Изобретение м б использовано для получения механической энергии за счет энергии движущейся воды в реках или глубинных течениях Цель изобретения - повышение производительности работы гидродинамического двигателя Прямоугольная рама 2 шарнирно установлена на центральном валу (В) 1 Выходные В 9 установлены А-А на раме 2 параллельно В 1. симметрично относительно него и жестко связаны между со бой попарно планками Рабочие лопасти (Л) 10, расположенные по одн сторон от В 9. установлены под УПОМ 90° относительно Л 10, расположенных по сюрон от В 9 В 9 каждой грлппы Л 10 соединены со штоком одного ш цилиндров 3 планкой и кривошипным механизмом Мехаш-мм поворота Л 10 содержит звездочки 13 и 14, становленные на В I и 9 цепь 15 для взаимодействия со звездочками 13 и 14, барабан со стопорными пазами и звезючки Звездочка установлена на В 1, дрмая звез ючка на барабане Толкатели шарнирно чстановлены на раме 2 по разные стороны от В I 1 ;п ф-лы. 2 ил
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„Я0„„1622608 А 1 (51)5 F 03 В 17/06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
А-A
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4646414/29 (22) 04.01.89 (46) 23.01.91. Бюл. № 3 (75) А.М. Шибанов (53) 621.224 (088.8) (56) Патент Великобритании № 1407314, кл. Г 03 В 3/04, опублик. 1975. (54) ГИДРОДИНАМИЧЕГКИЙ ДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение м.б. использовано для получения механической энергии за счет энергии движугцейся воды в реках или глубинных течениях. Цель изобретения — повышение производительности работы гидродинамического двигателя. Прямоугольная рама 2 шарнирно установлена на центральном валу (В1 1. Выходные В 9 установлены
2 на раме 2 параллельно В I, симмечрич«о оТносите.чьно него и жестко связаны между со бой попарно планками. Рабочие лопасти (,71
10, расположенные по одн сторону от В 9, установлены под углом 90 относительно
Л 10, расположенных по .чругую сторону ог В 9. В 9 каждой группы 1 1О сое.чинены со штоком îчного из цилиндров 3 планкой и кривошипным механизмом. Механизм поворота Л !0 содержит звездочки 13 и 14. установленные на В I и 9. цепь 15 для взаимодействия со звездочками 13 и )4, барабан со стопорными пазами и звезчочки. Звезчочка установлена на В 1, другая звс 3 1очка на барабан
I з.п. ф-лы, 2 ил.
1622608
С;
Формула изобретения
Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для получения механической энергии за счет энергии движущейся воды в реках или глубинных течениях.
Цель изобретения — повышение производительности и надежности работы двигаTP.1Я.
На фиг. 1 изображен гидродинамический двигатель, общий вид; на фиг. 2 — — сечение
А--А на фиг. I.
Гидродинамический двигатель содержит центральный вал 1, прямоугольную раму 2, два цилиндра 3 поршневого насоса со штоками 4 и поршнями 5, обратные клапаны
6 и 7, трубопроводы 8. На выходных валах
9, расположенных симметрично относительно центрального вала 1 и параллельно ему, установлены рабочие лопасти 10, жестко связанные между собой попарно посредством планок 11. Рабочие лопасти 10, расположенные по одну сторону от вала 1, установлены под углом 90 относительно лопастей, расположенных по другую сторону от вала. Выходные валы 9 каждой группы лопастей 10 соединены со штоком 4 одного из цилиндров 3 посредством планки 11 и кривошипного механизма 12. Двигатель снабжен чеха низмом поворота лопастей, который содержит звездочки 13 и 14, установленные соответственно на выходных валах 9 и валу
1, цепь 15 для взаимодействия с ними. барабан 16 со стопорными пазами 17 и две дополнительные звездочки 18 и 19, связанные цепью 20. одна из которых установлена на барабане 16, а другая — на валу !. Кроме того, механизм поворота лопастей содержит то IKBTpëè 21 и 22, установленные на раме 2 по разные стороны от центрального вала 1. два подпружиненных рычага 23, коTopblc одним своич концом взаимодействуют с толкателями 21, а другим — с цепью
20 барабана 16, и два подпружиненных рычага 24, которые одним своим концом взаимодействуют с толкателями 22, а другим— с пазами 17 барабана 16 посредством стопоров 25. 1вигатель работает следующим образом.
Гlоток движущейся жидкости давит на лопасти, плоскость которых в данный момент расположена перпендикулярно направлению потока. Усилие от рамы 2 передается посредством кривошипного механизма через штоки 4 поршням 5 цилиндров 3 поршневого насоса. Один из поршней 5 цилиндров 3, двигаясь поступательно, вытесняет жидкость из цилиндра через обратный клапан 7, а поршень другого цилиндра засасывает жидкость через обратный клапан 6.
11ри развороте рамы 2 усилие от нее передается через толкатели 21 на подпружиненные рычаги 23, при этом одна пружина сжи25
55 мается, а другая растягивается. При повороте рамы 2 на 90 один из толкателей 22 надавливает на рычаг 24 и выталкивает стопор 25 из паза 17. Освобожденный барабан
16 начинает разворачиваться до тех пор, пока стопор 25 другого рычага 24 не попадет в паз 17. При этом барабан, повернувшись также на 90, прекращает разворот.
Под воздействием пружин, связанных с рычагами 23 через цепи 15 и 20 и звездочки
l 3, l 4, 18 и 19, все лопасти повернутся на угол 90 . Далее цикл повторяется.
Таким образом, рама 2 будет совершать колебательные движения вокруг вала 1 в диапазоне 90, а поршни цилиндров — поочередно нагнетать рабочую жидкость к потребителю, обеспечивая непрерывную ее подачу.
l. Гидродинамический двигатель, содержащий рабочие лопасти и выходной вал, связанный посредством кривошипного механизма со штоком цилиндра поршневого насоса, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности работы двигателя, он снабжен центральным валом, прямоугольной рамой, шарнирно установленной на валу, дополнительным цилиндром со штоком, трубопроводами, обратными клапанами и дополнительными выходными валами, на каждом из которых установлена рабочая лопасть, и механизчом поворота лопастей, при этом выходные валы установлены на раме параллельно центральному валу, симметрично относительно него и жестко связаны между собой попарно посредством планок, рабочие лопасти, расположенные по одну сторону от вала, установлены под углом 90 относительно лопастей, расположенных по другую сторону от вала, а выходные валы каждой группы лопастей соединены со штоком одного из цилиндров посредством планки и кривошипного механизма.
2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что механизм поворота лопастей содержит звездочки, установленные на центральном и выходных валах, цепь для взаимодействия с упомянутыми звездочками, барабан
cо стопорными пазами и две дополнительные звездочки, одна из которых установлена на центральном валу, а другая на барабане, дополнительную цепь для взаимодействия с дополнительными звездочками, толкатели, шарнирно установленные на раме по разные стороны от центрального вала, и четыре подпружиненных рычага для взаимодействия одними концами каждый со своим толкателем, а другими концами двух рычагов — с пазами барабана, а двух других — с его цепью посредством стопоров.!
622608
Составитель Е. Куленкачн
Редактор А Козориз Техред А. Кравчук Корректор О Кравнова
Зака: 99 Тираж Подписное
ВНИИ)!И Государственного кочитета оо изобргтсниям и открытияч нри ГК111 ССi ..Р
113035, Москва. Ж вЂ”, 15, Ра1 инская наб, з 4 5
Производственно-издательский кочбинат «Г1атент», г. Ужгp ë, ул. I; r; ðè . . I I) I
www.findpatent.ru
Изобретение относится к устройствам для создания силы тяги и/или ее повышения и предназначено для установки на транспортных средствах, работающих преимущественно под водой, в атмосфере и в космосе. Гидродинамический движитель содержит гидродинамические трубы и крыло. Гидродинамические трубы содержат оси, которые расположены параллельно, а концы соединены со средством нагнетания рабочего тела с образованием циркуляционного контура. Внутри каждой гидродинамической трубы установлено, по меньшей мере, одно крыло с возможностью регулирования угла атаки набегающего потока рабочего тела. Достигается обеспечение возможности создания тяги в любом направлении, улучшение маневренности транспортного средства, повышение КПД. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к устройствам для создания силы тяги и/или ее повышения на транспортных средствах и предназначено для установки на транспортных средствах, работающих преимущественно под водой, в атмосфере и в космосе.
Из уровня техники известно устройство, реализующее способ создания тяги внутри замкнутой системы, содержащее замкнутый объем со средством нагнетания рабочего тела, образующим циркуляционный контур, внутри которого помещены два текучих вещества, где более тяжелое текучее вещество вплотную примыкает к опорной стенке замкнутого объема, а другое текучее вещество - рабочее - располагается сверху тяжелого текучего вещества. Для всасывания рабочей текучей жидкости из замкнутого объема и нагнетания его в камеру высокого давления применяется насос. Нагнетание осуществляется через сопло, сообщенное с камерой высокого давления и с замкнутым объемом (см. заявку на изобретение №98103193, опубликована 27.12.1998).
Принцип создания тяги в замкнутом объеме с помощью данного устройства полностью описан в заявке, однако недостатками данного решения является то, что тяга создается лишь в одном направлении, необходимость применения текучих веществ разной вязкости, в связи с чем необходимо проводить расчеты и подбор жидкостей с необходимой вязкостью, которые бы обеспечивали должный эффект создания тяги, образование вихрей на выходе рабочей жидкости из сопла, что приводит к смешению жидкостей и образованию суспензии и уменьшению КПД.
Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности создания тяги в любом направлении, улучшение маневренности транспортного средства, работающего в таких средах, как вода, атмосфера и космос, повышение КПД.
Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что гидродинамический движитель содержит гидродинамические трубы, оси которых расположены параллельно и концы которых соединены со средством нагнетания рабочего тела с образованием циркуляционного контура, при этом внутри каждой гидродинамической трубы установлено, по меньшей мере, одно крыло с возможностью регулирования угла атаки набегающего потока рабочего тела.
Кроме того, каждая труба связана со средством нагнетания рабочего тела посредством, преимущественно, камер подвода и отвода рабочего тела с возможностью поворота вокруг своей оси.
Кроме того, для регулирования угла атаки набегающего потока рабочего тела каждое крыло может быть связано с устройством регулирования угла атаки и может быть установлено внутри соответствующей трубы шарнирно на оси, закрепленной на стенках соответствующей трубы.
Кроме того, движитель может быть снабжен шарнирным средством крепления к транспортному средству, выполненному с возможностью поворота гидродинамических труб на 180 градусов вокруг оси шарнира.
Изобретение поясняется чертежом, на фигуре которого схематично показан предложенный гидродинамический движитель.
Гидродинамический движитель содержит гидродинамические трубы 1, оси которых расположены параллельно друг относительно друга и концы которых соединены со средством 2 нагнетания рабочего тела с образованием циркуляционного контура. Трубы 1 соединены со средством 2 нагнетания посредством камеры 3 подвода и камеры 4 отвода рабочего тела, которые сообщены с соответствующих концов труб 1 с их полостями. Камеры 3 и 4 подвода и отвода рабочего тела соответственно представляют собой гидродинамические системы, которые могут быть выполнены в виде емкости, имеющей определенную форму, или в виде трубы, или в виде иного резервуара, при этом камеры 3 и 4 имеют полости, образованные, например, перегородками, расположенными таким образом, что образуется система каналов 5 для подачи рабочего тела в соответствующую трубу 1. Торцы каждой трубы 1 соединены с камерами 3 и 4 таким образом, что полость каждой трубы 1 сообщена с соответствующими полостями соответствующих каналов 5 камер 3 и 4. Кроме того, каждая труба 1 связана с камерами 3 и 4 с возможностью вращения вокруг своей оси. Вращение осуществляется за счет шарнирного соединения труб 1 с камерами 3 и 4 (их корпусом), например, с помощью установки на подшипники или с использованием других элементов вращения. Оси труб 1 расположены параллельно друг относительно друга, преимущественно в один ряд, однако движитель может иметь и несколько рядов труб 1, оси которых расположены параллельно. Внутри каждой трубы 1 на осях 6 шарнирно установлены крылья 7, при этом каждая ось 6 закреплена на соответствующих противоположных стенках соответствующей трубы 1. Каждая труба 1 имеет, преимущественно, прямоугольную (квадратную) форму поперечного сечения. Однако трубы 1 могут иметь и другую форму поперечного сечения, обеспечивающую свободное отклонение крыльев 7 внутри труб 1, создавая необходимый угол атаки набегающего потока рабочего тела (оптимальный угол атаки 20°). В качестве рабочего тела может использоваться как жидкость (например, антифриз), так и газ.
Отклонения (регулирование угла атаки) крыльев 7 осуществляются посредством устройства регулирования угла атаки (не показано), которое может быть выполнено как механическим (например, система рычагов и т.п.), так и электронным.
Гидродинамические камеры 3 и 4 соответственно подвода и отвода рабочего тела связаны посредством соответственно входного и выходного патрубков 8 и 9 со средством 2 нагнетания рабочего тела, выполненным, например, в виде насоса (компрессора), снабженного либо крыльчаткой, либо шнеком (для создания наибольшего давления в системе), либо другим элементом нагнетания рабочего тела (создания давления внутри замкнутого контура. Патрубки 8 и 9 могут быть выполнены как гибкими, так и жесткими.
Гидродинамический движитель содержит расширительный бачок 10, предназначенный для заливки жидкости (рабочего тела) и поддержания давления в системе при помощи воздушного крана 11, связанного с источником давления, например, компрессором (не показан). При этом средство 2 нагнетания рабочего тела можно сделать менее мощным за счет использования расширительного бачка, поскольку в системе создается требуемое давление.
В качестве источника энергии для работы средства 2 для нагнетания рабочего тела, как вариант, может использоваться парогенератор 12, связанный с ядерным реактором 13.
Гидродинамический движитель снабжен шарнирным средством 14 крепления к транспортному средству (например, шаровая цапфа), посредством которого осуществляется крепление движителя к транспортному средству, а также возможность изменения направления движения транспортного средства путем изменения наклона движителя относительно него (путем поворота вокруг оси шарнира). Управление транспортным средством также можно осуществлять путем наклона крыльев 7 при помощи устройства регулирования угла атаки, а также поворота труб 1 вокруг своей оси.
Гидродинамический движитель с его гидродинамическими трубами 1 и камерами 3 и 4 подвода и отвода рабочего тела, как вариант, из соображений компактности может быть выполнен в виде радиатора.
Работает гидродинамический движитель следующим образом.
При включении средства 2 нагнетания рабочего тела (насоса) жидкость (рабочее тело) под большим давлением перемещается по входному патрубку 9 в камеру 3 подвода рабочего тела, откуда по соответствующим каналам 5 напором (под большим давлением) попадает в соответствующие гидродинамические трубы 1. В данных трубах 1 жидкость обтекает многочисленные крылья 7, которые создают подъемную силу Fп за счет разницы скоростей обтекания их поверхностей (подъемная сила действует на крылья 7, передавая ее на соответствующие стенки трубы 1, на которых закреплены крылья 7). Далее жидкость попадает в камеру 4 отвода рабочего тела и по системе каналов 5 через патрубок 9 попадает обратно в средство 2 нагнетания рабочего тела. Далее цикл повторяется с последующим использованием этой же жидкости. Поворачивая движитель при помощи средства 14 на 180°, можно быстро погружать транспортное средство под воду, даже имея положительную плавучесть, не применяя при этом в конструкции балластные цистерны. Такой же результат можно получить при разворачивании крыльев 7 вокруг оси потока рабочего тела (жидкости), т.е. путем поворота труб 1 вокруг своей оси на 180°.
1. Гидродинамический движитель, содержащий гидродинамические трубы, оси которых расположены параллельно, а концы которых соединены со средством нагнетания рабочего тела с образованием циркуляционного контура, при этом внутри каждой гидродинамической трубы установлено, по меньшей мере, одно крыло с возможностью регулирования угла атаки набегающего потока рабочего тела.
2. Движитель по п.1, отличающийся тем, что каждая труба связана со средством нагнетания рабочего тела посредством камер подвода и отвода рабочего тела с возможностью поворота вокруг своей оси.
3. Движитель по п.1, отличающийся тем, что для регулирования угла атаки набегающего потока рабочего тела каждое крыло связано с устройством регулирования угла атаки и установлено внутри соответствующей трубы шарнирно на оси, закрепленной на стенках соответствующей трубы.
4. Движитель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен шарнирным средством крепления к транспортному средству, выполненному с возможностью поворота гидродинамических труб на 180 градусов вокруг оси шарнира.
www.findpatent.ru
Использование: энергетика и транспорт. Сущность изобретения: в схему двигателя внутреннего сгорания с гидравлической передачей энергии включена гидродинамическая труба с встроенной в нее рабочей турбиной, снабженной гребными винтами, вращающими выходной вал отбора мощности. В гидродинамической трубе посредством исполнительных турбин создается циркулирующий поток рабочей жидкости. Последний взаимодействует с потоком жидкости, циркулирующей по цилиндрам силовых гидронососов двигателя. Результатом такого взаимодействия является возможность отказа от использования обратных клапанов в гидравлической схеме и повышение быстроходности рабочей турбины. 3 з. п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в качестве двигателя для различных транспортных средств и механизмов.
Известные двигатели внутреннего сгорания с гидравлическим приводом обладают сравнительно невысокой работоспособностью и удельной мощностью. Это происходит потому, что у этих двигателей в системах гидроприводов имеется большое количество трубопроводов с обратными клапанами, которые, увеличивая излишнее гидравлическое сопротивление, снижают мощность и эффективность работы двигателей. Невысокая удельная мощность таких двигателей обусловлена также небольшими скоростями вращения рабочих турбин гидроприводов. Отрицательное влияние на работоспособность двигателей внутреннего сгорания с гидравлическим приводом оказывают такие недостатки, как наличие подтекания рабочей жидкости через зазоры в компрессионных элементах цилиндро-поршневых групп в камеры сгорания во время простоев двигателей после их остановов, что может привести к гидроударам при повторном запуске этих двигателей и их поломкам. Вышеизложенные недостатки двигателей внутреннего сгорания с гидроприводами ограничивают их использование в технике. Известны также технические решения, в которых стабильность и надежность работы двигателя внутреннего сгорания с гидравлическим приводом, являющегося прототипом предложенного двигателя, увеличивается за счет использования гидромоторов, связанных между собой общим валом, при этом каждый цилиндр двигателя снабжен насосом-форсункой с исполнительной плунжерной парой, где каждая гидравлическая полость гильзы связана каналом с исполнительной плунжерной парой насоса-форсунки одного из цилиндров и с плунжерной парой выпускных клапанов другого цилиндра одной пары, а полости гильзы сообщены между собой перепускным каналом с гидроаккумулятором, причем напорная и сливная магистрали каждого гидромотора сообщены между собой перепускной магистралью с регулирующим органом. Это повышает стабильность и надежность работы двигателя, но не повышает его удельную мощность и не устраняет недостатков, присущих всем известным двигателям внутреннего сгорания с гидроприводом. Целью настоящего изобретения является существенное увеличение удельной мощности двигателя с обеспечением надежности его работы. Эта цель достигается с помощью встроенного в гидропривод механизма, позволяющего увеличить скорость вращения рабочей турбины гидропривода, и устранения обратных клапанов из герметично замкнутой системы гидропривода. При этом поток рабочей жидкости, образуемый гидронасосами силовых блоков двигателя, движется в одном направлении через гидродинамическую трубу, в которой встроена рабочая турбина гидропривода. В гидродинамической трубе двигателя при помощи гребных винтов исполнительных турбин происходит ускорение движения потока рабочей жидкости по замкнутому внутреннему контуру этой трубы, приводящего во вращение рабочую турбину гидропривода, которая в свою очередь ускоряет собственное вращение в гидродинамическом потоке при помощи встроенных в нее движителей, снабженных гребными винтами и приводимых во вращение с помощью механизмов двигателя. На фиг.1 схематично изображен двигатель внутреннего сгорания с гидроприводом; на фиг.2-6 сечение исполнительных механизмов. Двигатель имеет, как минимум, два силовых блока, каждый из которых имеет цилиндр 1, поршень 2, головку цилиндра 3, свечи зажигания 4, образующие цилиндро-поршневую группу силового блока с камерой сгорания. Цилиндр 1 снабжен карбюратором 5. Поршень 2 соединен с плунжером 6 посредством штока 7, проходящего сквозь поворотный стакан 8 и корпус цилиндра гидронасоса 9, упирающегося консольным концом в плечо двуплечей качалки 10. Поворотный стакан 8 снабжен торцовыми дисками 11. Цилиндр гидронасоса 9 также имеет торцовые диски 12. Шток 7 проходит непосредственно сквозь диски 11 поворотного стакана 8 и диски 12 цилиндра гидронасоса 9. Между торцовыми дисками 11 поворотного стакана 8 и торцовыми дисками 12 цилиндра гидронасоса 9 посредством их сопряжения между собой образуются компенсирующие полости 13 и гидродинамические пазы 14, изображенные на фиг.3, 5. Каждый торцовый диск 12 цилиндра гидронасоса 9 имеет отверстие малого сечения 15, проходящее от поверхности, составляющей сторону компенсирующей полости 13, к поверхности, составляющей сторону гидродинамического паза 14, сквозь тело диска. Поворотный стакан 8 закреплен в корпусе цилиндра гидронасоса 9 с помощью шариков 16 и имеет в нем свободное вращение в пределах ограничений, образованных сопряжениями торцовых дисков 11 и 12. Юбка поворотного стакана 8 и цилиндр гидронасоса 9 имеют совместную систему сообщающихся 17, сливных 18 и напорных 19 отверстий, соединенных с гидроприводом. (Соединение системы отверстий с гидроприводом не показано). Шток 7 имеет две проточки 20, предназначенные для перетекания рабочей жидкости из подплунжерного и надплунжерного пространства цилиндра гидронасоса 9 в гидродинамические пазы 14 при соответствующем верхнем или нижнем положении плунжера 6 в поворотном стакане 8 с последующим истечением в сливные отверстия малого сечения 21. На фиг. 2 изображено продольное сечение гидродинамической трубы 22, которая встроена в двигатель. Основными рабочими органами гидродинамической трубы 22 являются рабочая турбина 23 двигателя с выходным валом 24 отбора мощности, имеющая гребные винты 25 движителя 26, приводимые в движение посредством редуктора 27, а также исполнительные турбины 28 с гребными винтами 29 и направляющими лопатками 30. Механическая часть двигателя, изображенная на фиг.1, имеет сектор 31, передающий вращение коленчатому валу 32 через коленчатый вал 33 и шатун 34, идущие от двуплечей качалки 10. С коленчатым валом 32 соединен династартер-генератор постоянного тока 35 и магнето зажигания 36. Коленчатый вал 32 через муфту сцепления 37 соединен с осью 38, которая через зубчатое колесо 39 и шестерню 40 передает момент вращения коленчатого вала 32 осям исполнительных турбин 28, а зубчатое колесо 41 через шестерню 42 передает момент коленчатого вала 32 редуктору 27, приводящему во вращение гребные винты 25 движителя 26 рабочей турбины 23. Двигатель внутреннего сгорания с гидравлическим приводом работает следующим образом. Запуск двигателя осуществляется с помощью династартера-генератора постоянного тока 35, раскручивающего коленчатый вал 32 при выключенной муфте сцепления 37. Вращение коленчатого вала 32 через шатун 34, коленчатый вал 33 и сектор 31 преобразуется в возвратно-поступательное движение двуплечей качалки 10, которая перемещает через штоки 7 поршни 2 в цилиндрах 1. При этом происходит перемещение плунжеров 6 в поворотных стаканах 8 и свободное перетекание рабочей жидкости из одного силового блока в другой через гидродинамическую трубу 22, осуществляемое под действием плунжеров 6. Работа силовых блоков двигателя осуществляется синхронно по отношению друг к другу. В каждом из силовых блоков возвратно-поступательное движение поршня 2 в цилиндре 1 через карбюратор 5 обеспечивает засасывание топливной смеси в камеры сгорания, где она воспламеняется свечами зажигания 4 при положении поршня в верхней мертвой точке своего положения. После воспламенения топливной смеси поршень 2, перемещаясь к нижней мертвой точке своего положения в цилиндре 1 под действием давления газов сгоревшей топливной смеси, через шток 7 передает усилие газов на плунжер 6, который, перемещаясь вниз, выталкивает рабочую жидкость из поворотного стакана 8. Рабочая жидкость из поворотного стакана 8 одного силового блока через сливное отверстие 18 перетекает в напорный канал 43 гидродинамической трубы 22, пополняя расход рабочей жидкости в ней, и, пройдя по внутреннему каналу гидродинамической трубы 22 через сливной канал 44, сообщающийся с напорным отверстием 19 другого силового блока, перетекает в подплунжерное пространство поворотного стакана 8 другого силового блока, обеспечивая в нем перемещение плунжера 6 вверх. Перетекание рабочей жидкости из надплунжерного пространства поворотного стакана 8 одного силового блока в надплунжерное пространство поворотного стакана 8 другого силового блока происходит по прямому трубопроводному сообщению (не показано) через сообщающиеся отверстия 17 цилиндров гидронасосов 9 обоих силовых блоков. После запуска двигателя муфта сцепления 37 включается. При перемещении плунжера 6 к нижней мертвой точке в определенном нижнем положении плунжера 6 в поворотном стакане 8 происходит перекрытие сливного отверстия 18 в стенке поворотного стакана 8 юбкой плунжера 6. При дальнейшем перемещении плунжера 6 к нижней мертвой точке своего положения в поворотном стакане 8 происходит его торможение, образованное истечением рабочей жидкости через проточку 20 в штоке 7 в гидродинамический паз 14 между нижним торцовым диском 11 поворотного стакана 8 и нижним торцовым диском 12 цилиндра гидронасоса 9 с последующим истечением в сливное отверстие малого сечения 21. Под действием гидростатического давления рабочей жидкости на стенки гидростатического паза 14 происходит перемещение стенки этого паза, образованной боковой стороной проточки торцового диска 11 поворотного стакана 8 с соответствующим поворотом этого стакана внутри цилиндра гидронасоса 9 на оси штока 7. Поворот стакана 8 происходит до того момента, пока перемещающаяся стенка гидродинамического паза 14 не достигнет сливного отверстия малого сечения 21 в цилиндре гидронасоса 9, а стенка компенсирующей полости 13, являющаяся боковой стороной проточки в поверхности торцового диска 11 поворотного стакана 8, не соприкоснется с другой стенкой этой полости, являющейся боковой стороной проточки в поверхности торцового диска 12 цилиндра гидронасоса 9. Рабочая жидкость, находившаяся в компенсирующей полости 13, при повороте стакана 8 через отверстие малого сечения 15 в торцовом диске 12 цилиндра гидронасоса перетекает в расширяющийся гидродинамический паз 14. При завершении поворота стакана 8 в цилиндре гидронасоса 9 сливное отверстие 18 поворотного стакана 8 перекрывается стенкой цилиндра гидронасоса 9 (см. фиг.6), а напорное отверстие 19 этого стакана совмещается с отверстием сливного канала 44 гидродинамической трубы 22. Наполнение подплунжерного пространства поворотного стакана 8 рабочей жидкостью в начале движения плунжера 6 из верхней или нижней мертвой точки обеспечивается системой отверстий в юбке плунжера 6 и в юбке поворотного стакана 8 (не показано). Положение поворотного стакана 8 относительно цилиндра гидронасоса 9 не меняется до достижения плунжером 6 верхней или нижней мертвой точки своего положения в поворотном стакане 8. При движении плунжера 6 в верхней зоне поворотного стакана 8 к верхней мертвой точке происходит обратный процесс поворота стакана 8 в цилиндре гидронасоса 9, осуществляемый в противоположную сторону при участии в этом процессе верхнего торцового диска 11 поворотного стакана 8 и верхнего торцового диска 12 цилиндра гидронасоса 9. В этом случае происходит перекрытие напорного отверстия 19 поворотного стакана 8 стенкой цилиндра гидронасоса 9 и совмещение сливного отверстия 18 поворотного стакана 8 с отверстием напорного канала 43 гидродинамической трубы 22, как показано на фиг.4. Рабочая жидкость, перемещаясь по внутреннему контуру гидродинамической трубы 22 от напорного канала 43 к сливному каналу 44 этой трубы, расходует только объем поступающей рабочей жидкости из подплунжерных пространств поворотных стаканов 8 цилиндров гидронасосов 9 работающих в этот момент силовых блоков. Постоянная часть объема рабочей жидкости циркулирует в гидродинамической трубе 22 по замкнутому контуру, приводя во вращение рабочую турбину 23. Исполнительные турбины 28 вращением гребных винтов 29 ускоряют движение циркулирующего потока рабочей жидкости внутри гидродинамической трубы 22, раскручивая этот поток по замкнутому контуру с определенной скоростью, обеспечивая тем самым ускоренное вращение рабочей турбины 23, рабочие органы которой находятся в этом потоке. Направляющие лопатки 30 спрямляют поток рабочей жидкости, повышая эффективность использования его движения. Гребные винты 25 движителей 26 рабочей турбины 23 двигателя, вращаясь, еще больше ускоряют ее вращение в гидродинамической трубе 22, потому что скорость поступательного движения рабочих органов рабочей турбины 22 относительно скорости движения циркулирующего потока рабочей жидкости будет иметь большее значение, чем значение скорости движения циркулирующего потока рабочей жидкости в гидродинамической трубе 22. Этим обеспечивается необходимая скорость вращения рабочей турбины 23 двигателя для достижения повышения удельной мощности двигателя внутреннего сгорания с гидравлическим приводом.Формула изобретения
1. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ГИДРОПРИВОДОМ (ДВУХТАКТНЫЙ), содержащий рабочие цилиндры, поршни, штоки, плунжеры и гидроцилиндры, образующие два одинаковых гидросиловых блока с камерами сгорания, к которым присоединен гидропривод, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гидродинамическую трубу с встроенной в нее рабочей турбиной. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что его гидроцилиндры снабжены поворотными стаканами, которые совместно с сопрягаемыми гидроцилиндрами содержат гидростатические каналы и компенсационные полости для автоматического управления потоком рабочей жидкости, образованные между боковыми сторонами проточек в торцевых дисках гидроцилиндров и поворотных стаканов, причем поворотные стаканы и сопрягаемые с ними гидроцилиндры имеют совместную систему сливных и напорных отверстий, соединенных трубопроводами с гидроприводом. 3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что гидродинамическая труба снабжена исполнительными турбинами, которые соединены с механическим приводом двигателя и имеют гребные винты и направляющие лопатки. 4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что его рабочая турбина снабжена движителями, которые соединены с механическим приводом двигателя и имеют гребные винты.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6www.findpatent.ru
Гидродинамический привод путевых машин, устройство, принцип действия. В силовых передачах транспортного передвижения современных путевых машин все большее применение получают гидродинамические передачи.
Они позволяют значительно уменьшить число ступеней переключения передач, по сравнению с чисто механическими трансмиссиями, обеспечивая плавное изменение крутящего момента и скорости вращения выходного вала.
В гидродинамической передаче кинетическая энергия потока рабочей жидкости передается в замкнутом объеме от насосного колеса к турбинному колесу. Бывают гидромуфты, гидротрансформаторы и комплексные гидротрансформаторы.
Гидромуфта (рис. 1, а) – передача, состоящая из центробежного насоса 3 и турбины 2. Насосное колесо установлено на входном валу 1, соединенном с двигателем, а турбинное – на выходном валу 5, соединенном с остальной частью общей силовой передачи.
Во время работы масло постоянно циркулирует через гидромуфту от дополнительной гидравлической системы. Масло поступает в замкнутый объем, образуемый корпусом 4, разгоняется лопастями насосного колеса и передает кинетическую энергию на лопасти турбинного колеса.
Гидродинамические передачи: а – гидромуфта; б –гидротрансформатор; в – комплексный гидротрансформатор; г) механические характеристики комплексного гидротрансформатора
Гидродинамический привод путевых машин. При передаче вращающего момента угловая скорость вращения турбинного колеса всегда меньше скорости вращения насосного колеса. Это явление, по аналогии с асинхронными электродвигателями, называется скольжением.
Если скорость вращения турбинного колеса превышает скорость вращения насосного колеса, то в приводе появляется тормозной момент, стабилизирующий скорость вращения выходного вала. Это свойство используется, например, при движении путевой машины под уклон с работающим дизелем и включенной передачей.
Гидромуфта (рис. 1, б), у которой между насосным 3 и турбинным 2 колесами расположен неподвижный направляющий аппарат 6, называется гидротрансформатором. Направляющий аппарат позволяет изменить направление потока масла, поэтому возможно получить увеличение крутящего момента на турбинном колесе в 3 – 5 раз. При этом он воспринимает реактивный момент, появляющийся вследствие разности вращающих моментов на входном и выходном валах.
Гидротрансформатор выполняет функции своеобразного редуктора. Однако, при изменении направления потока масла происходит его нагревание и потеря энергии через рассеяние тепла системой циркуляции. КПД гидротрансформатора существенно ниже КПД гидромуфты.
Комплексный гидротрансформатор (рис. 1, в) позволяет сочетать в себе достоинства обоих упомянутых устройств, поэтому широко применяется в силовых передачах транспортного хода путевых машин. Он содержит реактивные направляющие колеса 6, 7, каждое из которых установлено на неподвижных частях корпуса 4 через муфты свободного хода 8, 9, соответственно.
При разгоне машины требуется развивать повышенный вращающий момент на ведущих колесных парах. Благодаря муфтам 8, 9, реактивные колеса воспринимают крутящие моменты и направляют поток масла. Устройство работает как трансформатор крутящего момента.
Гидродинамический привод путевых машин, по мере разгона уменьшается скольжение. При определенном соотношении скоростей насосного и турбинного колес во вращение вовлекается сначала одно, а затем другое реактивное колесо. Гидротрансформатор начинает работать в экономичном режиме гидромуфты.
Работа гидротрансформатора характеризуется коэффициентом трансформации вращающего момента K= MТ/MН (MТ, MН – вращающие моменты на турбинном и насосном колесах) и кинематическим передаточным отношением i= wТ/wН (wТ, wН – угловые скорости вращения турбинного и насосного колеса).
На рис. 1, г показаны механические характеристики комплексного гидротрансформатора. Они отражают зависимости коэффициента трансформации вращающего момента K и коэффициента полезного действия (КПД) h от величины передаточного отношения i.
В пределах диапазона ТР устройство работает в режиме гидротрансформатора, позволяя получать в период разгона максимальную трансформацию вращающего момента с ростом КПД от нулевого значения (когда турбинное колесо стоит на месте) до максимального значения hmax, после чего КПД уменьшается.
Преимущества гидротрансформатора начинают нивелироваться. При достижении значения передаточного отношения iМ начинают вовлекаться во вращение реактивные колеса.
Гидротрансформатор переключается на режим гидромуфты МФ. Это позволяет при увеличении передаточного отношения до значения iMh (дальнейшем росте скорости вращения вала привода) достичь еще одного максимума КПД hMmax, который соответствует выходу приводного механизма на номинальный режим работы. Используются преимущества гидромуфты.
Комплексные гидротрансформаторы обычно работают в режиме трансформатора при передаточном отношении i = 0,4,…, 0,8, а в режиме гидромуфты при i = 0,80,…, 0,85. В силовых передачах ряда выправочно-подбивочных машин (Plasser Duomatic 09-32 GSM и др.) дополнительно ставится муфта сцепления, которая при выходе гидротрансформатора в нормальный режим работы напрямую соединяет вал двигателя и привода. Гидротрансформатор в этом случае используется только в режимах разгона, позволяя повысить общий КПД силовой передачи.
В соответствии с особенностями механических характеристик, гидротрансформаторы бывают с прозрачной и с непрозрачной механической характеристикой. Непрозрачный гидротрансформатор позволяет защитить первичный двигатель от перегрузок, обеспечивая ему режим с постоянной нагрузкой на валу, независимо от нагрузки на выходном валу гидротрансформатора.
Прозрачный гидротрансформатор позволяет максимально использовать силовые и энергетические возможности первичного двигателя для преодоления пиковых нагрузок, но это снижает его ресурс.
В гидродинамический привод путевых машин используются гидротрансформаторы с прямой прозрачностью, когда увеличение нагрузки на исполнительный механизм приводит к увеличению нагрузки на двигатель, и с обратной прозрачностью, когда указанное увеличение нагрузки приводит к уменьшению нагрузки на двигатель.
На путевых машинах используются выпускаемые промышленностью гидромеханические реверсивные многоступенчатые передачи, позволяющие в транспортном режиме передвигаться с передачей вращающего момента через комплексный гидротрансформатор, а в рабочем режиме – через объемную гидропередачу, называемую ходоуменьшителем.
Одновременно передачи обеспечивают отбор мощности на насосы объемного гидропривода технологического оборудования машины, компрессоры и генераторы.
Помощь студентам железнодорожникам
rzd-puteetz.ru
В
се мы ездим по разным дорогам, на разных машинах, но так или иначе есть сезоны дождей и соответственно нам приходится преодолевать водные преграды, причем некоторые — довольно глубокие. Так что будьте уверены, преодолевая очередную лужу, что "просто немного смоем грязь на порогах" не превратится в дорогостоящий ремонт.
Помните, что заезжая в глубокую лужу, вы во-первых рискуете резким охлаждением тормозных дисков, что может привести к их деформации. Второе - под водой может быть что угодно — вплоть до открытых люков, не забывайте, в какой стране мы живем. Ну а последнее и самое главное — попадание воды в двигатель. Если вы не можете переждать временный подъем уровня воды и не знаете дорогу досконально, не пытайтесь преодолевать водную преграду на скорости, как это иногда делают слишком самоуверенные водители. Зачастую такие "раллийные" варианты на неподготовленной машине заканчиваются эвакуатором и путевкой на СТО на ремонт "глотнувшего" воды мотора.
Гидродинамический удар (гидравлический удар) — резкий скачек давления в системе из-за резкого увеличения интенсивности потока жидкости. В нашем случае — поршни при поступательном движении без проблем сжимают топливную смесь, которая преимущественно состоит из воздуха, но не могут сжать воду если она попадает в цилиндры, так как жидкость практически не сжимается. Поэтому, если вода попала в цилиндр, поршень может попасть в область верхней мертвой точки лишь при деформации шатуна. При подходе поршня к верхней мертвой точке он упрется в "стену" воды и на шатун передастся огромное усилие сжатия. Как раз в этот момент шатун, чтобы пройти верхнюю мертвую точку, теряет устойчивость и деформируется.
Если в подобной ситуации двигатель не заклинит сразу, и коленчатый вал будет продолжать вращаться, то, вероятнее всего, лопнет одна из его шеек из-за предельных нагрузок, сломаются пальцы поршней и в лучшем случае потребуется замена поршневой группы, а если пострадает и блок цилиндров (который может быть пробит обломленным шатуном), ремонт двигателя будет нецелесообразен — его дешевле будет заменить. Дизельные двигатели в подобных случаях особенно уязвимы, так как у них небольшая камера сгорания и высокая степень сжатия.
Так как вода стандартно может попасть в цилиндры через воздушный фильтр, нужно учитывать его расположение, преодолевая водные преграды. Так же учтите, что высокие обороты двигателя не только обеспечивают симпатичные волны вокруг машины, но и заставляют вентилятор вращаться быстрее, а следовательно создается больше шансов "закинуть" воду в воздухозаборник.
Если все же в двигатель попала вода, например, его работа стала неустойчивая, или он заглох вовсе — ни в коем случае не пытайтесь завести машину. Вы только усугубите этим последствия!
Лучшее, что вы можете сделать — найти автомобиль, который вытащит вас из воды и уже после этого спокойно осмотреть двигатель. Во-первых, осмотрите систему забора воздуха — если там есть вода, то скорее всего она есть и в цилиндрах. Второй тест — состояние масла. Проверьте состояние масла на измерительном щупе — нет ли там следов воды и не поменяло ли оно цвет/структуру. Далее, если возможно - слив картера. Если вы помните школьные уроки о плотности жидкостей, то наверняка вспомните, что вода гораздо тяжелее масла. Если первой потечет вода, то ответ ясен.
Если вы все же надеетесь завести двигатель без помощи профессионалов, нужно проверить, не заклинен ли коленчатый вал и все ли нормально с поршневой. Для этого можно попробовать прокатить автомобиль несколько метров на третьей или второй передачах. Если у вас автомобиль с АКПП, то этот вариант не работает и лучше не пытаться даже запускать двигатель, а сразу воспользоваться услугами сервиса. При тесте не забудьте выкрутить свечи — нужно обеспечить выход давления из цилиндров, если там окажется вода.
Проделав все эти действия и убедившись, что двигатель не заклинил, можно попытаться его "реанимировать". Причиной отказа двигателя, скорее всего окажутся залитые водой элементы системы зажигания. Их необходимо поэтапно проверить на наличие влаги, протереть чистой салфеткой и дать высохнуть. Правда, в современном автомобиле извлечь из двигателя удастся только свечи зажигания или накаливания (если речь идет о дизельном двигателе). Если раньше можно было снять и просушить крышку распределителя зажигания, катушку и свечи, то в наши дни зачастую всеми процессами работы двигателя управляет электроника, а отсоединять блок управления двигателем категорически не рекомендуется. Правда, блок, как правило, устанавливается в салоне, что существенно повышает шансы на то, что он окажется сухим. Индивидуальные катушки зажигания снимаются для демонтажа свечей, и их можно просушить отдельно.
Выкрутив свечи, двигатель можно покрутить стартером, так как при вывернутых свечах цилиндрам уже ничего не угрожает. Это действие поможет проветрить камеру сгорания. Крайне желательно оставить автомобиль со снятыми катушками и вывернутыми свечами на целый день.
Если после сушки двигатель так и не завелся, не пытайтесь заводить его при помощи буксира. Наилучшим выходом будет доставить автомобиль в автосервис на эвакуаторе.
Убедившись в том, что все приборы в системе зажигания просушены и отсутствуют следы влаги, необходимо проверить наличие искры. Сделать это на современном двигателе достаточно сложно. Тем не менее, исправную свечу (а таковой была, скорее всего, любая до остановки двигателя) можно приложить нижним концом блоку цилиндров двигателя и, одев на нее высоковольтный провод или катушку зажигания, прокрутить двигатель стартером.
benz-club.org
Cтраница 1
Гидродинамические приводы устанавливают только силовые связи. [1]
Гидродинамический привод не исключает механическую трансмиссию, а лишь заменяет муфту сцепления. Ведущее и ведомое звенья выполняются обычно в общем герметически закрытом корпусе. [2]
Гидродинамический привод ( гидродинамическая передача) представляет собой механизм ( гидромуфту или гидротрансформатор) для передачи энергии от ведущего вала к ведомому за счет скоростного напора циркулирующей рабочей жидкости. [4]
Гидродинамический привод строительных и дорожных машин характеризуется тем, что между приводным двигателем и исполнительными механизмами устанавливаются турботрансфор-маторы, обеспечивающие возможность автоматического изменения крутящего момента и скорости при передаче мощности приводного двигателя рабочим органам. При этом сохраняется неизменным режим работы приводного двигателя, что обеспечивает лучшее использование его моторессура. [5]
В гидродинамический привод входят гидродинамические передачи, а в объемный - объемные гидропередачи. [6]
Преимуществом гидродинамического привода является наличие больших зазоров между ведущим и ведомым звеньями, что обеспечивает легкость его изготовления, большую долговечность и практически независимость работоспособности от внешней температуры. [7]
Применение гидродинамического привода на катках также имеет свои преимущества. Катки с гидромуфтами и гидротрансформаторами появились в 1950 г. Наличие гидродинамической передачи в кинематической цепи катка, как правило, не упраздняет фрикционную муфту сцепления, хотя имеются катки с гидротрансформаторами и без муфты сцепления двигателя. [8]
При проектировании гидродинамических приводов оценивают целесообразность применения его вместо механического и выбирают наиболее рациональные тип и внешние параметры гидродинамической передачи. [9]
Для расчета гидродинамических приводов необходимо знать нагрузки, приведенные к выходному звену гидродинамической передачи. В связи с этим проведены исследования машин в эксплуатационных условиях: записаны крутящие моменты и скорости выходного звена гидротрансформатора. [10]
Таким образом, гидродинамический привод состоит из гидродинамической передачи, устройства управления, вспомогательных линий и устройств. [11]
Оптимальные выходные показатели гидродинамических приводов определяются на основании анализа влияния совмещения характеристик двигателя и гидропередачи, внешних параметров передачи и передаточных чисел механической части трансмиссии на время операции ( цикла), потерь в гидропередаче и максимальных крутящих моментов в узлах трансмиссии при заданных нагрузочных режимах на исполнительных органах машин. [12]
В отличие от гидродинамического привода, в котором передача энергии осуществляется главным образом изменением скорости жидкости в цепи, в гидростатическом приводе энергия передается давлением жидкости без значительного изменения ее скорости. [13]
Применение на тепловозах ТГМ6А гидродинамического привода вентилятора обусловлено его большим сроком службы, возможностью автоматического управления и наличием у дизеля вала для дополнительного отбора мощности. Вентилятор / располагается на коническом валу подпятника и удерживается от углового смещения шпонкой, а от осевого - шайбой и корончатой гайкой со штифтом. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
