Силовая установка

5986 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 02 6 1/043 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН тирлинга, - М,:217,я к машинос овано при со к со свобо Стирлинга. дано ель ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относитснию и может быть использнии силовых установопоршневыми двигателями изобретения - повышение эффективных показателей установки путем линеаризации характеристики газовой пружины. Силовая установка включает свободнопоршневой двигатель Стирлинга и линейный электрический генератор и содержит полый цилиндр 1 с размещенными в нем вытеснительным поршнем 3 и рабочим поршнем 5, якорь 6 генератора, установленный в рабочем поршне, и обмотку 15 генератора, размещенную снаружи цилиндра в зоне перемещения рабочего поршня. На рабочем поршне установлена обечайка 13 с окнами, а цилиндр1 145986 выполнен с дополнительными камерами в виде проточек 14 на внутренней поверхности в полости газовой пружины. Обечайка 13 установлена на боковой поверхности рабочего поршня с возможностью последовательного подключения дополнительных камер к полости газовой пружины при перемещении рабочего поршня. При перемещении рабочего поршня 5 вниз обечайка 13 через окна последовательно подключает к полости газовой пружины 9 дополнительИзОбретение относится к машиностроению и может быть использовано присоздании силовых установок со свобод: но-поршневыми двигателями Стирлинга,Известна силовая установка, включающая свобаднопоршневой двигатель Стирлинга и линейный электрический генератор, содержащая па меньшей мере один полый цилиндр двигателя Стирлинга, вытесни- тельный поршеньи рабочий поршень, размещенные внутри цилиндра и разделяющие ега объем на полость расширения, полость сжатия и полость газовой пружины, нагреватель, генератор, охладитель, установленные последовательно в магистрали, соединяющей полость расширения и полость сжатия, якорь генератора, размещенный в рабочем поршне, и обмотку генератора, установленную снаружи цилиндра в зоне перемещения рабочего поршня.В известной силовой установке полость газовой пружины двигателя Стирлинга имеет нелинейную характеристику и, следовательно, рабочий поршень не может совершать гармонические колебания, что необходимо для эффективной работы линейного электрического генератора. Это снижает эффективные показатели установки.Цель изобретения - повышение эффективных показателей установки путем линеаризации характеристики газовой пружины.Указанная цель достигается тем, что . двигатель Стирлинга дополнительно снабкен абечайкой с окнами, а его цилиндр вы; полнен с дополнительными камерами в виде проточек на внутренней поверхности в полости газовой пружины, причем обечайка установлена на боковой поверхности рабочего поршня с возможностью последовательного подключения дополнительных ные камеры, что приводит к линеаризации характеристики газовой пружины. При движении рабочего поршня вверх происходит .отключение камер. Использование подсоединения к полости газовой пружины и отсоединения от нее дополнительных камер позволяет линеаризовать характеристику газовой пружины, что обеспечивает гармонические колебания рабочего поршня и, следовательно, повышает эффективные показатели силовой установки. 5 ил,камер к полости газовой пружины при пере-мещении рабочего поршня.На фиг. 1 представлена принципиальная схема силовой установки; на фиг, 2 -5 обечайка, внешний вид; на фиг, 3 - дополнительная камера с механизмом измененияобъема; на фиг. 4 - характеристика газовойпружины известной силовой установки; нафиг, 5 - то же, предлагаемой силовой уста 10 новки,Силовая установка содержит полый цилиндр 1 с днищем 2, вытеснительный поршень 3 со штоком 4 и рабочий поршень 5 сякорем 6 линейного электрического генера 15 тора, размещенные в цилиндре 1 и разделяющие его объем на полость 7 расширения,полость 8 сжатия и полость 9 газовой пружины. Полость 7 расширения и полость 8сжатия соединены между собой через на 20 греватель 10, генератор 11 и охладитель 12.На рабочем поршне 5 размещена обечайка13 с окнами. Со стороны внутренней поверхности цилиндра 1, ограничивающей полость 9 газовой пружины, выполнены25 дополнительные камеры в виде проточек 14,Съем мощности осуществляется с помощьюобмотки 15 линейного электрического генератора. Дополнительные камеры, выполненные в виде проточек 14, соединены с30 механизмом 16 изменения объема с помощью магистрали 17. Значения обьемовгазовой пружины и дополнительных камервыбирают из соотношенияРчвкс П = О (адин+(К+1)ЧР+Иаы)")=Р +(К - +1)Чр+1 Ч ц)") 40 гДе 1 Р Рмакс-Чмин)/(К+1), а Чци,1 щк Чаи - соответственно минимальный и максимальный объемы полости газовой пружи- тора индуцирует в его обмотках 15 электроны и объем дополнительной камеры; движущую силу,Рмин, Рмакс, - минимальное и макси- Изменение дополнительного объема, мальное значения давления в полости газо- подсоединяемого к полости 9 газовой прувой пружины; 5 жины и отсоединяемого от нее, осуществляК- количество дополнительных камер;ется с помощью механизма 16 изменения и - показатель политропы процесса, объема, подсоединяемого к проточкам 14 Силовая установка работает следую- через магистраль 17,щим образом, Изобретение может быть использованоВытеснительный поршень 3 движется 10 также и при наличии индивидуальных газо- вниз и переталкивает рабочее тело иэ поло- вых пружин для вытеснительного и рабочего сти 8 сжатия через охладитель 12, регенера- поршней.тор 11 и негреватель 10 в полость 7 Использование подсоединения к поло- расширения. Давление рабочего тела воз- сти газовой пружины и отсоединения от нее растает, и рабочий поршень 5 движется 15 дополнительного объема позволяет линеавниз. При перемещении рабочего поршня 5 риэовать характеристику газовой пружины вниз установленная на нем обечайка 13 че- как при движении рабочего поршня вниз, рез выполненные в ней окна последователь- так и при его движении вверх, что обеспечино подключает к полости 9 газовой. вает гармонические колебания рабочего пружины, дополнительные камеры, выпол поршня с якорем линейного электрического ненные в.виде проточек 14, что приводит к генератора и, следовательно, повышает эфлинеаризации характеристики газовой пру- фективные показатели силовой установки. жины. При равенстве силы инерции движе- Формула изобретения ния вытеснительного поршня 3 и сил Силовая установка, включающая сводавления, действующих на него со стороны 25 боднопоршневой двигатель Стирлинга и полости 7 расширения, полости 8 сжатия и линейный электрический генератор, сополости.9 газовой пружины, вытеснитель- держащая по меньшей мере один полый ный поршень 3 останавливается. Рабочий цилиндр двигателя Стерлинга, вытеснитель: поршень 5 продолжает двигаться вниз, так ный поршень и рабочий поршень, раэмекак он обладает большей инерционностью. 30 щенные внутри цилиндра и разделяющие При этом давление рабочего тела уменьша- его объем на полость расширения, полость ется. Вытеснительный поршень 3 начинает сжатия и полость газовой пружины, нагредвигаться вверх, переталкивая рабочее те- ватель, регенератор, охладитель, установло черезнагреватель 10, регенератор 11 и ленные последовательно в магистрали, охладитель 12 в полость 8 сжатия, что при соединяющей полость расширения и поводит к дальнейшему уменьшению давле- лость сжатия, якорь генератора, размещенния. ный в рабочем поршне, и обмоткуПосле того, как сила, действующая на генератора, установленную снаружи цилинрабочий поршень 5 со стороны полости 9 дра в зоне перемещения рабочего поршня,. газовой пружины, становится больше 40 о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью суммарной силы давления со стороны по- повышения эффективности показателей услости 8 сжатия и инерции движения, ра- тановки путем линеаризации характеристибочий поршень 5 начинает двигаться ки газовой пружины, двигатель Стирлинга вверх. При этом установленная на рабо- дополнительно снабжен обечайкой с окначем поршне 5 обечайка 13 последова ми, а его цилиндр выполнен с дополнительтельно отключает от полости 9 газовой ными камерами в виде проточек на пружины дополнительные камеры, вы- внутренней поверхности в полости газовой полненные в виде проточек 14, что при- пружины, причем оГечайка установлена на водит к линеаризации характеристики боковой поверхности рабочего поршня с газовой пружины. Цикл повторяется, 50 возможностью последовательного подклюВозвратно-поступательное движение ра- чения дополнительных камер к полости габочего поршня 5 с выполненным в нем - эовой пружины при перемещении рабочего якорем 6 линейного электрического генера-поршня.1745986 СЬгХ Корректор С. Черни оставитель П. Шуклоехред М Моргентал актор Н. Тупица Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2376 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5