Силовая установка

02 Ц 5/02 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ТЕН КА(21) (22) (46) (75) (53) (56) кл. Р СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ИСАНИЕ ИЗ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 030972/25-064.03,865.01.,88. Бюл. У 2(54) СИЛОВАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение позволя эффективность и мощность путем повышения равномер щения вала двигателя, ст лизации тепла выхлопных гателя. Для этого между т повысит установки ости врапени утиазов дви- лектроге13666 нератором 7 и органом включения в электрическую цепь подключен аккумулятор 9, На валу 2 двигателя установлен профилирующий кулачок 10, 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 выхлопных газов с помощью газовой турбины и электрогенератора и пере 65даче полученной электроэнергии черезэлектромагнит 14 к маховику в положениях, когда поршень 4 не доходитдо верхней мертвой точки на 45 угла поворота коленчатого нала, увеличивается крутящий момент на валу,Крутящий момент, создаваемый в этовремя расширяющимися в цилиндре 3газами, невелик. Добавление энергиина вал 2 от двигателя 8 повышаетравномерность крутящего момента двигателя 1, 4 ил,Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, и может быть использовано всиловых установках с ДВС и утилизационными газовыми турбинами,Цель изобретения - повышение эффективности и мощности силовой установки путем повышения равномерностивращения вала двигателя, степениутилизации тепла выхлопных газовдвигателя.На фиг. 1 изображена схема силовой установки; на фиг, 2 - положениемаховика и вала двигателя в моментвключения электрического двигателя;на фиг, 3 - пример выполнения установки с четырехцилиндровым двигателем, в момент начала подачи тока наобмотку электромагнита; на фиг. 4 -то же, в момент отключения подачитока.Силовая установка содержит ДВС1, снабженный коленчатым валом 2 поменьшей мере одним цилиндром 3 споршнем 4, перемещающимся от нижнейк верхней мертвым точкам (НМТ и ВМТ),и маховиком 5, газовую турбину 6,электрогенератор 7, электрическийдвигатель 8, электрический аккумулятор 9 и профилированный кулачок 10для привода подвижного контакта органа включения. Маховик 5 установлен в кожухе 11 сцепления и подключен к коленчатому валу 2. Газоваятурбина 6 установлена в газовыхлопной магистрали 12 двигателя 1 Электрогенератор 7 подсоединен к валутурбины 6. Электрический двигатель 8снабжен ротором 13, размещенным на 5 10 1 г 20 25 30 35 40 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 11сцепления и примыкающим к ротору 13через зазор.Профилированный кулачок 10 установлен на валу 2 двигателя 1, примыкает к подвижному контакту 16 органавключения и его профиль выполнен свозможностью обеспечения включенияконтактов 16 и 17 при положении поршня вблизи верхней мертвой точки (находе сжатия и выпуска газов). Аккумулятор 9 подключен к электрическойцепи 15 между электрогенератором 7 иорганом включения. Ротор 13 электрического двигателя 8 выполнен в видепостоянных магнитов, а сердечник 18электромагнита 14 статора выполненподковообразным и его концы примыкают через зазор к постоянным магнитам ротора 13. Постоянные магнитыротора 13 установлены на маховике 5юсимметрично через 180 и имеют угловую длину 90 . В электрической цепи15 установлен реле-регулятор 19 длярегулирования напряжения в цепи 15Обод маховика 5 выполнен из немагнитного материала.Силовая установка работает следующим образом,Запуск ДВС 1 осуществляется с помощью электрического двигагеля 8, Впроцессе запуска один из магнитовротора 13 располагается напротив сердечника 18 электромагнита 14 статора. При этом ось симметрии магнитов на роторе 13 располагается не дохооЭдя 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 1возникает в момент сжатия топливовоздушной смеси в цилиндре 3 и притакте выхлопа, магнит ротора 13 позволяет преодолевать эти сопротивления, создавая силовой импульс вращения на маховике 5 в момент, когдапоршень 4 проходит ВМТ,После запуска двигателя 1 выхлопные газы, выходящие из цилиндров 3,поступают в газовыхлопную магистраль12 и в турбину 6, которая при вращении передает энергию через редукторна электрогенератор 7, где вырабатывается электрический ток, поступающий через реле-регулятор 19 по цепи15 на подзарядку электрического аккумулятора 9. При работающем двигателе 1 всякий раз, когда один из магнитов ротора 13 маховика 5 проходитчерез зазор сердечника 18, на обмотку электромагнита 14 поступает электрический импульс через контакты 16и 17 органа включения аккумулятора 9.При увеличении нагрузки на валу 2двигателя 1 частота его вращения снижается, и топливовоздушная смесь,поступаюцая в цилиндры 3 двигателя, становится богаче, При этом количествоэлектрической энергии, поступающейна электромагнит 14, также увеличивается, так как увеличивается времядействия электромагнита 14 при меньшей частоте вращения. Однако этокомпенсируется увеличением энергиивыхлопных газов,При необходимости, например, приторможении транспортного средствадвигателем 1 на спусках электромагнит 14 можно отключить выключателем, 5устанавливаемым в цепи 15.Таким образом, положительный эффект заключается в том, что при утилизации тепловой энергии выхлопныхгазов двигателя 1 с помощью газовойтурбины 6 и электрогенератора 7 ипередаче полученной электроэнергиичерез электромагнит 14 статора электрического двигателя 8 к маховику 5в положениях, когда поршень 4 не доходит до ВМТ на 45 угла поворотаколенчатого вала 2, увеличиваетсякрутящий момент на валу 2 двигателя1. При этом крутящий момент, создаваемый расширяющимися в цилиндре 3газами, в это время невелик. Добавление энергии на вал 2 от электрического двигателя 8 повышает равномерность крутящего момента двигате лЯПоскольку для крепления электромагнита 14 статора используется кожух 11 сцепления, а маховик 5 выполняет роль статора 13 электрического ЭО двигателя 8 (при установке на маховик 5 постоянных магнитов), то происходит совмещение выполняемых функций - кожух 11 сцепления выполняет исвою основную роль и является одновременно корпусом электрического двигателя 8, маховик 5 выполняет какроль накопителя энергии, так и рольротора 13 электрического двигателя 8.В результате из конструкции силовой 40 установки исключаются корпус и якорьэлектродвигателя, подшипники и освобождается пространство, занимаемоев известных устройствах электродвигателем.45Формула изобретенияСиловая установка, содержащая двигатель внутреннего сгорания, снабженный коленчатым валом, по меньшей мере одним цилиндром с поршнем, перемещающимся между нижней и верхней мертвыми точками, и маховиком, установленным в кожухе сцепления и прикрепленным к коленчатому валу, газовую турбину, установленную в газовыхопной магистрали двигателя, электро- генератор, подсоединенный к валу турбины и электрический двигатель, снаб 5 13666 женный ротором, размещенным на ободе маховика, и статором, снабженнымэлектромагнитом 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, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности и мощности путем повышения равномерности вращения вала двигателя, установка дополнительно содержитэлектрический аккумулятор и профилированный кулачок для привода подвижного контакта органа включения, причем 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 вблизиверхней мертвой точки, ротор электрического двигателя выполнен в видепостоянных магнитов, сердечник электромагнита статора выполнен подковообразным, его концы примыкают череззазор к постоянным магнитам ротора,а обод маховика выполнен из немагнитного материала,Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгор Сж Заказ 6800 1366665 ираж 505 Подписно оектная,