Силовая установка - SU1366665A1

Чертежи

Описание

(Л

со Од

Од Од Од СП

риг1

нератором 7 и органом включения в электрическую цепь подключен аккумулятор 9. На валу 2 двигателя установлен профилирующий кулачок Ш, который примыкает к подвижному контакту 16 органа включения. Ротор 13 выполнен в виде постоянных магнитов, а сердечник 18 электромагнита 14 выполнен подковообразным и его концы примыкают через зазор к постоянным магнитам ротора. При утилизации тепла вьклопных газов с помощью газовой турбины и электрогенератора и передаче полученной электроэнергии через электромагнит 14 к маховику в положениях , когда поршень 4 не доходит до верхней мертвой точки на 45° угла поворота коленчатого вала, увеличивается крутящий момент на валу. Крутящий момент, создаваемый в это время расширяющимися в цилиндре 3 газами, невелик. Добавление энергии на вал 2 от двигателя 8 повьшает равномерность крутящего момента двигателя 1. 4 ил.

Реферат

Изобретение позволяет повысить эффективность и мощность установки путем повьппения равномерности вра- . щения вала двигателя, степени утилизации тепла выхлопных газов двигателя . Для зтого между электроге

Формула

1

Изобретение относится к мащино- строению, а именно двигателестрое- нию, и может быть использовано в силовых установках с ДВС и утилизаци онньми газовыми турбинами.

Цель изобретения - повьщ1ение эффективности и мощности силовой установки путем повьшения равномерности вращения вала двигателя, степени утилизации тепла выхлопных газов двигателя.

На фиг. 1 изображена схема силовой установкиJ на фиг. 2 - положение маховика и вала Двигателя в момент включения электрического двигателя; на фиг. 3 - пример выполнения установки с четырехцилиндровым двигателем , в момент начала подачи тока на обмотку электромагнита; на фиг. 4 - то же, в момент отключения подачи тока.

Силовая установка содержит ДВС . 1, снабженный коленчатым валом 2 по меньшей мере одним цилиндром 3с поршнем 4, перемещающимся от нижней

к верхней мертвым точкам (НМТ и ВМТ) и маховиком 5, газовую турбину 6, электрогенератор 7, электрический двигатель 8, электрический аккумуля- тор 9 и профш1ирова нный кулачок 10 для привода подвижного контакта органа включения. Гаховик 5 установлен в кожухе 11 сцепления и подключен к коленчатому валу 2. Газовая турбина 6 установлена в газовыхлопной магистрали 12 двигателя 1. Электрогенератор 7 подсоединен к валу турбины 6. Электрический двигатель 8 снабжен ротором 13, размещенным на

ободе маховика 5 и статором, снабженным электромагнитом 14 с обмоткой , подключенной через электрическую цепь 15 с подвижным и неподвижным контактами 16 и 17 органа включения к электрогенератору 7, и. сердечником 18, закрепленным на кожухе 11 сцепления и примыкающим к ротору 13 через зазор.

Профилированный кулачок 10 установлен на валу 2 двигателя 1, примыкает к подвижному, контакту 16 органа включения и его профиль выполнен с -возможностью обеспечения включения контактов 16 и 17 при положении поршня вблизи верхней мертвой точки (на ходе сжатия и выпуска газов). Аккумулятор 9 подключен к электрической цепи 15 между электрогенератором 7 и органом включения. Ротор 13 электрического двигателя 8 выполнен в виде постоянных магнитов, а сердечник 18 электромагнита 14 статора вьшолнен подковообразным и его концы примыкают через зазор к постоянным магнитам ротора 13. Постоянные магниты ротора 13 установлены на маховике 5 симметрично через 180 и имеют угловую длину 90. В электрической цепи 15 установлен реле-регулятор 19 для регулирования напряжения в цепи 15. Обод маховика 5 выполнен из немагнитного материала.

Силовая установка работает еле-, дующим образом.

Запуск ДВС 1 осуществляется с помощью электрического двигателя 8. В процессе запуска один из магнитов ротора 13 располагается напротив сер31

дечника 18 электромагнита 14 статора . При этом ось симметрии магнитов на роторе 13 располагается, не доходя 45 до ВМТ (по углу поворота ко- ленчатого вала 2), а упор подвижного контакта 16 находится напротив начала впадины кулачка 10, и контакты 16 и 17 замыкаются. Через эти контакты от аккумулятора 9 по цепи 15 поступает электроимпульс на обмотку электромагнита 14. При этом в сердечнике 18 создается магнитное поле (направление поля показано пунктиром ) , которое создает в зазоре сердечника 18 магнитное поле, выталкивающее магнит ротора 13 маховика 5 в направлении вращения вала 2 двигателя 1 (показано стрелкой). Питание электрического двигателя 8 происходит от аккумулятора 9.

Поскольку наибольшее сопротивление движению поршней в двигателе 1 возникает в момент сжатия топливо- воздушной смеси в цилиндре 3 и при такте выхлопа, магнит ротора 13 позволяет преодолевать эти сопротивления , создавая силовой импульс вращения нд маховике 5 в момент, когда поршень 4 проходит ВМТ.

После запуска двигателя 1 выхлопные газы, выходящие из цилиндров 3, поступают в газовыхлопиую магистраль 12 и в турбину 6, которая при враще- нии передает энергию через редуктор на электрогенератор 7, где вырабатывается электрический ток, поступающий через реле-регулятор 19 по цепи 15 на подзарядку электрического аккумулятора 9. При-работающем двигателе 1 всякий раз, когда один из магнитов ротора 13 маховика 5 проходит через зазор сердечника 18, на обмотку электромагнита 14 поступает электрический импульс через контакты 16 и 17 органа включения аккумулятора 9.

При увеличении нагрузки на валу 2 двигателя 1 частота его вращения снижается , и топливовоздушная смесь,поступающая в цилиндры 3 двигателя, становится богаче. При этом количество электрической энергии, поступающей на электромагнит 14, также увеличивается , так как увеличивается время действия электромагнита 14 при меньшей частоте вращения. Однако это компенсируется увеличением энергии выхлопных газов.

666654

При необходимости, например, при торможении- транспортного средства двигателем 1 на спусках электромагнит 14 можно отключить выключателем;, устанавливаемым в цепи 15.

Таким образом, положительный эффект заключается в том, что при утилизации тепловой энергии выхлопных

10 газов двигателя 1 с помощью газовой турбины 6 и электрогенератора 7 и передаче полученной электроэнергии через электромагнит 14 статора электрического двигателя 8 к маховику 5

15 в положениях, когда поршень 4 не доходит до ВМТ на 45° угла поворота коленчатого вала 2, увеличивается крутящий момент на валу 2 двигателя 1. При этом крутящий момент, созда2Q ваемый расширяющимися в цилиндре 3 газами, в это время невелик. Добавление энергии на вал 2 от электрического двигателя 8 повышает равномерность крутящего момента двигате25 ля 1.

Поскольку для крепления электромагнита 14 статора используется кожух 11 сцепления, а маховик 5 выполняет роль статора 13 электрического

30 двигателя 8 (при установке на маховик 5 постоянных магнитов), то происходит совмещение выполняемых функций - кожух 11 сцепления выполняет и свою основную роль и является одно35 временно корпусом электрического двигателя 8, маховик 5 выполняет как роль накопителя энергии, так и роль ротора 13 электрического двигателя 8„ В результате из конструкции силовой

40 установки исключаются корпус и якорь электродвигателя, подшипники и освобождается пространство, занимаемое в известных устройствах электродвигателем .

45

Формула изобретения

Силовая установка, содержащая двигатель внутреннего сгорания, снабжен50 ный коленчатым валом, по меньшей мере одним цилиндром с поршнем, перемещающийся между нижней и верхней мертвыми точками, и маховиком, установленным в кожухе сцепления и при55 крепленным к коленчатому валу, газовую турбину, установленную в газовыхлопной магистрали двигателя, электрогенератор , подсоединенный к валу турбины и электрический двигатель, снабженный ротором, размещенным на ободе маховика, и статором, снабженным электромагнитом с обмоткой, подключенной через электрическую цепь ,с подвижным и неподвижным контактами оргайа включения к электрогенератору и сердечником, закрепленным на кожухе сцепления и примыкающим к ротору через зазор, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности и мощности путем повышения равномерности вращения вала двигателя, установка дополнительно содержит электрический аккумулятор и профилированный кулачок для привода подвижного контакта органа включения, при18

Фиа2

чем аккумулятор подключен к электрической цепи между электрогенератором и органом включения, кулачок установлен на валу двигателя, примыкает к подвижному контакту органа включения , и его профиль выполнен с возможностью обеспечения включения контактов при положении поршня вблизи верхней мертвой точки, ротор электрического двигателя вьшолнен в виде постоянных магнитов, сердечник электромагнита статора выполнен подковообразным , его концы примыкают через зазор к постоянным магнитам ротора, а обод маховика выполнен из немагнитного материала. ,

ВНИИШ1 Заказ 6800/30 Тираж 503

Произв.-полигр. пр-тие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Выж.

фиеЛ

Подписное