RU2435965C2

RU2435965C2 - Engine of vehicles

Info

Publication number: RU2435965C2
Application number: RU2009138778/06A
Authority: RU
Inventors: Таймураз Рамазанович Бароев (RU); Таймураз Рамазанович Бароев; Юрий Елизбарович Тадтаев (RU); Юрий Елизбарович Тадтаев; Кимляна Кимовна Таболова (RU); Кимляна Кимовна Таболова; Виктор Вальериевич Туккаев (RU); Виктор Вальериевич Туккаев
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2011-12-10
Also published as: RU2009138778A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: engine includes direct current source, two solenoids inside which pistons perform back-and-forth movements under influence of energy of electromagnetic fields of solenoids, which appear at rotation of the drum that switches on and off currents in solenoids from time to time and in turn. Back-and-forth movements of ferromagnetic pistons are converted by means of crankshaft to rotary movement that is transmitted to the wheels, owing to which vehicles obtain certain velocities.

EFFECT: increasing efficiency of the engine design using the influence of electromagnetic field.

7 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции двигателей автотранспортных средств.The invention relates to the field of engineering, in particular to the design of engine vehicles.

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.There are known designs of internal combustion engines of cars (Moskvich, Zhiguli, Volga, as well as buses, trucks, tractors, combines of all kinds and brands) designed for their mechanical movement, as a result of which they develop a certain power, make work, acquire various speeds relative to motionless bodies, i.e. inertial reference systems.

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).The closest in technical essence to the claimed device is a motor vehicle selected as a prototype, comprising a housing, a crank mechanism, a crankshaft, a transmission device, pistons (E.V. Mikhailovsky, Automobiles, Moscow, "Engineering", 1974, pp. .22-31).

Недостатком известного устройства является неэффективная конструкция двигателя.A disadvantage of the known device is the inefficient engine design.

Задачей, поставленной в настоящем изобретении, является повышение эффективности конструкции двигателя с использованием действия электромагнитного поля.The objective of the present invention is to increase the efficiency of the engine design using the action of an electromagnetic field.

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.This task and the technical result is achieved by the fact that the motor vehicle, comprising a housing, a crank mechanism, a crankshaft, a transmission device, pistons, contains a direct current source, solenoids, inside which the ferromagnetic pistons reciprocate under the action of electromagnetic field energy solenoids, while the drum rotates, periodically and alternately turning on and off the currents in the solenoids, and the reciprocating motion f rromagnitnyh pistons via the crankshaft is converted into a rotary movement which is transmitted wheels.

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.The prototype engine has two solenoids located symmetrically relative to the axis of the crankshaft. However, they can be located on one side of the axis of the shaft in parallel. But at the same time, the crankshaft must have two bends, each of which is connected to a corresponding ferromagnetic rod having its own solenoid. Unilateral parallel arrangement of solenoids with their rods will allow them to be embedded in the mechanism of an internal combustion engine, replacing only the piston system while maintaining the entire chain of the mechanism to the wheels of the vehicle.

Выбираемая мощность предлагаемого двигателя зависит от числа соленоидов, ферромагнитных поршней и их размеров.The selected power of the proposed engine depends on the number of solenoids, ferromagnetic pistons and their sizes.

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).Figure 1 presents a General view of the device, figure 2 shows the relationship of the rollers with the piston and the solenoid, figure 3 - the relationship of the rollers with the piston in three projections, figure 4 - the location of the rings and brushes for periodic on and off currents solenoids, in Fig.5 - the middle ring in three projections (a, b, c), in Fig.6 - the lower ring in three projections (a, b, c), in Fig.7 - the upper ring in three projections (a , b, c).

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.The motor vehicle engine comprises a panel 1 on which the engine is mounted, a direct current source 2, solenoids 3, ferromagnetic pistons 4, a drum 5 for periodically turning on and off the currents in the solenoids 3, sliding brushes 6 on the drum 5 for periodically turning the currents on and off solenoids 3, special plates 7 for transmitting movement from the pistons 4 to the crankshaft 20, a disk 8 attached to the crankshaft 20, risers 9 to keep the crankshaft 20 at a certain level, risers 10 and 11, inside of which fixed rollers 12, providing conditions for reciprocating movements of the pistons 4, clamps 13, fixing the solenoids 3 to the panel 1 with screws 19, the U-shaped stand 14 to the crankshaft 20, the additional panel 15, to which the brushes 6 are attached with screws 19, connecting wires from the power source 2 to the solenoids 3 and brushes 6 through the clamps 17.

Двигатель автотранспортных средств работает следующим образом.The motor vehicle operates as follows.

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.From the DC source 2 through the connecting wires 16 and clamps 17, the current is supplied to the solenoids 3. Inside the solenoids 3 there are ferromagnetic pistons 4 that can reciprocate under the influence of electromagnetic fields of the solenoids 3 like reciprocating piston movements in the cylinder of an internal combustion engine.

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.When the current of one solenoid is turned on, and the current of the other solenoid is turned off, the magnetic field of the first pulls the ferromagnetic rod into the solenoid translationally along the axial line of the solenoid. In this case, the rod carries the knee of the shaft, turning it through 180 °, and the ferromagnetic rod of another solenoid, disconnected and without a magnetic field. The entrained rod idles. After half a turn of the drum, the current of the second solenoid will turn on, and the current of the first is turned off. And now the second ferromagnetic rod is pulled into its own solenoid, dragging the knee of the knee shaft and the first rod. The retraction of ferromagnetic rods in their own solenoids occurs alternately and periodically. As a result, the crankshaft rotates.

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.Drum 5 with rings 21, 22, 23 and brushes 6 (see figure 4) serves to periodically turn on the currents in the solenoids 3. Special plates 7 transmit reciprocating movements of the ferromagnetic pistons 4 to the crankshaft 20. Reciprocating movements of the ferromagnetic pistons 4 with the help of a crank mechanism and a transmission device are transmitted to the wheels (not shown in the drawing), due to which vehicles acquire certain speeds relative to inertial reference systems. The risers 9 hold the crankshaft 20 at a certain level. The rollers 12, mounted inside the risers 10 and 11, provide conditions for the reciprocating motion of the ferromagnetic pistons 4 with the lowest coefficient of friction. The clamps 13 fix the solenoids 3 to the panel 1 with screws 19. A U-shaped stand 14 serves to improve the fixation of the crankshaft to the panel 15, brushes 6 are attached with screws 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.On the drum 5 there are rings 21, 22, 23 (Fig. 4), along which the brushes 6 slide. A current is constantly supplied to the middle brush from the source 2. Therefore, the ring 22 is under constant voltage. Within half a revolution of the drum 5, current flows into one of the extreme brushes, and the other is turned off. And during the next half-turn, the brush through which the current passed was disconnected, and current passed through the other extreme brush.

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.The drum 5 together with the crankshaft 20 rotates under the influence of electromagnetic fields of the solenoids 3. The drum 5 periodically and alternately turns on and off the currents of the solenoids 3. The rotational speed of the drum 5 depends on the magnitude of the supplied current to the solenoids 3. The developed power of the proposed engine is directly proportional to the magnitude of the supplied current. The rollers 12 serve to increase the efficiency of the engine, reducing friction and fixing the pistons 4 along straight lines during reciprocating movements (figure 2, 3.) together with the rods 18 (figure 2). The thin rod 18 is made of a material that is not affected by a magnetic field. This rod serves only to maintain and direct in a straight line the ferromagnetic rod and partially enters into it (figure 2). Rings 21, 22, 23 are presented in three expositions a), b), c) in FIGS. 5, 6, 7, serve for periodic and sequential supply of currents to the solenoids 3, providing rotation of the drum 5 and the operating mode.

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.The rings 21, 22, 23 are located on the drum 5 so that when the working stroke of one piston 4 ends, the electric current of its solenoid 3 is turned off and the current of the other solenoid 3 is turned on, ensuring the working stroke of the other piston 4. At the same time, the first piston 4 is idle stroke, as it is connected with the crankshaft, i.e. when the working stroke of one piston 4, the other piston 4 idles and, conversely, when the working stroke of the other piston, the first piston has an idle stroke.

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.During rotation of the drum connected to a direct current source (battery), electric current is transmitted to the solenoids alternately and periodically. The electric current supplied to the solenoids creates a magnetic field around and inside them. Under the influence of the magnetic field of the solenoids, ferromagnetic pistons move. Thus, the energy of the electric current is converted into the energy of the magnetic fields of the solenoids, and the energy of the magnetic fields of the solenoids is converted into the mechanical energy of the movement of the ferromagnetic pistons. The mechanical energy of the pistons is transmitted to the wheels through the crankshaft and transmission elements of the car, as a result of which the car (vehicle) can acquire speeds of up to 300 km or more. The mechanical energy of the pistons passes into the mechanical energy of the vehicle. The power of the car depends on the number of solenoids with their pistons, i.e. the more of them, the greater the power, and therefore, the greater the speed of the vehicle.

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.Using the device provides the following advantages compared to existing engines: the engineering machinery is radically transformed, and this gives a huge economic effect, the speed of vehicles increases significantly, which will save a lot of time and reduce transportation costs. It will increase the efficiency of using motor vehicles by changing design parameters, which reduces the material costs of its manufacture, replacing internal combustion engines with an environmentally friendly engine.

Claims

A motor vehicle engine comprising a housing, a crank mechanism, a crankshaft, a transmission device, pistons, characterized in that it contains a direct current source, solenoids, inside which the ferromagnetic pistons reciprocate under the action of the energy of the electromagnetic fields of the solenoids, while the drum rotates, periodically and alternately turning currents on and off in the solenoids, and the reciprocating movements of the ferromagnetic pistons with cranks of the shaft are converted into rotational motion, which is transmitted to the wheels.