Способ работы свободнопоршневого дизель-электрогенератора Советский патент 1992 года по МПК F02B71/04 

Изобретение относится к двигателест- роению, а именно к способу работы свобод- нопоршневого дизель-электрогенератора.

Известен способ работы свободнопор- шневого дизель-электрогенератора, включающий сжатие воздуха в цилиндре дизеля, подачу и сгорание в нем порции топлива и преобразование энергии расширяющихся в цилиндре газов в электрическую энергию в линейном электрогенераторе.

Однако существующий способ работы свободнопоршневого дизель - электрогенератора является не очень эффективным вследствие наличия в нем неэффективной поперечной продувки, а также рубашки охлаждения, установленной между цилиндром, обмотками возбуждения и статорной обмоткой, способствующей увеличению зазора между этими обмотками, что приводит к большим рассеяниям магнитного потока электрогенератора. Еще одним недостатком существующего способа работы дизель- электрогенератора является отвод тепла при охлаждении его цилиндра в окружающую среду, что снижает эффективность его работы.

Целью изобретения является повышение эффективности работы свободнопоршневого дизель-электрогенератора.

Поставленная цель достигается тем, что в цилиндр дизеля при максимальной температуре газов подается порция охлаждающей воды в количестве, обеспечивающем температуру выхлопных газов, равную 100- 120°С при степени сжатия воздуха в цилиндре, равной 30-35.

На чертеже изображена схема свобод-, нопоршневого дизель-электрогенератора.

Дизель-электрогенератор работает следующим образом.

В цилиндре 1 дизеля при нахождении поршня-ротора 2 в крайнем верхнем положении происходит сжатие воздуха и топливной форсункой 3 впрыскивается в него топливо (выпускной клапан 4 в это время закрыт). Далее в верхней полости цилиндра происходит процесс горения-расширения и поршень-ротор 2 начинает двигаться от крайнего верхнего положения к крайнему нижнему положению. При достижении температуры горения максимального значения в цилиндре 1 водяной форсункой 5 подается порция охлаждающей воды, которая, интенсивно испаряясь, охлаждает цилиндр 1 и увеличивает давление расширения.

Далее, при движении поршня-ротора 2 вниз, открываются выпускной клапан 4 и продувочное окно бив верхней полости

(Л

С

vj

со

СА) ON СЛ О

цилиндра 1 производится выпуск отработанной газопаровой смеси и продувка ее сжатым воздухом. Затем поршень-ротор 2 при движении вниз сжимает воздух в нижней полости цилиндра 1. При подходе пор- шня-ротора 2 к крайнему нижнему положению топливной форсункой 7 впрыскивается в цилиндр 1 топливо. Затем в нижней полости цилиндра 1 происходит процесс горения-расширения (выпускной клапан 8 в это время закрыт) и поршень-ротор 2 начинает двигаться от крайнего нижнего положения к крайнему верхнему положению. При достижении температуры горения максимального значения в нижней полости цилиндра 1 водяной форсункой 9 подается порция охлаждающей воды, которая интенсивно испаряясь, охлаждает цилиндр 1 и увеличивает давление расширения.

При движении поршня-ротора 2 вверх открываются выпускной клапан 8 и продувочное окно 6. В нижней полости цилиндра 1 производится выпуск отработанной газопаровой смеси и продувка ее сжатым воздухом. Далее процесс повторяется снова.

При возвратно-поступательном движении поршня-ротора 2 в цилиндре 1 в силовых обмотках 10 электрогенератора наводится ЭДС под действием обмотки возбуждения 11, С помощью штока 12 производятся выводы обмотки возбуждения 11 и

другие функции управления электрогенератора.

Количество охлаждающей воды в цилиндр водяными форсунками подается таким, чтобы обеспечить температуру выхлопных газов, равную 100-120°С. При этом степень сжатия воздуха в цилиндре обеспечивается в диапазоне, равном 30-35.

Использование предлагаемого способа работы свободнопоршневого дизель-электрогенератора позволяет повысить эффективность его работы по сравнению с существующим дизель-электрогенератором путем более качественной продольной кла- панно-щелевой продувки цилиндра дизеля, уменьшения зазора между статорной и роторной обмотками, а также применения внутреннего охлаждения вместо наружного.

Формула изобретения

Способ работы свободнопоршневого дизель-электрогенератора, включающий сжатие воздуха в цилиндре дизеля, подачу и сгорание в нем порции топлива и преобразование энергии расширяющихся в цилиндре газов в электрическую энергию в линейном генераторе, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, в цилиндр дизеля при максимальной температуре газов подается порция охлаждающей воды в количестве, обеспечивающем температуру выхлопных газов, равную 100-120°С при степени сжатия воздуха в цилиндре, равной 30-35.

V бозЬ

U ген.

12

Сущность изобретения: в свободнопор- шневом дизель-электрогенераторе рабочий цикл осуществляется при степени сжатия, равной 30-35, и охлаждении газов путем впрыска в цилиндр воды до температуры 100-200°С на выхлопе. Благодаря этому удается отказаться от наружной системы охлаждения дизеля и повысить его эффективность. 1 ил.