Осевые двигатели (иногда известный как баррель или двигатели Z-заводной-рукоятки) являются типом оплаты двигателя с поршнями, устроенными вокруг шахты продукции с их топорами, параллельными шахте. Баррель относится к цилиндрической форме цилиндрической группы (результат поршней, располагаемых равномерно вокруг центрального коленчатого вала, и выровнял параллельный оси коленчатого вала), пока Z-заводная-рукоятка ссылается на форму коленчатого вала.
Главное преимущество осевого дизайна - то, что цилиндры устроены параллельно вокруг шахты продукции/заводной рукоятки, а не в 90 градусах как в двигателях коленчатого вала. В результате это - очень компактный, цилиндрический двигатель, позволяя изменение в степени сжатия двигателя, бегая. В swashplate двигателе поршневые пруты остаются параллельными с шахтой, и поршневые силы стороны, которые вызывают чрезмерное изнашивание, могут быть устранены почти полностью. Отношение маленького конца традиционного шатуна, один из самых проблематичных подшипников в традиционном двигателе, устранено. Дополнительный дизайн, двигатель кулака Рэнда, заменяет пластину кулаком формы синуса.
Это может быть получено или как двигатель кулака или как двигатель пластины колебания или swashplate.
Пластина колебания подобна swashplate в этом, поршни надавливают на пластину в последовательности, вызывая ее к приблизительно ее центру. Это движение может быть моделировано, поместив Компакт-диск на шарикоподшипнике в его центре и придавив в прогрессивных местах вокруг его окружности. Различие - это, в то время как пластина колебания nutates, пластина плеска вращается.
Осевые двигатели сложны, чтобы сделать реальным в типичном двигателе операционные скорости.
В 1911 Macomber Rotary Engine Company Лос-Анджелеса продала один из первых осевых двигателей внутреннего сгорания, произведенных Avis Engine Company Олстона, Массачусетс. Четырехтактный двигатель, охлаждаемая единица, у этого было семь цилиндров и переменная степень сжатия, измененная, изменяя угол пластины колебания и следовательно длину хода поршня. Это назвали «ротационной машиной», потому что весь двигатель вращался кроме кишок конца.
Воспламенение поставлялось магнето Bosch, который непосредственно ведут от механизмов кулака. Ток высокого напряжения был тогда взят к закрепленному электроду на переднем случае отношения, от которого искры подскочат к свечам зажигания в головках цилиндра, когда они прошли в пределах 1/16 дюйма от него. Согласно литературе Макомбра, это, как «Гарантировали, не перегреет».
Двигатель, как утверждали, был в состоянии достигнуть 150 - 1 500 об/мин. На нормальной скорости 1 000 об/мин это по сообщениям развило 50 л. с. Это весило, и это было длинно в диаметре.
Первый летчик Чарльз Фрэнсис Уолш управлял самолетом, приведенным в действие двигателем Macomber в мае 1911, «Стрелка Серебра Уолша».
В 1913 Statax-двигатель Цюриха, Швейцария ввела swashplate дизайн двигателя. Только единственный прототип был произведен, который в настоящее время проводится в Музее наук, Лондон. В 1914 компания переехала в Лондон, чтобы стать Statax Engine Company и запланированный при представлении серии ротационных машин; с 3 цилиндрами из 10 л. с., с 5 цилиндрами из 40 л. с., с 7 цилиндрами из 80 л. с. и с 10 цилиндрами из 100 л. с.
Кажется, что только дизайн на 40 л. с. когда-либо производился, который был установлен в Caudron G.II для британского Дерби Антенны 1914 года, но был забран перед полетом. Хансен ввел все-алюминиевую версию этого дизайна в 1922, но не ясно, произвели ли они его в количестве. Очень улучшенные версии были введены немецким подразделением Стэйтакса в 1929, произведя 42 л. с. в новой версии клапана рукава, известной как 29B. Лес в зеленом уборе и Рэймонд Сан-Франциско приобрели доступные права за США, Канаду и Японию, и запланировали с 5 цилиндрами из 100 л. с. и с 9 цилиндрами из 350 л. с.
В 1917 Энтони Мичелл получил патенты для своего swashplate дизайна двигателя. Его характерной особенностью были средства передачи груза от поршней до swashplate, достигнутое использование, наклоняющее подушки комнатной туфли, скользящие на нефтяной пленке. Другими инновациями Мичеллом был его математический анализ механической конструкции, включая массу и движение компонентов, так, чтобы его двигатели были в прекрасном динамическом балансе на всех скоростях.
В 1920 Michell основал Crankless Engines Company в Фицрое (Австралия) и произвел рабочие прототипы насосов, компрессоров, автомобильных двигателей и аэро двигателей, все основанные на той же самой базовой конструкции.
Проектировщик двигателя Фил Ирвинг работал на Crankless Engine Company перед его временем в HRD.
Много компаний получили производственную лицензию для дизайна Мичелла. Самым успешным из них была британская компания Уоллер и Сын, который произвел газовых ракет-носители.
Самый большой двигатель Michell изгибающегося был XB-4070, дизельным авиационным двигателем, построенным для ВМС США. Состоя из 18 поршней, это было оценено в 2 000 лошадиных сил и взвесило 2 150 фунтов.
Экспериментальные бескривошипные двигатели для использования самолета были построены и проверены г-ном Дж.О. Алменом Сиэтла в начале 1920-х, и к середине 1920-х охлажденный водой Алмен A-4 (18 цилиндров, две группы девять каждый горизонтально отклоненный) передал ее Воздушные приемочные испытания Корпуса Соединенных Штатов. Это, однако, никогда не входило в производство, по сообщениям из-за ограниченных фондов и Воздушного акцента роста Корпуса на звездообразные двигатели с воздушным охлаждением. A-4 имел намного меньшую лобную область, чем двигатели водяного охлаждения сопоставимой выходной мощности, и таким образом предложил лучшие возможности оптимизации. Это было оценено в 425 лошадиных силах (317 кВт) и взвесило только 749 фунтов (340 кг), таким образом дав отношение власти/веса лучше, чем 1:2, значительный успех дизайна в то время.
Альфаро Heraclio был испанским летчиком, который был посвящен в рыцари в возрасте 18 лет королем Альфонсо XIII Испании для проектирования, строительства и полета первым самолетом Испании. Он разработал бескривошипный двигатель для использования самолета, которое было позже произведено Indian Motorcycle Company как Альфаро. Это был прекрасный пример, «вставленный все» проектируют, поскольку это включало систему клапана рукава, основанную на вращающейся головке цилиндра, дизайн, который никогда не входил в производство ни в какой двигатель. Это было позже развито далее для использования в вертолете Домена Стивеном duPont, сыном президента Indian Motorcycle Company, который был одним из студентов Альфаро в MIT.
Бристоль Осевой Двигатель середины 1930-х был разработан Чарльзом Бенджамином Редрупом для Bristol Tramways and Carriage Company; это были 7 литров, с 9 цилиндрами, двигатель типа пластины колебания. Это было первоначально задумано как блок питания для автобусов, возможно потому что его компактный формат позволит ему быть установленным ниже пола транспортного средства. У двигателя был единственный ротационный клапан, чтобы управлять индукцией и выхлопом. Несколько вариантов использовались в Бристольских автобусах в течение конца 1930-х, двигатель, проходящий несколько версий от RR1 до RR4, у которого была выходная мощность 145 л. с. в 2 900 об/мин. Развитие было остановлено в 1936 после изменения управления в Бристольской компании.
Возможно, наиболее усовершенствованным из проектов был британский двигатель пластины колебания Вулера 1947. Этот двигатель с 6 цилиндрами был разработан Джоном Вулером, более известным как проектировщик двигателя мотоцикла, для использования самолета. Это было подобно Бристолю осевой двигатель, но имело две пластины колебания, которые ведут 12 противоположных поршней в 6 цилиндрах. Двигатель часто неправильно упоминается как swashplate двигатель. Единственный пример сохранен в галерее Aeroplane Музея наук, Лондон.
Некоторые маленькие бескривошипные двигатели были произведены Работами Двигателя Х.Л.Ф. Треберта Рочестера, Нью-Йорк для морского использования.
Двигатель Dyna-кулака первоначально прибыл из дизайна братьев Блэйзера, которые работали на Studebaker в 1916. Они продали права Карлу Херрманну, голова Студебэкера разработки, кто развил понятие за многие годы, в конечном счете вынув США, патентует 2237989 в 1941. У этого есть 6 симметричных поршней, работающих в 6 цилиндрах, и его 12 камер сгорания запущены каждая революция карданного вала. Поршни ведут кулак формы синуса, в противоположность swashplate или пластине колебания, следовательно ее имя.
В 1961, в возрасте 80 лет, Херрманн продал права одному из его сотрудников, Эдварда Палмера, который создал Dyna-Cam Engine Corp. наряду с сыном Деннисом. Сын Деннис и дочь Эдварда Пэт тогда помогли установить двигатель в Пайпер-Эрроу. Двигателем управляли в течение приблизительно 700 часов в Пайпер-Эрроу с 1987 до 1991. Их самый длинный двигатель бежал в течение почти 4 000 часов перед перестройкой. Dyna-кулак открыл средство R & D приблизительно в 1993 и получил много различных премий от НАСА, ВМС США, американского Корпуса морской пехоты, Калифорнийской энергетической Комиссии, управленческого Района Качества воздуха и Лос-Анджелеса Региональный Технологический Союз для различных изменений того же самого Двигателя Dyna-кулака. Приблизительно 40 двигателей прототипа были построены Herrmann Group и еще 25, построенными Dyna-Cam Group, так как они приобрели двигатель и открыли их магазин. Новый патент предоставили Деннису Палмеру и Эдварду Палмеру сначала в 1985 и затем нескольким более приблизительно в 2000 Деннису Палмеру. В 2003 активы Dyna-Cam Engine Corp. были приобретены первой Aero-Marine Corp., которая изменила их название на Axial Vector Engine Corporation. Осевой Вектор тогда полностью перепроектировал двигатель кулака. Новый двигатель осевого Вектора, как многие из других в этом списке, страдает от «вставленный все» проблема, включая пьезоэлектрические клапаны и воспламенение, керамические цилиндрические лайнеры без поршневых колец и множество других преимуществ. У этого нет почти подобия оригинальному Двигателю Херрманна и Dyna-кулака, так как Двигатель Dyna-кулака использовал обычные клапаны, поршневые кольца, аксессуары, не имел никаких бездоказательных керамических материалов и фактически летел в Пайпер-Эрроу и также привел Лыжную Лодку Сепаратора в действие больше четырех лет.
Британская компания FairDiesel Limited проектирует отклоненные поршневые бескривошипные двигатели дизеля двухтактника, которые используют несинусоидальные кулаки для использования авиации и промышленного применения. Их проекты колеблются от 80-миллиметрового двигателя скуки с 2 цилиндрами до 160-миллиметрового калибра с 32 цилиндрами один.
Новозеландская компания, которую Дюк Энджинес начал в 1993, создала несколько различных двигателей и установила один в автомобиле в 1999. Двигатель управляет 5 цилиндрами, 3 литра, платформой двигателя внутреннего сгорания с 4 ударами с ее уникальной осевой договоренностью, которая находится в ее 3-м поколении. Во время развития Дюк был проверен в Трансмиссии Mahle в Великобритании & в США; результаты испытаний доступны с ним также наличие много топливных возможностей.
Цилиндрический энергетический Модуль - развеваемый синусу двигатель Swashplate, который может также использоваться в качестве автономного насоса, приведенного в действие дополнительным источником. Сменяющее друг друга собрание ротора пластины плеска двинуто вперед-назад с помощью поршневых булавок двигателя, которые следуют за постоянным Синусоидальным Следом Кулака, который окружает собрание ротора.
Новый дизайн насоса использовался в огнетушителях, а также мобильных биологических и химических блоках управления для американских вооруженных сил.
ru.knowledgr.com
Изобретение относится к отрасли двигателестроения и позволяет повысить удельную мощность, надежность, топливную экономичность двигателя, а также обеспечить компактность его конструкции, двигатель содержит корпус с компрессионными камерами, две противолежащие ступенчатые цилиндровые группы, соединенные штоками и цилиндром гидронасоса, и два рабочих цилиндра с продувочными и выпускными окнами, установленные с возможностью возвратно-поступательного движения. В каждом из цилиндров размешены неподвижные поршни, имеющие разделенную камеру сгорания с топливной форсункой. Камера сгорания выполнена сферической с горловиной в виде сопла Лаваля. Торцы рабочего цилиндра выполнены с буртиком, разделяющим корпус двигателя на продувочную и компрессионную камеры, составляющие поршневой пневмокомпрессор. Золотник гидронасоса выполнен в виде эксцентриковой клапанной мембраны, организующей перекачку рабочей жидкости для привода выходной гидротурбины. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания.
Известен двухтактовый свободнопоршневой двигатель внутреннего сгорания [1] , содержащий симметрично расположенную с возможностью возвратно-поступательного движения ступенчатую поршневую группу с центральным поршнем, образующим с центральным цилиндром, имеющим органы газораспределения, ступень предварительного сжатия, и связанные с ним штоками, проходящими через соосные каналы в разделительных стенках, периферийные поршни, образующие симметричные камеры сгорания с периферийными цилиндрами, имеющими впускные окна, в котором симметричные камеры сгорания размещены между разделительными стенками и периферийными поршнями, органы газораспределения центрального цилиндра выполнены в виде всасывающих каналов, а соосные каналы - в виде полых цилиндров, размещенных между центральным цилиндром и камерами сгорания концентрично штокам, имеющим на участках, примыкающих к периферийным поршням ступенчатые клапаны, перекрывающие вход в полые цилиндры при положении поршней в верхней мертвой точке. Недостатком известного двигателя является то, что охлаждаемый центральный шток блока поршня движется в газодинамическом потоке рабочих газов внутри камер сгорания, что приводит к энергетическим потерям и большим тепловым перегрузкам. Известна поршневая машина [2] , содержащая корпус, цилиндр, поршень и размещенные в последнем выходной вал и передаточный механизм одностороннего действия, в котором поршень установлен неподвижно в корпусе, а цилиндр - с возможностью возвратно-поступательного перемещения, причем поршень и цилиндр снабжены пазами, выполненными на их цилиндрических поверхностях, передаточный механизм снабжен щеками с установленными на них пальцами, щеки размещены в пазах поршня, а пальцы - в пазах цилиндра с возможностью перемещения в них. Недостатком известного устройства является то, что топливопровод связан со свободноподвижным цилиндром, что может вызвать неполадки в системе топливоподачи. Кроме того, механизм преобразования, включающий обгонные муфты, не отличается большой прочностью из-за того, что в процессе работы обгонные муфты опираются на точечную или осевую площади касания, что заставляет их работать в режимах, близких к пределу прочности, поэтому они не могут трансформировать значимые по величине мощности и моменты вращения. Целью настоящего изобретения является повышение удельной мощности, надежности, топливной экономичности двигателя, а также обеспечение компактности его конструкции. Предлагается двухтактный аксиальный двигатель, содержащий корпус с компрессионными камерами, две противолежащие ступенчатые цилиндровые группы, соединенные штоками и цилиндром гидронасосa, имеющие два рабочих цилиндра с продувочными и выпускными окнами, установленных с возможностью возвратно-поступательного движения, с размещенным в каждом из них неподвижным поршнем со сферической рабочей поверхностью, имеющим рубашки охлаждения и разделенную камеру сгорания с топливной форсункой и впускными клапанами, соединенную с рабочей камерой, причем разделенная камера сгорания выполнена сферической с горловиной в виде сопла Лаваля, а внутренняя поверхность днища каждого рабочего цилиндра спрофилирована под рабочую поверхность поршня и выполнена с насадкой, спрофилированной под сопло Лаваля, имеющей наружную коническую поверхность, сопряженную с внутренней поверхностью днища цилиндра с образованием овальной выемки, и внутреннюю осевую проточку, образующую полость охлаждения, причем торцы рабочего цилиндра выполнены с буртиком, разделяющим корпус двигателя на продувочную и компрессионную камеры, составляющие поршневой пневмокомпрессор и служащим для него пневмопоршнем, причем золотник гидронасоса в виде эксцентриковой клапанной мембраны с осью, установленной перед всасывающим патрубком на его осевой и с седлами, образованными противолежащими стенками всасывающего и нагнетающего патрубков, связанных через магистрали с гидротурбиной, а поршнями гидронасоса служат днища двух противолежащих рабочих цилиндров, при этом насадка выполнена со сквозными микроотверстиями диаметром до 1 мкм из химически чистого вольфрама, а буртик и цилиндрическая поверхность корпуса выполнена с пазами для размещения силовых обмоток вибратора запуска и обратимого линейного электрического генератора. На чертеже изображен предлагаемый двухтактный аксиальный двигатель в разрезе. Двигатель содержит корпус 1 с двумя противолежащими цилиндровыми группами, каждая из которых содержит компрессионную камеру 2 и камеру 3 продувочного воздуха, составляющие поршневой пневмокомпрессор. Через органы газораспределения в виде выпускных клапанов 4 и продувочных окон 5 эти камеры соединены с разделенной камерой 6 сгорания и топливной форсункой 7, причем камера 6 имеет горловину в виде сопла Лаваля 8 и рубашку охлаждения 9, размещенные в полости неподвижного со сферической рабочей поверхностью поршня 10, причем камера 6 сгорания расположена по осевой в центре днища поршня 10, к которому пригнан свободнопоршневой цилиндр 11 с днищем 12 и продувочными и выпускными окнами 13, расположенными против продувочных окон 5, сообщающимися с коллектором (не показано) продувочных впускных окон 5. В нижней части рабочей камеры 14, ограниченной внутренней поверхностью цилиндра 11 и его днищем 12 имеется разъем 15. Внутренняя поверхность днища 12 спрофилирована под рабочую поверхность поршня и выполнена вогнутой до разъема 15, в котором крепится насадка 16, спрофилированная под сопло Лаваля и имеющая наружную коническую поверхность, сопряженную с внутренней поверхностью днища 12 с образованием овальной выемки и внутреннюю осевую проточку, образующую полость 17 охлаждения. Компрессионная камера 2 и камера 3 продувочного воздуха разделены буртиком 18, действующим как двусторонний пневмопоршень поршневого пневмокомпрессора. Буртик 18 и неподвижный поршень 10 снабжены поршневыми кольцами 19. Для обеспечения компрессии между компрессорной камерой 2 и камерой 3 продувочного воздуха установлены L-образные цилиндровые кольца 20. Охлаждаемые поверхности рабочих цилиндров 11 связаны с двумя парами боковых штоков 21, проходящих через полость центрально расположенного гидроцилиндра 22, снабженного всасывающей 23 и нагнетающей 24 магистралями, соединенными с гидротурбиной, и установленной перед всасывающей магистралью 23 золотником в виде клапанной мембраны 25, насаженной на эксцентриковую ось 26. Цилиндрические поверхности корпуса 1 и буртика 18 выполнены с пазами 27 и 28, в которых размещены статор и ротор соответственно. Двухтактный аксиальный двигатель работает следующим образом. Двигатель является аксиальным и конструкция его ходовой части с цилиндром 11 и пневмопоршнем 18 симметрична. Поэтому когда один рабочий цилиндр находится в верхней мертвой точке (в.м.т.), то другой - в нижней мертвой точке (н. м. т. ). Цилиндры 11 двух ступенчатых цилиндровых групп совершают возвратно-поступательное движение, при котором вследствие перемещения пнвмопоршня 18 фильтры поступают попеременно заряды атмосферного воздуха в компрессионную камеру 2 и камеру 3 продувочного воздуха. Попеременно сжимающийся воздух через продувочные окна 5 поступает в рабочую камеру 14 и выходит через выпускные окна 13, осуществляя при этом петлевую продувку рабочей камеры 14. Эффективность продувки повышается благодаря сферически выполненной рабочей поверхности поршня 10 и спрофилированной на ней внутренней поверхности днища 12 цилиндра 11. При прохождении одним из рабочих цилиндров н.м.т. все впускные клапаны и форсунка не работают, в рабочей камере открыты продувочные окна 5 и впускные окна 13, а поток воздуха со стороны компрессионной камеры 2 закручивается, формируясь в вихрь, и через впускные клапана 4 вихреобразно подается в камеру 6 сгорания, в которой степень сжатия воздуха определяется степенью сжатия рабочего цилиндра 11, с одной стороны, и степенью сжатия поршневого компрессора - с другой. Топливо подается через форсунку 7 и распыляется ею, смешиваясь с вихрем, образуя горючую смесь. В такте сжатия воздух из рабочей камеры 14 через сопло Лаваля 8 попадает в камеру 6 сгорания и, смешиваясь с вихрями горючей смеси, увеличивает топливный заряд. Днище 12 рабочего цилиндра 11 с насадкой 16 вплотную примыкает к днищу поршня 10 и раскаленная вершина насадки 16 попадает в полость критического сечения сопла Лаваля 8, способствуя самовоспламенению. Кроме того, овальная выемка, образованная сопряжением наружной конической поверхности насадки 16 с вогнутой внутренней поверхностью днища 12 способствует тому, что угол падения струй горючей смеси равен углу их отражения, увеличивая тем самым эффективность использования топлива. Образующиеся при самовоспламенении потоки газов со сверхзвуковой скоростью вырываются через сопло Лаваля 8 и ударяются о днище 12 рабочего цилиндра 11, заставляя его двигаться в противоположном направлении, увеличивая давление в гидроцилиндре 22 со стороны всасывающей магистрали 23. При этом клапанная мембрана 25 отклоняется в противоположную сторону, направляя поток рабочей жидкости на днище 12 противолежащего рабочего цилиндра 11 и приводя его в действие. Охлаждение днищ 12 рабочих цилиндров 11 происходит за счет движения рабочей жидкости в гидроцилиндре, в качестве которой используют механически и химически очищенную воду. Следует отметить, что поток рабочих газов не касается боковых стенок рабочего цилиндра 11 и не подвергает их высокотемпературной тепловой нагрузке, т. к. сопло Лаваля 8 направляет струи рабочих газов непосредственно на охлаждаемое днище 12. Во избежание гидроудара клапанная мембрана 25 повертывается и автоматически переводит ходовую часть двигателя из в.м.т. даже при холостом ходе. В случае проскока самовоспламенения в.м.т. будет пройдена за счет гидрошатуна, в качестве которого выступает двухпоршневой гидронасос. Насадка 16 выполнена съемной и установлена в разъем 15. Осевое сечение насадки 16 составляет 10-20% от общей рабочей площади днища 12 цилиндра 11. Внутренняя осевая проточка насадки 16 образует с центральной частью днища 12 цилиндра 11 полость 17 охлаждения. Насадка выполнена из вольфрама с достаточным количеством сквозных микроотверстий диаметром порядка 1 мкм. Такая конструкция снижает испарение воды из микроотверстий во время прохождения насадкой 16 полости сопла Лаваля 8 и исключает попадание воды в камеру 6 сгорания. После самовоспламенения при обратном ходе поршня насадка раскаляется и свойство несмачиваемости водой вольфрама не влияет на процесс испарения, что вызывает охлаждение днища 12 цилиндра 11 и увеличение давления в рабочей камере 14 за счет добавочного парциального давления паров воды, являющихся адсорбентом вредных выбросов. Предлагаемый двигатель преобразует возвратно-поступательное движение во вращательное через двухпоршневой гидронасос, связанный через гидротурбину с рабочим валом. Для запуска двигателя имеются силовые обмотки, размещенные в пазах 27 цилиндрической поверхности корпуса 1 и пазах 28 буртика 18 и служащие статором и ротором соответственно. При пропускании переменного электрического тока эти обмотки служат вибратором запуска. Двигатель изготавливают из алюминия с хромированием рабочих поверхностей цилиндров 11 и выпускных окон 13. Рабочие поверхности камеры сгорания 6, сопла Лаваля 8, днища цилиндра 15 выполнены из металлокерамики. Двигатель является высокооборотным с широким диапазоном форсирования. Предлагаемый двигатель надежен, технологичен, дешев, прост при эксплуатации и обслуживании, обеспечивает экономию топлива, позволяет форсировать мощность без изменений объема камер и массогабаритов настолько, насколько ограничен предел воздухосборников и смесеобразующих камер. Конструкция двигателя допускает помодульное использование в блоке модулей. Его можно использовать в транспортной и энергетической отраслях промышленности. Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР 1192635, кл. F 02 B 71/00, опубл. 15.11.85. Двухтактный свободнопоршневой двигатель. 2. Авторское свидетельство СССР N 1038487, кл. F 01 B 9/08, опубл. 30.08.83. Поршневая машина Лапидуса.Формула изобретения
1. Двухтактный аксиальный двигатель, содержащий корпус с компрессионными камерами, две противолежащие ступенчатые цилиндровые группы, соединенные штоками и цилиндром гидронасоса, имеющие два рабочих цилиндра с продувочными и выпускными окнами, установленные с возможностью возвратно-поступательного движения, с размещенными в каждом из них неподвижным поршнем со сферической рабочей поверхностью, имеющим рубашки охлаждения и разделенную камеру сгорания с топливной форсункой и впускными клапанами, сообщенную с рабочей камерой, отличающийся тем, что разделенная камера сгорания выполнена сферической с горловиной в виде сопла Лаваля, а внутренняя поверхность днища каждого рабочего цилиндра спрофилирована под рабочую поверхность поршня и выполнена с насадкой, спрофилированной под сопло Лаваля, имеющей наружную коническую поверхность, сопряженную с внутренней поверхностью днища цилиндра с образованием овальной выемки, и внутреннюю осевую проточку, образующую полость охлаждения, причем торцы рабочего цилиндра выполнены с буртиком, разделяющим корпус двигателя на продувочную и компрессионную камеры, составляющие поршневой пневмокомпрессор, и служащим для него пневмопоршнем, причем золотник гидронасоса выполнен в виде эксцентриковой клапанной мембраны с осью, установленной перед всасывающим патрубком на его осевой, и с седлами, образованными противолежащими стенками всасывающего и нагнетающего патрубков, связанных через магистрали с гидротурбиной, а поршнями гидронасоса служат днища двух противолежащих рабочих цилиндров. 2. Двухтактный аксиальный двигатель по п.1, отличающийся тем, что насадка выполнена со сквозными микроотверстиями диаметром до 1 мкм из химически чистого вольфрама. 3. Двухтактный аксиальный двигатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что буртик и цилиндрическая поверхность корпуса выполнены с пазами для размещения силовых обмоток вибратора запуска и обратимого линейного электрического генератора.РИСУНКИ
Рисунок 1www.findpatent.ru
эл. motore assiale
Dictionnaire technique russo-italien. 2013.
Двигатель J79 — Авиационный двигатель General Electric J79 Двигатель J79 производства General Electric турбореактивный двигатель с форсированной тягой, используемый для истребительной и бомбардировочной авиации. Компрессор двигателя … Википедия
Авиационный двигатель — тепловой двигатель для приведения в движение летательных аппаратов (самолётов, вертолётов, дирижаблей и др.). К А. д. предъявляются весьма высокие требования: максимальная мощность (или тяга) в агрегате при минимальной массе, относимой к… … Большая советская энциклопедия
АЛ-31Ф (двигатель) — АЛ 31Ф Двигатель АЛ 31ФН Использование: Применение: Су 27 и его модификации Производство: Конструктор: А. М. Люлька, В. М. Чепкин Массогабаритные характеристики … Википедия
Газотурбинный двигатель — с одноступенчатым радиальным компрессором, турбиной, рекуператором, и воздушными подшипниками Газотурбинный двигатель (ГТД) тепловой двигатель, в котором газ сжимается и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого… … Википедия
Двухконтурный турбореактивный двигатель — Газотурбинный двигатель (ГТД, ТРД) тепловой двигатель, в котором газ сжимается и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу газовой турбины. В отличие от поршневого двигателя, в ГТД процессы… … Википедия
Компрессионный карбюраторный двигатель — Компрессионный двигатель на авиамодели … Википедия
Турбовинтовой двигатель — (ТВД) авиационный Газотурбинный двигатель, в котором основная тяга создаётся воздушным винтом (См. Воздушный винт), а дополнительная тяга (до 8 12%) струей газов, вытекающих из реактивного сопла (См. Реактивное сопло). ТВД используются на … Большая советская энциклопедия
Турбореактивный двигатель — (ТРД) авиационный Газотурбинный двигатель, в котором тяга создаётся струей газов, вытекающих из реактивного сопла. ТРД применяются на сверхзвуковых самолётах как маршевые двигатели либо как подъёмные двигатели на самолётах вертикального… … Большая советская энциклопедия
RS-24 (ракетный двигатель) — RS 24/SSME (РС 24) Испытания на стенде основного двигателя космического челнока. Тип: ЖРД Топливо: жидк … Википедия
Электрический ракетный двигатель сильноточный — Электромагнитный ракетный двигатель, плазменный ракетный двигатель, ЭРД электрический ракетный двигатель, создающий тягу за счёт разгона в электромагнитном поле рабочего тела, превращённого в плазму. Принципы работы ЭРД состоит из двух основных… … Википедия
АЛ-7 (двигатель) — У этого термина существуют и другие значения, см. АЛ 7 (пистолет пулемёт). АЛ 7Ф Турбореактивный двигате … Википедия
polytechnic_ru_it.academic.ru
Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания. Технический результат - повышение удельной мощности, надежности, топливной экономичности и компактности конструкции. Для достижения указанного результата в двухтактном аксиальном двигателе свободноподвижной цилиндр с прорезями для движения и выпуска отработавших газов образует с двухсторонним поршнем, закрепленным неподвижно на держателе и имеющим выходящие в камеры сгорания топливные и водяные форсунки, а также свечи зажигания, две цилиндропоршневые пары, снабженные гидронасосом. Днища поршня имеют рубашки охлаждения, днища свободноподвижного цилиндра спрофилированы под рабочую поверхность поршня и также имеют водяное охлаждение. Корпуса компрессионных камер выполнены в виде пневмоцилиндра с крышкой и обратным клапаном и снабжены обмоткой статора электрического линейного генератора, подвижные якоря которого установлены в буртиках свободноподвижного цилиндра. Модули цилиндропоршневых пар последовательно соединены штоками через крышки с уплотнениями, при этом синхронизатором, позволяющим свободноподвижным цилиндрам проходить "мертвые точки", служит крейцкопфный механизм. Гидронасос связан с гидротурбиной, которая вращает роторные многополюсные электрогенераторы, которые непосредственно связаны с четырехполюсными электродвигателями, и осуществляют силовой привод через планетарную передачу, линейный генератор служит для привода с помощью соленоида впускного клапана. 4 з.п.ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания.
Известен двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с поршнем, имеющим отверстие, в котором размещен впускной клапан для впуска топливовоздушной смеси из впускного коллектора в камеру всасывания, которая расположена под поршнем, изолирована от кривошипной камеры и сообщена с расположенной над поршнем камерой сгорания посредством перепускного коллектора, на входе которого размещен впускной клапан для подачи топливовоздушной смеси из камеры всасывания в камеру сгорания, окно выпуска отработавших газов из камеры сгорания, расположенное на стенке цилиндра, дополнительный поршень, размещенный в цилиндре между кривошипной камерой и основным поршнем и жестко связанный с основным поршнем, вторую камеру всасывания, размещенную между первой камерой всасывания и дополнительным поршнем, изолированную от первой камеры всасывания посредством перегородки и сообщенную с впускным коллектором посредством клапана, установленного в отверстии на входе во вторую камеру всасывания и обращенного входом к впускному коллектору, отличающийся тем, что вторая камера всасывания сообщена с перепускным коллектором посредством клапана, обращенного входом ко второй камере всасывания, а в перепускном коллекторе у входа в камеру сгорания установлен пневматический клапан, обращенный входом к первой и второй камерам всасывания. Патент России N 2066379, МКИ F 02 B 33/12, публ. 10.09.1996 г., бюл. N 25, з. N 94026031/06 от 13.07.94 г., патентообладатель Скрипов Ю.Л. К недостаткам вышеприведенного технического решения относится ограниченность объема компрессионных камер, не позволяющая оптимизировать степень сжатия, что в значительной степени определяет индикаторный КПД двигателя и его эффективность. Кроме того, наличие коленчатого вала в двигателе Скрипова усложняет технологию его производства. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому в качестве изобретения двухтактному аксиальному двигателю является поршневая машина Лапидуса, содержащая корпус, цилиндр, поршень и размещенные в последнем выходной вал и передаточный механизм одностороннего действия, причем поршень установлен в корпусе неподвижно, а цилиндр с возможностью возвратно-поступательного перемещения, поршень и цилиндр при этом снабжены пазами, выполненными на их цилиндрических поверхностях, передаточный механизм снабжен щеками с установленными на них пальцами, щеки размещены в пазах поршня, а пальцы - в пазах цилиндра с возможностью перемещения в них. Авт. свид. СССР N 1038487, МКИ F 01 В 9/08, дата подачи заявки 24.10.79 г., з. N 2831823/25-06, дата публикации 30.08.83 г., бюл. N 32. Заявитель Минский филиал Гос. проектно-технологического и экспериментального института "Оргстанкинпром". Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении удельной мощности, надежности, топливной экономичности и компактности конструкции. Для достижения вышеуказанного результата в двухтактном аксиальном двигателе, содержащем корпус с торцевыми компрессионными камерами, две противолежащие цилиндропоршневые пары с выпускными окнами, причем цилиндры установлены с возможностью возвратно-поступательного движения, днища цилиндропоршневых пар имеют рубашки охлаждения, топливные форсунки и впускные клапаны, соединяющие компрессионные камеры с рабочими. Торцы рабочего цилиндра снабжены буртиком, образующим поршневой пневмокомпрессор, а золотник гидронасоса выполнен в виде эксцентриковой клапанной мембраны с осью, установленной перед всасывающим патрубком на его осевой линии и с седлами, образованными противолежащими стенками всасывающего и нагнетающего патрубков. Свободноподвижный цилиндр с прорезями для движения и выпуска отработавших газов образует с двухсторонним поршнем, закрепленным неподвижно на держателе и имеющим топливные и водяные форсунки, а также свечи зажигания, выходящие в камеры сгорания, образованные внутренней поверхностью цилиндра, две цилиндропоршневые пары. Днища поршня имеют рубашки охлаждения, а днища цилиндра, выполненные также охлаждаемыми, имеют буртики на торцах цилиндров и вместе с ними служат поршнями в поршневых компрессионных камерах, сообщенных через впускные клапаны с камерами сгорания для прямоточной продувки. На корпусах компрессионных камер размещены обмотки статора обратимого электрического линейного генератора, подвижные якоря которого, установленные в буртиках свободноподвижного цилиндра также, как диск обратного пневмоклапана на крышке компрессионной камеры и дискообразная пятка впускного клапана рабочей камеры, выполнены из постоянных магнитов на основе Nd-Fe-B, причем диски, расположенные по центральной оси, имеют противоположную направленность намагниченности. Модули цилиндропоршневых пар с держателями последовательно соединены штоками через крышки с уплотнениями, при этом свободноподвижные цилиндры сбалансированы крейцкопфным механизмом. На гидронасосе установлен запаянный гидростатический патрубок с пузырьками воздуха, давление в котором уравновешивает давление жидкости. Гидронасос связан с гидротурбиной, которая вращает роторные многополюсные, выполненные на основе постоянных магнитов, электрогенераторы, непосредственно связанные с четырехполюсными электродвигателями, осуществляющими силовой привод через планетарную передачу, а линейный генератор служит для привода с помощью соленоида впускного клапана. Якорь линейного генератора выполнен из кольцевых концентрических постоянных магнитов на основе Nd-Fe-B, а электрические обмотки статора также имеют вид концентрических кольцевых соленоидов, размещенных в пазах между магнитами. На фиг.1 изображен модуль двухтактного аксиального двигателя в разрезе; на фиг.2 - разрез двигателя в сборе. Двигатель (фиг. 4) содержит две торцевые крышки 1 с обратными пневмоклапанами 2, установленные на двух цилиндрах-корпусах 3 с пазами, образующие компрессионную камеру 4 поршневых компрессоров, имеющих поршневые кольца 5 и пневмопоршни 6, снабженные впускными клапанами 7, выходящими через днище 8, и являющиеся рабочей поверхностью свободноподвижного цилиндра 9. Под буртиками свободноподвижного цилиндра 9 установлены четыре небольших гидронасоса 10, снабженные инерционными обратными гидроклапанами 11, установленные в гидропоршеньках. Выпуск отработавших газов производится через выпускные окна 12, между которыми установлены гидроцилиндры 13 гидронасоса 10, а на входе и выходе системы охлаждения днищ цилиндра 9 установлены золотники, содержащие штифт-ограничитель хода 14, ось вращения 15 и седло 16 клапанной мембраны 17, которая направляет охлаждающую жидкость в полость охлаждения 18 днищ цилиндра 9. На держателе 19 с помощью симметричного разъема установлен двусторонний поршень 20 с установленными в нем с двух сторон свечами зажигания 21, топливными форсунками 22, рубашками охлаждения 23. Днище двустороннего поршня 20 образует совместно с свободнонодвижным цилиндром 9 камеру сгорания 24. Система охлаждения работает за счет собственного движения, в котором участвуют гидропоршни 25, снабженные в виде шариков 26 инерционными клапанами 11 с пружинами, а также L-образными уплотнительными поршневыми кольцами 27. Охлаждающая жидкость выводится через магистраль 28 в радиатор охлаждения, минуя демпфирующие гидроудары пластины 29 и корпус золотника 30. В буртиках свободноподвижного цилиндра 9 установлены два сверхсильных постоянных кольцевых магнита 31 на основе Nd-Fe-B, служащих якорем обратимого линейного электрогенератора, обмотка 32 статора размещена в пазах корпусов 3. Вырабатываемый электрический ток не требует специального преобразования по частоте, фазе, направлению и непосредственно подается на четырехполюсные электродвигатели, якоря которых выполнены из постоянных магнитов на основе Nd-Fe-B (на рисунке не показано). Кроме того, пятки 33 впускных клапанов 7 и диски 2 обратных пневмоклапанов выполнены также из постоянных магнитов, установленных с противоположной направленностью намагниченности во избежание соударений. Двигатель в сборе (фиг.2) содержит крейцкопф 34, направляющие 35, соединительный палец 36, шатун 37, ось вращения 38, эксцентрик 39, картер 40, соединительные штоки с модулями двигателя 41. В разрезах на фиг.2 модулей показаны компрессионные камеры 42, впускные клапана 43, камера сгорания 44, магистрали системы охлаждения 45, держатели 46, свечи зажигания 47, топливные форсунки 48, межмодульные уплотнения 49, межмодульные соединительные штоки 50, выпускные окна 51, постоянные магниты линейного электрогенератора 52, обмотки статора линейного электрогенератора 53. Двухтактный аксиальный двигатель работает следующим образом. Двигатель является аксиальным, поэтому в модуле конструкция его цилиндропоршневых пар и компрессионных камер с впускными клапанами симметрична. Когда одно днище свободноподвижного цилиндра 9, установленного с возможностью возвратно-поступательного движения и пригнанного к двустороннему поршню 20, находится в положении верхней мертвой точки (В.М.Т.), то другое охлаждаемое днище - в нижней мертвой точке (Н.М.Т.). Цилиндр 9 совершает возвратно-поступательные движения, при которых вследствие перемещения пневмопоршней 6 через фильтры и обратный клапан 2 поступают попеременно заряды атмосферного воздуха в компрессионную камеру 4. Попеременно сжимающийся воздух через впускные клапана 7 поступает в рабочие камеры, осуществляя при этом через окна 12 прямоточную продувку рабочих камер 24. Эффективность продувки повышается благодаря сферически выполненным днищам двустороннего поршня 20 и спрофилированной под нее внутренней рабочей поверхности днища 8 свободноподвижного цилиндра 9. При прохождении одной из цилиндропоршневых пар Н.М.Т. впускной клапан 7 (см. фиг.1) открыт, а форсунки 22 не работают. В камере сгорания 24 открыты выпускные окна 12 и поступающий из компрессионной камеры воздушный заряд с наддувом вытесняет отработавшие выхлопные газы. После закрытия выпускных окон воздух в камере сгорания сжимается, а поток воздуха со стороны компрессионной камеры 4 закручивается, формируясь в вихрь. Топливо подается через форсунку 22 и распыляется ею, смешиваясь с вихрем, образуя гомогенную горючую смесь. Ввиду увеличенного и оптимизированного объема компрессионной камеры 4 воздушный заряд подается с наддувом, что увеличивает топливный заряд и способствует полному дожиганию топлива. Прохождения В.М.Т. и Н.М.Т. в случае проскока самовоспламенения от сжатия и при холостом ходе, а также синхронизации величины нагрузки на двигатель и работы самого двигателя в сборе будет обеспечивать (см.фиг.2) крейцкопфный механизм 34 с шатуном 37, осью 38 и эксцентриком 39, связанным с модулем через штоки 41. После самовоспламенения при обратном ходе поршня с помощью водяной форсунки за 0-18o до В.М.Т. впрыскивается химически и механически очищенная вода, что способствует увеличению давления в камере сгорания 24 (фиг.1) за счет добавочного парциального давления паров воды, а также способствует экологичности двигателя, так как конденсируясь, вода является хорошим адсорбентом вредных выбросов. Предлагаемый двигатель преобразует с помощью гидротурбины возвратно-поступательные движения во вращательные через роторные электрогенераторы с постоянными магнитами в виде их якорей и благодаря 4-полюсным электродвигателям на постоянных магнитах, непосредственно связанных с электрогенераторами. Для запуска двигателя имеются силовые обмотки 32, размещенные в пазах цилиндра - корпуса 3, служащие статором, и постоянные магниты 31, служащие ротором соответственно. При пропускании переменного электрического тока эти обмотки служат вибратором запуска. Двигатель изготавливают из алюминия с хромированием рабочих поверхностей цилиндра 9 (фиг.1), днищ поршня 20 и выпускных окон 12. Двигатель является высокооборотным с широким диапазоном форсирования. Он надежен, технологичен, дешев, прост и компактен по конструкции. Обеспечивает экономию топлива. Его можно использовать в транспортной и энергетической отраслях промышленности, кроме того, можно использовать как гибридный электромеханический привод автомобиля.Формула изобретения
1. Двухтактный аксиальный двигатель, содержащий корпус с торцевыми компрессионными камерами, две противолежащие цилиндро-поршневые пары с выпускными окнами, причем цилиндры установлены с возможностью возвратно-поступательного движения, в днища цилиндро-поршневых пар имеют рубашки охлаждения, топливные форсунки и впускные клапаны, соединяющие компрессорные камеры с рабочими, отличающийся тем, что торцы рабочего цилиндра снабжены буртиком, образующим поршневой пневмокомпрессор, а золотник гидронасоса выполнен в виде эксцентриковой клапанной мембраны с осью, установленной перед всасывающим патрубком на его осевой линии и с седлами, образованными противолежащими стенками всасывающего и нагнетающего патрубков, в свою очередь свободноподвижный цилиндр с прорезями для движения и выпуска отработавших газов образует с двусторонним поршнем, закрепленным неподвижно на держателе и имеющим топливные и водяные форсунки, а также свечи зажигания, выходящие в камеры сгорания, образованные внутренней поверхностью цилиндра, две цилиндропоршневые пары, причем днища поршня имеют рубашки охлаждения, а днища цилиндра, выполненные также охлаждаемыми, имеют буртики на торцах цилиндра и совместно с ними служат пневмопоршнями в торцевых компрессионных камерах, сообщенных через впускные клапана с камерами сгорания для прямоточной продувки, а на корпусах компрессионных камер размещены обмотки статора обратимого электрического линейного генератора, подвижные якоря которого, установленные в буртиках свободноподвижного цилиндра так же, как и диск обратного пневмоклапана на крышке компрессионной камеры и дискообразная пятка впускного клапана рабочей камеры, выполнены из постоянных магнитов на основе Nd-Fe-B, причем диски, расположенные по центральной оси, имеют противоположную направленность намагниченности. 2. Двухтактный аксиальный двигатель по п.1, отличающийся тем, что несколько модулей цилиндропоршневых пар с держателями последовательно соединены штоками через крышки с уплотнениями, при этом свободноподвижные цилиндры сбалансированы крейцкопфным механизмом. 3. Двухтактный аксиальный двигатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что на гидронасосе установлен запаянный гидростатический патрубок с пузырьками воздуха, давление в котором уравновешивает давление жидкости. 4. Двухтактный аксиальный двигатель по пп.1 - 3, отличающийся тем, что гидронасос связан с гидротурбиной, которая вращает роторные многополюсные, выполненные на основе постоянных магнитов, электрогенераторы, непосредственно связанные с четырехполюсными электродвигателями, осуществляющими силовой привод через планетарную передачу, а линейный генератор служит для привода с помощью соленоида впускного клапана. 5. Двухтактный аксиальный двигатель по пп.1 - 4, отличающийся тем, что якорь линейного генератора выполнен из кольцевых концентрических постоянных магнитов на основе Nd-Fe-B, а электрические обмотки статора также имеют вид концентрических кольцевых соленоидов, размещенных в пазах между магнитами.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2www.findpatent.ru
