Винтовой двигатель

 

Использование в двигателестроение. Сущность: винтовой двигатель работает в цикле д.в.с. с самовоспламенением от повышения температуры воздушно-топливной смеси, в котором полости сжатия и расширения образуются попеременно корпусом роторов и роторами вместе с перепускной трубой, при этом каждый винтовой ротор выполнен с эпициклоидальным симметричным профилем в торцевом сечении. 2 з. п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области двигательного машиностроения, а конкретно к двигателям объемного сгорания с самовоспламенением и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, а также военной.

Известен двигатель объемного сгорания с самовоспламенением (1). Он включает в себя цилиндр, поршень, клапаны, шатун, коленчатый вал.

Известна также конструкция винтового двигателя, работающего в цикле детандера, использующего в качестве сгораемого вещества фторзамещенные углеводородные вещества (2).

В (1) сложны в изготовлении: коленчатый вал, шатун, который сложен также в сборке с коленчатым валом. Силы инерции второго порядка в (1) не уравновешены, что приводит к дополнительной вибрации, например корпуса корабля.

В (2) сложна система из-за наличия в ней таких элементов, как: резервуар, подогреватель, камера расширения, кроме того, у нее низкий коэффициент полезного действия из-за тепловых потерь.

Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции, устранение сил инерции второго порядка в (1), а по сравнению с изобретением, изложенным в (2) упрощение винтового двигателя, увеличения его коэффициента полезного действия и надежности.

Для достижения этой цели двигатель размещен в четырех корпусах соединенных вместе и работает в цикле двигателя объемного сгорания с самовоспламенением.

На фиг. 1 изображен продольный разрез двигателя, состоящего из: корпуса роторов 1, присоединенного к нему корпуса всасывания-выхлопа 2, с размещенными в них винтовыми роторами, корпус нагнетания 3 и корпус 4, в которых размещены цилиндрическая зубчатая передача 5 и коническая зубчатая передача 6, приводящие в действие, с помощью кулачкового механизма 7, нагнетательный клапан 8 фиг. 2, который по каналу 9 фиг.2 соединен трубой 10 фиг.1 с промежуточной парной полостью, образованной винтовыми роторами.

На фиг. 3 изображен поперечный разрез по корпусу всасывания-выхлопа 2 фиг. 1, где 11, 12 окна всасывания, 13, 14 отверстия для впрыска топлива, а 15, 16 окна выхлопа.

На фиг. 4 изображен механизм запуска с соответствующей ему схемой на фиг. 5, где 17, 18 шестерни, посаженные на ротора, 19 выдвижная шестерня, приводимая в действие поршнем гидроцилиндра 20, которая передает пусковой момент через шестерню 21 от шестеренчатого насоса 22, приводимого в действие от поршня гидроцилиндра 23, который соединен трубой 24 большего диаметра, чем труба 25, которая является основной.

На фиг. 6 и 7 изображен корпус роторов с размещенными в нем четырехзубым ротором и шестизубым ротором, на роторах сделаны полукруговые проточки 26 фиг. 6, 7, в корпусе роторов соответственно им сделаны проточки 27 фиг. 6, 28 фиг. 7, причем диаметр проточек не превышает 0,04 от разности наружного радиуса винтовой части ротора и радиуса впадин, которые предназначены для уменьшения перетечек сгоревшей топливо-кислородной смеси в соседние парные полости роторов винтового двигателя.

Экспериментальные значения коэффициента местных потерь давления в зависимости от отношения диаметров и критерия Рейнольдса показаны на фиг. 8 и 9.

Литература 1. Патент Германии N 26706, МКИ Р 02 В, 1882 г.

2. Патент Великобритании N 11301214, МКИ Р 01 К 25/00, 1972 г. 2 4

Формула изобретения

1. Винтовой двигатель, содержащий винтовые роторы, установленные в корпусе цилиндров, системы подачи топлива и воздуха и механизм запуска двигателя, отличающийся тем, что система подачи топлива и воздуха выполнены в виде корпуса всасывания-выхлопа с всасывающими и выхлопными окнами и отверстиями для впрыска топлива, присоединенного к корпусу цилиндров, механизм запуска двигателя выполнен в виде корпуса нагнетателя с размеренными внутри него двумя гидроцилиндрами и масляного шестиренчатого двигателя, последний кинематически связан с зубчатыми колесами, неподвижно закрепленными на валах винтовых роторов, и гидравлически через клапан соединен с каждым гидроцилиндром, соединенными между собой трубопроводом, при этом в корпусе нагнетателя установлен узел связи штока гидроцилиндра с винтовым ротором, выполненным в виде цилиндрической и конической зубчатой передач и кулачкового механизма, соединенного с одним из роторов и с нагнетательным клапаном, соединенным посредством трубопровода с парной полостью, образованной роторами.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что полость сжатия и расширения образуется попеременно корпусом и ротором с перепускным трубопроводом.

3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что каждый винтовой ротор выполнен с эпициклоидальным симметричным профилем зубьев в торцевом сечении.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9