Изобретение относится к двигателестроению. Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит двухсекционный цилиндрический неподвижный корпус, разделенный поперечной перегородкой на две секции с впускными и выпускными окнами. В каждой секции размещается ротор с радиальным пазом, жестко объединенный общим валом и размещенный в соответствующих секциях с поверхностным контактом в торцевых и линейным в цилиндрической частях корпуса. Элемент разделения рабочей камеры между корпусом и ротором - шибер трехслойный раздвижной для плотного постоянного прилегания к корпусу, с лабиринтным уплотнением, установлен в радиальном пазу каждого ротора с возможностью радиального перемещения для образования камер переменного объема. П-образный уплотнитель установлен в корпусе в зоне постоянного линейного контакта ротора с корпусом по цилиндрической образующей и продолжением по торцевым поверхностям с обеих сторон к валу ротора. Выполнены две камеры сжатия. В качестве газораспределителя двигатель имеет два золотника. Золотники выполнены в виде цилиндрических стержней с прорезями по размерам окон корпуса. Полный цикл процессов в обоих секциях происходит за два оборота вала. В одной секции - всасывание через не запирающееся впускное окно и сжатие. В другой секции - рабочий ход и выхлоп через не запирающееся выпускное окно. Техническим результатом является увеличение компактности и уменьшение габаритов и веса двигателя. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 12 ил.
Роторный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) двухсекционный с двумя камерами сжатия, параллельными между собой и наклонными к проекции оси вала, расположенными над корпусом двигателя с золотниковым газораспределением.
Второй вариант двигателя односекционный, также в двумя камерами сжатия, параллельными между собой и перпендикулярными к проекции оси вала, расположенными над корпусом двигателя и с золотниковым газораспределением.
В обоих двигателях достигается компактность конструкции, меньшие габариты и вес.
Изобретение относится к машиностроению роторных ДВС любого назначения.
Известны роторные ДВС, патент RU 2315189 С2. Двигатели имеют: неподвижный двухсекционный корпус, разделенный поперечной перегородкой на две секции; ротор двухсекционный с радиальным пазом; элемент разделения рабочей камеры между ротором и корпусом - шибер трехслойный раздвижной с лабиринтным уплотнением, установленный в пазу ротора с возможностью радиального перемещения, для образования камер переменного объема соответственно для впуска, сжатия, расширения и выпуска газов; две камеры сжатия, параллельные между собой и наклонные к проекции оси вала, расположенные в утолщенной части корпуса, с двухсторонним отсечением их от соответствующих камер переменного объема клапанами; П-образный уплотнитель в корпусе, в зоне постоянного линейного касания ротора с корпусом по цилиндрической образующей и продолжением по торцевым поверхностям с обеих сторон к валу ротора. Газораспределение двигателя осуществляется четырьмя клапанами - перепуск газов из камер переменного объема (КПО) в камеры сжатия (КС) и из КС в КПО, и двумя золотниками, одним - впуск свежего воздуха или горючей смеси в КПО, другим - выпуск из КПО отработанных газов, для привода в действие клапанов и золотников двигатель имеет кулачковый распредвал, два опорных валика, четыре коромысла для клапанов и два для золотников, а также два зубчатых сектора с пружинами для золотников. Золотники имеют плоский срез по длине окон. Корпус двигателя имеет эксцентричные внутренние и внешние поверхности.
Недостатком названных двигателей является расположенное над корпусом клапанное газораспределение, что увеличивает их габариты и вес.
Цель изобретения - уменьшение габаритов и веса двигателя.
Цель достигается применением только золотникового газораспределения, а также применение концентричной формы корпуса вместо эксцентричной.
В другом варианте цель достигается кроме золотоникового газораспределения и концентричности поверхностей корпуса еще и отсутствием поперечной перегородки в корпусе, т.е. двигатель односекционный.
Сущность изобретения. Цилиндрический корпус двигателя имеет концентричные наружную и внутреннюю поверхности с приливами для золотников. Газораспределение двигателя осуществляется полностью двумя золотниками, каждый из которых имеет по своей длине, равной соответствующим окнам, по два сквозных выреза, делящих внешнюю окружность золотника на четыре равные между собой части, и под углом девяносто градусов относительно друг друга. Две камеры сжатия, с двусторонним отсечением их от соответствующих камер объема /КПО/ золотниками, расположены над корпусом двигателя, параллельны между собой и наклонны к проекции оси двигателя. Цикл рабочих процессов двухсекционного двигателя осуществляется за один оборот вала двигателя, в одной секции - всасывание и сжатие, в другой - рабочий ход и выхлоп. В камерах сжатия процессы сжатия и расширения чередуются через один оборот вала двигателя, т.е. цикл за два оборота вала.
В другом варианте корпус двигателя также цилиндрический и имеет концентричные наружную и внутреннюю поверхности с приливами для золотников, камеры сжатия расположены перпендикулярно вертикальной центральной плоскости двигателя над его корпусом, газораспределение осуществляется двумя золотниками, имеющими по три изолированных между собой канала, каждый из которых имеет по своей длине два выреза по размерам соответствующих окон и под углом девяносто градусов относительно друг друга, причем в двух крайних каналах вырезы на четверти окружности, а в среднем канале вырез на половине окружности. Двигатель односекционный. Цикл рабочих процессов двигателя попарно совершается за четыре оборота вала, т.е. один оборот - всасывание и выхлоп, второй оборот - всасывание и сжатие, третий - рабочий ход и сжатие, четвертый - рабочий ход и выхлоп.
Таким образом, роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий двухсекционный цилиндрический неподвижный корпус, разделенный поперечной перегородкой на две секции с впускными и выпускными окнами, в каждой секции размещается ротор с радиальным пазом, жестко объединенный общим валом и размещенный в соответствующих секциях с поверхностным контактом в торцевых и линейным в цилиндрической частях корпуса, элемент разделения рабочей камеры между корпусом и ротором - шибер трехслойный раздвижной для плотного постоянного прилегания к корпусу, с лабиринтным уплотнением, установленный в радиальном пазу каждого ротора с возможностью радиального перемещения для образования камер переменного объема, П-образный уплотнитель в корпусе в зоне постоянного линейного контакта ротора с корпусом по цилиндрической образующей и продолжением по торцевым поверхностям с обеих сторон к валу ротора, две камеры сжатия, а в качестве газораспределителя двигатель имеет два золотника, отличается тем, что золотники выполнены в виде цилиндрических стержней с прорезями по размерам окон корпуса, полный цикл процессов в обоих секциях происходит за два оборота вала, в одной секции - всасывание через не запирающееся впускное окно и сжатие, в другой секции - рабочий ход и выхлоп через не запирающееся выпускное окно.
В другом варианте роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический неподвижный корпус с впускными и выпускными окнами, ротор с радиальным пазом и поверхностным контактом в торцевых и линейным в цилиндрической частях корпуса; элемент разделения рабочей камеры между ротором и корпусом - шибер трехслойный раздвижной для плотного постоянного прилегания к корпусу, с лабиринтным уплотнением, установленный в радиальном пазу ротора с возможностью радиального перемещения, для образования камер переменного объема; П-образный уплотнитель в корпусе в зоне постоянного линейного контакта ротора с корпусом по цилиндрической образующей и продолжением по торцевым поверхностям с обеих сторон к валу ротора; две камеры сжатия; в качестве газораспределителя двигатель имеет два золотника, отличается тем, что золотники имеют по три изолированных между собой канала, каждый из которых имеет по своей длине два выреза по размерам соответствующих окон и под углом девяносто градусов относительно друг друга; цикл рабочих процессов двигателя попарно совершается за четыре оборота вала, один оборот - всасывание и выхлоп, второй оборот - сжатие и всасывание, третий - рабочий ход и сжатие, четвертый - выхлоп и рабочий ход.
Двигатель имеет расположение камер сжатия над корпусом и перпендикулярно вертикальной центральной плоскости двигателя с двусторонним отсечением их от соответствующих камер переменного объема золотниками.
Двигатель является односекционным.
Корпус имеет концентричные внутренние и внешние поверхности.
Перечень фигур:
фиг.1 - двигатель с разрезом правой части;
фиг.2 - двигатель, вид на приводной механизм золотников, сечение А-А;
фиг.3 - двигатель, вид сверху;
фиг.4 - золотники в продольном и поперечном сечениях, правый со стороны вала отбора мощности;
фиг.5 - проекция окон на диаметральную горизонтальную плоскость корпуса;
фиг.6-11 изображен второй вариант двигателя.
фиг.6 - двигатель с разрезом правой части;
фиг.7 - двигатель, вид на приводной механизм золотников;
фиг.8 - двигатель, вид сверху;
фиг.9 - золотник в продольном и поперечном сечениях, правый со стороны вала отбора мощности;
фиг.10 - проекция окон на диаметральную горизонтальную плоскость корпуса;
фиг.11 - золотник в продольном и поперечном сечениях, левый со стороны вала отбора мощности;
фиг.12 - золотник в продольном и поперечном сечениях, левый со стороны вала отбора мощности, по первому варианту.
Предлагаемый двигатель (вариант первый) состоит из цилиндрического двухсекционного неподвижного концентричного корпуса 1, разделенного по секциям перегородкой 2, закрытого с обоих торцов крышками 3; с двумя камерами сжатия 4 и 5, параллельными между собой и наклонно расположенными относительно горизонтальной проекции оси вала, над корпусом; в каждой секции размещается эксцентрично, относительно внутренней окружности корпуса, ротор 6 с поверхностным касанием в торцевых и линейным в цилиндрической частях корпуса, в радиальном пазу которого подвижно помещается шибер 7 трехслойный раздвижной для постоянного плотного прилегания к поверхностям корпуса, с лабиринтным уплотнением, детали которого перемещаются и в осевом, и в радиальном направлениях, разделяющий рабочую камеру между поверхностями ротора и корпуса на две камеры переменного объема 8 и 9. Вал 10 опирается на подшипники качения в торцевых крышках корпуса и в перегородке 2. В корпусе двигателя 1 имеются с одной стороны окно 11 для впуска воздуха или горючей смеси, окна 12 и 13 для перепуска рабочих газов из камер сжатия в камеры переменного объема, с противоположной стороны, относительно вертикальной центральной плоскости двигателя, окна 14 и 15 для перепуска газов в камеры сжатия из камер переменного объема и окно 16 для выпуска отработанных газов. Механизм газораспределения включает золотники 17 и 18, зубчатую передачу 19 с передаточным числом один к двум.
Двигатель (вариант второй) содержит: концентричный цилиндрический односекционный неподвижный корпус 20, закрытый крышками 21; две камеры сжатия 22 и 23, располагающиеся параллельно между собой и перпендикулярно к проекции оси двигателя, над корпусом; ротор 24, в пазу которого подвижно помещается трехслойный раздвижной с лабиринтным уплотнением шибер 25, разделяющий рабочую камеру между поверхностями ротора и корпуса на две камеры переменного объема 26 и 27; вал отбора мощности 28. В корпусе имеются с одной стороны окна 29 и 30 для перепуска газов из камер переменного объема в камеры сжатия, окно 31 для выпуска отработанных газов; с другой стороны, относительно центральной вертикальной плоскости двигателя, окна 32 и 33 для перепуска рабочих газов из камер сжатия в камеры переменного объема, и окно 34 для впуска воздуха или горючей смеси. Механизм газораспределения включает два золотника 35 и 36, расположенные у газоперепускных окон корпуса, зубчатую передачу 37 от вала двигателя 28 с передаточным числом один к четырем.
Двигатель (вариант первый) работает следующим образом. При вращении ротора 6 в камерах переменного объема (КПО) происходят процессы: в первой секции в КПО 8 - всасывание через окно 11, в КПО 9 - сжатие и перепуск газов в камеру сжатия /КС/ 4 через открытое золотником 18 окно 14 и сквозной вырез, левый на фиг.4, золотника 18; в другой секции соответственно - рабочий ход с выходом воспламененных газов из КС 5 через правый, на фиг.12, сквозной вырез золотника 17, открытое этим золотником окно 13, в КПО 8, а из КПО 9 выхлоп отработанных газов через нерегулируемое окно 16.
При прохождении шиберами 7 в обеих секциях через окна 14, 15 и 16 золотником 18 закрывается окно 14, а через незапирающееся окно 16 продолжается выпуск отработанных газов. В КС 4 подается порция топлива через форсунку или искра зажигания.
При прохождении шиберами 7 через окна 11, 12 и 13, золотником 17 открывается окно 12 и закрывается окно 13, а золотником 18 открывается окно 15. В КПО 8 первой секции - всасывание через незапирающееся окно 11, в КПО 9 - сжатие и перепуск газов в КС 5 через окно 15 и правый, на фиг.4, сквозной вырез золотника 18, в другой секции соответственно - рабочий ход, расширение воспламененных газов в КС 4, выходящих через сквозной вырез, левый на фиг.12, золотника 17, окно 12, и выпуск отработанных газов из КПО 9 через окно 16.
При прохождении шиберами 7 через окна 14, 15, 16 закрывается окно 15 правой, на фиг.4, частью золотника 18, и в КС 5 подается топливо или искра зажигания.
При прохождении шиберами 7 через окна 11, 12, 13 открываются окна 13 правой, на фиг.12, частью золотника 17 и окно 14 левой, на фиг.4, частью золотника 18, и закрывается окно 12 левой, на фиг.12, частью золотника 17. Затем процессы повторяются. В КПО все процессы двигателя совершаются за каждый оборот вала 10, а КС - за два оборота.
Двигатель (вариант второй) работает следующим образом. При вращении ротора 24, в камерах переменного объема происходят процессы: в КПО 26 - всасывание воздуха или горючей смеси через внешнее окно 39, вырезы и канал золотника 36, третье и четвертое слева сечение на фиг.9, и открытое этим золотником окно 34, в КПО 27 - выхлоп отработанных газов через окно 31, открытое золотником 35, вырезы и канал этого же золотника, третье и четвертое слева сечение на фиг.11, и внешнее окно 38.
При прохождении шибером 25 окон 29, 30, 31, а затем окон 32, 33, 34, золотник 35 закрывает проход газов через окно 31 и открывает окно 29, в КПО 27 происходит процесс сжатия газов и перепуск их через окно 29, вырезы - второе и первое слева сечения на фиг.11 - и канал золотника 35, и в КС 22. В КПО 26 всасывание через окно 34.
При прохождении шибером 25 окон 29, 30, 31, золотником 35 закрывается окно 29. Затем в КС 22 подается топливо или искра.
При прохождении шибером 25 окон 32, 33, 34, золотником 36 закрывается окно 34, затем открывается окно 32. Золотником 35 открывается окно 30. Воспламененные в КС 22 газы проходят через открывшийся вырез - первое слева сечение на фиг.9. - канал и вырез - второе слева сечение на фиг.9, - золотника 36, окно 32 и в КПО 26, где происходит процесс расширения газов - рабочий ход. В КПО 27 происходит процесс сжатия и перепуск газов через окно 30, вырез - второе справа сечение на фиг.11, - канал и вырез - первое справа сечение на фиг.11, - золотника 35 и в КС 23.
При прохождении шибером 25 окон 29, 30, 31, золотником 35 закрывается окно 30 и открывается окно 31. В КС 23 подается топливо или искра зажигания.
При прохождении шибером 25 окон 32, 33, 34, золотником 36 открывается окно 33 и воспламененные в КС 23 газы проходят через открывшийся вырез - первое справа сечение на фиг.9, - и канал золотника 36, другой вырез - второе справа сечение на фиг.9, - и через окно 33 в КПО 26, где происходит рабочий ход, а в КПО 27 - выпуск отработанных газов через окно 31, вырез - третье справа сечение на фиг.11, - и канал золотника 35, затем вырез - четвертое справа сечение на фиг.11, - и внешнее окно 38.
При прохождении шибером 25 окон 29, 30, 31, золотником 36 открывается окно 34 для впуска свежего заряда.
При прохождении шибером 25 окон 32, 33, 34, золотником 36 закрывается окно 33. Далее процессы повторяются.
Полный цикл процессов в двигателе происходит за четыре оборота вала 28 с повторением каждого процесса последовательно дважды.
1. Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий двухсекционный цилиндрический неподвижный корпус, разделенный поперечной перегородкой на две секции с впускными и выпускными окнами, в каждой секции размещается ротор с радиальным пазом, жестко объединенный общим валом и размещенный в соответствующих секциях с поверхностным контактом в торцевых и линейным в цилиндрической частях корпуса, элемент разделения рабочей камеры между корпусом и ротором - шибер трехслойный раздвижной для плотного постоянного прилегания к корпусу с лабиринтным уплотнением, установленный в радиальном пазу каждого ротора с возможностью радиального перемещения для образования камер переменного объема, П-образный уплотнитель в корпусе в зоне постоянного линейного контакта ротора с корпусом по цилиндрической образующей и продолжением по торцевым поверхностям с обеих сторон к валу ротора, две камеры сжатия, а в качестве газораспределителя двигатель имеет два золотника, отличающийся тем, что золотники выполнены в виде цилиндрических стержней с прорезями по размерам окон корпуса, полный цикл процессов в обеих секциях происходит за два оборота вала, в одной секции - всасывание через не запирающееся впускное окно и сжатие, в другой секции - рабочий ход и выхлоп через не запирающееся выпускное окно.
2. Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический неподвижный корпус с впускными и выпускными окнами, ротор с радиальным пазом и поверхностным контактом в торцевых и линейным в цилиндрической частях корпуса; элемент разделения рабочей камеры между ротором и корпусом - шибер трехслойный раздвижной для плотного постоянного прилегания к корпусу с лабиринтным уплотнением, установленный в радиальном пазу ротора с возможностью радиального перемещения, для образования камер переменного объема; П-образный уплотнитель в корпусе в зоне постоянного линейного контакта ротора с корпусом по цилиндрической образующей и продолжением по торцевым поверхностям с обеих сторон к валу ротора; две камеры сжатия; в качестве газораспределителя двигатель имеет два золотника, отличающийся тем, что золотники имеют по три изолированных между собой канала, каждый из которых имеет по своей длине два выреза по размерам соответствующих окон и под углом 90° относительно друг друга; цикл рабочих процессов двигателя попарно совершается за четыре оборота вала, один оборот - всасывание и выхлоп, второй оборот - сжатие и всасывание, третий - рабочий ход и сжатие, четвертый - выхлоп и рабочий ход.
3. Двигатель по п.2, отличающийся тем, что имеет расположение камер сжатия над корпусом и перпендикулярно вертикальной центральной плоскости двигателя с двусторонним отсечением их от соответствующих камер переменного объема золотниками.
4. Двигатель по п.2, отличающийся тем, что двигатель является односекционным.
5. Двигатель по п.2, отличающийся тем, что корпус имеет концентричные внутренние и внешние поверхности.
www.findpatent.ru
Изобретение относится к двигателестроению. Двигатель турбо-роторный внутреннего сгорания с эмульсионной воздушно-масляной системой смазки, циркулирующей под давлением, состоит из цилиндрического неподвижного статора. Статор конструктивно разделен на четыре поперечные секции. Секции технологически образуют между собой три рабочие зоны, две из которых - зоны рабочего хода, одна - компрессорная зона, с запрессованными в них гильзами - цилиндрами с внутренней рабочей поверхностью правильной окружности. В зонах рабочего хода расположены два плавающих турбо-ротора правильной окружности границ рабочей поверхности. При щелевой камере рабочего хода турбо-ротор работает с обеспеченной продолжительностью одного рабочего хода с углом, равным 334 град. оборота каждого турбо-ротора. В компрессорной зоне расположен плавающий ротор. Два плавающих турбо-ротора и плавающий ротор имеют шлицевую посадку на рабочий вал. Двигатель имеет систему каналов, трубок высокого давления, кольцевых каналов, микроканалов, позволяющих осуществлять смазку двигателя путем организации постоянной циркуляции воздушно-масляной эмульсии через двигатель. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя, улучшение экологии выхлопа отработанных газов и упрощение конструкции. 19 з.п.ф-лы, 14 ил.
| МПК F01M 1/08 | Смазка под давлением - смазочные системы с устройствами для впрыскивания смазочного материала |
| МПК F02B 53/08 | Конструктивные элементы и отличительные особенности роторно-поршневых двигателей или двигателей с качающимися рабочими органами, обусловленные внутренним сгоранием - заполнение или наддув, например посредством роторного нагнетателя |
| МПК F02C 5/02 | Газотурбинные установки, в которых рабочее тело генерируется при прерывистом сгорании - отличающиеся расположением камер сгораниякамеры сгорания как таковые F 23R |
allpatents.ru
Использование: в двигателестроении, в частности в конструкции роторных двигателей, и может широко применяться в качестве силовой установки на всех видах транспортных средств. Сущность изобретения: роторный двигатель содержит входное устройство, снабженное воздухоочистителем, укороченный осевой компрессор с промежуточным холодильником-рессивером, статор с охлаждающей рубашкой, турбину, расположенную на одном диске и на одной плоскости вращения с центробежным компрессором, на периферии ротора, улитку центробежного компрессора, выполненную в виде блока улиток и блока кожухов камер сгорания, расположенного в плане двигателя между центробежным компрессором и турбиной на одной плоскости и разъемно закрепленного на статоре двигателя. Блок улиток и кожухов камер сгорания может состоять из одной, двух, трех или четырех и т. д. улиток и кожухов камер сгорания. Камера сгорания снабжена спиральным каналом на своей поверхности. Турбина двигателя расположена на периферии ротора и по его окружности снабжена сопловыми окнами, в том числе и в корпусе статора, по числу камер сгорания. Между ступенями турбина снабжена сплошными, охлаждаемыми перемычками, а в сопловых окнах - лопатками спрямляющего аппарата. Выхлопной коллектор, выполненный из двух частей, разъемно крепится по окружности на некотором расстоянии от статора двигателя к окнам выхлопных сопел. Регенератор воздуха расположен на выхлопном коллекторе двигателя. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к конструкциям турбокомпрессорных двигателей, а именно к конструкциям роторных двигателей, и может широко применяться в качестве силовой установки на всех видах транспортных средств взамен поршневых двигателей внутреннего сгорания.
Известен роторный двигатель, содержащий корпус, расположенный в нем вал с рабочим диском, в котором выполнены камера сгорания в виде отверстия, и установленные в корпусе с каждой стороны диска неподвижный и вращающийся диски с отверстиями, соосными отверстию рабочего диска, и форсунки, расположенные напротив отверстия вращающегося диска (см. авт. св. СССР N 992778, кл. F 02 K 11/00, 1983). К недостаткам данного двигателя следует отнести сложность уплотнения между дисками и отсутствие турбины. Известен также воздушно реактивный двигатель, содержащий статор, установленный на валу ротор с камерами сгорания и выхлопными соплами, системы дозированной подачи воздуха и топлива, систему зажигания, ротор выполнен с центральной и периферийной полостями подачи воздуха (см. авт. св. СССР N 1719695, кл. F 02 K 11/00, 1992). Недостатками этого двигателя являются ненадежная нераспределительная схема подачи воздуха и топлива, отсутствие турбины, низкая мощность. Наиболее близким к изобретению является авиационный газотурбинный двигатель, содержащий входное устройство, осевой компрессор, центробежный компрессор, турбину, статор, камеру сгорания, опоры ротора, систему зажигания, систему подачи топлива, систему запуска двигателя (см. Б.А.Соловьева. "Устройство и эксплуатация силовых установок самолетов". М. "Транспорт", 1993, с. 100-106,). К недостаткам данного двигателя следует отнести невожность использования его в силу конструктивных особенностей в качестве силовой установки на всех видах транспортных средствах, например на автомобильном, при этом имеет место тяжелый пуск, неприемлемый расход топлива, неприемлемые габариты, высокую температуру выхлопных газов, высокий уровень шума, энерционность при наборе и сбросе оборотов ротора, сложную конструкцию, высокий расход воздуха и т.д. Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в создании простого, экономного в изготовление и эксплуатации турбокомпрессорного роторного двигателя, который может широко применяться в качестве силовой установки на всех видах транспортных средств, взамен поршневых двигателей. Задача решается тем, что предлагаемый роторный двигатель, содержащий воздухозаборное устройство, снабженное воздухоочистителем, например сетчатым, смоченным маслом. Вал с двумя опорами, имеющий шпоночное посадочное место для посадки напряженной посадкой частей ротора и хвостовик для присоединения потребителя мощности двигателя, изготовлен из стали 40, передний опорный подшипник которого опирается на элементы воздухозаборника, задний опороупорный на задней крышке статора двигателя. Укороченный вместе с воздухозаборником осевой компрессор, в рассматриваемом случае трехступенчатый, составлен из дисков с рабочими лопатками, своими ступицами сидящими на валу ротора и закрепленными стяжными болтами, они образуют переднюю половину ротора двигателя, изготовлены методом литья из сплава на основе алюминия. Спрямляющий аппарат осевого компрессора является частью статора, составлен из колец с направляющими лопатками, изготовлены методом литья из алюминиевого слава, они установлены один перед первым рабочим колесом и далее за каждым рабочим колесом, в паре образуя ступень осевого компрессора, крепятся стяжными болтами к статору, образуя его переднюю часть. При этом спрямляющие лопатки последней ступени осевого компрессора изготовлены большими по своей площади, которые дополнительно служат направляющими лопатками для центробежного компрессора и теплообменными ребрами для охлаждения воздуха после осевого компрессора в промежуточном холодильнике-ресивере методом теплообмена через теплопроводность металла с окружающей средой. Промежуточный холодильник-ресивер одновременно служит демпфером, своеобразным обратным клапаном в воздушном тракте двигателя, плавным переходом между осевым и центробежным компрессорами, снимает пульсацию, пневмоудары, способствует бесстартерному пуску двигателя, бесшумной его работе, благотворно влияет на работу центробежного компрессора и камеры сгорания при частых и резких у данного двигателя переходах ротора с малых оборотов на большие и наоборот с больших на малые, что при эксплуатации двигателя, например на автомобильном транспортном средстве, является необходимым условием. Статор у двигателя выполнен в виде кожуха, со всех сторон охватывающего ротор, имеет цилиндрическую форму, передняя его часть составлена из элементов направляющего аппарата центробежного компрессора и входного устройства, с опорой переднего подшипника ротора, задняя его часть закрывается разъемно установленной крышкой с корпусом опоро-упорного подшипника, по окружности и в перегородках центробежной турбины статор снабжен сопловыми окнами по числу камер сгорания у двигателя, охлаждается статор путем теплообмена с окружающей средой через теплопроводность металла рубашки из ребер на своей поверхности, изготовлен методом литья из сплава алюминия. Турбина двигателя выполнена центробежной многоступенчатой, но при этом имеющей не менее ступеней, чем для расширения газов до атмосферного давления, с общей ступицей, на одном диске и на одной плоскости вращения с центробежным компрессором, на периферии ротора, благодаря чему двигатель выигрывает в силе, экономит топливо, позволяет выполнить бесстартерный пуск и в виду того, что центробежная турбина имеет большой диаметр, уменьшается средняя температурная нагрузка на каждую рабочую лопатку турбины, что позволяет повысить температуру газов, а расход воздуха на понижение температуры газов понизить, что в свою очередь помогает добиться поставленной цели и улучшить КПД двигателя. Сплошная охлаждаемая перегородка между ступенями центробежной турбины, которая является частью статора, выполнена между сопловыми окнами, а в сопловых окнах установлены направляющие лопатки, которые в отличие от рабочих лопаток центробежной турбины работают в более тяжелых температурных условиях, поэтому они изготовлены из жаропрочной стали и, как и сплошные перегородки, которые отливаются заодно со статором, охлаждаются естественной циркуляцией воздуха в специально для этого выполненных пазах. Центробежный компрессор выполнен на общем диске и с общей ступицей с центробежной турбиной, рабочее колесо центробежного компрессора изготовлено методом штамповки и сварки и разъемно закреплено к общему диску ротора турбины и компрессора, имеет 27 загнутых назад лопаток, закрытого типа, уплотнение с блоком улиток лабиринтное. Улитка центробежного компрессора и кожух камеры сгорания выполнены одним блоком, из листовой стали методом штамповки и сварки, и разъемно закреплены на статоре двигателя, между центробежным компрессором и центробежной турбиной, на одной с ними плоскости, при этом блок улитки центробежного компрессора и кожуха камеры сгорания может состоять из двух, трех или четырех и т.д. но не менее чем из одной улитки центробежного компрессора и одного кожуха камеры сгорания, причем детали и элементы улитки центробежного компрессора и кожуха камеры сгорания взаимно использованы для создания друг друга, в данном случае блок улиток и кожухов камер сгорания состоит из четырех улиток и кожухов по их числу, при этом кожух камеры сгорания выполнен теплоизолированным от внешне окружающих его деталей, что повышает КПД двигателя, защищает окружающие кожух камеры сгорания детали двигателя от перегрева и работает при бесстартерном пуске двигателя. Камера сгорания снабжена спиральным каналом на своей поверхности для прохода охлаждающего в зону горения и смешения, и подогрева воздуха, причем воздух подается после регенерации в спиральный канал камеры сгорания у ее сопловой части и противотоком поступает в зону горения и смешения, вставляется камера сгорания в теплоизолированный кожух со стороны турбины двигателя и крепится к теплоизолированному кожуху болтами, температурные компенсации происходят за счет телескопического соединения двух ее половин у зоны подмешивания воздуха. Камера сгорания индивидуальная, комбинированная, имеет зону горения с лопаточным завихрителем воздуха в своей головке, зону смешения с отверстиями для прохода воздуха на подмес, изготовлена из жаростойкой стали методом штамповки и сварки, при этом ввиду того, что газовая камера продувается воздухом между подачами топлива и охлаждается воздухом в спиральном канале, требования к жаростойкости ее металла понижаются, а срок службы повышается. Выхлопной коллектор двигателя для избежания температурных напряжения и удобства при эксплуатации разделен на две части, теплоизолирован, например, асбестом со стеклотканью и разъемно закреплен своими четырьмя патрубками, по числу камер сгорания к сопловым окнам на статоре двигателя, на некотором расстоянии от него, чтобы корпус двигателя не грелся выхлопными газами, имеет соответственно по одному патрубку для отвода газов в окружающую среду, изготовлен методом штамповки и сварки из листовой стали или отлит из металла. Регенератор воздуха выполнен на теле выхлопного коллектора, индивидуально для каждой камеры сгорания, т. е. по числу камер сгорания у двигателя, теплоизолирован вместе с выхлопным коллектором, изготовлен тем же методом, что и выхлопной коллектор. Воздух в регенератор поступает из блока улитки и кожуха камеры сгорания по теплоизолированной трубке и после подогрева по параллельному теплоизолированному трубопроводу подается в спиральный канал камеры сгорания и противотоком, охлаждая камеру сгорания, а сам еще дополнительно подогреваясь, поступает в зону горения и смешения. Подача топлива осуществляется в каждую камеру сгорания, по подобию подачи топлива в цилиндры у дизельного поршневого двигателя, например по принципу топливный насос-форсунка в камере сгорания, с порядком работы (с порядком подачи топлива в форсунки камер сгорания) 1, 3, 4, 2, при этом привод топливного насоса выполнен автономным, т.е. не связанным с кинематикой ротора двигателя, что дает возможность на бесстартерный пуск двигателя, экономит топливо, и, самое главное, дает возможность легко, в широких пределах регулировать частоту оборотов ротора, так как привод топливного насоса выполнен свободным от ротора, с электроприводом от электрооборудования, например, автомобиля, и поэтому любая энерционность ротора двигателя на подачу топлива в камеру сгорания не имеет никакого влияния, при том, что в разрывах между подачами топлива камера сгорания продувается воздухом, который предварительно проходит регенерацию, затем подогревается в спиральном канале камеры сгорания, у которой кожух теплоизолирован, следовательно воздух нагревается до высокой температуры и сам имеет кинетическую энергию, которую он отдает, расширяясь в сопловых окнах турбины, производя полезную работу, при этом регенерируя весь воздушный и газовый тракт двигателя. А по роду эксплуатации, например на автомобильном транспорте, двигатель часто приходится пускать и останавливать, в этих случаях воздух из промежуточного холодильника-ресивера производит продувку продуктов сгорания и охлаждение всего тракта воздуха и газов двигателя. Роторный двигатель выполнен с калильным зажиганием топлива во всех камерах сгорания, которое подается постоянно с начала запуска двигателя и до его остановки. Запуск двигателя выполнен бесстартерным, при остановке двигателя воздух из промежуточного холодильника-ресивера продувает воздушный и газовый тракт двигателя, следовательно в каждой камере сгорания остается свежий воздух, необходимый для возгорания смеси при новом пуске двигателя, затем используется теплоизолированность кожуха камеры сгорания, автономный привод топливного насоса, большое сопротивление воздушного тракта, например, как обратный клапан, и периферийное расположение турбины двигателя на роторе, имеющей большой рычаг по отношению к валу двигателя. На фиг. 1 дана схема общего вида роторного двигателя, вид сбоку; на фиг. 2 схема общего вида двигателя со стороны воздухозаборника; на фиг. 3 схема разреза двигателя А-А на фиг. 1; на фиг. 4 схема разреза двигателя Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 схема телескопического компенсатора температурных расширений камеры сгорания двигателя; на фиг. 6 схема питания топливом двигателя. Пример выполнения предлагаемого решения. Роторный двигатель содержит статор 1, образованный невращающимися элементами и деталями двигателя, установленный на валу 2 с передней и задней опорами 3 ротор 4 двигателя, воздухозаборное устройство с фильтром 5 для очистки воздуха от пыли, кольца 6 с направляющими лопатками спрямляющего аппарата осевого компрессора, со стяжными болтами 7, крепящими их к статору, диски 8 с рабочими лопатками осевого компрессора, стяжные болты 9, крепящие их к основанию ротора двигателя, промежуточный холодильник-ресивер 10 для промежуточного охлаждения воздуха и служащий дополнительно как ресивер с большими по площади теплообменными ребрами 11 внутри, рабочее колесо центробежного компрессора 12 выполнено на одном диске и на одной плоскости вращения с центробежной турбиной 13 на периферии, с общей ступенью, напряженной посадкой и на шпонке сидящей на валу ротора и закрепленной стяжными болтами 14 ко второй половине ротора, лабиринтное уплотнение 15 центробежного компрессора к блоку улиток, рабочие лопатки 16 двухступенчатой центробежной турбины, в пазы "ласточкин хвост" закрепленные на периферии ротора, охлаждаются продувкой воздуха через канал 17, взятый из холодильника-ресивера, спрямляющий аппарат турбины в сопловых окнах 18 снабжен лопатками 19, а в промежутках между сопловыми окнами сплошными перегородками 20, продуваемыми окружающим воздухом с естественной циркуляцией через пазы 21, для осевой разгрузки ротора выполнены три компенсационных отверстия 22 из промежуточного холодильника-ресивера, уплотнение статора с ротором выполнено лабиринтным 23, улитка центробежного компрессора объединена в блок улиток 25 и теплоизолированных кожухов 26 камер сгорания и болтами 27 разъемно крепится к статору двигателя между центробежным компрессором и центробежной турбиной, на их плоскости, камера сгорания 28 на себе имеет спиральный канал 29 для ее охлаждения и подогрева воздуха, идущего в зону горения 30 и на подмешивание в зону смешения 31, устанавливается в теплоизолированный кожух блока улитов и кожухов с периферии ротора и крепится болтами, снабжена в своей головке лопаточным завихрителем воздуха 32, свечой 33 калильного зажигания с металлическим экранным кожухом с отверстиями на спирали, форсункой 34 для подачи и распыления топлива в камере сгорания, выхлопной коллектор 35, состоящий из двух половин разъемно закреплен к сопловым окнам на статоре двигателя своими патрубками 36, теплоизолирован и удален на некоторое расстояние от статора двигателя, причем для повышения КПД двигателя на выхлопном коллекторе устроен регенератор 37 воздуха после центробежного компрессора, воздух из блока улиток центробежного компрессора подается по теплоизолированной трубке 38, а уже подогретый воздух возвращается так же по теплоизолированной трубке 39 в спиральный канал на камере сгорания, патрубок 40 для отвода отработанных газов в атмосферу, ребра рубашки теплообменника 41, выполненные на поверхности статора, для охлаждения двигателя путем теплообмена с окружающей средой за счет теплопроводности металла, теплоизолирующий экран 42 кожуха камеры сгорания для повышения КПД двигателя и для изоляции от перегрева окружающих кожух деталей, задняя крышка 43 двигателя разъемно крепится к статору, имеет на себе ребра для теплообмена и корпус опороупорного заднего подшипника вала ротора, электропривод 44 автономного четырехсекционного топливного насоса 45 для подачи и распыления в камеру сгорания топлива, топливная трубка 46 высокого давления для подачи топлива к форсунке, топливный бак 47. Роторный двигатель работает следующим образом. Для бесстартерного пуска двигателя включают зажигание, ручку подачи топлива ставят на малый газ, калильная свеча 33 в камере сгорания 28 нагревается и горит постоянно, пока работает двигатель, и так как кожух у камеры сгорания теплоизолирован, разогревает воздух и саму камеру сгорания 28, затем через 30 с от начала пуска двигателя подают топливо через форсунку 34, включив электропривод 44 автономного топливного насоса 45, запитанного, например, от аккумулятора в системе электрооборудования двигателя, подача топлива осуществляется по системе подачи топлива у четырехцилиндрового дизельного двигателя, с порядком работы цилиндров 1, 3, 4, 2, например, начиная произвольно с любой камеры сгорания 28, где происходит распыление топлива через форсунку 34 в разогретую спиралью свечи 33 камеру, небольшая часть топлива, уже хорошо смешанная с воздухом, остававшемся в камере сгорания 28, проникает в отверстия в экране калильной свечи 33 к раскаленной спирали и от контакта с ней загорается, а спираль свечи 33 при этом не охлаждается, так как спираль защищена экраном с отверстиями и происходит возгорание всей воздушно-топливной смеси в газовой камере 28, в следствие чего температура и давление газов в газовой камере 28 резко повышаются и избыточное давление, следуя по пути наименьшего сопротивления, расширяется в сторону выхлопного коллектора 35 через сопловое окно 18 центробежной турбины 13 (но не в другую сторону, потому что другая сторона своими каналами работает с большим сопротивлением как своеобразный обратный клапан), отдавая свою кинетическую энергию на рабочие лопатки 16 центробежной турбины 13 до давления окружающей среды, точно то же самое происходит и в третьей, затем четвертой и во второй камерах сгорания, первоначальное возгорание топлива в камерах сгорания 28 и первый толчок газов на лопатках 16 центробежной турбины 13 из каждой камеры сгорания 28 происходит за счет остовавшегося воздуха в камерах сгорания 28, но только ротор 4 двигателя сделает первые обороты, сразу начнется проток воздуха по воздушным каналам, которого вполне хватает для начала работы двигателя и набора оборотов. В последующей работе двигателя атмосферный воздух засасывается через фильтр очистки воздуха воздухозаборного устройства 5 и сжатый осевым компрессором 6 подается в промежуточный холодильник-ресивер 10, где воздух охлаждается за счет теплообмена через теплопроводность металла с окружающей средой с помощью больших по площади теплообменных ребер 11, которые заодно служат и спрямляющим аппаратом для последней ступени осевого компрессора 6, и направляющими лопатками для центробежного компрессора 12 с ребрами охлаждающей рубашки 41 двигателя. Производительность осевого компрессора 6 выше, чем у центробежного 12, и поэтому в промежуточном холодильнике-ресивере 10 образуется некоторый запас сжатого и охлажденного воздуха, который необходим для снятия пневмоударов между этими двумя компрессорами и как демпфер, смягчающий пульсацию работы камер сгорания 28 при частых и резких изменениях подачи в них топлива, и как обратный клапан перед центробежным компрессором 12 и воздушными каналами за ним, отсюда же берется холодный воздух для продувки рабочих лопаток 16 центробежной турбины 13 и на компенсацию осевой нагрузки ротора 4 двигателя через отверстия 22. Предлагаемый роторный двигатель предназначен для работы в качестве силовой установки, например на автомобильном транспорте, где в отличие от аналога при частых переключениях скоростей двигатель должен легко набирать и сбрасывать обороты, т. е. должен быть приемистым и легко поддаваться регулировке оборотов ротора 4 двигателя, что и осуществляет предлагаемый двигатель благодаря промежуточному холодильнику-ресиверу 10, сжатый и охлажденный воздух из которого с помощью направляющих и теплообменных ребер 11 подается на рабочее колесо центробежного компрессора 12, откуда после сжатия подается в улитку 24 блока улиток центробежного компрессора и кожухов камер сгорания 25, откуда для повышения КПД двигателя воздух по теплоизолированной трубке 38 подается в одну из (индивидуальных, т. е. у каждой камеры сгорания 28 своя секция регенератора) четырех частей регенератора воздуха 37, где воздух охлаждает выхлопной коллектор 35 двигателя, а сам подогревается и по другой теплоизолированной трубке 39 поступает в спиральный канал 29, выполненный на камере сгорания 28, расположенной в покрытом теплоизоляцией 42 кожухе камеры сгорания 26, здесь воздух дополнительно подогревается, охлаждая камеру сгорания 28, и противотоком от сопловой части камеры сгорания 28 поступает к отверстиям в зону смешения 31 и через головку на лопаточный завихритель 32 и далее в зону горения 30, где свеча зажигания 33 калильного действия зажигает поданное и распыленное форсункой 34 и смешанное завихрителем 32 с горячим воздухом топливо, которое, сгорая с большой скоростью, повышает температуру и давление газов. В зоне смешения 31 происходит небольшой подмес воздуха (небольшой подмес благодаря тому, что камера сгорания 28 охлаждается спиральным каналом 29 и дополнительно охлаждается продувкой воздуха между подачами топлива) с целью понизить температуру газов, идущих на лопатки 19 спрямляющего аппарата, в сопловые окна 18 и на рабочие лопатки 16 центробежной турбины 13, где кинетическая энергия от сгорания топлива производит работу, а между подачами в камеру сгорания 28 топлива производится ее продувка воздухом, который охлаждает все детали и элементы камеры сгорания 28, сам при этом нагревается до температуры, имеющей потенциальную энергию, и через сопловое окно 18 производит практически ту же работу, что и газы при расширении через центробежную турбину 13, при этом так же охлаждает ее детали и элементы. Расширившись на турбине 13 до атмосферного давления, газы через патрубок 36 поступают в выхлопной коллектор 35, который теплоизолирован и на некоторое расстояние отнесен от статора 1 двигателя, чтобы статор 1 не грелся, там выхлопные газы передают свое оставшееся от расширения в турбине 13 тепло через регенератор воздуха 37 сжатому воздуху, идущему после центробежного компрессора 12, после чего отработавшие газы выбрасываются через патрубок 40 в окружающую атмосферу. Так как подача топлива и зажигания в камеры сгорания 28 двигателя выполнены независимыми от частоты вращения ротора 4 двигателя, то обороты двигателя, а следовательно и его мощность, легко поддаются управлению, увеличением или уменьшением подачи топлива, остановка двигателя производится сбросом газа, пуск двигателя производится, как было изложено выше, подачей зажигания и топлива в камеры сгорания 28 двигателя, без раскрутки ротора 4, например, стартером. Мощность предлагаемого роторного двигателя, как и у всякого газотурбинного двигателя, может быть весьма значительной при сравнительно малых весе и габаритах, простоте конструкции, изготовлении, эксплуатации, нетребовательности к высоким качествам топлива, малом расходе топлива и практически в полном отсутствии смазочных масел, низкой шумности, соответствующей принятым нормам, которая достигается благодаря наличию, например, на воздухозаборном устройстве 5 фильтра, который изолирует осевой компрессор от окружающей среды, затем теплоизоляция и регенератор воздуха 37 на выхлопном коллекторе 35, статор двигателя, который полностью закрывает (изолирует) ротор 4 двигателя, и, наконец, турбина 13 двигателя полностью, до атмосферного давления, расширяет продукты сгорания топлива.Формула изобретения
1. Роторный двигатель, содержащий входное устройство, осевой компрессор, центробежный компрессор, турбину, статор, камеру сгорания, систему зажигания, систему подачи топлива, опоры ротора, отличающийся тем, что входное устройство снабжено воздухоочистителем, осевой компрессор выполнен укороченным и снабжен промежуточным холодильником-ресивером с теплообменником внутри, а статор выполнен с охлаждающей его рубашкой и сопловыми окнами по окружности, по числу камер сгорания у двигателя, турбина выполнена центробежной, многоступенчатой, но с не менее ступеней, чем для расширения газов до атмосферного давления, с общей ступицей, на одном диске и на одной плоскости вращения с центробежным компрессором, при этом между ступенями центробежная турбина снабжена сплошными, охлаждаемыми перегородками статора, а в сопловых окнах лопатками спрямляющего аппарата, улитка центробежного компрессора и кожух камеры сгорания выполнены одним блоком, который разъемно закреплен на статоре двигателя между центробежным компрессором и центробежной турбиной на одной с ними плоскости, при этом блок улитки центробежного компрессора и кожуха камеры сгорания может состоять из двух, трех или четырех и т.д. но не менее чем из одной улитки центробежного компрессора и одного кожуха камеры сгорания, причем детали и элементы улитки центробежного компрессора и кожуха камеры сгорания взаимно использованы для создания друг друга, камера сгорания снабжена на своей поверхности спиральным каналом для прохода охлаждающего ее воздуха в зону горения и смешения, а кожух камеры сгорания выполнен теплоизолированным от внешне окружающих его деталей, выхлопной коллектор выполнен из двух частей, теплоизолирован и разъемно закреплен по окружности на некотором расстоянии от статора двигателя к окнам выхлопных сопл, регенератор воздуха выполнен на выхлопном коллекторе двигателя индивидуально для каждой камеры сгорания, куда воздух из блока улитки центробежного компрессора и кожуха камеры сгорания подается по теплоизолированной трубке и после подогрева по другой теплоизолированной трубке поступает в спиральный канал камеры сгорания, топливо подается в каждую камеру сгорания по подобию подачи топлива у дизельного поршневого двигателя топливный насос форсунка в камере сгорания, с порядком работы 1, 3, 4, 2, при этом привод топливного насоса выполнен автономным, не связанным с кинематикой ротора двигателя, в промежутках между подачей топлива камера сгорания и далее весь тракт по ходу газов регенерируется кратковременной продувкой воздуха, подача калильного зажигания выполнено в каждую камеру сгорания, запуск двигателя выполнен бесстартерным. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что воздух после регенерации в спиральный канал камеры сгорание подается у ее сопловой части и противотоком поступает в зону горения и смешения.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6www.findpatent.ru
