Двигатель предназначен для преобразования механической энергии колебаний в энергию вращения вала и может быть использован в волновых энергетических установках. Двигатель содержит корпус, размещенные внутри корпуса инерционное тело, раму, храповую шестерню, закрепленную на валу отбора мощности, горизонтально установленном на раме, первый и второй рычаги, снабженные собачками и свободно насаженные на вал отбора мощности. Двигатель дополнительно снабжен третьим рычагом, установленным на первой горизонтальной оси, закрепленной на раме. Инерционное тело выполнено в виде первой и второй колесных платформ с грузом, размещенных вне рамы. При этом первый и третий рычаги консольно закреплены на первой и второй колесных платформах соответственно. Второй рычаг шарнирно связан с третьим рычагом дополнительно введенной серьгой, а рама свободно подвешена в корпусе на второй горизонтальной оси, закрепленной в корпусе, с возможностью поворота вокруг нее. Конструкция двигателя позволяет увеличить КПД. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к двигателям, преобразующим механическую энергию колебаний в энергию вращения валами может быть использовано, например, в волновых энергетических установках.
Уровень техники Известен выбранный в качестве прототипа маятниковый двигатель, содержащий корпус, размещенные внутри корпуса инерционное тело, раму, храповую шестерню, закрепленную на валу отбора мощности, горизонтально установленном на раме, первый и второй рычаги, снабженные собачками и свободно насаженные на вал отбора мощности [1]. Прототип использует главным образом колебания корпуса в вертикальном направлении. Недостаток прототипа - низкий КПД, обусловленный неэффективным использованием горизонтальной составляющей качательных движений корпуса. Задача изобретения - создание маятникового двигателя, обеспечивающего высокий КПД за счет эффективного использования энергии колебаний корпуса как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Сущность изобретения Предметом изобретения является маятниковый двигатель, содержащий корпус, размещенные внутри корпуса инерционное тело, раму, храповую шестерню, закрепленную на валу отбора мощности, горизонтально установленном на раме, первый и второй рычаги, снабженные собачками и свободно насаженные на вал отбора мощности, отличающийся согласно изобретению тем, что введен третий рычаг, установленный на первой горизонтальной оси, закрепленной на раме, а инерционное тело выполнено в виде первой и второй колесных платформ с грузом, размещенных вне рамы, при этом первый и третий рычаги конcольно закреплены на первой и второй платформах соответственно, второй рычаг шарнирно связан о третьим рычагом дополнительно введенной серьгой, а рама свободно подвешена в корпусе на второй горизонтальной оси, закрепленной в корпусе, с возможностью поворота вокруг нее. Указанная совокупность признаков обеспечивает повышение КПД за счет эффективного использования энергии колебаний корпуса как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Изобретение имеет развитие, состоящее в том, что на раму установлены редуктор и электрогенератор, вал которого снабжен маховиком и через редуктор кинематически связан с валом отбора мощности. Это позволяет вывести вырабатываемую энергию за пределы качающейся рамы. Осуществление изобретения Осуществление изобретения с учетом его развития иллюстрируется фиг. 1, на которой представлена конструкция предлагаемого устройства, и фиг. 2 и 3, которые иллюстрируют состояния устройства в процессе работы. Устройство, фиг. 1, содержит корпус 1, внутри которого размещены инерционное тело, выполненное в виде первой колесной платформы 2 с грузом 3 и второй колесной платформы 4 с грузом 5, а также рама 6. Храповая шестерня 7 закреплена на валу 8 отбора мощности, который горизонтально установлен на раме 6. На вал 8 свободно насажены первый рычаг 9, снабженный собачкой 10, и второй рычаг 11, снабженный собачкой 12. Рычаги 9 и 11 связаны с шестерней 7 через собачки 10 и 12 соответственно. Третий рычаг 13 установлен на первой оси 14, горизонтально закрепленной на раме 6. Платформы 2 и 4 с грузами 3 и 5 размещены в корпусе 1 вне рамы 6. Рычаги 9 и 13 конcольно закреплены на платформах 2 и 4 соответственно, рычаг 11 шарнирно связан о рычагом 13 серьгой 15. Рама 6 свободно подвешена с возможностью поворота вокруг второй горизонтальной оси 16, закрепленной в корпусе 1. Платформы 2 и 4 снабжены колесами 17 и 18 соответственно и могут иметь по несколько колес. На раму 6 могут быть установлены редуктор 19 и электрогенератор 20, вал которого снабжен маховиком 21, и через редуктор 19 кинематически, например ременной передачей, связан с валом 8. Устройство работает следующим образом. Под воздействием внешней силы, например морских волн, корпус 1 колеблется и ось 16 отклоняется от вертикальной оси, как показано на фиг. 2 и 3 (вертикальная ось показана штрих-пунктиром). При отклонении корпуса 1 влево от вертикали (фиг. 2) платформа 2 с грузом 3 отрывается вместе с колесом 17 от дна корпуса 1 и, повисая, переходит в свободное падение. При этом вес платформы 2 с грузом 3, воздействуя на рычаг 9, приводит храповую шестерню 7 с помощью собачки 10 во вращение против часовой стрелки. Платформа 4 с грузом 5 в это время поднимается вверх, прокатываясь колесом 18 по дну корпуса 1. При отклонении корпуса 1 вправо от вертикали (как показано на фиг. 3) платформа 4 с грузом 5 отрывается вместе с колесом 18 от дна корпуса 1 и, повисая, переходит в свободное падение. При этом вес платформы 4 с грузом 5, воздействуя на рычаг 13, поворачивает его вокруг оси 14. Рычаг 13 через серьгу 15 и рычаг 11 с собачкой 12 приводит храповую шестерню 7 во вращение также против часовой стрелки. Платформа 2 с грузом 3 в это время поднимается вверх, прокатываясь колесом 17 по дну корпуса 1. В результате от колебаний корпуса 1 приводится во вращение против часовой стрелки вал 8. Мощность, отбираемая с вала 8, через повышающий обороты редуктор 19 передается генератору 20. Электроэнергия, вырабатываемая генератором 20, гибким кабелем выводится с качающейся вокруг оси 16 рамы 6 к потребителям, размещенным, например, в корпусе 1. Маховик 21 обеспечивает равномерность вращения генератора 20. Предложенный двигатель обеспечивает эффективное преобразование энергии колебаний корпуса в энергию вращения вала отбора мощности и затем в электроэнергию. Источник информации 1. Авт. свид. СССР N 1100418, МПК F 03 B 13/14, 1984.Похожие патенты:
Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано в устройствах для преобразования энергии волн в электрическую энергию
Изобретение относится к устройствам преобразования энергии волн, в электрическую энергию
Изобретение относится к производству электроэнергии, в частности к производству электроэнергии экологически чистого без отрицательного воздействия на окружающую среду путем преобразования энергии морских волн и ветра
Изобретение относится к области гидроэнергетики и может быть использовано в волновых электростанциях
Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к электрогенерирующим установкам, использующим энергию морских волн
Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к электрогенерирующим установкам, преобразующим энергию морских волн
Изобретение относится к волновой электростанции
Изобретение относится к гидроэнергетике
Изобретение относится к технике для получения электрической энергии путем преобразования энергии морских волн. Устройство для отбора энергии морских волн содержит плавучий объект 2, расположенный на нем преобразователь энергии морских волн, включающий генератор электрической энергии, и погружной элемент 1, в рабочем положении расположенный ниже дна объекта 2. Площадь проекции элемента 1 на плоскость, которая в рабочем положении устройства является горизонтальной плоскостью, больше каждой из площадей его проекций на две другие плоскости, перпендикулярные первой плоскости и друг другу. Профиль элемента 1 выполнен двояковыпуклым, или выпуклым с одной стороны и выпукло-вогнутым с другой стороны, или выпукло-вогнутым с двух сторон. Элемент 1 соединен с преобразователем энергии с возможностью относительного перемещения элемента 1 и объекта 2. Преобразователь энергии включает раздвижную связь. Элемент 1 имеет положительную плавучесть и соединен с раздвижной связью с возможностью передачи механической мощности на генератор при погружении объекта 2. Изобретение направлено на повышение эффективности отбора энергии морских волн. 6 з.п. ф-лы, 14 ил.
Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к установкам для преобразования энергии морских волн в электрическую энергию. Волновая электростанция содержит плавучий корпус, выполненный в виде цилиндра, в нижней части которого расположена рабочая камера с впускным и выпускными клапанами, поршень, расположенный внутри цилиндра и закрепленный на штоке, механически связанном с поплавком, трубу циркуляции, расположенную под корпусом, гидротурбину с генератором, сообщенную с рабочей камерой. Электростанция содержит дополнительные впускной и выпускные клапаны. Труба циркуляции последовательно соединена с одним из дополнительных выпускных клапанов и гидротурбиной, которая с нижней части соединена с дополнительным впускным клапаном, а в верхней части - с генератором. Изобретение направлено на упрощение монтажа волновой электростанции в открытом море, упрощение конструкции, а также повышение надежности генератора. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области электричества и электрических машин, в частности - к генераторам электрического тока. Маятниковый гидроволновой генератор 1 электрического тока содержит статор 2 и ротор, у которых сердечники с катушками и системой их возбуждения обеспечивают выработку электрического тока при свободном подвесе статора 2 в плавающем средстве. Плавающее средство имеет возможность циклических колебаний на угол ±α при движении волн воды и выполнении таких же циклических колебаний генератором 1 в поперечной плоскости относительно вертикальной оси за счет его постоянной ориентации к центру тяготения Земли. Ось 5 подвеса статора 2 совмещена с осью его свободного качания и смещена относительно оси 5 вращения ротора. Между собой оси 5 и 7 связаны кинематически через систему зубчатых передач. Изобретение направлено на увеличение частоты вращения и мощности вырабатываемого электрического тока генератором со свободным вращением ротора относительно статора. 24 з.п. ф-лы, 34 ил.
Изобретение относится к сфере гидроволновой энергетики, в частности к генераторам, элементам их конструкций, корпусов и опор, к устройствам для регулирования механической энергии, конструктивно сопряженным с электрическими машинами. Плавучая прибрежная гидроволновая электростанция, использующая энергию качки ее корпуса (1) волнами и ветром, содержит перемещающиеся относительно корпуса (1) грузы (2), кинематически связанные с валами роторов электрогенераторов, для чего основания грузов (2) выполнены по дуге окружности и имеют возможность дугового перемещения в корпусе (1). Грузы (2) свободно установлены вдоль и/или поперек оси корпуса (1) своими боковыми цилиндрическими поверхностями на параллельные им опорные ролики (5) с возможностью устойчивой ориентации грузов (2) к центру Земли в вертикальной плоскости и их свободного поворота по дуге их основания при качке корпуса (1) волнами и ветром. С роторами и статорами электрогенераторов кинематически связаны опорные ролики (5). Изобретение направлено на обеспечение эффективного снятия мощности при широком диапазоне параметров и энергии волн. 24 з.п. ф-лы, 22 ил.
Группа изобретений относится к устройствам и способам генерирования океанской волны. Волновой генератор энергии содержит плавучий корпус, предназначенный для плавания в массе воды. Электрическая машина (103), расположенная в корпусе, имеет якорь и источник поля, причем машина (103) имеет неподвижную часть, соединенную с корпусом, и подвижную часть. Узел (104) противовеса является подвижным в корпусе и содержит подвижную часть машины (103). Относительное перемещение узла противовеса и неподвижной части машины (103) генерирует электрическую энергию. Устройство (400) накопления энергии накапливает энергию, генерируемую машиной (103). Система (200) управления определяет двунаправленный поток энергии между устройством накопления энергии и якорем. Энергия возвращается к машине (103) для приведения в движение узла противовеса антисимметрично движению корпуса. Изобретение направлено на повышение эффективности при генерировании энергии. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 21 ил.
Маятниковый двигатель
www.findpatent.ru
www.freepatent.ru
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к конструкции маятникового двигателя внутреннего сгорания. Изобретение позволяет охлаждать лопасти-поршни, а также позволяет уменьшить трудоемкость изготовления механизма преобразования. Поршневой маятниковый двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндр статора с перегородками, внутри которых расположен вал с лопастями-поршнями, боковые стенки, прилегающие к лопастям-поршням и образующие герметичные с изменяющимися объемами камеры, и механизм преобразования маятниковых движений лопастей-поршней во вращательное движение маховика. Лопасти-поршни имеют полости для подвода охлаждающей жидкости. Полости лопастей-поршней через каналы вала соединены с системой охлаждения цилиндра с возможностью автоматического регулирования количества подаваемой жидкости на охлаждение цилиндра и лопастей-поршней в зависимости от режима работы двигателя. Механизм преобразования маятниковых движений лопастей-поршней во вращательное движение маховика содержит зубчатое колесо, установленное на валу с лопастями-поршнями двигателя внутреннего сгорания, две шестерни, имеющие ограниченное число зубьев на части своего периметра и периодически вступающие в зацепление с зубчатым колесом. Одна из шестерен соединена с маховиком. Шестерни вне зоны ширины зубчатого кольца имеют полное число зубьев и находятся в постоянном зацеплении между собой. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), в частности к рабочим органам поршневых ДВС двойного действия, и может быть также использовано для создания избыточного давления или вакуума.
Двигатель внутреннего сгорания преобразует тепловую энергию топлива в механическую. Известен поршневой двигатель внутреннего сгорания (1), содержащий цилиндр, герметизированный с одной стороны головкой цилиндра с впускными и выпускными клапанами. В цилиндре размещен поршень, соединенный с кривошипно-шатунным механизмом. Горючая смесь или воздух подается (засасывается) в герметизируемую часть цилиндра и сжимается поршнем до некоторого значения, после чего горючая смесь воспламеняется искрой свечи зажигания - карбюраторный двигатель, если всасываемый воздух, то он при сжатии нагревается до необходимой для воспламенения температуры и в него впрыскивается необходимое количество топлива - дизельный двигатель. Сгорание топлива вызывает значительное повышение температуры и, следовательно, давления над поршнем, что заставляет поршень двигаться в обратном направлении с большим усилием и выполнять полезную работу, а также работу по осуществлению вспомогательных циклов: выхлопа, всасывания и сжатия, за счет энергии, накопленной в маховике во время рабочего хода. Возвратно-поступательное движение поршней преобразуется во вращательное движение маховика кривошипно-шатунным механизмом.
Недостатком известной конструкции ДВС является наличие больших боковых давлений поршня на стенки цилиндра, что приводит к их износу и потере мощности. Подвод и отвод смазки к месту больших давлений и отвод тепла от поршня эффективно (охлаждающей жидкостью) осуществить сложно, что особенно важно при применении водородного топлива.
Снабжение каждого поршня шатуном и коленвалом делает двигатель металлоемким и увеличивает площади трения при значительных рабочих давлениях, особенно при выводе шатуна из мертвой точки и примыкающей к ней зоны в пределах поворота коленвала на 10°, что снижает КПД двигателя.
Известен двигатель внутреннего сгорания с возвратно-качательным движением рабочих органов /2/, содержащий корпус с цилиндрической рабочей камерой, разделенной неподвижными замыкателями (перегородками) на рабочие полости, впускные и выпускные золотниковые клапаны.
Недостатком известной конструкции является сложность продувки рабочих камер и преобразование колебательных движений кривошипно-шатунным механизмом, имеющим низкий КПД.
Известен двигатель внутреннего сгорания /3/ с маятниковым движением ротора.
Недостатком известной конструкции является то, что лопасти-поршни не предусматривают охлаждения, без которого их работа невозможна, так как они нагреваются с обеих сторон, то есть работают еще в более тяжелом температурном режиме, чем поршни в классическом ДВС /1/. Кроме того, лопасти-поршни имеют малую неразвитую поверхность подвижного контакта со статором с установкой одной уплотнительной пластины, что не обеспечивает достаточной герметизации лопастей-поршней и цилиндра статора.
Использование кривошипно-шатунного механизма для преобразования колебательных движений вала ротора во вращательное движение маховика мало эффективно, так как КПД его весьма низок, кроме того, скорости прямого и обратного ходов не одинаковы, что усложняет настройку и эксплуатацию двигателя.
Известен двигатель внутреннего сгорания с маятниковым движением ротора с лопастями-поршнями /4/, впускными и выпускными золотниковыми клапанами, с преобразованием колебательных маятниковых движений ротора во вращательное маховика кривошипно-шатунным механизмом.
Недостатком известной конструкции является сложное осуществление продувки рабочих камер, отсутствие охлаждения лопастей-поршней, недостаточная величина их площади подвижного контакта со статором для обеспечения высокой герметичности.
Наиболее близким техническим решением по сущности и достигаемому техническому результату является маятниковый двигатель внутреннего сгорания /5/ с маятниковым движением ротора, которое преобразуется во вращательное кривошипно-шатунным механизмом.
Недостатком прототипа является отсутствие охлаждения лопастей-поршней, применение конических шестерен в механизме преобразования маятниковых колебаний ротора во вращательное рабочего вала ненадежно из-за сложности сохранения положения осей ведущих и ведомых шестерен, к чему они очень чувствительны, и плохой их работы при больших скоростях.
Задачей изобретения является создание поршневого маятникового ДВС, обеспечивающего подвод жидкостного охлаждения к лопастям-поршням в необходимом количестве в зависимости от режима работы двигателя. Замена конических шестерен механизма преобразования прямозубыми позволит уменьшить трудоемкость изготовления.
Задача изобретения решается за счет того, что в поршневом маятниковом двигателе внутреннего сгорания, содержащем цилиндр статора с перегородками, внутри которых расположен вал с лопастями-поршнями, боковые стенки, прилегающие к лопастям поршням и образующие герметичные с изменяющимися объемами камеры, и механизм преобразования маятниковых движений лопастей-поршней во вращательное движение маховика, лопасти-поршни имеют полости для подвода охлаждающей жидкости, согласно изобретению полости лопастей-поршней через каналы вала соединены с системой охлаждения цилиндра с возможностью автоматического регулирования количества подаваемой жидкости на охлаждение цилиндра и лопастей-поршней в зависимости от режима работы двигателя.
Преобразование маятникового (возвратно-поступательного) движения вала маятника с лопастями-поршнями во вращательное маховика или вращательного движения маховика в маятниковые возвратно-поступательные движения лопастей-поршней осуществляется механизмом, содержащим зубчатое колесо, установленное на валу с лопастями-поршнями двигателя внутреннего сгорания, две шестерни, имеющие ограниченное число зубьев на части своего периметра и периодически вступающие в зацепление с зубчатым колесом, причем одна из шестерен соединена с маховиком. Согласно изобретению шестерни вне зоны ширины зубчатого кольца имеют полное число зубьев и находятся в постоянном зацеплении между собой.
Сравнения заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники - патентами роторно-поршневых ДВС /2, 3, 4, 5/ не позволили выявить в них признаки, сходные с существенными отличительными признаками в заявляемом поршневом маятниковом двигателе и механизме преобразования маятниковых движений лопастей поршней, и поэтому позволили признать заявляемое решение соответствующим критерию «существенные отличия».
Изобретение поясняется чертежами:
на фиг.1 представлено поперечное сечение предлагаемого поршневого маятникового двигателя внутреннего сгорания;
на фиг.2 представлен шестеренчатый механизм преобразования возвратно-поступательного маятникового движения маятника с лопастями-поршнями во вращательное движение маховика и наоборот вращательного движения маховика в возвратно-поступательное движение маятника (поршня).
Поршневой маятниковый двигатель внутреннего сгорания состоит из цилиндра статора 1 с перегородками 2, соединенными с головками блоков, и расположенного в нем вала маятника 3 с лопастями-поршнями 4. Для улучшения герметизации в местах подвижного контакта лопасти-поршни и перегородки имеют развитую поверхность, на которой установлены уплотнительные пластины 5. Лопасти-поршни имеют полости 6 для подвода охлаждающей жидкости. С торцов двигатель имеет боковые стенки 7, герметично прилегающие к лопастям-поршням с установленными на них опорными подшипниками для вала маятника. На вал маятника 3 за боковой стенкой 7 установлено зубчатое колесо (или рейка) 8, с которым входят в зацепление поочередно шестерни 9 и 10, имеющие некоторое ограниченное количество зубьев на ширине зубчатого колеса и полное вне его ширины с постоянным зацеплением между собой, что и представляет собой шестеренчатый механизм преобразования маятникового (возвратно-поступательного) движения вала маятника во вращательное маховика, соединенного с одной из шестерен, и наоборот вращательного движения маховика в маятниковое движение вала маятника с лопастями-поршнями.
Поршневой маятниковый двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом. Пусковым устройством через шестеренчатый механизм преобразования прокручивается маятник на необходимый угол. Происходит перемещение лопастей-поршней от одной мертвой точки к другой мертвой точке и в обратном направлении, что приводит к изменению объемов рабочих камер, заключенных между перегородками статора, лопастями-поршнями и боковыми стенками. Увеличение объема одной из рабочих камер будет соответствовать всасыванию горючей смеси или воздуха, затем лопасть-поршень начнет движение в обратном направлении, камера начнет уменьшать свой объем, произойдет сжатие горючей смеси или воздуха. При определенной степени сжатия горючую смесь воспламеняют свечой зажигания или в сжатый воздух впрыскивают необходимую порцию топлива, которое воспламеняется из-за высокой температуры сжатого воздуха. Температура в рабочей камере резко возрастает и соответственно возрастает давление, которое воздействует на лопасти-поршни, поворачивая маятник на некоторый угол. Совершая соответствующую работу, объем камеры увеличивается, затем объем камеры уменьшается, происходит вытеснение отработавших газов, затем процесс повторяется.
Таким же образом работают и другие рабочие камеры, которые находятся с обеих сторон лопастей-поршней, и их количество зависит от количества перегородок статора. Работа двигателя происходит при постоянной подаче охлаждающей жидкости в полости лопастей-поршней через каналы вала маятника, соединенные с автоматическим регулированием количества подаваемой жидкости на охлаждение цилиндра, головок цилиндра с перегородками и маятника с лопастями-поршнями.
С валом маятника соединен шестеренчатый механизм преобразования маятниковых движений во вращательное, работа которого осуществляется следующим образом.
На вал маятника установлено зубчатое колесо, с которым периодически входят в зацепление две шестерни, которые имеют по ограниченной группе зубьев, расположенных таким образом, что при заданном повороте зубчатого колеса, от одного крайнего положения к другому, с ним в зацепление входит одна из шестерен. При подходе зубчатого колеса к крайнему положению зубья шестерни, входящей в зацепление, заканчиваются и зубчатое колесо прекращает вращать эту шестерню. К зубьям зубчатого колеса подходят зубья второй шестерни, направление вращения которой соответствует перемещению зубчатого колеса в противоположном направлении.
Использование заявляемых изобретений позволит за счет конструктивных особенностей увеличить надежность двигателя с механизмом преобразования колебательных движений во вращательное, осуществлять регулируемое жидкостное охлаждение лопастей-поршней параллельно с охлаждением цилиндра статора и головок, поддерживая необходимый температурный режим, сохраняя оптимальный зазор между лопастями-поршнями и цилиндром статора, и снизить интенсивность смазки.
Источники информации
1. В.М.Семенов, В.Н.Власенко. Трактор. Москва, ВО Агропромиздат, 1989 (стр.23-36; 106).
2. RU 24705 U1, опубл. 20.08.2002.
3. DE 10119373 А1, опубл. 11.10.1997.
4. DE 20607586 А1, опубл. 08.09.1977.
5. US 4539941 А, опубл. 10.09.1985.
6. С.Н.Кожевников, Я.И.Есипенко, Я.М.Раскин. «Элементы механизмов», Оборониздат, Москва, 1956 (фиг.2503, 2492).
1. Поршневой маятниковый двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр статора с перегородками, внутри которых расположен вал с лопастями-поршнями, боковые стенки, прилегающие к лопастям-поршням и образующие герметичные с изменяющимися объемами камеры, и механизм преобразования маятниковых движений лопастей-поршней во вращательное движение маховика, причем лопасти-поршни имеют полости для подвода охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что полости лопастей-поршней через каналы вала соединены с системой охлаждения цилиндра с возможностью автоматического регулирования количества подаваемой жидкости на охлаждение цилиндра и лопастей-поршней в зависимости от режима работы двигателя.
2. Механизм преобразования маятниковых движений лопастей-поршней во вращательное движение маховика, содержащий зубчатое колесо, установленное на валу с лопастями-поршнями двигателя внутреннего сгорания, две шестерни, имеющие ограниченное число зубьев на части своего периметра и периодически вступающие в зацепление с зубчатым колесом, причем одна из шестерен соединена с маховиком, отличающийся тем, что шестерни вне зоны ширины зубчатого кольца имеют полное число зубьев и находятся в постоянном зацеплении между собой.
www.findpatent.ru
Насос для дачных и фермерских хозяйств требует немалых затрат электроэнергии, и полив влетает в копеечку. Оказывается, если пораскинуть мозгами, эта задача вполне решаема. Челябинские ученые поставили на службу поливному земледелию… маятник.
Используя силу текучей воды, гравитации и инерции, он может работать в качестве движителя в самых разных сферах АПК. Как научить маятник стать «тяговой силой» агропрома? Об этом — наш разговор с автором ноу-хау, старшим преподавателем ЮУрГАУ Вадимом Бакуниным.Маятниковый мотор
— Как родилась идея создать маятниковый двигатель?
— Изначально она принадлежит сербскому изобретателю Велько Милковичу. Он изобрел двойной маятник, который приводит в движение насос, кузнечный пресс, ударный инструмент… Суть ноу-хау в том, что качающийся маятник воздействует на свою ось качания с переменной нагрузкой. Она качает кулису и совершает полезную работу. Причем по сравнению с простым архимедовым рычагом при тех же габаритах импульс силы увеличивается в несколько раз!
Взяв за основу эту идею, мы разработали алгоритм расчета оптимальных параметров маятникового мотора. Наша математическая модель позволяет создать конструкцию, работающую с максимальным КПД. Мы, например, смоделировали работу такого маятника в качестве привода для насоса, и результаты обнадеживают. Постоянный магнит создает поле, меняющее полюсность подкачивающего устройства насоса.
— А будет ли продолжение?
— Мы по схожему принципу придумали так называемый насос на приводе с дебалансным ротором, который может стать хорошим помощником для наших овощеводов. Это тоже маятник, только вращательного типа. На это изобретение получен патент. Впрочем, при этом можно использовать и альтернативные источники энергии, когда колесо приводит в движение сила ветра или падающей воды. А если изготовить колесо в виде ковшовой турбины, то и при отключении электродвигателя насос будет качать воду за счет так называемой гидравлической обратной связи. Как результат, бесперебойный полив и солидная экономия электричества.
— Такой принцип можно использовать в самых разных сферах?
— Инерционный движитель, к примеру, есть резон использовать на автотранспорте. В свое время Велько Милкович сконструировал самоходную повозку, которая едет за счет работы маятника! И никаких выхлопов, загрязнения окружающей среды! Этой идеей заинтересовался профессор ЮУрГАУ Геннадий Круглов, он предложил по этому принципу сконструировать экологичный автодвигатель совершенно нового типа, лишенный минусов бензиновых моторов.
Гидравлический таран
— Возможно ли применить ваши ноу-хау в плотинах, для полива сельхозкультур?
— Для этого мы разработали так называемый гидравлический таран, который работает как бы сам по себе, энергоподпиткой является сама текущая вода. В основе его конструкции лежит принцип гидроудара, открытый еще в конце ХVIII века изобретателем воздушного шара Жаком-Этьенном Монгольфье. Если жидкость резко остановить, то возникнет скачок давления, это может привести к поломкам в трубах. Но этот эффект может приносить и немалую пользу. В 1968 году советский физик В. Овсепян доработал алгоритм расчета гидротарана, но не учитывал инерционность ударного клапана. Мною был придуман способ поддержания максимально возможной производительности гидротарана при переменном входном напоре. Это дает возможность не перенастраивать гидротаран потребителю, а сразу использовать на любом перепаде воды. Гидравлический таран преобразует ударное давление в постоянное, обеспечивая оросительные системы водой. Для этого даже не нужна подкачка электромотором, вода сама себя качает!
Вода в гору потечет!
— Можно ли применить гидроудар, если плотины и уклона нет?
— Во дворце царя Кноссоса на Крите обнаружили водопроводную систему, которой 4 тысячи лет. По ней вода поднималась без насоса из долины к вершине горы, на которой стоял дворец! Все терракотовые трубы имели коническую форму — суживались на одном конце. Вода впрыскивалась из суженного конца трубы в следующую трубу — нам это известно по пневмозагрузочному соплу. Тем самым в следующей трубе образовывалось пониженное давление, которое импульсивно всасывало воду вперед и вверх на гору. Древнеегипетские гидравлики тоже могли поднимать воду без насоса на высокие горные вершины.
— А что можно придумать, если нет потока воды, например, в озере?
— В 2005 году в Испании начали проводить опыты с гидроударом в стоячей воде. Зарубежные ученые используют эффект резонанса в ударной трубе, и уже появились первые разработки резонансного гидротарана. Известно, что, когда солдаты идут в ногу по деревянному мосту, есть опасность, что он может рухнуть, поскольку энергия их шагов входит в резонанс со структурой материала — поэтому офицер командует «идти вразброд». Но эту разрушительную энергию можно превратить в полезную работу, заставить, например, качать воду из пруда. Но я планирую пойти дальше — использовать этот принцип и для создания подводного гидротарана. Одно из предложений — с его помощью откачивать воду из получивших пробоину кораблей.
Мальстрим из ручейка
— Есть ли у вас изобретения, так сказать, на стыке этих ноу-хау?
— Мы получили патент на преобразователь напора воды в системе турбина — насос. Он, как и гидротаран, преобразовывает меньший напор в больший, но с более высоким КПД за счет оптимальных конструкций составляющих. Высокоскоростная турбина в паре с низкоскоростным насосом способны подавать воду под высоким давлением на высоту большую, чем ее уровень на входе плотины! Мы убираем лишние детали — генератор и электродвигатель, и преобразователь напора качает воду без всяких затрат, только за счет энергии воды. На выходе — весомая экономия, что для аграриев очень важно.
— А если вместо жидкости газ? Например, в колесах авто…
— Физические законы работают и для жидкости, и для газа. К примеру, в составе творческой бригады ученых ЮУрГАУ, возглавляемой кандидатом технических наук Ириной Старуновой, я делал расчет опрокидывающего момента и автоматической перекачки газа в колесах трактора для придания ему устойчивости даже при подъеме в гору. Чтобы он не опрокинулся на склоне, нужно уменьшить давление в передних колесах и перекачать часть газа в задние. Мы составили математическую модель движения в этих условиях и справились с этой задачей. А главное, модернизация может предотвратить аварии, спасти жизнь и здоровье людей.
— Какие еще подобные ноу-хау у вас в активе?
— Мы запатентовали нашу разработку по сочетанию гидротарана и сифона, так сказать, в одном флаконе. Гидротаран работает на перепаде уровней воды, а как сделать так, чтобы не прокладывать трубу сквозь тело плотины? Мы нашли решение — перекинули через нее трубу-сифон. Для его запуска на входе специальным устройством создается начальное избыточное давление, а затем вода идет самотеком.
Perpetuum mobile?
— Создается впечатление, что вечный двигатель уже на подходе…
— Мы не изобретаем perpetuum mobile, а используем законы физики — гравитацию, круговорот воды в природе… Правда, стремимся повысить КПД, что вполне реально. К примеру, недавно украинский изобретатель Андрей Ермола сконструировал генератор, работающий на силе тяжести груза и эффекта волчка Софьи Ковалевской (она составила уравнение его движения). При воздействии на ось волчок словно теряет ориентацию — начинает «танцевать кругами». Это явление, названное эксцентриситетом, происходит из-за нарушения баланса. Андрей Ермола утверждает, что «ручка волчка» в таких условиях сама поднимается вверх, совершая работу. На первый взгляд, это невозможно, поскольку противоречит нашим представлениям о сохранении энергии. Ведь такое может произойти, если вечный двигатель все же существует!
— Как можно это объяснить? И использовать на пользу человечеству…
— На мой взгляд, это связано с эффектом резонанса. Такое может быть, если система не закрытая, а как‑то связана с гравитацией, воздействием резонанса. Если это так, то в будущем возможно создать насосы и кузнечные прессы, которые станут работать сами по себе! Хотелось бы провести исследования, составить математическую модель этого явления. Я верю: когда‑нибудь мы сможем подчинить, казалось бы, необъяснимые силы природы, поставить их на службу человеку.
up74.ru
Насос для дачных и фермерских хозяйств требует немалых затрат электроэнергии, и полив влетает в копеечку. Можно ли обойтись без затратного электропривода?Оказывается, если пораскинуть мозгами, эта задача вполне решаема. Ученые Южно-Уральского государственного аграрного университета поставили на службу поливному земледелию... маятник. Используя силу текучей воды, гравитации и инерции, он может работать в качестве движителя в самых разных сферах АПК. Как научить маятник стать «тяговой силой» агропрома? Об этом — наш разговор автором ноу-хау, старшим преподавателем ЮУрГАУ Вадимом Бакуниным. Маятниковый «мотор»
– Как родилась идея создать «маятниковый двигатель»? – Изначально она принадлежит сербскому изобретателю Велько Милковичу. Он изобрел «двойной маятник», который приводит в движение насос, кузнечный пресс, ударный инструмент... Суть ноу-хау в том, что качающийся маятник воздействует на свою ось качания с переменной нагрузкой. Она качает кулису и совершает полезную работу. Причем по сравнению с простым архимедовым рычагом при тех же габаритах импульс силы увеличивается в несколько раз! Взяв за основу эту идею, мы разработали алгоритм расчета оптимальных параметров «маятникового мотора». Наша математическая модель позволяет создать конструкцию, работающую с максимальным КПД. Мы, например, смоделировали работу такого маятника в качестве привода для насоса, и результаты обнадеживают. Постоянный магнит создает поле, меняющее полюсность подкачивающего устройства насоса.– А будет ли продолжение? – Мы по схожему принципу придумали так называемый насос на приводе с дебалансным ротором, который может стать хорошим помощником для наших овощеводов. Это тоже маятник, только вращательного типа. На это изобретение получен патент. Впрочем, при этом можно использовать и альтернативные источники энергии, когда колесо приводит в движение сила ветра или падающей воды. А если изготовить колесо в виде ковшовой турбины, то и при отключении электродвигателя насос будет качать воду за счет так называемой гидравлической обратной связи. Как результат, бесперебойный полив картофеля и овощей и солидная экономия электричества.
– Такой принцип можно использовать в самых разных сферах? – Это так. Инерционный движитель есть резон использовать и на автотранспорте, в том числе и на селе. К примеру, Велько Милкович сконструировал самоходную повозку, которая едет за счет работы маятника! И никаких выхлопов, загрязнения окружающей среды! Этой идеей заинтересовался профессор ЮУрГАУ Геннадий Круглов, он предложил по этому принципу сконструировать экологичный автодвигатель совершенно нового типа, лишенный минусов бензиновых моторов.
Гидравлический таран
– А возможно ли применить ваши ноу-хау в плотинах, для полива сельхозкультур? – Для этого мы разработали так называемый гидравлический таран, который работает как бы сам по себе, энегроподпиткой является сама текщая вода. В основе его конструкции лежит принцип гидроудара, открытый еще в конце ХVIII века изобретателем воздушного шара Жаком-Этьенном Монгольфье. Если жидкость резко остановить, то возникнет скачок давления, это может привести к поломкам в трубах. Но этот эффект может приносить и немалую пользу. В 1968 году советский физик В. Овсепян доработал алгоритм расчета гидротарана, но не учитывал инерционность ударного клапана. Мною был придуман способ поддержания максимально возможной производительности гидротарана при переменном входном напоре. Это дает возможность не перенастраивать гидротаран потребителю, а сразу использовать на любом перепаде воды. Гидравлический таран преобразует «ударное» давление в постоянное, обеспечивая оросительные системы водой. Для этого даже не нужна подкачка электромотором, вода сама себя качает!Вода в гору потечет!
– Можно ли применить гидроудар, если плотины и уклона нет? – Во дворце царя Кноссоса на Крите обнаружили водопроводную систему, которой 4 тыс. лет. По ней вода поднималась без насоса из долины к вершине горы, на которой стоял дворец! Все терракотовые трубы имели коническую форму – суживались на одном конце. Вода впрыскивалась из суженного конца трубы в следующую трубу – нам это известно по пневмозагрузочному соплу. Тем самым, в следующей трубе образовывалось пониженное давление, которое импульсивно всасывало воду вперед-вверх на гору. Древнеегипетские гидравлики тоже могли поднимать воду без насоса на высокие горные вершины, обеспечивать ей поливное земледелие.– А что можно придумать, если нет потока воды — например, в озере? – В 2005 году в Испании начали проводить опыты с гидроударом в стоячей воде. Зарубежные ученые используют эффект резонанса «в ударной трубе», и уже появились первые разработки резонансного гидротарана. Известно, что когда солдаты идут «в ногу» по деревянному мосту, есть опасность, что он может рухнуть, поскольку энергия их шагов входит в резонанс со структурой материала — поэтому офицер командует «идти вразброд». Но эту разрушительную энергию можно превратить в полезную работу, заставить, например, «качать воду» из пруда. Но я планирую пойти дальше — использовать этот принцип и для создания подводного гидротарана. В числе высказываемых предложений – с его помощью не только обеспечивать полив овощных плантаций, но и откачивать воду из получивших пробоину кораблей.
Мальстрем из «ручейка»
– Есть ли у вас изобретения, так сказать, «на стыке» этих ноу-хау? – Мы получили патент на преобразователь напора воды в системе «турбина-насос». Он, как и гидротаран, преобразовывает меньший напор в больший, но с более высоким КПД за счет оптимальных конструкций «составляющих». Высокоскоростная турбина в паре с низкоскоростным насосом способны подавать воду под высоким давлением на высоту большую, чем ее уровень «на входе» плотины! Мы убираем лишние детали – генератор и электродвигатель, и преобразователь напора качает воду без всяких затрат, только за счет энергии воды. «На выходе» – весомая экономия, что для аграриев в условиях удорожания энергоресурсов очень важно.– А если вместо жидкости газ? Например, в колесах авто... – Физические законы работают и для жидкости, и для газа. К примеру, в составе творческой бригады ученых ЮУрГАУ, возглавляемой кандидатом технических наук Ириной Старуновой, я делал расчет опрокидывающего момента и автоматической перекачки газа в колесах трактора для придания ему устойчивости даже при подъеме «в гору». Чтобы он не опрокинулся на склоне, нужно уменьшить давление в передних колесах и перекачать часть газа в задние. Мы составили математическую модель движения в этих условиях и справились с этой задачей. А главное, модернизация может предотвратить аварии, спасти жизнь и здоровье людей.
– Какие еще подобные ноу-хау у вас в активе? – Мы запатентовали нашу разработку по сочетанию гидротарана и сифона, так сказать, «в одном флаконе». Гидротаран работает на перепаде уровней воды, а как сделать так, чтобы не прокладывать трубу «сквозь» тело плотины? Мы нашли решение — перекинули через нее трубу-сифон. Для его запуска на входе специальным устройством создается начальное избыточное давление, а затем вода идет самотеком. А это удешевление полива, что напрямую сказывается на рентабельности выращивания овощей.
Perpetuum mobile?
– Создается впечатление, что «вечный двигатель» уже на подходе... – Это не так. Мы не изобретаем perpetuum mobile, а используем законы физики — гравитацию, круговорот воды в природе… Правда, стремимся повысить КПД, и это вполне реально. К примеру, недавно украинский изобретатель Андрей Ермола сконструировал генератор, работающий на силе тяжести груза и эффекта волчка Софьи Ковалевской (она составила уравнение его движения). При воздействии на ось волчек словно теряет ориенацию – начинает «танцевать кругами». Это явление, названное эксцентриситетом, происходит из-за нарушения баланса. Андрей Ермола утверждает, что «ручка волчка» в таких условиях сама поднимается вверх, совершая работу. На первый взгляд, это невозможно, поскольку противоречит нашим представлениям о сохранении энергии. Ведь такое может произойти, если вечный двигатель все же существует!– Как можно это объяснить? И — использовать на пользу человечеству... – На мой взгляд, это связано с эффектом резонанса. Такое может быть, если система не закрытая, а как-то связана с гравитацией, воздействием резонанса. Если это так, то в будущем возможно создать насосы для полива полей, кузнечные прессы и другие механизмы, которые станут работать «сами по себе»! Их можно было бы с весомой пользой применять во многих отрослях АПК. Хотелось бы провести исследования, составить математическую модель этого явления. Я верю: когда-нибудь мы сможем подчинить, казалось бы, необъяснимые силы природы, поставить их на службу человеку.
Беседовал Евгений АНИКИЕНКО Фото: Владлены Шваб Журнал "Нивы России", №6 (150) июль 2017
svetich.info
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к конструкции маятникового двигателя внутреннего сгорания. Изобретение позволяет охлаждать лопасти-поршни, а также позволяет уменьшить трудоемкость изготовления механизма преобразования. Поршневой маятниковый двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндр статора с перегородками, внутри которых расположен вал с лопастями-поршнями, боковые стенки, прилегающие к лопастям-поршням и образующие герметичные с изменяющимися объемами камеры, и механизм преобразования маятниковых движений лопастей-поршней во вращательное движение маховика. Лопасти-поршни имеют полости для подвода охлаждающей жидкости. Полости лопастей-поршней через каналы вала соединены с системой охлаждения цилиндра с возможностью автоматического регулирования количества подаваемой жидкости на охлаждение цилиндра и лопастей-поршней в зависимости от режима работы двигателя. Механизм преобразования маятниковых движений лопастей-поршней во вращательное движение маховика содержит зубчатое колесо, установленное на валу с лопастями-поршнями двигателя внутреннего сгорания, две шестерни, имеющие ограниченное число зубьев на части своего периметра и периодически вступающие в зацепление с зубчатым колесом. Одна из шестерен соединена с маховиком. Шестерни вне зоны ширины зубчатого кольца имеют полное число зубьев и находятся в постоянном зацеплении между собой. 2 н.п. ф-лы, 2 ил. 
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), в частности к рабочим органам поршневых ДВС двойного действия, и может быть также использовано для создания избыточного давления или вакуума.
Двигатель внутреннего сгорания преобразует тепловую энергию топлива в механическую. Известен поршневой двигатель внутреннего сгорания (1), содержащий цилиндр, герметизированный с одной стороны головкой цилиндра с впускными и выпускными клапанами. В цилиндре размещен поршень, соединенный с кривошипно-шатунным механизмом. Горючая смесь или воздух подается (засасывается) в герметизируемую часть цилиндра и сжимается поршнем до некоторого значения, после чего горючая смесь воспламеняется искрой свечи зажигания - карбюраторный двигатель, если всасываемый воздух, то он при сжатии нагревается до необходимой для воспламенения температуры и в него впрыскивается необходимое количество топлива - дизельный двигатель. Сгорание топлива вызывает значительное повышение температуры и, следовательно, давления над поршнем, что заставляет поршень двигаться в обратном направлении с большим усилием и выполнять полезную работу, а также работу по осуществлению вспомогательных циклов: выхлопа, всасывания и сжатия, за счет энергии, накопленной в маховике во время рабочего хода. Возвратно-поступательное движение поршней преобразуется во вращательное движение маховика кривошипно-шатунным механизмом.
Недостатком известной конструкции ДВС является наличие больших боковых давлений поршня на стенки цилиндра, что приводит к их износу и потере мощности. Подвод и отвод смазки к месту больших давлений и отвод тепла от поршня эффективно (охлаждающей жидкостью) осуществить сложно, что особенно важно при применении водородного топлива.
Снабжение каждого поршня шатуном и коленвалом делает двигатель металлоемким и увеличивает площади трения при значительных рабочих давлениях, особенно при выводе шатуна из мертвой точки и примыкающей к ней зоны в пределах поворота коленвала на 10°, что снижает КПД двигателя.
Известен двигатель внутреннего сгорания с возвратно-качательным движением рабочих органов /2/, содержащий корпус с цилиндрической рабочей камерой, разделенной неподвижными замыкателями (перегородками) на рабочие полости, впускные и выпускные золотниковые клапаны.
Недостатком известной конструкции является сложность продувки рабочих камер и преобразование колебательных движений кривошипно-шатунным механизмом, имеющим низкий КПД.
Известен двигатель внутреннего сгорания /3/ с маятниковым движением ротора.
Недостатком известной конструкции является то, что лопасти-поршни не предусматривают охлаждения, без которого их работа невозможна, так как они нагреваются с обеих сторон, то есть работают еще в более тяжелом температурном режиме, чем поршни в классическом ДВС /1/. Кроме того, лопасти-поршни имеют малую неразвитую поверхность подвижного контакта со статором с установкой одной уплотнительной пластины, что не обеспечивает достаточной герметизации лопастей-поршней и цилиндра статора.
Использование кривошипно-шатунного механизма для преобразования колебательных движений вала ротора во вращательное движение маховика мало эффективно, так как КПД его весьма низок, кроме того, скорости прямого и обратного ходов не одинаковы, что усложняет настройку и эксплуатацию двигателя.
Известен двигатель внутреннего сгорания с маятниковым движением ротора с лопастями-поршнями /4/, впускными и выпускными золотниковыми клапанами, с преобразованием колебательных маятниковых движений ротора во вращательное маховика кривошипно-шатунным механизмом.
Недостатком известной конструкции является сложное осуществление продувки рабочих камер, отсутствие охлаждения лопастей-поршней, недостаточная величина их площади подвижного контакта со статором для обеспечения высокой герметичности.
Наиболее близким техническим решением по сущности и достигаемому техническому результату является маятниковый двигатель внутреннего сгорания /5/ с маятниковым движением ротора, которое преобразуется во вращательное кривошипно-шатунным механизмом.
Недостатком прототипа является отсутствие охлаждения лопастей-поршней, применение конических шестерен в механизме преобразования маятниковых колебаний ротора во вращательное рабочего вала ненадежно из-за сложности сохранения положения осей ведущих и ведомых шестерен, к чему они очень чувствительны, и плохой их работы при больших скоростях.
Задачей изобретения является создание поршневого маятникового ДВС, обеспечивающего подвод жидкостного охлаждения к лопастям-поршням в необходимом количестве в зависимости от режима работы двигателя. Замена конических шестерен механизма преобразования прямозубыми позволит уменьшить трудоемкость изготовления.
Задача изобретения решается за счет того, что в поршневом маятниковом двигателе внутреннего сгорания, содержащем цилиндр статора с перегородками, внутри которых расположен вал с лопастями-поршнями, боковые стенки, прилегающие к лопастям поршням и образующие герметичные с изменяющимися объемами камеры, и механизм преобразования маятниковых движений лопастей-поршней во вращательное движение маховика, лопасти-поршни имеют полости для подвода охлаждающей жидкости, согласно изобретению полости лопастей-поршней через каналы вала соединены с системой охлаждения цилиндра с возможностью автоматического регулирования количества подаваемой жидкости на охлаждение цилиндра и лопастей-поршней в зависимости от режима работы двигателя.
Преобразование маятникового (возвратно-поступательного) движения вала маятника с лопастями-поршнями во вращательное маховика или вращательного движения маховика в маятниковые возвратно-поступательные движения лопастей-поршней осуществляется механизмом, содержащим зубчатое колесо, установленное на валу с лопастями-поршнями двигателя внутреннего сгорания, две шестерни, имеющие ограниченное число зубьев на части своего периметра и периодически вступающие в зацепление с зубчатым колесом, причем одна из шестерен соединена с маховиком. Согласно изобретению шестерни вне зоны ширины зубчатого кольца имеют полное число зубьев и находятся в постоянном зацеплении между собой.
Сравнения заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники - патентами роторно-поршневых ДВС /2, 3, 4, 5/ не позволили выявить в них признаки, сходные с существенными отличительными признаками в заявляемом поршневом маятниковом двигателе и механизме преобразования маятниковых движений лопастей поршней, и поэтому позволили признать заявляемое решение соответствующим критерию «существенные отличия».
Изобретение поясняется чертежами:
на фиг.1 представлено поперечное сечение предлагаемого поршневого маятникового двигателя внутреннего сгорания;
на фиг.2 представлен шестеренчатый механизм преобразования возвратно-поступательного маятникового движения маятника с лопастями-поршнями во вращательное движение маховика и наоборот вращательного движения маховика в возвратно-поступательное движение маятника (поршня).
Поршневой маятниковый двигатель внутреннего сгорания состоит из цилиндра статора 1 с перегородками 2, соединенными с головками блоков, и расположенного в нем вала маятника 3 с лопастями-поршнями 4. Для улучшения герметизации в местах подвижного контакта лопасти-поршни и перегородки имеют развитую поверхность, на которой установлены уплотнительные пластины 5. Лопасти-поршни имеют полости 6 для подвода охлаждающей жидкости. С торцов двигатель имеет боковые стенки 7, герметично прилегающие к лопастям-поршням с установленными на них опорными подшипниками для вала маятника. На вал маятника 3 за боковой стенкой 7 установлено зубчатое колесо (или рейка) 8, с которым входят в зацепление поочередно шестерни 9 и 10, имеющие некоторое ограниченное количество зубьев на ширине зубчатого колеса и полное вне его ширины с постоянным зацеплением между собой, что и представляет собой шестеренчатый механизм преобразования маятникового (возвратно-поступательного) движения вала маятника во вращательное маховика, соединенного с одной из шестерен, и наоборот вращательного движения маховика в маятниковое движение вала маятника с лопастями-поршнями.
Поршневой маятниковый двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом. Пусковым устройством через шестеренчатый механизм преобразования прокручивается маятник на необходимый угол. Происходит перемещение лопастей-поршней от одной мертвой точки к другой мертвой точке и в обратном направлении, что приводит к изменению объемов рабочих камер, заключенных между перегородками статора, лопастями-поршнями и боковыми стенками. Увеличение объема одной из рабочих камер будет соответствовать всасыванию горючей смеси или воздуха, затем лопасть-поршень начнет движение в обратном направлении, камера начнет уменьшать свой объем, произойдет сжатие горючей смеси или воздуха. При определенной степени сжатия горючую смесь воспламеняют свечой зажигания или в сжатый воздух впрыскивают необходимую порцию топлива, которое воспламеняется из-за высокой температуры сжатого воздуха. Температура в рабочей камере резко возрастает и соответственно возрастает давление, которое воздействует на лопасти-поршни, поворачивая маятник на некоторый угол. Совершая соответствующую работу, объем камеры увеличивается, затем объем камеры уменьшается, происходит вытеснение отработавших газов, затем процесс повторяется.
Таким же образом работают и другие рабочие камеры, которые находятся с обеих сторон лопастей-поршней, и их количество зависит от количества перегородок статора. Работа двигателя происходит при постоянной подаче охлаждающей жидкости в полости лопастей-поршней через каналы вала маятника, соединенные с автоматическим регулированием количества подаваемой жидкости на охлаждение цилиндра, головок цилиндра с перегородками и маятника с лопастями-поршнями.
С валом маятника соединен шестеренчатый механизм преобразования маятниковых движений во вращательное, работа которого осуществляется следующим образом.
На вал маятника установлено зубчатое колесо, с которым периодически входят в зацепление две шестерни, которые имеют по ограниченной группе зубьев, расположенных таким образом, что при заданном повороте зубчатого колеса, от одного крайнего положения к другому, с ним в зацепление входит одна из шестерен. При подходе зубчатого колеса к крайнему положению зубья шестерни, входящей в зацепление, заканчиваются и зубчатое колесо прекращает вращать эту шестерню. К зубьям зубчатого колеса подходят зубья второй шестерни, направление вращения которой соответствует перемещению зубчатого колеса в противоположном направлении.
Использование заявляемых изобретений позволит за счет конструктивных особенностей увеличить надежность двигателя с механизмом преобразования колебательных движений во вращательное, осуществлять регулируемое жидкостное охлаждение лопастей-поршней параллельно с охлаждением цилиндра статора и головок, поддерживая необходимый температурный режим, сохраняя оптимальный зазор между лопастями-поршнями и цилиндром статора, и снизить интенсивность смазки.
Источники информации
1. В.М.Семенов, В.Н.Власенко. Трактор. Москва, ВО Агропромиздат, 1989 (стр.23-36; 106).
2. RU 24705 U1, опубл. 20.08.2002.
3. DE 10119373 А1, опубл. 11.10.1997.
4. DE 20607586 А1, опубл. 08.09.1977.
5. US 4539941 А, опубл. 10.09.1985.
6. С.Н.Кожевников, Я.И.Есипенко, Я.М.Раскин. «Элементы механизмов», Оборониздат, Москва, 1956 (фиг.2503, 2492).
1. Поршневой маятниковый двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр статора с перегородками, внутри которых расположен вал с лопастями-поршнями, боковые стенки, прилегающие к лопастям-поршням и образующие герметичные с изменяющимися объемами камеры, и механизм преобразования маятниковых движений лопастей-поршней во вращательное движение маховика, причем лопасти-поршни имеют полости для подвода охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что полости лопастей-поршней через каналы вала соединены с системой охлаждения цилиндра с возможностью автоматического регулирования количества подаваемой жидкости на охлаждение цилиндра и лопастей-поршней в зависимости от режима работы двигателя.
2. Механизм преобразования маятниковых движений лопастей-поршней во вращательное движение маховика, содержащий зубчатое колесо, установленное на валу с лопастями-поршнями двигателя внутреннего сгорания, две шестерни, имеющие ограниченное число зубьев на части своего периметра и периодически вступающие в зацепление с зубчатым колесом, причем одна из шестерен соединена с маховиком, отличающийся тем, что шестерни вне зоны ширины зубчатого кольца имеют полное число зубьев и находятся в постоянном зацеплении между собой.
www.freepatent.ru
Вот скажите? Кто из вас не мечтал в юности о том, чтобы сделать вечный двигатель? Ну разве что кроме Морены, которая больше по бананам тащилась?Я всегда мечтал. И вот думаю, настало время доказать самому себе.Очень хочется сделать один и разом уебать эффективных менегеров разных ресурсных компаний.Но...Дело сложное, трудоёмкое, длительное. Нужны подготовка, выучка, желание и стойкость.Именно поэтому я решил начать издалека:)
Начнём с азов. Заседание кружка "умелые драконята " номер один
Решил вместе с вами построить модель работающего условно-вечного магнито-гравитационного двигателя.Специалисты скажут что такое невозможно, но я упёртый, верю в эфир и знаю, что такое возможно, так как если допустить наличие эфира, то принцип сохранения энергии не нарушается. Он нарушается, только если игнорировать эфир, что и делают многие традиционные спецы....Разумеется даже эфир возможно не вечен, а тем более солнце, планеты и гравитация например, но учитывая продолжительность нашей жизни в сравнении с продолжительностью жизни планеты, этими условностями можно пренебречь... Будем считать солнечную энергию, энергию гравитации, магнитные дела и т.д.- условно-вечными.Главная тайна тут- умение извлечь и самое главное- преобразовать тот или иной вид энергии.Человечеству иногда удаётся наткнуться на нечто, что значительно облегчает нам жизнь, продвигает науку и технику. Но натыкаемся мы случайно, редко когда целенаправленно.Так появились рычаг и блок, полиспаст и колесо, эксплозия и имплозия, велосипед и многое другое. Просто, вроде бы несложно, а кайфово и полезно...Одним из естественных проводников эфира, очень видных, наглядных и т.д. являются магниты. Магнетизм- одно из проявлений эфира.Совмещая магнетизм и геометрию, комбинируя определённые материалы и т.д.- мы получаем электрический ток. Это тоже проявление эфира.Разумеется знание физики и т.д.- окажет огромную помощь и т.д, но надо учесть один момент. Современная наука стала настолько догматичной, что по сути превратилась в религию. Отрицание эфира вводит современную науку в тупик, а догматика- является одновременно и тормозом прогресса.Именно поэтому постройкой этого аппарата занимаемся мы, а не академия наук. Она просто не верит в это. А там где есть вера или где её нет - нет места эксперименту...Эксперимент может быть только там, где есть сомнение ( старый принцип Драгунова)
Начнём с самого главного- принципа. Берём упрощённое.
На картинке 1 - три магнита. Магнит А и C- постоянные и зафиксированны в пространстве, магнит В - постоянный, но двигается поступательно между магнитами A и C. Причём магнит В закреплён на простом жёстком маятнике, для придания его движению инерции ( маятник является преобразователем кинетической энергии в потенциальную и наоборот)Процесс происходящий на рисунке 1 вполне понятен. Маятник отклонён влево, до своей мёртвой точки, когда меняет движение. В этой точке магниты взаимодействуют, придавая движению маятника импульс. Маятник двигается в другую сторону, доходит до мёртвой точки, получает импульс от магнитов и т.д.Система работает до тех пор, пока маятник не придёт в состояние равновесия. Проблема системы в том, что противосила магнитов тормозит движение маятника и гасит его кинетическую энергию.Избежать этого, или вернее- значительно уменьшить потери можно если сделать магниты А и C- электормагнитами и подключить их к электронной системе включения импульса.Допустим у нас есть энергия извне, мы подаём её на электромагниты, но только тогда, когда маятник находится в мёртвой точке.
Если правильно подобрать длину маятника, вес груза, электромагниты и рабочий магнит и т.д.- то можно получить вполне работающую, стабильную систему, которая будет потреблять некоторое количество энергии извне...
Продолжение следует.
И да.В качестве домашнего задания.Погуглите:Что такое GravityLight и с чем едят Полиспаст?Что такое БЛОК и чем нам может быть полезен маятник.
Действуйте.Ну и про неодимовые магниты не забывайте
_______________
artemdragunov.livejournal.com
