close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

цилиндрический эксцентричный роторный двигатель внутреннего сгорания (варианты)

код для вставки
–ќ——»…— јя ‘≈ƒ≈–ј÷»я
(19)
RU
(11)
2 300 001
(13)
C2
(51) ћѕ F02B 53/08 (2006.01)
F01C 1/344 (2006.01)
‘≈ƒ≈–јЋ№Ќјя —Ћ”∆Ѕј
ѕќ »Ќ“≈ЋЋ≈ “”јЋ№Ќќ… —ќЅ—“¬≈ЌЌќ—“»,
ѕј“≈Ќ“јћ » “ќ¬ј–Ќџћ «Ќј јћ
(12)
ќѕ»—јЌ»≈ »«ќЅ–≈“≈Ќ»я ѕј“≈Ќ“”
(21), (22) «а†вка: 2004125205/06, 17.08.2004
(72) јвтор(ы):
√олощапов ¬ладимир ѕетрович (RU)
(24) ƒата начала отсчета срока действи† патента:
17.08.2004
(73) ѕатентообладатель(и):
√олощапов ¬ладимир ѕетрович (RU)
(43) ƒата публикации за†вки: 27.01.2006
R U
(45) ќпубликовано: 27.05.2007 Ѕюл. є 15
јдрес дл† переписки:
249720, алужска† обл., г. озельск, ул.
ёбилейна†, 42, кв.31, ¬.ѕ.√олощапову
(54) ÷»Ћ»Ќƒ–»„≈— »… Ё —÷≈Ќ“–»„Ќџ… –ќ“ќ–Ќџ… ƒ¬»√ј“≈Ћ№ ¬Ќ”“–≈ЌЌ≈√ќ
2 3 0 0 0 0 1
(56) —писок документов, цитированных в отчете о
поиске: WO 03/056156 A1, 10.07.2003. WO
2004/022919 A1, 18.03.2004. US 3464395 A,
02.09.1969. US 4958995 A, 25.09.1990. US
4241713 A, 30.12.1980. WO 98/53210 A1,
26.11.1998. RU 2095592 C1, 10.11.1997.
2 3 0 0 0 0 1
оронки имеют ножки с лапками и сектором,
посредством которых коронка опираетс† на ось
статора, закрепленную в центре цилиндра статора,
и вращаетс† на оси, причем все коронки
объединены на оси статора ст†гивающими
кольцами, воспринимающими центробежные силы,
передающиес† им через секторы. ¬о втором
варианте лопатки снабжены ст†жками, ос†ми,
пружинами и полками, на которых установлен
ролик. ƒвигатель снабжен вращающимс† вместе с
лопатками ст†гивающим кольцом, закрепленным на
ролике одной из лопаток и воспринимающим
действующие на лопатки при вращении ротора
центробежные силы. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 24 ил.
R U
(57) –еферат:
»зобретение относитс† к двигателестроению, в
частности к роторным двигател†м внутреннего
сгорани†. »зобретение позвол†ет повысить ѕƒ и
экономичность
двигател†.
÷илиндрический
эксцентричный роторный двигатель внутреннего
сгорани† содержит нагнетатель и преобразователь
энергии, выполненный в виде цилиндра статора, в
котором эксцентрично расположен цилиндр ротора
с пазами, в которые вставлены лопатки. ¬ первом
варианте двигатель снабжен коронками, ст†нутыми
ст†жками с лопатками. Ћопатки и коронки имеют
цилиндрические
контактные
поверхности
с
возможностью поворота друг относительно друга.
—траница: 1
RU
C 2
C 2
—√ќ–јЌ»я (¬ј–»јЌ“џ)
C 2
C 2
2 3 0 0 0 0 1
2 3 0 0 0 0 1
R U
R U
—траница: 2
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
2 300 001
(13)
C2
(51) Int. Cl.
F02B 53/08 (2006.01)
F01C 1/344 (2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2004125205/06, 17.08.2004
(72) Inventor(s):
Goloshchapov Vladimir Petrovich (RU)
(24) Effective date for property rights: 17.08.2004
(73) Proprietor(s):
Goloshchapov Vladimir Petrovich (RU)
(43) Application published: 27.01.2006
R U
(45) Date of publication: 27.05.2007 Bull. 15
Mail address:
249720, Kaluzhskaja obl., g. Kozel'sk, ul.
Jubilejnaja, 42, kv.31, V.P.Goloshchapovu
C 2
2 3 0 0 0 0 1
R U
EFFECT: increased efficiency and economy of
engine.
7 cl, 24 dwg
—траница: 3
EN
C 2
(57) Abstract:
FIELD: mechanical engineering; rotary internal
combustion engines.
SUBSTANCE: proposed cylindrical eccentric
internal
combustion
rotary
engine
contains
supercharger and energy converter made in from of
stator cylinder which eccentrically accommodates
cylinder of rotor with slots in which blades are
fitted.
According to first design version,
engine is furnished with crowns connected with
blades by brace.
Blades and crowns have
cylindrical contact surfaces being installed for
turning relative to each other.
Crowns are
provided with legs with lugs and sector by means
of which crown rests on stator axle secured in
center of stator cylinder and rotates on said
axle, all crowns being united on stator axle by
clamping rings taking
up centrifugal forces
transmitted to them through sectors.
According
to second design version, blades are provided
with braces, axles, springs and flanges on which
roller is installed.
Engine is furnished with
clamping ring rotating together with blades.
Said is secured on roller of one of blades and
taken up centrifugal forces acting on blades at
rotation of rotor.
2 3 0 0 0 0 1
(54) CYLINDRICAL ECCENTRIC INTERNAL COMBUSTION ROTARY ENGINE (VERSIONS)
RU 2 300 001 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
»зобретение относитс† к двигателестроению, в частности к роторным двигател†м
внутреннего сгорани†, и может быть применено в качестве двигател† в различных машинах
и агрегатах.
»зобретение названо Ђ÷илиндрический эксцентричный роторный двигатель внутреннего
сгорани† (÷Ё–ƒ¬— или ÷Ё–ƒ)ї потому, что основной его механизм - преобразователь
энергии, состоит из двух цилиндров разных диаметров, расположенных один в другом
эксцентрично. —иловым элементом его (движителем) †вл†етс† цилиндр, вращающийс†
вокруг своей оси. ѕоэтому он называетс† роторный. ¬ двигателе энерги† сжатых газов,
получаемых от сжигани† топлива, преобразуетс† в энергию вращени† ротора, поэтому
двигатель называетс† двигателем внутреннего сгорани†.
ƒл† функционировани† ÷Ё–ƒ требуетс† воздух и топливо, примен†емое дл† двигателей
внутреннего сгорани†.
ќтдельно цилиндрические эксцентричные механизмы могут примен†тьс† в качестве
газовых и жидкостных насосов.
Ќаиболее близким аналогом данного изобретени† †вл†етс† роторный двигатель
внутреннего сгорани†, содержащий нагнетатель, цилиндр статора, ротор с лопатками (см.
WO 03/056156, опубл. 10.07.2003).
÷елью изобретени† †вл†етс† улучшение энергетических и экономических характеристик
двигател† внутреннего сгорани†.
”казанна† цель может достигатьс† благодар† двум вариантам выполнени† двигател†.
¬ариант 1.
÷илиндрический эксцентричный роторный двигатель внутреннего сгорани†, содержащий
нагнетатель и преобразователь энергии, выполненный в виде цилиндра статора, в котором
эксцентрично расположен цилиндр ротора с пазами, в которые вставлены лопатки,
согласно изобретению он снабжен коронками, ст†нутыми ст†жками с лопатками, при этом
лопатки и коронки имеют цилиндрические контактные поверхности с возможностью
поворота друг относительно друга, коронки имеют ножки с лапками и сектором,
посредством которых коронка опираетс† на ось статора, закрепленную в центре цилиндра
статора, и вращаетс† на оси, причем все коронки объединены на оси статора
ст†гивающими кольцами, воспринимающими центробежные силы, передающиес† им через
секторы. Ќожки коронки могут проходить через вырезы в лопатке. Ќожки коронок могут
иметь с одной стороны правую, а с другой стороны левую резьбу дл† достижени† контакта
необходимой плотности коронки с внутренней поверхностью статора за счет поворота
ножки. ƒл† уменьшени† трени† между контактными поверхност†ми лопатки и коронки могут
быть расположены цилиндрические ролики.
¬ариант 2.
÷илиндрический эксцентричный роторный двигатель внутреннего сгорани†, содержащий
нагнетатель и преобразователь энергии, выполненный в виде закрепленного неподвижно
цилиндра статора, вокруг которого вращаетс† расположенный эксцентрично статору
цилиндр ротора с лопатками, выполненными в виде ползунов, согласно изобретению
лопатки снабжены ст†жками, ос†ми, пружинами и полками, на которых установлен ролик,
при этом двигатель снабжен вращающимс† вместе с лопатками ст†гивающим кольцом,
закрепленным на ролике одной из лопаток и воспринимающим действующие на лопатки
при вращении ротора центробежные силы. —татор может иметь посадочные шлицевые
по†са, стопор†щие крышки на статоре от проворачивани†. ¬ крышках могут быть
установлены устройства дл† зажигани† рабочей смеси.
¬ цилиндрическом эксцентричном роторном двигателе энерги† сжатых газов
преобразуетс† в энергию вращени† ротора. ¬ двигателе используетс† †вление изменени†
рассто†ни† между стенками цилиндров большого и меньшего диаметров, расположенных
один в другом эксцентрично. ≈сли разбить пространство между цилиндрами лопатками
(фиг.1) на несколько секторов (в нашем случае на четыре) и вращать один цилиндр,
назовем его ротор, вместе с лопатками относительно другого, назовем его статор, то
объем каждого сектора будет измен†тьс† от минимального до максимального. ≈сли
—траница: 4
DE
RU 2 300 001 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
пространство между цилиндрами с торцов закрыть крышками, а в положении I в сектор
закачать газ под давлением Pi, то в положении I +?? этот газ будет воздействовать на
лопатку с большим вылетом h и повернет ротор в сторону этой лопатки до положени† III.
“аким образом, энерги† давлени† газов превращаетс† в энергию вращени† ротора. ¬
за†вке представлены следующие графические материалы.
„ертежи, по†сн†ющие изобретение:
фиг.1 - принцип работы преобразовател† энергии ÷Ё–ƒ;
фиг.2 - схема ÷Ё–ƒ со смесителем;
фиг.3 - схема дизельного ÷Ё–ƒ;
фиг.4 - схема преобразовател† энергии с наружным ротором;
фиг.5 - схема преобразовател† энергии с внутренним ротором;
фиг.6 - конструктивна† схема ÷Ё–ƒ с внутренним ротором;
фиг.7 - конструктивна† схема ÷Ё–ƒ с наружным ротором;
фиг.8 - преобразователь энергии с внутренним ротором;
фиг.9 - статор;
фиг.10 - ротор;
фиг.11 - ротор, разрез ј-ј повернуто на 45∞;
фиг.12 - ротор, вид ј;
фиг.13 - лопатка;
фиг.14 - коронка;
фиг.15 - коронка;
фиг.16 - коронка в сборе;
фиг.17 - схема работы коронки;
фиг.18 - нейтрализаци† центробежных сил;
фиг.19 - схема преобразовател† энергии ÷Ё–ƒ с наружным ротором;
фиг.20 - статор;
фиг.21 - ротор с крышкой;
фиг.22 - крышка;
фиг.23 - схема вывода выходного вала в ÷Ё–ƒ с наружным ротором;
фиг.24 - ползун с лопаткой в сборе.
ќбозначени†:
Ќ - нагнетатель;
ѕ - преобразователь энергии;
— - смеситель;
O1 - центр вращени† статора;
ќ2 - центр вращени† ротора;
R - радиус большего цилиндра;
r - радиус меньшего цилиндра;
h - вылет лопатки; hл - левой лопатки, hп - правой лопатки;
?F - сила, действующа† на лопатку, вследствие давлени† газов;
k - плечо действи† силы ?F;
?? - угол поворота ротора;
I, II, III, IV - секторы;
P1, –2, –3 - давление газа в полости сектора;
Fцб - центробежна† сила, действующа† на лопатку;
N - сила реакции опоры.
1 - статор;
2 - ротор;
3 - крышка;
4 - лопатка;
5 - основание двигател†;
6 - выходной вал;
7 - шестерни;
—траница: 5
RU 2 300 001 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
8 - коронка;
9 - ось преобразовател†;
10 - зажигательное устройство;
11 - выпускное окно;
12 - продувочное окно;
13 - нагнетательное окно;
14 - полуротор;
15 - ст†гивающий болт;
16 - калиброванна† втулка;
17 - пазы под лопатку;
18 - рабочий по†с;
19 - уплотнительный по†с;
20 - шлицевой по†с;
21 - хвостовик;
22 - опорный подшипник;
23 - уплотнение;
24 - основание лопатки;
25 - рабоча† пластина;
26 - опорна† пластина;
27 - вырез дл† ножки коронки;
28 - крышка лопатки;
29 - контактна† пластина лопатки;
30 - ролики;
31 - отверстие дл† ст†жки;
32 - ст†жка;
33 - контргайка;
34 - гайка;
35 - ножка коронки;
36 - лапка коронки;
37 - ст†гивающее кольцо;
38 - бокова† крышка;
39 - контактна† пластина коронки;
40 - ма†тник;
41 - головка коронки;
42 - ст†жка;
43 - контргайка;
44 - сектор коронки;
45 - гнездо ножки;
46 - ложемент ма†тника;
47 - ось ма†тник;
48 - накладка;
49 - стопорное кольцо;
50 - ролики сектора коронки;
51 - винт креплени† головки;
52 - ползун;
53 - пружина;
54 - крепежный по†с статора;
55 - плечо ротора;
56 - полка;
57 - ролик;
58 - шлицевое соединение;
59 - переходник;
60 - подшипник вала.
—траница: 6
RU 2 300 001 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
ƒвигатель состоит из нагнетател† Ќ и преобразовател† энергии ѕ. Ќа фиг.2 изображена
схема такого двигател†. Ќагнетатель Ќ нагнетает воздух в смеситель —. ѕолученна† в
смесителе рабоча† смесь поступает в преобразователь энергии. ¬озможен вариант, при
котором топливо (бензин) впрыскиваетс† в нагнетательную полость форсунками, которые
будут располагатьс† за нагнетательным окном. ѕри дизельном исполнении двигател†
(фиг.3) в преобразователь энергии закачиваетс† только воздух, а топливо под высоким
давлением впрыскиваетс† в рабочую полость. » нагнетатель, и преобразователь и все
остальные детали креп†тс† на основании 5 двигател†. »з двигател† выходит вал 4,
который передает момент вращени† потребителю.
ѕреобразователь энергии (фиг.4, 5, 8) †вл†етс† основным механизмом в двигателе. ќн
предназначен дл† сжати† и сжигани† рабочей смеси, нагнетаемой в него нагнетателем в
бензиновых двигател†х, или сжати† нагнетаемого в него воздуха и впрыска топлива в
дизельных двигател†х, и преобразовани† получившейс† энергии тепла и давлени† газов в
энергию вращени† ротора.
ќсновными детал†ми его †вл†ютс† статор 1 и ротор 2. —татором и ротором служат
цилиндры преобразовател†. —татором, так же как и ротором, может быть цилиндр как
большего, так и меньшего диаметра.
Ќа фиг.4, 8 схематично изображен преобразователь энергии, ротором которого служит
цилиндр меньшего размера. ¬ преобразователе энергии ротор 2 с лопатками 4 размещены
в статоре 1. ѕространство между статором и ротором по торцам статора закрыто крышками
3 статора. ¬ основании двигател† 5 враст†жку крепитс† ось преобразовател† 9.
—татор (фиг.9) †вл†етс† основой дл† всех деталей и механизмов преобразовател†. ¬
представл†емом двигателе статором 1 служит цилиндр большего диаметра, в центре
которого враст†жку в основании 5 крепитс† ось преобразовател† 9. ѕространство между
статором и ротором закрываютс† крышками статора 3. рышки герметизируют рабочее
пространство преобразовател† энергии и служат опорой дл† ротора. ¬ крышках статора
имеютс† окна: выпускное 11, продувочное 12 и нагнетательное 13. ≈сли преобразователь
энергии имеет в длину такие размеры, что только через окна в крышках качественное
снабжение воздухом и рабочей смесью преобразовател† затруднено, выше названные
окна необходимо сделать в теле статора. Ёто отображено на фиг.6. ÷ифрами 11, 12, 13
обозначены соответственно выпускные, продувочные и нагнетательные окна, выполненные
в теле статора.
рышки статора герметизируют рабочий по†с преобразовател†. –абочий по†с
преобразовател† - это пространство, в котором происходит рабочий процесс, и
поверхности, в него вход†щие. ¬ крышках статора размещаютс† также опорные
подшипники 22 ротора.
–отор (фиг.10, 11, 12) преобразует полученные от лопаток усили† в момент вращени† и
передает этот момент вращени† на редуктор и далее, через выходной вал 6, на
потребитель. ќн состоит из двух полуроторов 14, соединенных с помощью ст†гивающих
болтов 15 и калиброванных втулок 16. ¬ теле ротора выполнены пазы 17 дл† лопаток. “а
часть ротора, где выполнены пазы дл† лопаток, принимает непосредственное участие в
преобразовании энергии. ќна называетс† рабочим по†сом ротора 18. «а рабочим по†сом
следует уплотнительный по†с 19, на котором располагаетс† опорный подшипник 22,
ротора, а также элементы уплотнени† 23. ƒалее следует шлицевой по†с 20, на котором
располагаютс† шестерни ротора и эксцентрики насос-форсунок. ќканчиваетс† ротор
хвостовиком 21, который вращаетс† в корпусе двигател†. Ћопатка (фиг.13) предназначена
дл† передачи усилий ротору, получаемых от давлени† газов. ќна представл†ет собой
пр†моугольный параллелепипед, одна из сторон которого †вл†етс† вогнутой
цилиндрической поверхностью, полуцилиндром. Ёта поверхность находитс† в посто†нном
контакте с коронкой и называетс† контактной пластиной коронки 29. — торцов лопатки
закрывают крышки 28. ќснованием 24 лопатки может служить люба† конструкци†,
имеюща† достаточную жесткость на изгиб и минимальный вес. Ќа чертеже - это
конструкци† из сваренных в р†д между собой трубчатых элементов. Ќа основе креп†тс†
—траница: 7
RU 2 300 001 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
рабочие пластины 25 из жаропрочного и износостойкого материала. Ќа цилиндрической
поверхности лопатки 29 устанавливаютс† две секции роликов 30, через которые лопатка
контактирует с коронкой. „ерез вырезы 27 в лопатке проход†т ножки коронки. ќтверсти†
31 служат дл† ст†жек 32. ¬ нижней части лопатки имеетс† опорна† пластина 26, в
которую вход†т ст†жки. — помощью гаек 34 и контргаек 33 устанавливаетс† необходимый
контакт между лопаткой 4 и коронкой 8. оронка (фиг.14, 15, 16) принимает на себ†
центробежные силы (фиг.17, 18), действующие на лопатку при вращении ротора,
обеспечивает контакт необходимой плотности с внутренней поверхностью статора и
оберегает внутреннюю поверхность статора от преждевременного износа, а двигатель от
понижени† ѕƒ. оронка состоит из следующих элементов. оронка 8 - 1 шт. Ќожка
коронки 35 - 2 шт. Ћапка коронки 36 - 2 шт. —т†гивающее кольцо 37 - 4 шт. Ѕокова†
крышка 38 - 2 шт. онтактна† пластина 39 - 1 шт. ћа†тник коронки 40 - 1 шт. √оловка
коронки 41 - 1 шт. —т†жка 42 - 3 шт.
онтргайка 43 - 4 шт. —ектор коронки 44 - 2 шт. √нездо ножки 45 - 4 шт. Ћожемент
оси ма†тника 46 - 1 шт. ќсь ма†тника 47 - 1 шт. Ќакладка 48 - 1 шт. —топорное кольцо
49 - 4 шт. ¬инты креплени† головки 50 - 12 шт. оронка 8 своими лапками 36 через
сектор коронки 44 упираетс† в ось 9 преобразовател†, расположенную в центре вращени†
O1. ¬ гнезда ножек 45, имеющихс† на лапках и коронке, вкручиваютс† ножки коронки 35,
имеющие с одной стороны правую, а с другой стороны левую резьбы. ¬ращением ножки в
одну или другую сторону, можно добитьс† контакта необходимой плотности между
коронкой и внутренней поверхностью статора. коронке с помощью ст†жек 42 крепитс†
лопатка. Ћопатка и коронка имеют цилиндрические контактные поверхности 39; у лопатки
вогнута†, у коронки выпукла†. ƒл† уменьшени† силы трени† между этими поверхност†ми
расположены цилиндрические ролики 30, соединенные в две секции. ¬ процессе работы,
лопатка и коронка при повороте друг относительно друга просто катаютс† на этих
роликах. ћа†тник коронки 40, к которому относ†тс† ст†жки, имеет ось 47, котора†
поворачиваетс† на своем ложементе 46, расположенном в коронке. —верху ось
закрываетс† накладкой 48. ¬енчает коронку головка коронки 41, креп†ща†с† к ней
винтами 51. ¬се коронки соедин†ютс† на оси ст†гивающими кольцами 37,
воспринимающими на себ† центробежные силы Fцб, передающиес† им через секторы
коронок 44. —т†гивающие кольца удерживаютс† от осевого смещени† стопорными
кольцами 49. ƒл† уменьшени† трени† между поверхност†ми сектора и ст†гивающего
кольца предусмотрены ролики 50.
Ќагнетатель может быть любого типа. Ќагнетатель обеспечивает продувку воздухом
рабочей полости преобразовател† от отработанных газов, приготовление рабочей смеси
необходимого качества, в необходимых количествах, нагнетание смеси или воздуха в
преобразователь энергии в необходимом количестве.
Ќа основании 5 размещаютс† и креп†тс† узлы и механизмы двигател†, а также узлы дл†
креплени† двигател† в агрегате, в котором этот двигатель будет работать. Ўестерни 7
служат дл† передачи момента вращени† с ротора на другие агрегаты и механизмы
двигател†, в том числе на выходной вал 6. ¬ыходной вал 6 служит дл† передачи момента
вращени†, образующегос† в двигателе, потребителю. ѕотребителем может быть
трансмисси† автомобил†, электрический генератор и прочее.
÷Ё–ƒ с внутренним ротором работает следующим образом. –отор 2 вращаетс† в
статоре 1. –отором служит цилиндр меньшего диаметра, имеющий пазы, расположенные
вдоль оси нормально к ней. ¬ пазы ротора вставлены лопатки 4, имеющие возможность
двигатьс† в этих пазах нормально к оси лопатки. рышки преобразовател† 3, внутрен톆
поверхность цилиндра статора и внеш톆 поверхность цилиндра ротора образуют полости.
¬ представл†емом двигателе четыре полости. ѕри повороте ротора (фиг.1) объем полости
измен†етс† от V=V0. до V=V3, и обратно. ¬ преобразователь энергии при нахождении
полости в положении IV из смесител† поступает рабоча† смесь (такт нагнетани†). ѕри
повороте ротора от положени† IV до положени† I, объем полости уменьшитс† от V=V4 до
V=V0, - происходит сжатие рабочей смеси (такт сжати†). огда полость достигает
—траница: 8
RU 2 300 001 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
положени† I+??, происходит воспламенение рабочей смеси. –абоча† смесь зажигаетс† с
помощью зажигательного устройства 10. ≈сли в двигателе будет использоватьс† дизельное
топливо, в положении IV полости заполн†ютс† воздухом, а в положении I+??
впрыскиваетс† горючее. √орючее при соприкосновении со сжатым воздухом
воспламен†етс†. —жатый газ, полученный в результате воспламенени† рабочей смеси, или
горючего, воздействует на лопатки. Ћопатки вращают ротор. –отор поворачиваетс†, объем
полости увеличиваетс†, давление в полости падает. ѕроисходит рабочий ход. ћомент
вращени† ротора (фиг.6) через шестерни 7 передаетс† на выходной вал 6 двигател†. ¬
положении III в крышках статора предусмотрены выпускные окна, в которые выход†т
отработанные газы. огда полость достигнет положени† III, происходит выброс продуктов
сгорани† (выхлоп). “аким образом, получилс† полный четырехтактный цикл двигател†
внутреннего сгорани†. » такой цикл проходит кажда† из полостей преобразовател† за
один оборот ротора.
ƒл† эффективного освобождени† от отработанных газов и создани† условий дл†
вращени† ротора (фиг.9) сразу же за выпускным окном 11 расположено продувочное окно
12. Ќагнетатель нагнетает воздух в основную магистраль. ќт этой магистрали
ответвл†етс† магистраль продувки, поставл†юща† воздух в продувочное окно 12.
Ќагнетаемый в полость воздух создает за выпускным окном зону повышенного давлени†.
ќтработанные газы, столкнувшись с этой преградой, не проникают дальше в полость, а
подпираемые лопаткой с одной стороны и воздухом под давлением с другой стороны,
будут выходить в выпускное окно 11. ƒавление воздуха в продувочном окне должно быть
достаточным, чтобы не допустить проникновени† отработанных газов в полость, но и не
слишком большим, чтобы в выпускное окно воздуха выходило как можно меньше. —
увеличением скорости вращени† ротора увеличиваетс† и центробежна† сила,
действующа† на лопатку, а значит, и сила трени† между лопаткой и внутренней
поверхностью статора, что приводит к преждевременному износу соприкасающихс†
поверхностей и падению ѕƒ двигател†. ѕоэтому лопаточные двигатели, несмотр† на все
их преимущества не наход†т широкого применени†. „тобы избежать этого †влени†, в
двигателе предусмотрены коронки.
оронка (фиг.14, 15, 16) - это, в принципе, скоба, опо†сывающа† лопатку. —воими
ножками 35 коронка опираетс† на ось преобразовател† 9 и, прижата† к этой оси
ст†гивающими кольцами 37, вращаетс† на ней. ÷илиндрические поверхности контакта 39
между лопаткой и коронкой позвол†ют поворачиватьс† им относительно друг друга на
необходимый угол (примерно 11∞), а с помощью оси ма†тника 47 и ст†жек 32, которые
составл†ют одно целое с осью ма†тника, достигаетс† необходима† плотность контакта
лопатки с коронкой. –азмер высоты коронки равен радиусу статора. оронка ведет
лопатку по траектории радиуса статора, обеспечива† всей системе необходимую плотность
контакта, не допуска† про†влени† центробежных сил, на увеличении силы трени† между
системой коронка-лопатка и внутренней поверхностью статора. —т†гивающие кольца 37
(фиг.17, 18) объедин†ют ножки всех коронок. ќни принимают на себ† все центробежные
нагрузки, действующие на лопатку и коронку. ÷ентробежные силы примерно одинаковые и
направлены примерно в противоположные стороны. –езультирующа† сила будет
сравнительно небольшой. ќна будет действовать на ось статора, закрепленную враст†жку
в основании двигател†, и через эту ось - на основание двигател†.
–ассмотрим вариант двигател†, у которого ротором в преобразователе энергии служит
цилиндр большего диаметра. —хема двигател† така† же, как и у двигател† с ротором
внутри статора. ћеханизм получени† крут†щего момента остаетс† тем же (фиг.5): два
эксцентрично расположенных один в другом цилиндра различных диаметров 1 и 2 и между
их стенками лопатки 4, вращающиес† с одним из цилиндров. “о есть двигатель относитс†
к классу ÷Ё–ƒ¬—, но в представл†емом варианте цилиндр меньшего диаметра
закрепл†етс† неподвижно и †вл†етс† статором 1, вокруг которого, с центром
вращени† ќ2, вместе с лопатками вращаетс† цилиндр большего диаметра, †вл†ющийс†
ротором 2. ¬ этом случае в коронках нет необходимости, но по†вилась необходимость в
—траница: 9
RU 2 300 001 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
другом элементе лопатки, который можно назвать ползуном.
ѕреобразователь энергии с наружным ротором может примен†тьс† как в качестве
составной части ÷Ё–ƒ¬—, так и в качестве всевозможных насосов и нагнетателей. Ќа
фиг.7 изображена схема двигател†, в котором в преобразователе энергии ротором
†вл†етс† цилиндр большего размера. ќсновой двигател† †вл†етс† его основание 5. Ќа нем
креп†тс† все узлы и детали, и при помощи крепежных узлов основани† двигатель крепитс†
к агрегату. ѕреобразователь энергии (фиг.19) состоит из следующих частей: 1 - статор,
2 - ротор, 4 - лопатки, 7 - шестерни ротора, 52 - ползун, 37 - ст†гивающее кольцо, 10
- форсунка или свеча зажигани†.
—татор (фиг.25) - это основание преобразовател†, на котором креп†тс† и вокруг
которого вращаютс† детали преобразовател†. —ам статор крепитс† в основании двигател†.
—татор выполнен в виде полого цилиндра, на котором размещены: крепежный по†с 54,
посадочный дл† крышки (шлицевой) по†с 20, рабочий по†с 18. ¬ теле статора выполнены
сквозные канавки, служащие окнами дл† нагнетани† рабочей смеси 13 и окнами дл†
нагнетани† воздуха (продувочные окна) 12. ¬ посадочном по†се дл† крышки имеетс†
шлицевой по†с 20. Ётим по†сом крышка стопоритс† на статоре от прокручивани†. ¬нутри
статора располагаетс† рубашка охлаждени† статора, а также проход†т магистрали наддува
с рабочей смесью и магистраль продува с воздухом. “аким образом, полости
преобразовател† заполн†ютс† рабочей смесью и продуваютс† воздухом не только через
окна в крышках, но и через окна статора.
–отор (фиг.21) воспринимает усили† от лопаток, преобразует эти усили† в момент
вращени† и передает его через шестерни 7 на выходной вал 6 и на другие агрегаты
двигател†. –отор 2 представл†ет собой полый цилиндр, в котором выполнены
пр†моугольные отверсти† 17 дл† размещени† в них гнезд лопаток. ¬лево и вправо от
лопаток расположены плечи ротора 55, внутрен톆 поверхность которых †вл†етс† по†сом
герметизации 20 ротора с крышкой, а на внешней поверхности устанавливаютс† шестерни
ротора 7.
рышка преобразовател† энергии показана на фиг.22. ” преобразовател† энергии две
крышки. ќни закрывают с торцов рабочее пространство преобразовател†. ¬ крышках
выполнены окна дл† магистралей преобразовател†; выпускное окно 11 дл† выхода
отработанных газов, продувочное окно 12, нагнетательное окно 13. роме того, в
крышках размещаютс† устройства дл† зажигани† рабочей смеси 10. рышки герметизируют
рабочие по†са преобразовател† энергии.
Ќа фиг.24. изображена лопатка в сборе вместе с ползуном. ¬ представленном двигателе
их четыре. Ћопатка служит дл† воспри†ти† усилий от сжатого газа и передачи их ротору.
Ћопатка состоит из основани† лопатки 24, ползуна 51, ма†тника 40, состо†щего в свою
очередь из ст†жек 32 и оси 47, пружин 53 - 2 шт., полки 56, на которой установлен
ролик 57. ÷ентробежные силы, действующие на лопатки при вращении ротора,
воспринимает ст†гивающее кольцо 37, закрепленное на ролике одной из лопаток,
вращающеес† вместе с лопатками. — торцов лопатки закрываютс† крышками 28.
ѕолзун 51 †вл†етс† св†зующим звеном между лопаткой и рабочей поверхностью ротора.
Ќа фиг.23 изображена схема преобразовател† с наружным ротором, выходной вал
которого через переходник 59, соединенный с ротором шлицевым соединением 58, через
опорный подшипник 60 выходит на потребител†. Ёто схема соединени† без использовани†
шестерен, дл† передачи момента вращени† потребителю.
÷Ё–ƒ могут быть как бензиновыми, так и дизельными. Ѕензиновые двигатели могут быть
как карбюраторными, так и двигател†ми с впрыском топлива. ѕо количеству лопаток трехлопаточные и далее. ѕо количеству преобразователей - однокамерными и
многокамерными. ѕо расположению - с параллельным расположением нагнетателей по
отношению к преобразователю и последовательным расположением нагнетателей.
— введением цилиндрического эксцентричного роторного лопаточного преобразовател†
энергии (÷Ё–Ћѕ), ѕƒ двигател† увеличилс†, а следовательно, улучшились и
экономические показатели. ѕƒ одной лопатки четырехлопаточного ÷Ё–ƒ будет больше
—траница: 10
RU 2 300 001 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
ѕƒ поршн† поршневого двигател† примерно на 14,9%. ѕƒ лопатки трехлопаточного
÷Ё–ƒ больше ѕƒ поршн† поршневого двигател† на 33,8%. „етырехлопаточный двигатель
экономичнее поршневого примерно на 12,6%. “рехлопаточный ÷Ё–ƒ экономичнее
поршневого двигател† на 25,1%. ¬ведение нагнетател† приводит к увеличению мощности
двигател†. “ак, трехлопаточный двигатель, имеющий объем камеры сгорани†, равный
объему камеры сгорани† поршневого двигател† в два раза мощнее этого двигател† и
гораздо меньше.
–асчеты показывают, что ÷Ё–ƒ - самый эффективный двигатель, но все эти
преимущества не дадут эффекта из-за того, что центробежные силы, действующие на
лопатки, прижимают их к поверхности статора. Ёто приводит к увеличению сил трени†
между поверхност†ми лопатки и статора, в результате чего ѕƒ двигател† уменьшаетс†, а
трущиес† поверхности изнашиваютс†. Ётот недостаток лопаточных двигателей сводит на
нет все их преимущества, поэтому лопаточные роторные двигатели не наход†т широкого
применени†. ќднако введение коронок приведет к нейтрализации действи† центробежных
сил. понижению потерь на трение приведет применение роликов в месте контактов
коронки с лопаткой и сектора коронки со ст†гивающим кольцом. Ёти конструктивные
нововведени† позвол†т полностью воспользоватьс† преимуществами ÷Ё–ƒ и приведут и к
увеличению ѕƒ, и к повышению экономичности двигател†.
‘ормула изобретени†
1. ÷илиндрический эксцентричный роторный двигатель внутреннего сгорани†,
содержащий нагнетатель и преобразователь энергии, выполненный в виде цилиндра
статора, в котором эксцентрично расположен цилиндр ротора с пазами, в которые
вставлены лопатки, отличающийс† тем, что он снабжен коронками, ст†нутыми ст†жками с
лопатками, при этом лопатки и коронки имеют цилиндрические контактные поверхности с
возможностью поворота друг относительно друга, коронки имеют ножки с лапками и
сектором, посредством которых коронка опираетс† на ось статора, закрепленную в центре
цилиндра статора, и вращаетс† на оси, причем все коронки объединены на оси статора
ст†гивающими кольцами, воспринимающими центробежные силы, передающиес† им через
секторы.
2. ÷илиндрический эксцентричный роторный двигатель по п.1, отличающийс† тем, что
ножки коронки проход†т через вырезы в лопатке.
3. ÷илиндрический эксцентричный роторный двигатель по п.1, отличающийс† тем, что
ножки коронок имеют с одной стороны правую, а с другой стороны левую резьбу дл†
достижени† контакта необходимой плотности коронки с внутренней поверхностью статора
за счет поворота ножки.
4. ÷илиндрический эксцентричный роторный двигатель по п.1, отличающийс† тем, что
дл† уменьшени† трени† между контактными поверхност†ми лопатки и коронки
расположены цилиндрические ролики.
5. ÷илиндрический эксцентричный роторный двигатель внутреннего сгорани†,
содержащий нагнетатель и преобразователь энергии, выполненный в виде закрепленного
неподвижно цилиндра статора, вокруг которого вращаетс† расположенный эксцентрично
статору цилиндр ротора с лопатками, выполненными в виде ползунов, отличающийс† тем,
что лопатки снабжены ст†жками, ос†ми, пружинами и полками, на которых установлен
ролик, при этом двигатель снабжен вращающимс† вместе с лопатками ст†гивающим
кольцом, закрепленным на ролике одной из лопаток и воспринимающим действующие на
лопатки при вращении ротора центробежные силы.
6. ÷илиндрический эксцентричный роторный двигатель по п.5, отличающийс† тем, что
статор имеет посадочные шлицевые по†са, стопор†щие крышки на статоре от
проворачивани†.
7. –оторный двигатель по п.5, отличающийс† тем, что в крышках установлены
устройства дл† зажигани† рабочей смеси.
—траница: 11
CL
RU 2 300 001 C2
—траница: 12
DR
RU 2 300 001 C2
—траница: 13
RU 2 300 001 C2
—траница: 14
RU 2 300 001 C2
—траница: 15
RU 2 300 001 C2
—траница: 16
RU 2 300 001 C2
—траница: 17
RU 2 300 001 C2
—траница: 18
RU 2 300 001 C2
—траница: 19
RU 2 300 001 C2
—траница: 20
RU 2 300 001 C2
—траница: 21
RU 2 300 001 C2
—траница: 22
RU 2 300 001 C2
—траница: 23
RU 2 300 001 C2
—траница: 24
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
3
Размер файла
1 167 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа