Двигатель автотранспортных средств

Двигатель автотранспортных средств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции двигателей автотранспортных средств.

Известны конструкции двигателей внутреннего сгорания автомашин («Москвич», «Жигули», «Волга», а также автобусы, грузовые машины, тракторы, комбайны всех видов и марок), предназначенные для их механического движения, в результате чего они развивают определенную мощность, совершают работу, приобретают различные скорости относительно неподвижных тел, т.е. инерциальных систем отсчета.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является выбранный в качестве прототипа двигатель автотранспортных средств, содержащий корпус, кривошипно-шатунный механизм, коленчатый вал, трансмиссионное устройство, поршни (Е.В.Михайловский, Автомобили, Москва,"Машиностроение", 1974, стр.22-31).

Недостатком известного устройства является неэффективная конструкция двигателя.

Задачей, поставленной в настоящем изобретении, является повышение эффективности конструкции двигателя с использованием действия электромагнитного поля.

Указанная задача и технический результат достигается тем, что двигатель автотранспортных средств, содержащий корпус, кривошипно-шатунный механизм, коленчатый вал, трансмиссионное устройство, поршни, содержит источник постоянного тока, соленоиды, внутри которых ферромагнитные поршни совершают возвратно-поступательные движения под действием энергии электромагнитных полей соленоидов, при этом барабан совершает вращательное движение, периодически и поочередно включая и отключая токи в соленоидах, а возвратно-поступательные движения ферромагнитных поршней с помощью коленчатого вала преобразуются во вращательное движение, которое передается колесам.

Опытный образец двигателя имеет два соленоида, расположенных симметрично относительно оси коленчатого вала. Однако они могут быть расположены и по одну сторону от оси вала параллельно. Но при этом коленчатый вал должен иметь два колена, с каждым из которых соединяется соответствующий ферромагнитный стержень, имеющий свой соленоид. Одностороннее параллельное расположение соленоидов с их стержнями позволит внедрить их в механизм двигателя внутреннего сгорания, заменив только поршневую систему с сохранением всей цепи механизма до колес автотранспортного средства.

Выбираемая мощность предлагаемого двигателя зависит от числа соленоидов, ферромагнитных поршней и их размеров.

На фиг.1 представлен общий вид устройства, на фиг.2 показана связь роликов с поршнем и соленоидом, на фиг.3 - связь роликов с поршнем в трех проекциях, на фиг.4 - расположение колец и щеток для периодического включения и отключения токов в соленоидах, на фиг.5 - среднее кольцо в трех проекциях (а, б, в), на фиг.6 - нижнее кольцо в трех проекциях (а, б, в), на фиг.7 - верхнее кольцо в трех проекциях (а, б, в).

Двигатель автотранспортных средств содержит панель 1, на котором смонтирован двигатель, источник постоянного тока 2, соленоиды 3, ферромагнитные поршни 4, барабан 5 для периодического поочередного включения и отключения токов в соленоидах 3, скользящие по барабану 5 щетки 6 для периодического включения и отключения токов в соленоидах 3, специальные пластины 7 для передачи движения от поршней 4 коленчатому валу 20, диск 8, прикрепленный к коленчатому валу 20, стояки 9 для удержания коленчатого вала 20 на определенном уровне, стояки 10 и 11, внутри которых закреплены ролики 12, обеспечивающие условия возвратно-поступательных движений поршней 4, хомутики 13, закрепляющие соленоиды 3 к панели 1 шурупами 19, П-образную подставку 14 к коленчатому валу 20, дополнительную панель 15, к которому крепятся щетки 6 с помощью шурупов 19, соединительные электропровода от источника питания 2 к соленоидам 3 и щеткам 6 через зажимы 17.

Двигатель автотранспортных средств работает следующим образом.

От источника постоянного тока 2 через соединительные электропровода 16 и зажимы 17 ток подается к соленоидам 3. Внутри соленоидов 3 находятся ферромагнитные поршни 4, которые могут совершать возвратно-поступательные движения под действием электромагнитных полей соленоидов 3 подобно возвратно поступательным движениям поршня в цилиндре двигателя внутреннего сгорания.

Когда включается ток одного соленоида, а ток другого соленоида отключен, магнитное поле первого втягивает ферромагнитный стержень в соленоид поступательно по осевой линии соленоида. При этом стержень увлекает за собой колено вала, поворачивая его на 180°, и ферромагнитный стержень другого соленоида, отключенного и не имеющего магнитного поля. Увлекаемый стержень совершает холостой ход. Через пол-оборота барабана включатся ток второго соленоида, а ток первого отключен. А теперь второй ферромагнитный стержень втягивается в его же соленоид, увлекая за собой колено коленного вала и первый стержень. Втягивание ферромагнитных стержней в их же соленоиды происходит поочередно и периодически. В результате вращается коленчатый вал.

Барабан 5 с кольцами 21, 22, 23 и щетками 6 (см. фиг.4) служит для периодического включения токов в соленоидах 3. Специальные пластины 7 передают возвратно-поступательные движения ферромагнитных поршней 4 коленчатому валу 20. Возвратно-поступательные движения ферромагнитных поршней 4 с помощью кривошипно-шатунного механизма и трансмиссионного устройства передаются колесам (на чертеже не указаны), благодаря чему автотранспортные средства приобретают определенные скорости относительно инерционных систем отсчета. Стояки 9 удерживают коленчатый вал 20 на определенном уровне. Ролики 12, закрепленные внутри стояков 10 и 11, обеспечивают условия возвратно-поступательного движения ферромагнитных поршней 4 с наименьшим коэффициентом трения. Хомутики 13 закрепляют соленоиды 3 к панели 1 с помощью шурупов 19. П-образная подставка 14 служит для улучшения фиксации коленчатого вала к панели 15, прикреплены щетки 6 шурупами 19.

На барабане 5 имеются кольца 21, 22, 23 (фиг.4), по которым скользят щетки 6. К средней щетке от источника 2 постоянно подается ток. Поэтому кольцо 22 находится под постоянным напряжением. В течение пол-оборота барабана 5 в одну из крайних щеток поступает ток, а другая отключена. А в течение следующего пол-оборота щетка, по которой проходил ток, отключена, а через другую крайнюю щетку проходит ток.

Барабан 5 вместе с коленчатым валом 20 вращается под действием электромагнитных полей соленоидов 3. Барабан 5 периодически и поочередно включает и отключает токи соленоидов 3. Частота вращения барабана 5 зависит от величины подаваемого тока на соленоиды 3. Развиваемая мощность предлагаемого двигателя прямо пропорциональна величине подаваемого тока. Ролики 12 служат для увеличения КПД двигателя, уменьшая трение и фиксацию поршней 4 вдоль прямых линий при возвратно-поступательных движениях (фиг.2, 3.) вместе со стержнями 18 (фиг.2). Тонкий стержень 18 изготавливается из материала, на который не действует магнитное поле. Этот стержень служит только для поддержания и направления по прямой линии ферромагнитного стержня и частично входит в него (фиг.2). Кольца 21, 22, 23 представлены в трех экспозициях а), б), в) на фиг.5, 6, 7, служат для периодической и последовательной подачи токов к соленоидам 3, обеспечивающим вращение барабана 5 и рабочего режима.

Кольца 21, 22, 23 расположены на барабане 5 таким образом, что, когда кончается рабочий ход одного поршня 4, отключается электрический ток его соленоида 3 и включается ток другого соленоида 3, обеспечивая рабочий ход другого поршня 4. При этом первый поршень 4 совершает холостой ход, так как связан с коленчатым валом, т.е. при совершении рабочего хода одного поршня 4 другой поршень 4 совершает холостой ход и, наоборот, при рабочем ходе другого поршня первый поршень имеет холостой ход.

При вращении барабана, соединенного с источником постоянного тока (аккумулятор), передается соленоидам поочередно и периодически электрический ток. Электрический ток, подаваемый на соленоиды, создает вокруг и внутри их магнитное поле. Под действием магнитного поля соленоидов происходит движение ферромагнитных поршней. Таким образом, энергия электрического тока превращается в энергию магнитных полей соленоидов, а энергия магнитных полей соленоидов превращается в механическую энергию движения ферромагнитных поршней. Механическая энергия поршней посредством коленчатого вала и трансмиссионных элементов автомашины передается колесам, в результате чего автомашина (транспортное средство) может приобретать скорости до 300 и более км/ч. Механическая энергия поршней переходит в механическую энергию движения автомашины. От числа соленоидов с их поршнями зависит мощность автомашины, т.е. чем их больше, тем больше мощность, а следовательно, и больше скорость движения автотранспортного средства.

Использование устройства обеспечивает по сравнению с существующими двигателями следующие преимущества: радикально преобразуется техника машиностроения, а это дает громадный экономический эффект, существенно увеличивается скорость движения автотранспортных средств, что даст большую экономию времени и уменьшит транспортные расходы. Повысит эффективность использования автотранспортных средств за счет изменения конструктивных параметров, что дает уменьшение материальных затрат на его изготовление, замена двигателей внутреннего сгорания экологически чистым двигателем.

Двигатель автотранспортных средств, содержащий корпус, кривошипно-шатунный механизм, коленчатый вал, трансмиссионное устройство, поршни, отличающийся тем, что содержит источник постоянного тока, соленоиды, внутри которых ферромагнитные поршни совершают возвратно-поступательные движения под действием энергии электромагнитных полей соленоидов, при этом барабан совершает вращательное движение, периодически и поочередно включая и отключая токи в соленоидах, а возвратно-поступательные движения ферромагнитных поршней с помощью коленчатого вала преобразуются во вращательное движение, которое передается колесам.