Свободнопоршневой двигатель Советский патент 1982 года по МПК F02B71/04 

(54 СВОБОДНОПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания.

Известны свободнопоршневые двигатели (СПД), содержащие рабочий цилиндр с элeктpичecки ш обмотками н .поршень-ротор, для непосредственного преобразования механической энергии возвратно-поступательного движени/1 поршня в электрическую энергию ClJ.

Такие СПД имеют сравнительно малую удельную мощность из-за неболь.ших давлений наддува и значительных потерь рассеяния магнитного потока.

Известны свободнопоршневые двигатели СПД, содержащие рабочие цилиндры, расположенные концентрично с ними статоры и поршни-роторы с электрическими обмотками. При возвратно-поступательном движении поршней в статоре, расположенном вокруг цилиндра СПД, наводится электрический ток, который может быть использован в токоприемнике t2}.

При наличии двух поршней удельная мощность двигателя несколько возрастает, однако из-за нерациональной организации рабочего процесса (наличие гидравлических буферных полостей) и малого числа циклов удельная мощность установки недостаточна.

Цель изобретения - повышение удельной мощности свободнопоршневого двигателя.

с Для достижения поставленной цели поршни-роторы жестко связаны между собой, обмотка одного из них выполнена в виде обмотки возбуждения, а другого - токоприемной обмотки, при4п чем обмотки поршней соединены между собой последовательно..

На чертеже изобрс1жен свободнопоршневой двигатель с электрическим преобразованием механической энергии.

5 Двигатель состоит из цилиндра 1 с торцовыют камерами 2 сгорания, на котором расположена обмотка 3 статора и обмотка 4 возбуждения, поршней-роторов 5 с токоприемной обмот20кой 6 и Обмоткой возбуждения 7, фор;сунок дЯя впрыска топлива 8, всасывающих 9 и выпускных 10 клапанов, клемм 11 возбуждения и клемм электрической нагрузки 12. Поршни-роторы

25 5 жестко связаны между собой перемычкой 13, а их обмотки 6 и 7 по связи соединены между собой последовательно.

Двигатель работает следующим об30разом.

При ходе по иг1ней-роторов: 5, наппример, вправо, в правой половине цилиндра 1 происходит сжатие воздуха. В конце сжатия в правую камеру 2 сгорания через правую форсунку 8 впрыскивается топливо, которое при сгорании двигает поршни 5 влево (рабочий ход). При рабочем ходе поршней 5 влево сжимается воздух в ле- , вой части цилиндра 1. В конце хода сжатия правый срез поршней 5 открывает Сперва срез правого выпускного клапана 10, обеспечивая выхлоп отработавших газов, потом срез правого всасывающего клапана 9 для продувки правой части цилиндра 1. Сжатием воздуха в левой части цилиндра 1 заканчивается рабочий ход влево. Через левую форсунку 8 впрыскивается топливо и. начинается ход вправо.

Одновременно через клеммы 11 возбуждения на обмотки 4 возбуждения цилиндра 1 подают ток возбуждения, который создает магнитное поле цилиндра-статора. При возвратно-поступательном движении поршней-роторов 5, связанных перемычкой 13, магнитные силовые линии обмоток 4 возбуж,дения пересекаются токоприемньаш обмотками б, в которых индуцируется ЭДС, Ток с токоприемных обмоток б передается на обмотки 7 возбуждения поршней-роторов 5, который создает их магнитное поле. При возвратно-поступательном движении поршнейроторов 5Магнитные силовые линии пересекают обмотки 3 статора и в последних индуцируется электроэнергия, которая снимается с клемм 12.

,11

Подача тока возбуждения на обмотки поршня-ротора в принципе позволяет ускорить его движение. Поршеньротор электромагнитного типа при одних и тех же напряженностях магнитного поля обладает меньшей массой, а следовательно, и инерцией, чем поршень-ротор на постоянных магнитах. Обладая малой инерцией, поршеньротор электромагнитного типа может работать с большим числом циклов, что повышает мощность двигателя. Дальнейшее снижение удельного веса достигается повышением напряженности электромагнитного поля пориня-индуктора и снижением веса электромагнитной части генератора исключением из схемы тиристорного преобразователя.

Формула изобретения СвободнЬпоршневой двигатель, содержащий рабочий цилиндр, расположенные концентрично с ним статор и поршни-роторы с электрическими обмотками, отличающийся тем, что, с целью повышения„удельной кющности, по1Ж1ни-роторы жестко связаны между собой и обмотка одного из них выполнена; в виде обмотки возбуждения, а другого - тoкoпpиe № Oй обмотки, причем обмотки поршней соединены между собой последовательно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

,iZ