патрубок 13, при этом правый всасывающий клапан 10 закрыт. В это же время объем левой камеры 8 увеличивается, левый нагнетательный клапан 11 закрывается, открывается левый всасывающий клапан 10, и рабочая жидкость поступает в левую камеру 8 из всасывающего патрубка 12. Таким образом осуществляется движение рабочей жидкости в энергосберегающей магистрали 14. Одновременно с этим в левой камере сгорания 5 происходит процесс сжатия свежего заряда, а кольцевой магнит 16 создает магнитное поле вокруг энергосберегающей магистрали 14. Перемещение влево столба ферромагнитной жидкости в магнитном поле вновь создает ЭДС в обмотке 15 линейного электрического генератора. Далее цикл работы электрического генератора повторяется.

Техническим преимуществом предложенного двигателя является расширение функциональных возможностей, обеспечение не только перекачивания жидкости, но и генерацию электрической энергии.

Литература

1. Патент СССР №672362, опубл. 05.07.1979, бюл. №25 «Двигатели внутреннего сгорания с гидравлической передачей».

2. Патент РФ №2282732 С2, опубл. 27.08.2006 «Способ преобразования тепловой энергии в энергию другого вида и устройство для его осуществления».

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с электрическим генератором и может использоваться для выработки электроэнергии и перекачки жидкости. Двигатель содержит цилиндр 1 с поршнями 2 объемного насоса, соединенными между собой штоком 3. На концах цилиндра 1 расположены уплотнительные поршни 4 и камеры сгорания 5. Объемный насос разделен перегородкой 7 на камеры 8, 9 со всасывающими 10 и нагнетательными клапанами 11. Камеры 8, 9 заполнены рабочей жидкостью, в качестве которой используется ферромагнитная жидкость на водяной основе. Всасывающий 12 и нагнетательный 13 патрубки объемного насоса соединены энергосберегающей магистралью 14, вокруг которой установлена обмотка 15 линейного электрического генератора, концентрично которой размещен кольцевой постоянный магнит 16. При воспламенении смеси в камерах сгорания 5 происходит возвратно-поступательное движение поршней 2, перекачивающих жидкость по энергосберегающей магистрали 14. Кольцевой магнит 16 создает магнитное поле, перемещение столба ферромагнитной жидкости генерирует ЭДС в обмотке 15 линейного электрического генератора. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей двигателя, а также генерацию электрической энергии. 1 ил.

Двигатель внутреннего сгорания с электрическим генератором, содержащий цилиндр с поршнями объемного насоса, соединенными между собой штоком, на концах цилиндра симметрично расположены уплотнительные поршни и камеры сгорания, пространство между уплотнительными поршнями и поршнями объемного насоса заполнено несжимаемой жидкостью, объемный насос разделен перегородкой на камеры с клапанами, заполнен рабочей жидкостью и имеет всасывающий и нагнетательный патрубки, отличающийся тем, что всасывающий и нагнетательный патрубки соединены между собой энергообразующей магистралью, вокруг которой установлена обмотка линейного электрического генератора, концентрично которой размещен кольцевой постоянный магнит, при этом в качестве рабочей жидкости используется ферромагнитная жидкость на водяной основе.