Двигатель внутреннего сгорания на сегодняшний день претерпел много изменений в конструкции (газораспределение, новые материалы и т. д.) направленных на повышение КПД, а соответственно на снижение расхода топлива и снижения вредных выбросов. Но конструкторские новшества не значительно, хотя и в лучшую сторону повлияли на параметры ДВС.

В идею данного устройства заложен принцип исключения потерь энергии при преобразовании энергии поступательного движения исполнительного механизма (поршня) во вращательное (вал) в двигателях внутреннего сгорания. Энергия движения подвижной части устройства, преобразуется в электроэнергию. Движение подвижной части устройства происходит от расширения продуктов сгорания топлива (газ, бензин, дизельное топливо +), либо нагреваемого жидкого или газообразного носителя энергии. В зависимости от силы тока на электродвигателе (в приложении не указан) регулируется количество подаваемого топлива. Топливо-воздушную смесь в камеры сгорания можно подавать плунжером. Возможно, применить водяное охлаждение как неподвижной части, так и подвижной. Устройство может работать в 2,4 тактом режиме  

Описание рынка продукта

Потенциальные потребители:

1. Ответственные потребители, для которых бесперебойное электроснабжение является обязательным условием работы: узлы связи, больницы, диспетчерские пункты, банки, таможенные терминалы, системы жизнеобеспечения (водоподающие станции, очистные сооружения, котельные), объекты МЧС;

2. Предприятия с непрерывным циклом производства (пищевые, холодильные предприятия, порты, АЗС, крупные типографии и др.);

3. Загородные дома, фермы;

4. Геологические, вахтовые поселки;

5. Санатории, базы отдыха;

6. Гидрометеостанции, маяки и др. объекты, расположенные вдали от коммуникаций

Что представляет на сегодняшний день устройства бесперебойного питания? Это либо аккумуляторы, либо устройства основанные на симбиозе двигателя внутреннего сгорания и генератора электрического тока.

На сегодняшний день двигатель внутреннего сгорания исчерпывает себя, усложнение конструкции направленное на повышение КПД двигателя не сравнимо с ростом цен на энергоносители, хотя и затрачены на эти работы не малые средства. Усовершенствование ДВС в том виде в котором мы его видим имеет свои пределы, от потерь энергии сгорания топлива на преодоление сил трения основными и обслуживающими механизмами ни куда ни деться.

Предлагаемая модель генератора энергии основана на идее свободнопоршневого двухтактного двигателя внутреннего сгорания (хотя возможен вариант с четырехтактным циклом). Этот класс двигателей имеет неоспоримые преимущества перед классическими ДВС: вместо нескольких сотен механических трущихся деталей двухтактный двигатель содержит их не более десятка. Поршни и поршневые кольца не испытывают боковых нагрузок, поэтому слабо подвержены истиранию.

В предлагаемой конструкции две основные идеи:

А) Движущимися деталями являются не поршни, а цилиндры;

Б) Исключается процесс преобразования энергии расширения газов при сгорании топлива в поступательное движение исполнительного механизма, а затем во вращательное движение. Сгорание топлива приводит к одномоментному расширению газа ( продукта горения топлива), возможен эффект детонации при обедненной смеси, которое действует на подвижную часть ( цилиндры), за счет расширения подвижная часть передвигается в ту или иную сторону, передвигая соответственно подвижную часть ( обмотку) линейного генератора относительно полуподвижной обмотки ( электромагнит либо постоянный магнит) в результате чего образуется ЭД.  

Изобретение относится к энергомашиностроению и позволяет повысить топливную экономичность и снизить выбросы токсичных газов в свободнопоршневых двигателях внутреннего сгорания.

Почему данное изобретение относится к энергетике, я описал в области применения, хотя это не предел, основное направление - для транспорта (любого, авто, ЖД, водного). Создание экономичного двигателя для транспортных средств и малой энергетики существенно снизит цены на рынке энергоносителей, и как это скажется на энергетике в целом только богу известно. Для создания данного двигателя необходимо провести конструкторские работы, специалистами в этой области, самоделки здесь не пройдут, а только навредят, снизив эффективность и обострив недостатки. В процессе ознакомления возникнет ряд вопросов по реализации данной идеи, у меня имеются предложения по конструкции некоторых узлов. С уважением, Павлов Евгений. evpav@inbox.ru


 

1а, 1в- поршни левого и правого цилиндров (плавающая часть)
2- корпус цилиндров (подвижная часть)
3- роликовая опора
4- корпус устройства (неподвижная часть)
5- корпус цилиндров
6а, 6в- левая и правая камеры сгорания
7- пружинный механизм
8-катушка возбуждения ЭДС
9- катушка индуктивности (подвижная)
10- катушка возбуждения (плавающая)

Работа устройства

При воспламенении воздушно-топливной смеси в камере сгорания 6в энергия расширения газов действует на корпус цилиндров 2 (подвижная часть) перемещая ее в лево вместе с катушкой индуктивности 9 ( постоянный магнит или электромагнит) возбуждая в катушках 8 и 10 (8в и 10в- условно не показаны) электродвижущую силу (ЭДС). Энергия (работа) перемещения расходуется на возбуждение ЭДС и сжатие воздушно-топливной смеси в камере сгорания 6а. Так же расширение газов оказывает давление на поршень 1в, который перемещаясь в лево сжимает пружину 7в и перемещает катушку возбуждения 10 и 10в относительно катушки индуктивности 9 и 9в. Энергия (работа) перемещения поршня аккумулируется пружиной 7в и идет на возбуждение ЭДС. В результате чего увеличивается эффективность устройства и значительно снижается вибрация. Так же для снижения вибрации возможно применить балансировку подвижной части (рисунок ниже).

Преимущества в сравнении с ДВС:

1. Конструктивные- простота конструкции, исключение поперечных нагрузок на поршень приводящих к износу (овальности) цилиндра, минимум трущихся частей.

2. Эксплуатационные- исключение потерь энергии от преобразований поступательного движения поршня во вращательное, экономия топлива, высокий КПД за счет снижения потерь энергии и возможности «длинного хода» подвижной части, возможно использование эффекта детонации воздушно-топливной обедненной смеси.

При 4-х тактном режиме работы через шестерню, или шатунный механизм колебательные движения подвижных частей компенсируют вибрацию друг друга, а нагнетенный воздух используется для продувки камер сгорания.

 
 

Система подачи воздушнотопливной смеси и продувки цилиндров