Двигатель с самоуплотнением и дополнительным валом отбора мощности
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к уплотнениям роторных двигателей. Техническим результатом является повышение надежности, удельной мощности и производительности двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит корпус компрессора и корпус двигателя, камеру сгорания со свечой накаливания и форсункой впрыска топлива. В корпусах соосно установлены вращающиеся роторы. Ротор компрессора снабжен отверстиями, сопряженными с фиксаторами диска компрессора с дополнительным валом отбора мощности, а торцевые крышки компрессора и двигателя снабжены пазами с пружинами и фланцами с упорными болтами. Фланец торцевой крышки компрессора снабжен резьбой, сопряженной с резьбой торцевой крышки компрессора, а фланец двигателя снабжен резьбой, сопряженной с резьбой торцевой крышки двигателя. При этом одна резьба выполнена левой, а другая - правой. Болты под действием пружин сопряжены через пазы торцевой крышки компрессора с упором на диск и на детали компрессора до средней торцевой крышки с одной стороны, а с другой стороны упорные болты также под действием пружин сопряжены через пазы торцевой крышки двигателя с упором на диск и на детали двигателя до средней торцевой крышки. 7 ил.
Изобретение относится к двигателестроению (тепловым объемным двигателям), а также к компрессоростроению, и может быть использовано для привода всех видов транспортных средств.
Известен двигатель внутреннего сгорания с трохоидальной рабочей камерой, содержащей установленный на эксцентриковом выходном валу ротор-поршень (Ханин Н.С., Чистозвонов С.Б. «Автомобильные роторно-поршневые двигатели», М.: Машгиз, 1964 г., с.100-105, рис.30).
Недостатком известного роторно-поршневого двигателя является то, что он сложен и недолговечен, со сложной системой электрозажигания и прерывателя с приводом.
Известен компрессор, содержащий подвижный ротор с плоскостями сопряжения и плавающим поршнем двухстороннего действия, с ответными плоскостями сопряжения, где поршень компрессора снабжен вторым пазом с опорным валом, эксцентрично установленным в выступе задней торцевой крышки (Патент RU 2253754, М.кл. F04С 18/00, 2003 г.).
Недостатком является то, что передняя и задняя торцевые крышки устанавливаются в компрессоре с торцевыми зазорами, которые создают утечку рабочего газа из рабочих объемов.
Известен роторный двигатель, содержащий корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды и торцевыми крышками, эксцентрично установленный в корпусе ротор, образующий с ним рабочие камеры, в которых размещены подпружиненные разделительные лопасти, имеющие торцевые уплотнительные пластины (SU. Авт. свид. №1733642, 1989 г.).
Недостатками этого роторного двигателя являются сложность конструкции, малая надежность, удельная мощность и производительность.
Наиболее близким аналогом является роторно-поршневой двигатель, содержащий камеру сгорания со свечой накаливания и системой впрыска топлива, корпус компрессора и корпус двигателя с впускными и выпускными каналами с торцевыми крышками, соосно установленные в корпусе компрессора и в корпусе двигателя с зазором с возможностью вращения подвижные роторы с плоскостями сопряжения с плавающими поршнями двухстороннего действия с ответными плоскостями сопряжения, при этом плавающие поршни снабжены боковыми пазами, сопряженными с вращаемым распределительным валом, образуют подвижные рабочие камеры всасывания и сжатия, рабочего хода и выпуска отработанного газа, причем ротор двигателя снабжен отверстиями, сопряженными с фиксаторами диска с силовым валом двигателя (RU. Заявка №2006108892 от 21.03.2006).
Недостатками этого двигателя являются малая удельная мощность и производительность двигателя, кроме того, отсутствуют средства уплотнения рабочих объемов.
Техническая задача заключается в повышении надежности, удельной мощности и производительности двигателя.
Указанная задача решается за счет того, что в двигателе, содержащем камеру сгорания со свечой накаливания и системой впрыска топлива, корпус компрессора и корпус двигателя с впускными и выпускными каналами с торцевыми крышками, соосно установленные в корпусе компрессора и в корпусе двигателя с зазором с возможностью вращения подвижные роторы с плоскостями сопряжения с плавающими поршнями двухстороннего действия с ответными плоскостями сопряжения, при этом плавающие поршни снабжены боковыми пазами, сопряженными с вращаемым распределительным валом, образуют подвижные рабочие камеры всасывания и сжатия, рабочего хода и выпуска отработанного газа, причем ротор двигателя снабжен отверстиями, сопряженными с фиксаторами диска с силовым валом двигателя, новым является то, что ротор компрессора снабжен отверстиями, сопряженными с фиксаторами диска компрессора с дополнительным валом отбора мощности.
Передняя и задняя торцевые крышки компрессора и двигателя снабжены пазами с пружинами и фланцами с резьбой и упорными болтами, которые постоянно под действием пружин автоматически сопряжены, через пазы передней торцевой крышки с упором без зазора на диск и на детали компрессора до средней торцевой крышки с одной стороны и с другой стороны упорные болты, также под действием пружин автоматически сопряжены через пазы задней торцевой крышки с упором без зазора на диск и на детали двигателя до средней торцевой крышки, при этом фланец передней торцевой крышки компрессора снабжен левой резьбой, сопряженной с левой резьбой передней торцевой крышки, а задняя торцевая крышка снабжена правой резьбой, сопряженной с правой резьбой фланца задней торцевой крышки корпуса двигателя.
Конструктивно предлагаемый двигатель обеспечивает автоматическое самоуплотнение рабочих объемов, причем без технологических зазоров, что исключает утечку не сгоревших до конца газов в атмосферу, что позволяет повысить удельную мощность, производительность, а дополнительный вал снижает нагрузку на силовой вал, при этом улучшаются условия размещения вспомогательных агрегатов на двигателе.
На фиг.1 изображен общий вид двигателя с боку в разрезе, на фиг.2 - сечение А-А, на фиг.3 - сечение Б-Б, на фиг.4 показано взаимное расположение деталей компрессора в сборе, вид сбоку в разрезе, на фиг.5 - вид сверху деталей компрессора на фиг.4, на фиг.6 - взаимное расположение деталей двигателя в сборе, вид сбоку в разрезе, на фиг.7 - вид сверху деталей двигателя на фиг.6.
Двигатель с самоуплотнением и дополнительным валом отбора мощности содержит камеру сгорания 1 со свечой накаливания 2 и форсункой впрыска топлива 3, корпус 4 компрессора и корпус 5 двигателя с впускными каналами 6 и 7 и выпускными каналами 8 и 9. Соосно установлены в корпусе 4 компрессора и в корпусе 5 двигателя с зазором с возможностью вращения подвижные роторы 10 и 11 с плоскостями сопряжения 12 и 13, 14 и 15 с плавающими поршнями 16 и 17 двухстороннего действия с ответными плоскостями сопряжения 18 и 19, 20 и 21. Роторы 10 и 11 снабжены впускными - выпускными распределительными окнами 22 и 23, 24 и 25, при этом ротор 10 компрессора снабжен отверстиями 26, сопряженными с фиксаторами 27 диска 28 с дополнительным валом 29 отбора мощности, а ротор 11 двигателя снабжен отверстиями 30, сопряженными с фиксаторами 31 диска 32 с силовым валом 33 двигателя. Передняя и задние торцевые крышки 34 и 35 компрессора и двигателя снабжены пазами 36 и 37 с пружинами 38 и фланцами 39 и 40 с резьбой 41 и упорными болтами 42, которые постоянно под действием пружин 38 сопряжены через пазы 36 передней торцевой крышки 34 с упором на диск 28 и на детали компрессора до средней торцевой крышки 43 с одной стороны, и с другой стороны упорными болтами 42, также под действием пружин 38 постоянно сопряженными через пазы 37 задней торцевой крышки 35 с упором на диск 32 и на детали двигателя до средней торцевой крышки 43, при этом фланец 39 передней торцевой крышки 34 компрессора снабжен левой резьбой 44, сопряженной с левой резьбой передней торцевой крышки 34, а задняя торцевая крышка 35 снабжена правой резьбой 45, сопряженной с правой резьбой фланца 40 задней торцевой крышки 35 корпуса 5 двигателя. Плавающие поршни 16 компрессора и поршни 17 двигателя снабжены боковыми пазами 46 и 47, сопряженными с вращаемым распределительным валом 48, смещены относительно друг друга на 180° и уравновешены относительно друг друга. Плавающие поршни 16 и 17 боковыми пазами 46 и 47 сопряжены с вращаемым распределительным валом 48 и образуют подвижные рабочие камеры 49 и 50, 51 и 52 всасывания и сжатия, рабочего хода и выпуска отработанного газа через выпускной патрубок 53 в атмосферу.
Перед запуском двигателя включается свеча накаливания 2, и предварительно прогревается камера сгорания 1, затем стартером раскручиваются валы 29 и 33 компрессора и двигателя, через впускной канал 6, впускное - выпускное окно 22 в подвижную рабочую камеру 49 всасывается воздух и сжимается поршнем 16 двухстороннего действия до положения рабочей камеры 50, через впускное - выпускное окно 23, выпускной канал 8 и трубу сжатый воздух поступает в камеру сгорания 1. Форсункой 3 впрыскивается, воспламеняется и сгорает топливо в камере сгорания 1, и через впускной канал 7, впускное - выпускное распределительное окно 24 рабочий газ под давлением на поршень 17 двухстороннего действия поступает в рабочую камеру 51, двигатель совершает рабочий ход, рабочая камера 51 занимает положение рабочей камеры 52, и при дальнейшем движении поршень 17 совершает выпуск отработанного газа в двигателе. Это происходит через впускное - выпускное окно 25, выпускной канал 9 и выпускной патрубок 53, отработанный газ выбрасывается в атмосферу, одновременно рабочая камера 51, находясь в положении рабочей камеры 52, возвращается в свое первоначальное положение камеры 51.
Далее циклы камеры 49 всасывания и камеры 50 сжатия в компрессоре, камеры 51 рабочего хода и камеры 52 выпуска отработанного газа в двигателе через выпускной патрубок 53 повторяются.
При работе двигателя диски 28 и 32 вращаются на своих валах 29 и 33 компрессора и двигателя с деталями, примыкающими к дискам 28, 32, и между ними возникает сила трения, которая направлена на раскручивание резьбы 44 и 45, а сила пружин 38 направлена на закручивание резьбы 44 и 45 до упора в диски 28 и 32 упорными болтами 42. Сила упора болтов 42 на диски 28 и 32 регулируется.
Двигатель с самоуплотнением и дополнительным валом отбора мощности, содержащий камеру сгорания со свечой накаливания и системой впрыска топлива, корпус компрессора и корпус двигателя с впускными и выпускными каналами с торцевыми крышками, соосно установленные в корпусе компрессора и в корпусе двигателя с зазором с возможностью вращения подвижные роторы с плоскостями сопряжения с плавающими поршнями двухстороннего действия с ответными плоскостями сопряжения, при этом плавающие поршни снабжены боковыми пазами, сопряженными с вращаемым распределительным валом, и образуют подвижные рабочие камеры всасывания и сжатия, рабочего хода и выпуска отработанного газа, причем ротор двигателя снабжен отверстиями, сопряженными с фиксаторами диска с силовым валом двигателя, отличающийся тем, что ротор компрессора снабжен отверстиями, сопряженными с фиксаторами диска компрессора с дополнительным валом отбора мощности, торцевые крышки компрессора и двигателя снабжены пазами с пружинами и фланцами с упорными болтами, фланец торцевой крышки компрессора снабжен резьбой, сопряженной с резьбой торцевой крышки компрессора, а фланец двигателя снабжен резьбой, сопряженной с резьбой торцевой крышки двигателя, при этом одна резьба выполнена левой, а другая - правой, болты под действием пружин сопряжены через пазы торцевой крышки компрессора с упором на диск и на детали компрессора до средней торцевой крышки с одной стороны, а с другой стороны упорные болты также под действием пружин сопряжены через пазы торцевой крышки двигателя с упором на диск и на детали двигателя до средней торцевой крышки.
