Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
CONVERTER, TWO-CYLINDER ENGINE AND VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/068744
Kind Code:
A1
Abstract:
A converter contains a rotating rotor (4) and two oppositely reciprocating rods (3) which are installed parallel to the axis of the rotor (4). Magnets are installed on the rods (3) and the rotor (4). Like poles or the only pole of a rotor magnet (7) facing the pole of a rod magnet (6) are positioned along a closed line (5) having at least one local maximum and one local minimum in the direction of the rotational axis of the rotor (4). The pole of a magnet (6) which is opposite to the poles of a magnet (7) does not exceed, in the size thereof along the axis of the rotor (4), the distance from the minimum to the maximum, and has an opposite polarity. The line (5) is such that when the poles of the magnets (6) of one rod (3) reach areas of local maxima at an extreme point of motion thereof, the poles of the magnets (6) of the other rod reach the extreme point of motion thereof in areas of local minima. The converter can be used in engines, and engines based thereon can be used in vehicles.

More Like This:
Inventors:
SUKHAREVSKIY VLADIMIR VLADIMIROVICH (US)
Application Number:
PCT/RU2014/000825
Publication Date:
May 06, 2016
Filing Date:
October 29, 2014
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SUKHAREVSKIY VLADIMIR VLADIMIROVICH (US)
International Classes:
F16H25/08; F01B3/04; F02B75/32
Domestic Patent References:
WO2005124191A12005-12-29
WO2003085259A12003-10-16
Foreign References:
SU1588953A11990-08-30
RU2299371C12007-05-20
Other References:
SUKHAREVSKII V.V.: "Model preobrazovatelia vozvratno-postupatelnogo dvizheniia vo vrashchatelnoe", SOVREMENNYE NAUCHNYE ISSLEDOVANIIA I INNOVATSII, no. 7, 2014, Retrieved from the Internet
Download PDF:
Claims:
Формула изобретения

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВОЗВРАтаО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ВО ВРАЩАТЕЛЬНОЕ, ДВУХЦИЛИНДРОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ И

ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО

1. Преобразователь возвратно-поступательного движения во вращательное движение и наоборот, содержащий:

- ротор, не имеющий возможности перемещаться вдоль оси вращения, с закрепленным на указанном роторе магнитом ротора,

- пару штоков, движущихся возвратно-поступательно противоположно друг другу параллельно оси вращения ротора, без возможности вращения вокруг своих осей, с закрепленными на указанных штоках магнитами штоков,

- корпус и подшипники,

- одноименные полюса или единственный полюс магнита ротора, обращенные к штокам, расположены вдоль замкнутой линии, имеющей в направлении оси вращения ротора, по крайней мере, один локальный максимум и один локальный минимум,

- указанная замкнутая линия такова, что когда полюса магнитов одного штока достигают в крайней точке своего движения областей локальных максимумов указанной линии, полюса магнитов другого штока также достигают крайней точки своего движения, но в областях локальных минимумов указанной линии,

- противолежащие указанным полюсам магнита ротора, полюса

магнитов штоков, размером вдоль оси ротора не превышают расстояния от локального минимума до локального максимума указанной замкнутой линии вдоль оси ротора и имеют противоположную полярность.

2. Преобразователь по п.1, у которого:

- полюса магнитов штоков имеют круглую форму одного размера, - ширина полюса магнита ротора в направлении оси ротора равна диаметру круглого полюса магнита штока,

- указанные замкнутые линии имеют одинаковое количество локальных минимумов и локальных максимумов, с расстояниями от локальных минимумов до локальных максимумов вдоль оси ротора, равными длине возвратно-поступательного хода штоков,

- полярность полюсов магнитов штока чередуется в направлении оси штока,

- штоки имеют одинаковое четное количество рядов полюсов магнитов штоков в направлении оси штока,

- количество максимумов указанных замкнутых линий полюсов магнитов ротора на единицу больше общего количества рядов полюсов магнитов штоков в угловом направлении вокруг оси ротора.

3. Преобразователь по пп. 1 или 2, у которого:

- указанная замкнутая линия имеет форму синусоиды, спроецированной на цилиндр,

4. Преобразователь по пп. 1 или 2, у которого:

- указанные замкнутые линии имеют форму волнообразных эквидистантных линий на цилиндрической поверхности.

5. Двигатель, использующий преобразователь по пп.1-4.

6. Транспортное средство, использующее двигатель по п. 5

Description:
Описание изобретения

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, ДВУХЦИЛИНДРОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

И ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Область техники

Предложенное изобретение относится к машиностроению, в частности, к преобразователям механического движения, основанным на них двигателям и транспортным средствам. Может применяться в двигателестроении и других областях.

Уровень техники

Известен бесконтактный магнитный преобразователь возвратно- поступательного движения во вращательное [1], содержащий вращающийся ротор и двигающийся возвратно-поступательно шток. На штоке установлены магниты штока с круглыми полюсами, обращенными к ротору, а на роторе - магниты ротора с волнообразными полюсами, обращенными к полюсам штока. Недостатком указанного решения является то, что использовать несколько преобразователей, штоки которых должны двигаться в противофазе, как например, в двухцилиндровом двигателе с противоположно движущимися поршнями, затруднительно из-за необходимости синхронизации как штоков, так и роторов двух преобразователей, раскрытых в [1].

Раскрытие изобретения

Технический результат изобретения заключается в создании бесконтактного преобразователя возвратно-поступательного движения во вращательное, с двумя движущимися в противофазе штоками и вращающимся ротором, который используется в двухцилиндровом двигателе с противоположно движущимися поршнями, который в свою очередь используется в транспортном средстве. Предлагаемый преобразователь содержит:

- ротор, не имеющий возможности перемещаться вдоль оси вращения, с закрепленным на указанном роторе магнитом ротора,

- пару штоков, движущихся возвратно-поступательно противоположно друг другу параллельно оси вращения ротора, без возможности вращения вокруг своих осей, с закрепленными на указанных штоках магнитами штоков,

- корпус и подшипники,

- одноименные полюса или единственный полюс магнита ротора, обращенные к штокам, расположены вдоль замкнутой линии, имеющей в направлении оси вращения ротора, по крайней мере, один локальный максимум и один локальный минимум,

- указанная замкнутая линия такова, что когда полюса магнитов одного штока достигают в крайней точке своего движения области локального максимума указанной линии, полюса магнитов другого штока также достигают крайней точки своего движения, но в области локального минимума указанной линии,

- противолежащие указанным полюсам магнита ротора, полюса магнитов штоков, размером вдоль оси ротора не превышают расстояния от локального минимума до локального максимума указанной замкнутой линии вдоль оси ротора и имеют противоположную полярность.

Указанная замкнутая линия может представлять собой непрерывную кривую, ломаную или их комбинацию. Линия является воображаемой и отражает зону действия полюсов магнита ротора.

Штоки движутся всегда с одинаковой амплитудой в противофазе, т.е. в противоположных направлениях, одновременно достигая крайних положений своего движения, что должно обеспечиваться внешним к преобразователю синхронизатором. Амплитуда может немного отличаться, но отклонение должно быть в пределах зоны действия притяжения полюсов, чтобы магнитная связь не нарушалась.

Указанная линия должна быть такой формы, чтобы, когда полюса магнитов одного штока достигают локальных максимумов линии полюсов ротора, полюса магнитов другого штока - локальных минимумов указанной линии. В таком случае при движении штоков будет создаваться вращающий момент на роторе.

Полюс магнита штока, противолежащего полюсу или полюсам магнитов ротора, расположенным вдоль указанной замкнутой линии, должен быть, по крайней мере, не больше размером, чем расстояние между локальными минимумами и локальными максимумами этой линии в проекции на ось ротора (или, что то же самое, расстояние вдоль оси ротора). В противном случае при возвратно-поступательном движении штока практически не будет создаваться вращающего момента на роторе. Оптимально, чтобы размер полюсов магнитов штока и магнитов ротора вдоль оси ротора был одинаковым.

Под штоками здесь понимаются элементы, совершающие возвратно- поступательные движения, без вращения вокруг своей оси, в противофазе, т.е. противоположно друг другу, под ротором - элемент, вращающийся вокруг своей оси, но без перемещений вдоль своей оси. Простейший, но не единственный, вариант штоков - стержни, а ротора - кольцо, охватывающее эти стержни.

Под локальным минимумом и локальным максимумом понимаются соответственно локальный минимум и локальный максимум по оси Z, совпадающей с осью ротора трехмерной функции, во всех точках совпадающей с указанной замкнутой линии. Шток и ротор могут содержать элементы из материалов с высокой магнитной проницаемостью - магнитопроводы - для оптимального распределения магнитного потока магнитов.

Преобразователь предпочтительно проектировать таким образом, чтобы доля магнитов в объеме преобразователя была максимальной, т.к. передаваемый вращающий момент напрямую зависит от объема магнитов.

Магнит в предлагаемом решении понимается в широком смысле— это может быть как постоянный, так и электромагнит, например, сверхпроводящий, а также их комбинация. Экономически выгодны редкоземельные постоянные магниты, например, железо-неодим-бор или самарий-кобальт, т.к. они практически не подвержены размагничиванию [2].

Использование комбинации «постоянный магнит - электромагнит» позволяет усиливать магнитную связь магнитов штока и магнитов ротора при высокой внешней нагрузке на преобразователь путем дополнительного подмагничивания полюсов, или наоборот, отключать магнитную связь (электромагнитное сцепление). Электромагнит может представлять собой обмотки вокруг магнитов штоков, подключенные к источнику питания через скользящий контакт.

Подшипники, в том числе направляющие, могут быть использованы любые - качения, скольжения, магнитные и т.д. В отдельных случаях роль подшипника могут играть части других узлов, например, корпуса. Штоки должны двигаться на направляющих, не дающих им возможности вращаться вокруг своей оси относительно неподвижного корпуса, а ротор - вращаться на подшипниках, не дающих ему возможности перемещаться поступательно вдоль оси движения штока. Ось вращения ротора и оси возвратно- поступательного движения штоков предпочтительно должны быть параллельны, но могут иметь небольшой угол расхождения. Корпус преобразователя может быть закрытым или открытым. Предпочтение отдается закрытому корпусу из материала с высокой магнитной проницаемостью, тогда все магнитные поля экранируются внутри преобразователя и не создают помех внешним устройствам.

Раскрытое выше изобретение может быть изготовлено в различных модификациях, укажем особенности одной из них.

Модификация. Раскрытый выше преобразователь, у которого

- полюса магнитов штоков имеют круглую форму одного размера,

- ширина полюса магнита ротора вдоль оси ротора равна диаметру круглого полюса магнита штока,

- указанные замкнутые линии имеют одинаковое количество локальных минимумов и локальных максимумов, с расстояниями от локальных минимумов до локальных максимумов вдоль оси ротора, равными длине возвратно-поступательного хода штоков,

- полярность полюсов магнитов штока чередуется в направлении оси штока,

- штоки имеют одинаковое четное количество рядов полюсов магнитов штоков в направлении оси штока,

- количество максимумов указанных замкнутых линий полюсов магнитов ротора на единицу больше общего количества рядов полюсов магнитов штоков в угловом направлении вокруг оси ротора.

В свою очередь, указанная замкнутая линия может иметь различную форму:

указанные замкнутые линии имеют форму синусоид, спроецированных на цилиндрическую поверхность, и смещенных друг от друга на равное расстояние вдоль оси ротора,

или указанные замкнутые линии имеют форму волнообразных эквидистантных линий на цилиндрической поверхности.

Синусоида, спроецированная на цилиндр, в цилиндрических координатах имеет вид:

z = Asin(kxp), г = const,

где А - амплитуда синусоиды, соответствующая половине хода штока, к - целое число, количество локальных максимумов или минимумов, φ - угловая координата.

Угловое направление и осевое направление вдоль оси штока понимаются соответственно как угол φ и координата ζ в цилиндрических координатах, где ось Ζ направлена вдоль оси ротора.

Эквидистантные волнообразные линии на цилиндрической поверхности определяются как линии, у которых расстояния между каждыми точками соседних линий вдоль оси ротора одинаковы, и все точки этих линий лежат на некоей цилиндрической поверхности. В данном решении ось этого цилиндра направлена вдоль оси ротора, а его радиус равен расстоянию от оси ротора до полюсов магнитов ротора.

Для увеличения плотности магнитной системы, можно использовать количество магнитов одного штока, равное количеству максимумов указанных линий, уменьшенное на единицу и деленное пополам. Магниты штока располагаются перпендикулярно оси штока в одной полуплоскости относительно оси ротора, при этом если полюса магнитов одного штока направлены на локальные максимумы указанной линии, то полюса магнитов другого - на минимумы. Это увеличивает плотность магнитной системы преобразователя и увеличивает его эффективность.

Для увеличения передаваемого усилия количество магнитов штоков и магнитов ротора может быть увеличено в осевом направлении. Наиболее эффективно увеличивать количество парами магнитов с чередующейся полярностью полюсов, т.к. при этом можно замкнуть магнитные потоки через магнитопроводы штока, а магнитное притяжение полюсов магнитов ротора и магнитов штока будет усилено магнитным отталкиванием от соседних полюсов.

В Модификации магниты ротора также чередуются полярностью, поэтому магнитный поток от них может быть замкнут через магнитопроводы ротора.

Если шток и ротор изготовлены из электротехнической стали, они целиком могут выполнять роль магнитопроводов.

Поршневой двухцилиндровый двигатель, использующий описанный преобразователь, может быть как тепловым внутреннего или внешнего сгорания, так и, например, пневматическим. На штоки устанавливаются поршни, цикл сгорания - двухтактный. Более эффективно использовать два преобразователя по Модификации, с вращением роторов в противоположных направлениях и жесткой связью штоков движущихся синхронно. При этом противоположно движущиеся штоки удобно синхронизировать синхронизатором типа шестерня-рейка, а роторы - валами с выходом на конические шестерни.

Использование именно двух цилиндров обусловлено тем, что при меньшем количестве цилиндров не удается добиться устойчивой работы двигателя, а при большем количестве - повышается сложность конструкции и потери на силы трения. Однако, возможно использовать в качестве силового агрегата несколько установленных на одном выходном валу двухцилиндровых двигателей по настоящему изобретению.

Транспортное средство, использующее двигатель с преобразователями по настоящему изобретению, может быть воздушным, водным, сухопутным. Краткое описание чертежей ФИГ.1 Преобразователь с ротором 4 с магнитом ротора 1, полюса магнита ротора 7 расположены вдоль линии 5, имеющей один минимум и один максимум в направлении осей штоков 3. Показаны линии 5 по верхнему и нижнему краю магнитных полюсов 7, с минимумом и максимумом по оси Z, параллельной осям штоков 3 и ротора 4. Магниты штока 2 расположены под утлом 180 градусов.

ФИГ.2 Схема действия магнитов штока 2 по линии 5. Эта линия развернута на плоскость, перпендикулярную оси ротора, поэтому ось Z в каждой точке этой линии направлена радиально от оси ротора.

ФИГ Штоки 3 с магнитами 2 и магниты (один магнит) ротора 1 с семью максимумами и минимумами.

ФИГ.4 Схема действия магнитов штока 2 по линии 5 для конфигурации, изображенной на Фиг.З. Видно, что при достижении полюсами магнитов одного штока минимумов линии 5, полюса магнитов другого штока достигают максимумов линии 5.

ФИГ.5 Внутренняя часть двухцилиндрового двигателя с противоположным движением поршней 11. Показана система синхронизации, состоящая из жестко соединенных с направляющими 8 штанг 10, шевронных шестеренок 12 и шевронных реек 13. Направляющие 8 двигаются по роликовым подшипникам 9.

ФИГ.6 Один из возможных вариантов двухцилиндрового двигателя с преобразователем в разрезе. Вспомогательные системы двигателя, такие как стартер, продувочный насос, система управления впрыском, не показаны. Осуществление изобретения.

На Фиг. 1 представлен один из самых простых вариантов предложенного преобразователя.

Для пуска преобразователя желательно придать ротору 4 начальное вращение в необходимом направлении, на тот случай, если штоки 3 находятся в мертвых точках и направление движения ротора 4 при начале их движения не определено.

Во время хода штоков 3 в противоположных направлениях ротор 4 под действием магнитной силы взаимодействия магнитов штоков 2 и магнита ротора 1 вращается. Взаимодействие происходит по типу «винт-гайка», т.к. полюс магнита ротора 7 имеет наклон. Удерживающие подшипники, корпус и внешняя к преобразователю система синхронизации штоков на Фиг.1 не показаны.

В момент прохождения минимума и максимума указанной линии полюсов 5 вращающего момента не создается (мертвые точки), для их прохождения необходимо, чтобы ротор 4 вращался в нужную сторону. Это достигается при запуске преобразователя начальным вращающим моментом ротора 4 в нужном направлении, далее мертвые точки проходятся за счет инерции вращения ротора 4.

Минимум и/или максимум линии полюсов 5 может быть определенной продолжительности, типа "плато". Это может дать возможность увеличить время нахождения штока 3 вблизи мертвой точки, например, для улучшения процессов газообмена в двигателе, использующем предлагаемый преобразователь.

Вращающий момент только одного направления на роторе 4, заданный начальным импульсом вращения при запуске создается за счет притяжения разноименных полюсов магнита штоков 6 и полюса магнита ротора 7. Магнит ротора 1 изображен наборным из множества магнитов. Поскольку любой магнит состоит из большого количества элементарных магнитов, можно равноценно считать, что магнит ротора 1 один, или их несколько. Прохождение минимума и максимума линии полюсов 5 совпадает с крайним положением штока 3 при возвратно-поступательном движении. Таким образом, амплитуда движения штоков 3 определяет, какое необходимо расстояние между локальным минимумом и локальным максимумом линии полюсов 5 вдоль оси ротора 4. Это расстояние показано на Фиг Л размерной линией.

Передача мощности от движущихся поступательно штоков 3 к вращающемуся ротору 4 происходит, когда полюса магнитов штока 6 и ротора 7 находятся в устойчивой окрестности друг друга, когда притяжение полюсов магнитов ротора 7 и штока 6 не разрывается. Магнитный поток в зазоре между полюсами магнитов штока 6 и ротора 7 при этом практически не меняется.

Максимальная сила удержания магнитов ротора 1 и магнитов штока 2 должна быть больше внешней силы, тормозящей ротор 4 (нагрузки), иначе будет происходить проворачивание магнитов ротора 1 относительно магнитов штока 2 в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора 4, т.е. будет происходить срыв режима передачи мощности.

Во время срыва режима передачи мощности передача мощности от штока 3 к ротору 4 равна передаче мощности от ротора 4 к штоку 3, поэтому итогового преобразования движения не происходит. При этом магнитный поток в зазоре испытывает сильные колебания, что может повлечь появление мощных наведенных токов. Однако если использовать материалы с высоким омическим сопротивлением, шихтованные и т.д., то потери энергии будут невелики. Кроме того, режим срыва передачи мощности является аварийным, т.е. не должен использоваться постоянно.

Изображенный на Фиг.1 вариант преобразователя наглядно демонстрирует принцип работы предлагаемого преобразователя, но имеет низкую эффективность. На Фиг. 2 показана схема взаимодействия магнитов штоков 2 преобразователя с магнитом ротора 1 по линии полюсов 5, которая имеет один минимум и один максимум. Схематическое изображение наглядно показывает взаимодействие полюсов магнитов штока 6 и ротора 7 в плоском отображении. В реальности взаимодействие происходит в трехмерном пространстве.

На Фиг.З показан магнит ротора 1 с семью максимумами и минимумами линии 5 в направлении осей штоков 3. Такая конструкция позволяет уменьшить количество оборотов ротора 4 при той же частоте колебаний штока 3, а также увеличить объем магнитов ротора 1.

Полюса магнитов штока 6 располагаются вдоль линии 5. Эта линия 5 может определяться, например, уравнением синусоиды, спроецированной на цилиндрическую поверхность.

Наклон и количество максимумов и минимумов линии полюсов 5 определяет кинематическую характеристику преобразователя - соотношение скоростей штока 3 и ротора 4 в режиме передачи мощности.

На Фиг. 4 показана схема действия магнитов штока 2 по линии 5 для конфигурации магнитов ротора 1 и штоков 2, изображенной на Фиг.З. Видно, что при достижении полюсами магнитов 6 одного штока 3 локальных минимумов линии 5, полюса магнитов другого штока достигают локальных максимумов линии 5. Количество локальных максимумов или локальных минимумов линии 5 на единицу больше количества магнитов штоков 2 в угловом направлении, что позволяет уплотнить магнитную систему.

На Фиг.5 показана внутренняя часть двухцилиндрового двигателя с противоположным движением поршней 11. Система синхронизации состоит из жестко соединенных с направляющими 8 штанг 10, шевронных шестеренок 12 и шевронных реек 13. Направляющие 8 двигаются по роликовым подшипникам 9. Видно, что соседние поршни 11 движутся в противофазе, что обеспечивается шевронными шестеренками 12 с рейками 13, а поршни 11, расположенные по диагонали относительно центра двигателя движутся синхронно, что обеспечивают жесткие штоки 10. Такая синхронизация позволяет минимизировать количество направляющих подшипников 9, а при противоположно вращающихся роторах 4 - минимизировать также и нагрузку на направляющие подшипники 9 и шевронные шестеренки 12.

На Фиг. 6 показан двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания в разрезе с преобразователем с шестью слоями магнитов ротора 1, шестью группами по три магнита штока 2, установленных в корпусе 19 посредством направляющих 8, жестко связанных со штоками 3 и подшипников 9.

Высокая эффективность работы магнитной системы достигается при минимальных воздушных зазорах. Все потоки должны быть по возможности замкнуты магнитопроводами. Это можно реализовать в данном преобразователе, используя несколько рядов магнитов штока 2 и магнитов ротора 1 с чередующейся полярностью, как показано на Фиг.6. Замыкание потоков происходит через штоки 3 и ротор 4, изготовленные из материалов с высокой магнитной проницаемостью.

Кроме того, что повышается магнитный поток в рабочих зазорах, эффективность преобразователя возрастает за счет отталкивания одноименных полюсов магнитов штока 6 и ротора 7 при смещении полюсов относительно положения равновесия. На Фиг.6 рабочие полюса магнитов ротора 7 не видны, т.к. обращены к штоку 3.

Предложенный преобразователь может также работать в режиме преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, благодаря взаимодействию магнитных полюсов ротора 7 и штока 6.

Двигатель работает по двухтактной дизельной схеме с прямоточной продувкой от компрессора (на Фиг. 6 компрессор не показан). Воздух от компрессора через продувочный ресивер (ресивер на Фиг. 6 не показан), впускной патрубок 25 и продувочное окно 18 попадает в цилиндр 16, сжимается поршнями 11, и при достижении поршнями внутренней мертвой точки, через форсунки 17 в цилиндр 16 подается топливо. Момент времени подачи топлива регулируется автоматизированной системой управления впрыском, учитывающей данные с датчика положения поршня (на Фиг. 6 система управления и датчик не показаны). После взрыва и такта расширения продукты сгорания удаляются через выпускное окно 15 и далее в выхлопной патрубок 14. При этом во время расширения в одном цилиндре 16, в другом происходит сжатие свежего заряда воздуха. Таким образом, в любой момент времени в двигателе совершается работа - по крайней мере, в одном из цилиндров 16 происходит такт расширения.

Поступательное движение штоков 3 передается жестко связанным с ними магнитам штоков 2, которые, взаимодействуя с магнитами ротора 1, приводят ротор 4 во вращение. Ротор 4 вращается на шарикоподшипнике 27, установленном на корпусе 19.

Крутящий момент передается на выходные валы 26 посредством зубчатой ременной передачи, состоящей из шестерней 21 и ремней 20. Может быть использован также любой подходящий способ передачи - шестеренчатая, цепная, непосредственная и т.д.

Выходные валы 26 должны вращаться в противоположные стороны, что обеспечивается коническими шестернями 22 и шестерней 23 вала отбора мощности 24. Шестерни 22 и 23 предпочтительно помещать в кожух с трансмиссионным маслом (на Фиг.6 кожух не показан).

Конструкция с противоположно вращающимися роторами 4 позволяет снизить нагрузку с подшипников 9, т.к. противоположные моменты реакции вращения будут компенсироваться благодаря жестким штангам 10.

Пуск двигателя осуществляется стартером, подключаемым на время пуска к валу 24 (на Фиг. 6 стартер не показан). В режиме пуска преобразователи используются как преобразователи вращательного движения в возвратно-поступательное. Ротор 4 раскручивается, поршни 1 1 сжимают воздух в цилиндрах 16, в которые при достижении внутренней мертвой точки подается топливо.

Регулировка мощности производится регулировкой количества топлива, подаваемого в цилиндр 16 через форсунки 17. Это может определяться как продолжительностью впрыска, так и количеством задействованных форсунок 17.

Предотвращение ударов поршней 11 друг об друга происходит благодаря сопротивлению сжатого воздуха в цилиндрах 16.

Двигатель может быть выполнен на керамических подшипниках и с воздушным охлаждением. Это возможно благодаря тому, что вектор вращающего момента параллелен оси цилиндра 16, и поршень 11 не создает боковой нагрузки на стенку цилиндра 16, а также благодаря возможности использовать высокие степени сжатия, обеспечивающие высокий КПД и относительно низкую температуру выхлопных газов.

Двигатель на базе предлагаемого преобразователя может выполняться и по четырехтактному циклу.

Для увеличения мощности несколько двигателей можно размещать на одном выходном валу 24.

Транспортное средство, использующее двигатель с предложенным преобразователем, может быть любым - сухопутным, водным, воздушным. Наилучший вариант выполнения изобретения

Наилучшим вариантом выполнения преобразователя возвратно- поступательного движения во вращательное и наоборот, является Модификация, т.к. объем магнитной системы при тех же габаритах преобразователя выше. Внутренние части двигателя с преобразователями по Модификации представлена на Фиг. 3, 5 и 6.

Наилучшим вариантом двигателя будет соответственно двигатель на основе этого варианта преобразователя, изображенный на Фиг.6, а наилучший вариант транспортного средства - на базе наилучшего варианта двигателя.

Промышленная применимость

Модель, аналогичная Модификации была подвергнута расчету максимального передаваемого момента [1] в программе FEMM [4]. Оказалось, что при внешнем диаметре магнитов штока 2, равном 150 мм, внешнем диаметре магнита ротора 1, равном 300 мм и ходе штока 3, равном 40 мм, максимальный вращающий момент от каждого преобразователя составляет около 250 Η·Μ, а для двигателя в целом 500 Н-м. Этой величины достаточно для работы двигателя и транспортного средства, использующих двигатель с преобразователем указанных размеров.

Вращающий момент при необходимости может быть увеличен наращиванием как радиальных, так и осевых габаритов преобразователя, например, количеством магнитов штоков 2 в осевом направлении. Выбор определяется требованиями к компоновке двигателя в транспортном средстве.

Литература и ссылки

1. Сухаревский В.В. Модель преобразователя возвратно-поступательного движения во вращательное // Современные научные исследования и инновации. 2014 7 [Электронный ресурс]. URL:

http://web.snauka.ru/issues/2014/07/36455 (дата обращения: 31.07.2014)

2. Альтман А.Б., Герберг А.Н. и др. Постоянные магниты. Справочник. - М.: Энергия, 1980, с. 389 - 433

3. Буль О.Б. Методы расчета магнитных систем электрических аппаратов:

Магнитные цепи, поля и программа FEMM. - М.: Издательский центр

"Академия", 2005, с. 191-226