7 г. назад
Это моя дипломная работа. Прототипом двигателя является силовой агрегат немецкой компании Neander Motors. Единст...
5 мес. назад
Новый тип двигателя 2018 - Двигатель со встречным движением поршней компании Achetes имеет все шансы оставить...
4 г. назад
2:02 - Subaru EJ257 впускная система 8:39 - Subaru EJ257 механизм ГРМ 12:52 - Subaru EJ257 замер зазоров клапанов (проверка регулиров...
5 г. назад
Перевод иностранного ролика о работе Турбовентиляторного реактивного Авиационного двигателя.
4 г. назад
https://www.facebook.com/MIL3010 Двигатель F404 - двухвальный турбореактивный двигатель производства компании Дженерал...
7 г. назад
Все гениальное просто.
4 г. назад
Кинематическая 3D модель 16-ти цилиндрового х-образного двигателя выполнено по бесшатунному принципу, вариа...
7 г. назад
Двигатель R3. Угол между кривошипами — 120 градусов.
2 г. назад
Горизонтальный Смеситель СКО-Ф-3 двухвальный Технические характеристики * Производительность 10-12 т/ч ...
11 мес. назад
обзор Nissan Atlas 4wd - https://youtu.be/DxEHrnQ1qM0 приятного просмотра! Пожалуйста Не забывайте ставить лайки, подписываться,...
3 г. назад
Двухвальные бетоносмесители от Альфа-СПК.
4 г. назад
Кинематическая 3D модель 16-ти цилиндрового х-образного двигателя выполнено по бесшатунному принципу, вариа...
7 г. назад
Пример синфазного движения поршней. Устанавливались на автомобили "Ока".
1 г. назад
Капитальный ремонт и тюнинг двигателей SUBARU в Уфе. вся информация на сайте: http://www.azamat.site.
1 г. назад
Первый запуск после долгих лет простоя.
3 мес. назад
Работа двигателя 4 т минусы, частотно-регулируемый асинхронный электропривод, тепловая машина, электри...
9 г. назад
Мультипликация работы свободнопоршневого двигателя, от запуска до рабочего режима, для Блога этого проект...
2 г. назад
Смеситель Мешалка Грунта СКО-Ф-3 двухвальный Горизонтальный Смеситель СКО-Ф-3 двухвальный Технические...
turprikol.com
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению. Поршневой двухвальный двигатель внутреннего сгорания с противоположно движущимися поршнями состоит из цилиндра (1) с продувочными окнами (2, 3) и форсункой (4) для впрыскивания топлива и двух кривошипно-шатунных механизмов (КШМ) (5). Один КШМ - центральный, второй КШМ - дезаксиальный. Кривошип дезаксиального КШМ смещен относительно кривошипа центрального КШМ в направлении опережения перемещения поршня на угол φ=15-30° поворота коленчатого вала. Способ работы поршневого двухвального двигателя внутреннего сгорания, при котором начало горения осуществляют при положении одного поршня вблизи верхней мертвой точки (ВМТ), а второго поршня, смещенного на угол φ=15-30° поворота коленчатого вала, после ВМТ. Технический результат заключается в быстром сгорании топлива без увеличения жесткости работы двигателя. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению.
Известны двухвальные двигатели с противоположно движущимися поршнями с двумя кривошипно-шатунными механизмами. Двигатели внутреннего сгорания: Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. /Д.Н.Вырубов, С.И.Ефимов, Н.А.Иващенко и др.; Под. Ред А.С.Орлина, И.Т.Круглова. - М.: Машиностроение, 1984. - 384 с., ил., с.12) - прототип.
В известном двигателе оба кривошипно-шатунных механизма идентичны, кривошипы в заданный момент времени находятся в положении, составляющем одинаковый угол в градусах поворота коленчатого вала (°ПКВ) относительно начала отсчета и оба поршня одновременно приходят в крайние положения: верхнюю и нижнюю мертвые точки (ВМТ и НМТ). Работа такого двигателя происходит по традиционному двухтактному (четырехтактному) циклу. Сгорание осуществляют, когда оба поршня находятся вблизи ВМТ. При таком положении поршней изменение объема между поршнями мало зависит от угла поворота коленчатого вала в силу косинусоидальной зависимости перемещения поршней от угла ПКВ, и основная фаза горения происходит в условиях почти постоянного объема. В этих условиях турбулентная скорость горения в основной фазе ограничивается величиной 40…80 м/с. Более высокая скорость горения (скорость тепловыделения) приводит к недопустимо быстрому нарастанию давления (к недопустимой жесткости работы двигателя).
Задача изобретения - создание двухвального двигателя внутреннего сгорания с противоположно движущимися поршнями с рабочим процессом, позволяющим по отношению к традиционному процессу осуществить значительно более быстрое сгорание при приемлемой жесткости работы двигателя.
Для решения данной задачи разработан способ работы двигателя и двухвальный одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с противоположно движущимися поршнями.
Двигатель работает по двухтактному циклу с прямоточно-щелевой схемой продувки. Можно реализовать как дизельный цикл, так и цикл двигателя с искровым зажиганием и впрыском топлива в процессе сжатия.
С целью снижения жесткости работы двигателя в процессе сгорания перемещение поршней смещено между собой на угол φ=15…30 градусов поворота коленчатого вала (°ПКВ), и начало горения осуществляют при положениях поршней: одного вблизи верхней мертвой точки (ВМТ), а второго после ВМТ на угол φ °ПКВ, когда происходит быстрое увеличение объема между поршнями. Это отличает работу заявленного двигателя от работы известных ДВС.
Существенно более быстрое увеличение объема при сгорании по сравнению со сгоранием в условиях почти постоянного объема известного двигателя с искровым зажиганием позволит повысить его антидетонационные свойства.
Данный способ работы можно реализовать в заявленном двигателе, представленном на чертеже. Двигатель состоит из цилиндра 1 с выпускными 2 и впускными 3 окнами и форсункой 4 для впрыскивания топлива, двух кривошипно-шатунных механизмов с коленчатыми валами 5, поршнями 6 и шатунами 7.
Отличается двигатель тем, что у него один КШМ - центральный, а второй КШМ - дезаксиальный, причем кривошип дезаксиального КШМ смещен относительно кривошипа центрального КШМ в направлении опережения перемещения поршня на угол φ °ПКВ.
При положении поршня центрального КШМ в ВМТ (на чертеже справа) поршень дезаксиального КШМ (слева) находится в положении, когда кривошип повернут в направлении к НМТ на угол φ=15…30 °ПКВ. С этого момента оба поршня перемещаются в направлении к НМТ, и объем между поршнями увеличивается на порядок (и более) быстрее, по сравнению с увеличением объема в известных ДВС с двумя поршнями, одновременно перемещающимися от ВМТ. При организации процесса сгорания так, чтобы начало основной фазы примерно совпадало с положениями КШМ, показанными на чертеже (поршень центрального КШМ находится в ВМТ), длительность этой фазы можно сократить в несколько раз без увеличения жесткости сгорания по отношению к традиционным циклам.
В процессе сжатия первым в положении ВМТ приходит поршень центрального КШМ, а поршень дезаксиального КШМ в этот момент не доходит до ВМТ в градусах ПКВ на угол φ. При дальнейших поворотах коленчатых валов поршень центрального механизма перемещается в направлении к НМТ, а поршень дезаксиального КШМ продолжает двигаться в сторону своей ВМТ. При этом объем между поршнями вначале уменьшается, но затем начинает увеличиваться. Увеличение объема до начала сгорания нежелательно. Однако за этот период движения поршней до момента прихода поршня центрального КШМ в ВМТ в целом изменение объема между поршнями невелико. В то же время смещение кривошипа дезаксиального КШМ в сторону опережения перемещения поршня позволит лучше произвести перезарядку цилиндра свежим зарядом, так как выпускные окна даже при одинаковых размерах с впускными будут открываться и закрываться раньше впускных окон. Это может компенсировать недостатки, связанные с небольшим увеличением объема сжатия до начала сгорания.
1. Поршневой двухвальный двигатель внутреннего сгорания с противоположно движущимися поршнями, состоящий из цилиндра с продувочными окнами и форсункой для впрыскивания топлива, двух кривошипно-шатунных механизмов (КШМ), отличающийся тем, что один КШМ - центральный, а второй КШМ - дезаксиальный, причем кривошип дезаксиального КШМ смещен относительно кривошипа центрального КШМ в направлении опережения перемещения поршня на угол φ=15-30° поворота коленчатого вала.
2. Способ работы поршневого двухвального двигателя внутреннего сгорания путем наполнения цилиндра воздухом, сжатия воздуха двумя поршнями, впрыскивания топлива, сгорания смеси и последующего расширения, отличающийся тем, что начало горения осуществляют при положении одного поршня вблизи верхней мертвой точки (ВМТ), а второго поршня, смещенного на угол φ=15-30° поворота коленчатого вала, после ВМТ, когда происходит быстрое увеличение объема между поршнями.
www.findpatent.ru
Любопытна летопись достижений «412-го» Москвича в спорте. Благодаря конструкции, модель лучше всего подходила для участия в раллийных соревнованиях. «Москвичи» неплохо выступили в 1968-м году в сухопутном пробеге «Лондон — Сидней» (1968) — 4-е место, в ралли «Лондон — Мехико» в 1970-м (3-е место), в том числе — все авто пришли к финишу без серьезных поломок. Список же модификаций этих Москвичей содержал лишь усиление кузова, улучшение переднего «света», кенгуринг, защиту картера, другой звуковой сигнал, высотный корректор для карбюратора. Но, в таком виде серийный Москвич уже потяжелел на 1/2 тонны (до 1400 кг), мощность же вручную смонтированного мотора не намного превосходила «серийные» (чуть больше 80-ти л.с.).
Двухвальную «голову» на М-412-2В разрабатывали под руководством Гладилина Игоря Александровича. Работа по проектированию была начата в 1967-м. В 1969-м выпущена первая модель (с объемом 1,49 л). Английская же фирма Piper (Piper Cams), на самом деле, изготовляла распредвалы для спортивных машин М-412 (имеющих, однако, «обычный» мотор). Результирующие показатели нового двигателя приводятся в прессе:
Рабочий объем: 1.924 см3
Максимальная мощность: 140 л.с.
Машины с этим двигателем уже использовались в соревнованиях в 1972-м году. К примеру, в гонках на 1000 километров, Ю. Лесовский и Н. Шевченко на автомобиле с установленным двигателем V=1.824 см3, P=125 л.с. показывают 2 всесоюзных рекорда.
Почему за основу был взят именно серийный «Москвичевский» мотор, а не что-либо более «мощное», с большим объемом/числом цилиндров? Возможно, конструкторами был замечен нераскрытый потенциал именно этой модели. Показатели же «литровой мощности» в результате превзошли на тот момент имеющиеся форсированные варианты.
Гоночные двигатели АЗЛК, изготовленные малой серией, сыграли свою заметную роль в развитии советского автоспорта.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!autozam.ru
Транспортные газотурбинные двухвальный и трехвальный двигатели содержат входное устройство с воздухоочистителем, выполненным в виде сетки, статор с рубашкой охлаждения, ротор центробежного компрессора с турбиной и опорами. Ротор турбокомпрессора выполнен центробежным, с одной ступицей, на одном диске, а турбина вынесена на его периферию. Силовая турбина выполнена центробежной, многоступенчатой на статоре выполнены по окружности сопловые окна в количестве равном числу камер сгорания у двигателя. Такое выполнение двигателя повышает его экономичность при изготовлении. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к конструкциям газотурбинных двигателей, а именно к транспортным - роторным двигателям, и может в качестве силовой установки широко применяться на всех видах транспортных средств.
Известен воздушно-реактивный роторный двигатель, содержащий статор, установленный на валу ротор с камерами сгорания и выхлопными соплами, систему дозированной подачи воздуха и топлива, систему зажигания. /А.с. СССР, N 1719695, F 02 K 11/00. 1992 г./ [1]. Недостатком данного двигателя является: отсутствие собственного компрессора, турбины, имеет ненадежную систему подачи топлива, воздуха, низкую мощность и т.д. Известен авиационный двухвальный двигатель, содержащий ротор свободной силовой турбины, ротор турбокомпрессора, где частота вращения ротора турбокомпрессора связана с режимом работы двигателя, а частота вращения ротора свободной турбины поддерживается в режиме вращения винта. /Б.А. Соловьева, "Устройство и эксплуатация силовых установок самолетов", стр. 100, Москва, "Транспорт", 93 г./ [2]. К недостаткам данного двигателя следует отнести: невозможность его использования в силу конструктивных особенностей в качестве силовой установки на всех видах транспортных средств, например на автомобильном, при этом имеет неприемлемый расход топлива, высокую температуру выхлопных газов, высокий уровень шумности и т.д. Известен турбовентиляторный, трехвальный авиационный двигатель, содержащий вал турбокомпрессора низкого давления, вал турбокомпрессора высокого давления и вал привода вентилятора от турбины низкого давления, которые между собой кинематически не связаны, турбокомпрессор низкого давления и турбокомпрессор высокого давления связаны с режимом работы двигателя, а турбина привода вентилятора работает на второй контур двигателя /Г.С. Скубачевский, "Авиационные газотурбинные двигатели", стр. 10, Москва "Машиностроение", 1981 г./ [3]. Недостатком данного двигателя является его конструктивная непригодность для работы в качестве силовой установки на наземном транспорте, высокая шумность, отсутствие регенератора на выхлопном устройстве, большой расход топлива и т.д. Наиболее близким к предлагаемому является транспортный газотурбинный двигатель, содержащий воздухозаборное устройство с воздухоочистителем, статор, ротор с центробежным компрессором и турбиной, вал свободной силовой турбины, камеру сгорания, теплообменник, рубашку охлаждения статора, систему зажигания, подачи топлива и систему пуска двигателя /Г. Н.Рытвинский, "Знакомьтесь двигатель", стр. 41, Москва, "Машиностроение" 1993 г./ [4]. Недостатком данного двигателя является то, что из-за неприемлемых для, например, легкового автомобильного транспорта конструктивных особенностей, таких как сложность конструкции, металлоемкость, расход топлива, дороговизна в изготовлении и эксплуатации, габаритные размеры и т.д., он не нашел широкого применения. Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в создании простого, экономичного в изготовлении и в эксплуатации турбокомпрессорного роторного двигателя, который может широко применяться в качестве силовой установки на всех видах транспортных средств взамен поршневых двигателей. Поставленная задача решается тем, что предлагаемый транспортный газотурбинный двухвальный двигатель выполнен в виде статора цилиндрической формы с двумя параллельно друг другу и независимо друг от друга работающими роторами с центробежным компрессором и с центробежными турбинами на своей периферии, где статор выполнен с воздухозаборным устройством, выполненным в виде направляющего аппарата компрессора и воздухоочистителя, в виде сетки перед направляющим аппаратом, и кожуха с окнами для забора воздуха из атмосферы, и разъемно закрепленного на двигателе. По окружности статора выполнены выхлопные сопловые окна по числу камер сгорания у двигателя, к которым на некотором расстоянии от двигателя патрубками крепится выхлопной коллектор с теплообменником-регенератором, где теплообменник разгорожен индивидуально для каждой камеры сгорания, а выхлопной коллектор выполнен из двух половин из листовой стали методом штамповки и сварки. При этом выхлопной коллектор и теплообменник могут устанавливаться радиально или в тендр к статору двигателя. Ротор турбокомпрессора выполнен на одной ступице, на одном диске и на одной плоскости вращения, где и компрессор и турбина выполнены одноступенчатыми центробежными, и на двух опорах свободно вращается на силовом валу двигателя, а турбина вынесена на периферию диска ротора, что дает выгодное плечо рычага по отношению к его опоре. Колесо компрессора с односторонним входом, полуоткрытое с лопастями, загнутыми в направлении вращения, выполнено за одно целое с диском и ступицей, например, из штамповок алюминиевых сплавов. Лопатки центробежной турбины компрессора выполнены охлаждаемыми продувкой воздуха, отбираемого из улитки компрессора по каналу в диске ротора. Крепятся лопатки турбины в пазы "елочка" на диске ротора или выполняются венцом и крепятся к диску болтами. Свободная силовая турбина выполнена центробежной, могоступенчатой с не менее ступенями, чем для расширения газов до атмосферного давления, на периферии диска ротора и ступицей прочно, съемно, например на шпонке, посажена на силовой вал двигателя и свободно вращается на своих двух опорах параллельно диску турбокомпрессора. Лопатки силовой турбины охлаждаются продувкой воздуха по каналу в диске, отбираемого из улитки компрессора. Крепятся турбинные лопатки к диску "елочным" замком или выполняются венцом и крепятся болтами. Для компенсации осевой нагрузки на ротор выполнено в каждом диске ротора отверстие, через которое отбирается сжатый воздух из улитки компрессора. Элементы статора двигателя выполнены из алюминиевых штамповок или собраны из силуминовых отливок. При этом между ступенями турбин выполнены сплошные, охлаждаемые в пазах циркуляцией окружающего воздуха кольцевые перегородки статора, где также выполнены сопловые окна по числу камер сгорания у двигателя, в которых установлены лопатки спрямляющего аппарата статора, которые охлаждаются естественной циркуляцией воздуха в их пазах. Улитка центробежного компрессора и кожух камеры сгорания выполнены одним блоком из листовой стали методом штамповки и сварки, и разъемно закреплен на статоре двигателя между центробежным компрессором и его турбиной на одной с ними плоскости, уплотнение с колесом компрессора выполнено лабиринтным, при этом блок улитки центробежного компрессора и кожуха камеры сгорания состоит не менее чем из одной улитки и одного кожуха камеры сгорания, причем детали и элементы улитки и кожуха взаимно использованы для создания друг друга, а кожух камеры сгорания при этом теплоизолирован, например стеклотканью, от внешне окружающих его деталей, что повышает КПД двигателя. Камера сгорания двигателя выполнена трубчатой - индивидуальной, крепится в теплоизолированном кожухе болтами, температурные расширения компенсируются в сторону головки за счет телескопического ее выполнения. Воздух после регенерации теплообменника подается в каждый кожух камеры сгорания индивидуально у ее сопловой части и противотоком, охлаждая камеру сгорания, поступает в зону горения и на подмешивание. Изготовлена методом штамповки и сварки из жаростойкой листовой стали. Для улучшения охлаждения корпуса статора и повышения КПД двигателя выполнен кожух, штампованный из металла, забор атмосферного воздуха двигателем производится через его окна и направленно обдувает наиболее напряженные по температуре участки статора, кроме того, на статоре выполнены теплообменные ребра - рубашка охлаждения двигателя, которая увеличивает теплообмен статора. Для пуска двигателя предусмотрена система сжатого воздуха, содержащая бортовой ресивер, наполнительную, расходную запорную арматуру, выполненную в виде электромагнитных клапанов и трубками соединенную с проточной частью камер сгорания для пуска двигателя и для наполнения ресивера соединенную с воздухопроводом, перед теплообменником. Поставленная задача для создания транспортного газотурбинного трехвального двигателя решается тем, что двигатель выполнен двусторонним трехвальным - трехроторным, где воздухозаборные устройства с воздухоочистителями выполнены для каждой стороны в виде сетки на воздухозаборном устройстве статора. Свободная силовая турбина выполнена центробежной двусторонней, каждая сторона которой выполнены многоступенчатыми, с не менее ступенями, чем для расширения газов до атмосферного давления, в рассматриваемом двигателе обе стороны турбины - двуступенчатые, на периферии диска ротора ступицей прочно, съемно посаженного на силовой вал двигателя, с опорами на статоре и имеющего возможность для свободного вращения параллельно роторам центробежных турбокомпрессоров, установленных по сторонам свободного силового ротора двигателя и выполненных в виде центробежного компрессора с центробежной турбиной на периферии диска ротора, и своими ступицами на подшипниковых опорах закрепленные на силовом валу двигателя и имеющие возможность независимо друг от друга и от силового ротора работать. Статор выполнен двусторонним, разъемно соединенным по середине болтами, в два ряда цилиндрической формы и с сопловыми окнами по этой окружности по числу камер сгорания у двигателя с каждой его стороны, при этом между ступенями турбин с каждой стороны половин статора выполнены сплошные охлаждаемые пазами в них кольцевые перегородки статора с сопловыми окнами по числу камер сгорания у двигателя, в которых выполнены охлаждаемые естественной циркуляцией воздуха в их пазах лопатки спрямляющего аппарата. Улитка центробежных компрессоров и кожухов камер сгорания с каждой стороны выполнены одним блоком, который разъемно закреплен на каждой стороне половин статора между центробежным компрессором и его турбиной на периферии на одной с ними плоскости. При этом каждый блок улитки и кожуха камеры сгорания состоит не менее чем из одной улитки компрессора и одного кожуха камеры сгорания, причем детали и элементы улитки и кожуха взаимно использованы для создания друг друга, а кожухи камер сгорания выполнены теплоизолированными от внешне окружающих их деталей. Двигатель снабжен регенератором на выхлопном коллекторе, разделен - отгорожен для каждой камеры сгорания индивидуально, выполнен радиально статору или в тендр двигателю, воздух после регенерации в кожух камеры сгорания подается у ее сопловой части и в зону горения и смешения поступает противотоком. Охлаждение двигателя выполнено за счет обдувания статора с теплообменными ребрами на поверхности засасываемым компрессорами из атмосферы под кожух двигателя воздухом. Пуск двигателя производится сжатым воздухом из бортового рессивера. Предлагаемые двигатели уверенно могут работать во всех отраслях народного хозяйства, заменяя поршневые двигатели, в том числе и на легковом транспорте. Сущность изобретения показана на чертеже, где на фиг. 1 дана схема общего вида двигателя, вид сбоку; на фиг. 2 - схема общего вида двигателя от воздухозаборника; на фиг. 3 - схема разреза двигателя по А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - схема крепления камеры сгорания в кожухе; на фиг. 5. - схема разреза трехвального двигателя по Б-Б на фиг. 2; на фиг. 6 - схема разреза двухвального двигателя по Б-Б на фиг. 2. Пример выполнения предлагаемого решения. Транспортный газотурбинный двухвальный и трехвальный двигатель содержит односторонний статор 1 цилиндрической формы, двусторонний статор 2 цилиндрической формы, образованные невращающимися элементами двигателя с воздухозаборными устройствами 3, снабженными очистителем воздуха в виде сетки 4. Для охлаждения двигателя выполнены теплообменные ребра 5 и кожух 6 с окнами 7 для забора атмосферного воздуха под кожух, который разъемно крепится к двигателю болтами 8, образуя рубашку охлаждения. Выхлопной коллектор 9 с теплообменником-регенератором 10, который на некотором расстоянии от двигателя крепится патрубками 11 и болтами 12 к статору двигателя, к сопловым окнам 13, которых выполнено по числу газовых камер с каждой стороны двигателя. Газы из выхлопного коллектора в атмосферу сбрасываются по патрубку 14. У двустороннего двигателя две стороны статора болтами 15 соединены в один корпус, а у двухвального двигателя противоположная воздухозаборнику сторона закрывается крышкой 16, крепится болтами 17 к статору. Центробежная силовая свободная турбина 18 выполнена в виде диска, на периферии которого закреплены турбинные лопатки 19 в замок "елочка" или выполнены в виде венца и закреплен болтами /на чертеже не показано/ у трехвального двигателя 20 с двух сторон диска, а у двухвального двигателя 21 с одной стороны. При этом силовые турбины выполнены многоступенчатыми для расширения газов до атмосферного давления, своими ступицами 22 прочно, съемно, например на шпонке 23, напрессованные на силовой вал 24, который на опороупорном 25 и опорном 25 подшипниках крепится в статоре двигателя, мощность отбирается с конца вала 27. Для охлаждения лопаток силовой турбины продувкой воздуха и для компенсации осевой нагрузки на ротор турбины выполнено сквозное отверстие 28 и канал 29. Между ступенями турбин выполнены сплошные кольцевые перегородки 30 с пазами 31 для охлаждения их и с сопловыми окнами, где установлены лопатки 32 спрямляющего аппарата статора. На силовой вал двигателя, консольно, ступицей 33, на опороупорном подшипнике 34 и на опорном 35 закреплен ротор центробежного турбокомпрессора 36, у трехвального-двустороннего с каждой стороны, а у двухвального - с одной стороны, которые на периферии ротора выполнены с центробежной одноступенчатой турбиной 37, лопатки 38 которой закреплены на диске в замок "елочка" или выполнены венцом и закреплены болтами. Для охлаждения лопаток турбины и осевой ее разгрузки выполнены сквозное отверстие 39 и канал 40 в диске турбины, уплотнение между роторами выполнено лабиринтным. Центробежный компрессор 41 с полуоткрытым колесом, лопатки 42 изогнуты в направлении вращения. Улитка 43 центробежного компрессора и кожух 44 камеры сгорания 45 выполнены одним блоком, который разъемно закреплен на каждой стороне статора болтами 46, между центробежным компрессором и его турбиной, при этом блок улитки и кожуха камеры сгорания состоит не менее чем из одной улитки и одного кожуха камеры сгорания, а кожух камеры сгорания выполнен с теплоизоляцией 47, камера сгорания крепится к кожуху болтами 48. Воздух из улитки компрессора по теплоизолированному патрубку 49 подается на регенерацию в теплообменник, который перегородками 50 разделен для каждой камеры сгорания, откуда по теплоизолированному обратному патрубку 51 подается к сопловой части 52 кожуха камеры сгорания. Для пуска двигателя выполнен ресивер 53 с наполнительной линией 54, наполнительным электромагнитным клапаном 55 и пусковая линия 56 с пусковым клапаном 57 на каждую сторону двигателя, свеча зажигания 58, форсунка подачи топлива 59. Транспортный газотурбинный двухвальный и трехвальный двигатель работает следующим образом. Для пуска двухвального 21 или трехвального 20 двигателя в каждую камеру сгорания 45 подают искровое или калильное зажигание по свече 58 и через форсунку 59 топливо, из ресивера 53 по пусковой линии 56, и через пусковой клапан 57 сжатый воздух, в результате в камере сгорания 45 происходит нормальное горение топливовоздушной смеси и расширение газов в сторону турбины 37 ротора турбокомпрессора 35, через сопловую часть 52 камеры сгорания 45. Газы отдавая, свою кинетическую энергию на лопатках 38 турбины 37 центробежного компрессора 41, расширяются в сопловых окнах 13 и двигатель начинает работать. При этом у трехвального двигателя 20 не обязательно пускать сразу обе стороны двигателя или же, например, при холостом-порожнем пробеге транспортного средства двигатель 20 нормально может работать на одной из своих сторон турбокомпрессоров 35, что повышает КПД двигателя 20. Но при необходимости вторая сторона двигателя 20 легко запускается вышеописанным образом. Для наполнения ресивера 53 сжатым воздухом открывают электромагнитный клапан 55 на линии 54 и при наполнении ресивера 53 оба клапана закрывают до следующего пуска двигателя. В последующей работе двигателя 20 или 21 атмосферный воздух засасывается через окна 7 в кожухе 6, который направленной струей охлаждает наиболее напряженные по температуре части двигателя, например сплошные перегородки статора 30 между ступенями турбин, через пазы 31 или лопатки спрямляющего аппарата 32 в их пазах и ребра 5 рубашки охлаждения двигателя. Затем немного подогретый воздух через воздухоочиститель 4 воздухозаборным устройством 3 направляется на лопатки 42 центробежного компрессора 41, откуда с повышением примерно в шесть раз воздух поступает в улитку 43 компрессора 41 и по патрубку 49 подается на регенерацию теплообменника 10, откуда сжатый горячий воздух по патрубку 51 подается к сопловой части 52 с теплоизоляцией 47 кожух 44 камеры сгорания 45, и противотоком, охлаждая камеру сгорания 45 поступает в зону горения и смешения, куда так же подается топливо через форсунку 59 и зажигание через свечу 58, где воздух смешивается с топливом и происходит горение. Далее газы, расширяясь, отдают свою кинетическую энергию сначала на одноступенчатой турбине 37 центробежного компрессора 41, затем на лопатках 19 двухступенчатой силовой турбины 18 и через сопловые окна 13, через патрубки 11 газы поступают в выхлопной коллектор 9 с теплообменником 10, который разгорожен перегородками 50 для каждой камеры сгорания 45 индивидуально, чем ликвидируется возможность перераспределения сжатого воздуха по камерам сгорания 45. Затем сравнительно холодные выхлопные газы по патрубку 14 отводятся в атмосферу. Турбинные лопатки 38 ротора компрессора 36 и турбинные лопатки 19 свободной силовой турбины 18 охлаждаются продувкой сжатого воздуха, отобранного из улитки 43 компрессора 41 по сквозным отверстиям 28 и 39 и по каналам 29 и 40, поданным к ним, этим же воздухом производится компенсация осевой нагрузки роторов двигателя 20 и 21. Для остановки двигателя отключают подачу топлива и зажигания. Мощность у предлагаемого двигателя, как и у всякого газотурбинного двигателя, может быть весьма значительной, при сравнительно малом весе и малых габаритах, простоте в изготовлении и эксплуатации, нетребовательности к высоким качествам топлива и экономичном его расходовании, практически в полном отсутствии трущихся деталей, а следовательно и системы смазки, сравнительно низкой шумности, что достигается за счет изолированности всех вращающихся деталей двигателя и полном расширении выхлопных газов до атмосферного давления. Предлагаемый двигатель 20 и 21 имеет высокий КПД за счет полной реализации тепла от сгораемого в камерах сгорания топлива турбинами, затем регенератором на выхлопном коллекторе и кожухом 6 для охлаждения двигателя при воздухозаборе из атмосферы, и наконец в результате того, что двусторонний двигатель 20 при необходимости может работать лишь на одной из своих сторон. Предлагаемый двигатель с легкостью заменит поршневой двигатель во всех областях народного хозяйства, в том числе и на легковом транспорте.Формула изобретения
1. Транспортный газотурбинный двухвальный двигатель, содержащий входное устройство с воздухоочистителем, статор с рубашкой и опорами, вал свободной силовой турбины с опорами, камеры сгорания, теплообменник, выхлопное устройство, систему подачи топлива, систему зажигания и систему пуска двигателя, отличающийся тем, что ротор турбокомпрессора выполнен центробежным с одной ступицей, на одном диске и на одной плоскости вращения, ступица которого двумя опорами закреплена на силовом валу двигателя, а турбина вынесена на его периферию, статор выполнен цилиндрической формы с сопловыми окнами по своей окружности, по числу камер сгорания у двигателя, свободная силовая турбина выполнена центробежной, многоступенчатой с не менее ступенями, чем для расширения газов до атмосферного давления, на периферии диска ротора, ступицей прочно, съемно посаженного на силовой вал двигателя и свободно вращающегося на двух опорах параллельно ротору центробежного турбокомпрессора, при этом между ступенями турбин выполнены сплошные, охлаждаемые кольцевые перегородки статора, в сопловых окнах которых выполнены лопатки спрямляющего аппарата, улитка центробежного компрессора и кожух камеры сгорания выполнены одним блоком, который разъемно закреплен на статоре двигателя, между центробежным компрессором и его турбиной, на одной плоскости, при этом блок улитки центробежного компрессора и кожуха камеры сгорания состоит не менее чем из одной улитки центробежного компрессора и одного кожуха камеры сгорания, причем детали и элементы улитки и кожуха взаимно использованы для создания друг друга, а кожух камеры сгорания выполнен теплоизолированным от внешне окружающих его деталей. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что воздух после регенерации в кожух камеры сгорания подается у сопловой части камеры сгорания и противотоком поступает в зону горения и смешения. 3. Транспортный газотурбинный трехвальный двигатель, содержащий входное устройство с воздухоочистителем, статор с рубашкой охлаждения, ротор центробежного компрессора с турбиной и опорами, вал свободной турбины с опорами, камеру сгорания, теплообменник, выхлопное устройство, системы подачи топлива, зажигания и систему пуска двигателя, отличающийся тем, что выполнен двусторонним, трехвальным-трехроторным, где воздухозаборные устройства выполнены для каждой стороны, силовая турбина выполнена центробежной, двусторонней, каждая сторона которой выполнена многоступенчатой, с не менее ступенями, чем для расширения газов до атмосферного давления, на периферии диска, ступицей прочно, съемно посаженного на силовой вал двигателя с опорами и имеющего возможность свободного вращения, параллельно роторам центробежных турбокомпрессоров, установленных по его сторонам и выполненных в виде центробежного компрессора с центробежной турбиной на периферии и своими ступицами на опорах закрепленные на силовом валу двигателя, и имеющие возможность работать независимо друг от друга и от силового ротора, статор выполнен двусторонним цилиндрической формы, разъемно соединен по окружности и с сопловыми окнами в два ряда, по числу камер сгорания у двигателя, при этом между ступенями турбин, с каждой стороны, выполнены сплошные, охлаждаемые кольцевые перегородки статора, в сопловых окнах которых выполнены лопатки спрямляющего аппарата, улитка центробежного компрессора и кожух камеры сгорания выполнен одним блоком, который разъемно закреплен на каждой стороне половин статора, между центробежным компрессором и его турбиной, на одной с ними плоскости, при этом блок улитки и кожуха камеры сгорания состоит не менее чем из одной улитки центробежного компрессора и одного кожуха камеры сгорания, причем детали и элементы улитки и кожуха использованы для создания друг друга, а кожух камеры сгорания выполнен теплоизолированным от внешне окружающих его деталей. 4. Двигатель по п.3, отличающийся тем, что воздух после регенерации в кожух камеры сгорания поступает у сопловой части и противотоком идет в зону горения и смешения.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6www.findpatent.ru
www.freepatent.ru
www.freepatent.ru
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Роторно-лопастной двигатель содержит цилиндрический корпус с окнами подвода и отвода рабочей среды, торцевые крышки, выходной вал и два ротора. На лопастях роторов выполнены упорные поверхности, которыми лопасти соприкасаются по завершении такта рабочего хода. Роторы выполнены двухлопастными и жестко закреплены на выходных валах, проходящих через торцевые крышки. Упорными поверхностями лопасти образуют в смежной полости камеру сгорания. В выпускном окне установлена собачка-стопор, препятствующая движению лопастей в сторону, противоположную заданной. Ширина собачки-стопора по дуге цилиндра не превышает ширину лопасти. Размер по дуге между упором собачки-стопора и ближней кромкой впускного отверстия равен ширине лопасти по дуге или размер по дуге между упором собачки-стопора и ближней кромкой соседнего впускного отверстия не меньше суммы размеров по дуге ширины лопасти и расстояния между лопастями при их соприкосновении упорными поверхностями. Для запуска двигатель оборудован системой, состоящей из баллона со сжатым воздухом, трубопроводом и краном впуска в камеру сгорания. Техническим результатом является упрощение конструкции и повышение КПД. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания и может быть использовано в качестве силовой установки на автомобилях, мотоциклах, малой мототехнике, маломерных судах, малой авиации.
Известен роторно-лопастной двигатель, содержащий полый корпус, в котором на соосных валах расположены два двухлопастных ротора, делящих полость корпуса на камеры переменного объема и механизм связи лопастей (см. авторское свидетельство №5062992/29 авторы: Шалаев А.В., Артемьев М.Г., Белов Г.П., Кузенный А.Ф., Оноприенко Г.Ф., Осухов О.Л.).
Недостатками данного двигателя являются:
- большие механические потери в механизме связи лопастей,
- недостаточная стойкость планетарной зубчатой передачи к знакопеременным ударным нагрузкам.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является роторный двигатель, содержащий цилиндрический корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды и торцевыми крышками, два однолопаточных ротора, размещенные на валу с образованием рабочих камер. Ступицы роторов снабжены муфтами одностороннего действия для возможности передачи вращающего момента на вал. Под каждой ступицей на валу выполнен зубчатый обвод. На лопастях размещены рычажные механизмы с пружинами с возможностью входить в зацепление с зубчатым обводом вала, а также упругие элементы, которыми лопасти соприкасаются в конце рабочего хода (см. авторское свидетельство №95105837 МПК F01C 001/063, F01C 009/00, F01C 019/10 автор Печенегов Ю.Л.).
Недостатками данного двигателя являются:
- несбалансированность однолопаточных роторов, что приводит к повышенным вибрациям и поломкам;
- ненадежность рычажных механизмов с пружинами, расположенными на лопастях, соединяющих последние с валом, так как они подвергаются воздействию высокотемпературного горения рабочей среды.
Сущность изобретения
Целью данного изобретения является разработка простого по конструкции, надежного роторно-лопастного двигателя с большим сроком службы, низким показателем удельной массы (кг/л.с.).
Техническим результатом является простота конструкции, так как в предлагаемом двигателе нет сложных, неизвестных ранее, конструктивных элементов. Отсутствие дополнительных механизмов, обеспечивающих работу, позволяет получить простой в исполнении, надежный в работе, с низким показателем удельной массы (кг/л.с.), превосходящий по этим показателям все известные конструкции, двигатель.
Предлагаемый роторно-лопастной двигатель содержит:
- цилиндрический корпус с окнами подвода рабочей смеси и отвода отработавших газов с размещенной в последнем собачкой-стопором, предотвращающей противоположное заданному движение лопастей. Собачка выполнена как рычаг, качающийся на оси. Малое плечо рычага, под которым расположена отжимающая его пружина, является собственно собачкой-стопором. Большое плечо является клапаном, перекрывающим выпускное окно во время прохождения над ним лопасти, и по мере прохождения над собачкой лопасти давление на клапан от находящихся в полости газов будет усиливаться, тем самым усиливая момент и сокращая время постановки собачки в рабочее положение и открытия окна по завершении прохода лопасти. Ширина собачки по дуге цилиндра не превышает ширину лопасти, размер по дуге между упором собачки и ближней кромкой впускного отверстия равен ширине лопасти по дуге или меньше суммы размеров ширины лопасти и расстояния при их соприкосновении упорами. В корпусе размещена свеча зажигания и отверстие сжатого воздуха или газа для запуска двигателя, расположенное так, что оно открывается лопастью перед началом совершения ею рабочего хода,
- торцевые крышки с установленными в них подшипниками валов,
- два выходных вала, на которых неподвижно закреплены двухлопастные роторы, имеющие на лопастях упорные поверхности, которыми они соприкасаются по завершении рабочего хода с образованием расчетной полости камеры сгорания.
Приложение №2
Система запуска двигателя состоит из баллона сжатого воздуха или газа с давлением 25-30 кгс/см2, крана и соединяющего их с корпусом трубопровода.
Для работы на сжатом воздухе или на паре в цилиндрическом корпусе имеются два симметрично расположенных окна впуска и два так же симметрично расположенных окна выпуска рабочей среды, с размещенными в них собачками, а размер по дуге между упором собачки и ближней кромкой соседнего впускного отверстия не меньше суммы размеров по дуге ширины лопасти и расстояния между лопастями при их соприкосновении упорами, но не больше суммы двух лопастей и расстояния между ними при их соприкосновении.
Выходные валы могут быть как в двухстороннем, по отношению к корпусу, так и одностороннем - коаксиальном исполнении. Во втором случае на них, через обгонные муфты, может быть установлен суммирующий маховик и единый выходной вал.
Таким образом, роторно-лопастной двигатель, содержащий цилиндрический корпус с окнами подвода и отвода рабочей среды, торцевые крышки, проходящий через них выходной вал, два ротора, на лопастях роторов выполнены упорные поверхности, которыми лопасти соприкасаются по завершении такта рабочего хода, отличается тем, что роторы выполнены двухлопастными и жестко закреплены на выходных валах, проходящих через торцевые крышки, упорными поверхностями лопасти образуют в смежной полости камеру сгорания, а в выпускном окне установлена собачка-стопор, препятствующая движению лопастей в сторону, противоположную заданной, ширина собачки-стопора по дуге цилиндра не превышает ширину лопасти, а размер по дуге между упором собачки-стопора и ближней кромкой впускного отверстия равен ширине лопасти по дуге или размер по дуге между упором собачки-стопора и ближней кромкой соседнего впускного отверстия не меньше суммы размеров по дуге ширины лопасти и расстояния между лопастями при их соприкосновении упорными поверхностями, а для запуска двигатель оборудован системой, состоящей из баллона со сжатым воздухом, трубопроводом и краном впуска в камеру сгорания.
На коаксиальные выходные валы через обгонные муфты может быть установлен суммирующий маховик, с закрепленным на нем единым выходным валом.
Для работы на сжатом воздухе или паре двигатель может иметь два симметричных окна подвода и два также симметричных окна с собачками-стопорами отвода рабочей среды.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами.
На фиг.1, 2 показан поперечный разрез двигателя.
На фиг.3 показано двухстороннее расположение выходных валов 13 и 14.
На фиг.4 - одностороннее коаксиальное расположение валов 13 и 14, обгонные муфты 15, соединяющие валы с маховиком 17 и единый выходной вал 18.
На фиг.5 показан двигатель для работы на сжатом воздухе или паре.
Предлагаемый двигатель содержит (фиг.1) цилиндрический корпус 12 с окнами подвода 6 рабочей среды и отвода 7 отработавших газов с размещенной в нем собачкой-стопором 5, отверстием 8 для впуска сжатого воздуха или газа при запуске двигателя и свечей 3 зажигания. Торцевые крышки на схеме не показаны, т.к. не имеют новизны. Два выходных вала 13 и 14 фиг.3, на которых сидят двухлопастные роторы 1 и 2 с лопастями 11, 12 и 21, 22, на которых выполнены упорные поверхности 4.
Система запуска двигателя, состоящая из баллона 10 и крана 9.
Для работы на сжатом воздухе или паре (фиг.5) в корпусе 12 имеются по два окна - подвода 6 и отвода 7 рабочей среды с собачками-стопорами 5.
Предлагаемый роторно-лопастной двухвальный двигатель работает следующим образом (фиг.1):
Рабочий цикл
Вращение лопастей возможно только в направлении, указанном стрелкой. Движению в противоположном направлении препятствует собачка-стопор 5.
В зоне А (камере сгорания) производится воспламенение сжатой рабочей смеси свечой 3 зажигания. Давление, возрастающее до рабочего, воздействует на лопасти 11 и 21. Лопасть 21 остается на месте. Препятствует ее движению в обратном направлении собачка-стопор 5. Лопасть 1, совершая рабочий ход, движется до положения, показанного на фиг.2. Когда лопасти соприкасаются своими упорными поверхностями 4, в зоне Б происходит выпуск отработавших газов предыдущего цикла, в зоне В - всасывание рабочей смеси, в зоне Г - сжатие рабочей смеси.
Далее, соприкоснувшиеся упорными поверхностями 4, за счет инерции ротора 1 (лопасти 11 и 12) роторы 1 и 2 двигаются и занимают положение, показанное на фиг.1 и рабочий цикл повторяется.
Пуск двигателя
После остановки двигателя и выравнивания давления в полостях, образованных лопастями, они займут положение, показанное на фиг.2: ротор 2 - сплошными линиями, ротор 1 - пунктирными.
Для пуска двигателя необходимо включить зажигание и открыть кран 9. Давление из баллона 10 в полость А приводит в движение лопасть 11 (пунктир фиг.2), она входит в соприкосновение с лопастью 22 и двигатель дальше приходит в положение - на фиг.1.
При этом в полости Г происходит сжатие, а в полости В - всасывание первой порции рабочей смеси. При повторном прокручивании роторов от баллона 10 в зону А уже приходит сжатая рабочая смесь, которая поджигается свечой 3 и двигатель начинает работать. От давления в зоне А газами пополняется баллон 10. Кран 9 закрывается одновременно с выключением зажигания.
В двигателе, работающем на сжатом воздухе или паре (фиг.5) через окна подвода 6 рабочей среды в полости А и В подается рабочая среда. Ротор 2 (лопасти 21 и 22), удерживаемый собачками-стопорами 5, остается на месте, а ротор 1 (лопасти 11 и 12) двигается, соприкасается упорными поверхностями 4 с ротором 2, приводит его в совместное движение. При этом из полостей Б и Г происходит выпуск отработавшей рабочей среды, лопасти 21 и 22 вначале перекрывают, а затем вновь открывают впускные окна подвода 6 рабочей среды. Лопасти 11 и 12 упираются в собачки-стопоры 5. Рабочий цикл повторяется.
Предлагаемая конструкция двухвального роторно-лопастного двигателя имеет ряд преимуществ перед существующими:
- простота конструкции, а следовательно, и технология его изготовления,
- низкий показатель удельной массы (кг/л.с.),
- высокий КПД, т.к. нет механизмов преобразования энергии.
Это позволит использовать его в автомобилях, мотоциклах, малой мототехнике, маломерных судах, малой авиации.
1. Роторно-лопастной двигатель, содержащий цилиндрический корпус с окнами подвода и отвода рабочей среды, торцевые крышки, проходящий через них выходной вал, два ротора, на лопастях роторов выполнены упорные поверхности, которыми лопасти соприкасаются по завершении такта рабочего хода, отличающийся тем, что роторы выполнены двухлопастными и жестко закреплены на выходных валах, проходящих через торцевые крышки, упорными поверхностями лопасти образуют в смежной полости камеру сгорания, а в выпускном окне установлена собачка-стопор, препятствующая движению лопастей в сторону, противоположную заданной, ширина собачки-стопора по дуге цилиндра не превышает ширину лопасти, а размер по дуге между упором собачки-стопора и ближней кромкой впускного отверстия равен ширине лопасти по дуге или размер по дуге между упором собачки-стопора и ближней кромкой соседнего впускного отверстия не меньше суммы размеров по дуге ширины лопасти и расстояния между лопастями при их соприкосновении упорными поверхностями, а для запуска двигатель оборудован системой, состоящей из баллона со сжатым воздухом, трубопроводом и краном впуска в камеру сгорания.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что на коаксиальные выходные валы через обгонные муфты установлен суммирующий маховик с закрепленным на нем единым выходным валом.
3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что для работы на сжатом воздухе или паре имеет два симметричных окна подвода и два так же симметричных окна с собачками-стопорами отвода рабочей среды.
www.findpatent.ru
