Двигатель



Двигатель
Двигатель
Двигатель
Двигатель
Двигатель
Двигатель
Двигатель

 


Владельцы патента RU 2560641:

Негруца Вячеслав Иванович (RU)

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания с вращающимися рабочими органами, и может быть использовано на сухопутных, морских и воздушных транспортных средствах. Двигатель содержит ротор 5, рабочие камеры в виде гармошек, расположенных между стенками 6 камер, выполненными с возможностью вращения по окружности вокруг оси вращения ротора 5 и обеспечения увеличения и уменьшения объема рабочих камер. Двигатель снабжен шарнирами 8, закрепленными на стенках 6 камер или на роторе 5. Оси вращения ротора 5 и стенок 6 камер соединены коленом. Стенки 6 камер установлены на подшипниках 7, обеспечивающих независимое друг от друга вращение стенок 6. Внутри ротора 5 выполнены зоны приложения для шарниров 8, обеспечивающие вращение стенок 6 камер с переменной угловой скоростью. Стенки 6 камер соединены пружинистыми механизмами, которые совместно с камерами в виде гармошек выполнены с возможностью аккумулирования усилий торможения и передачи этих усилий при разгоне. Изобретение направлено на обеспечение сбалансированности механизмов, уравновешивание угловых моментов вращения и обеспечение более эффективной работы. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания с вращающимися рабочими органами, и может быть использовано на сухопутных, морских и воздушных транспортных средствах и в других областях.

Из уровня техники известен двигатель, содержащий ротор, рабочие камеры в виде гармошек, расположенных между стенками камер, выполненными с возможностью вращения по окружности вокруг оси вращения ротора и обеспечения увеличения и уменьшения объема рабочих камер (см. RU 2491438 С2, 27.08.2013, F01C 9/00).

Недостатки известного устройства заключаются в том, что стенки рабочих камер, движущиеся по окружности вокруг оси вращения ротора, осуществляют разнонаправленное движение и имеют мертвые точки инерции движения, что приводит к неэффективным нагрузкам и потерям энергии.

Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

Технический результат заключается в обеспечении сбалансированности механизмов, уравновешивании угловых моментов вращения и обеспечении более эффективной работы.

Задача решается, а технический результат достигается тем, что двигатель, содержащий ротор, рабочие камеры в виде гармошек, расположенных между стенками камер, выполненными с возможностью вращения по окружности вокруг оси вращения ротора и обеспечения увеличения и уменьшения объема рабочих камер, снабжен шарнирами, закрепленными на стенках камер или на роторе, причем оси вращения ротора и стенок камер соединены коленом, стенки камер установлены на подшипниках, обеспечивающих независимое друг от друга вращение стенок, при этом внутри ротора выполнены зоны приложения для шарниров, обеспечивающие вращение стенок камер с переменной угловой скоростью, а стенки камер соединены пружинными механизмами, которые совместно с камерами в виде гармошек выполнены с возможностью аккумулирования усилий торможения и передачи этих усилий при разгоне. Рабочая камера может быть закреплена между двумя соседними стенками камер с разным радиусом воздействия.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется иллюстрациями, которые не охватывают и не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения:

Фигура 1 - схематично двигатель при расположении шарниров на роторе, а зоны приложения для шарниров внутри стенок камер (в объеме).

Фигура 2 - схематично двигатель при расположении шарниров на роторе (в поперечном разрезе).

Фигура 3 - схематично стенки камер с указанием сил, формирующих вращающий момент.

Фигура 4 - схематично расположение стенок камер по окружности.

Фигура 5 - схематично двигатель при расположении шарниров на стенках камер, а зоны приложения для шарнира внутри ротора (в поперечном разрезе).

Фигура 6 - схематично двигатель при расположении шарниров на стенках камер, а зоны приложения для шарнира внутри ротора (в объеме).

Фигура 7 - схематично двигатель при крепление рабочих камер, между двумя соседними стенками камер, с разным радиусом воздействия (в поперечном разрезе).

Условный обозначения:

1 - центральная ось; 2 - дополнительная ось; 3 - колено (соединяющее центральную ось и дополнительную ось); 4 - статичный коленчатый вал; 5 - ротор; 6 - стенка камеры; 7 - подшипники; 8 - шарнир; 9 - зона приложения для шарнира; 10 - рабочая камера (в виде гармошки); 11 - пружинистый механизм; 12 - сила F; 13 - вращательный момента М; 14 - постоянный радиус R; 15 - переменный радиус rx; 16 - радиус l; 17 - расстояний между стенок камер L.

Двигатель (фигуры 1, 2) по пункту 1 - устройство в статичном состоянии:

1 - центральная ось; 2 - дополнительная ось; 3 - колено (соединяющее центральную ось и дополнительную ось); 4 - статичный коленчатый вал; 5 - ротор; 6 - стенка камеры; 7 - подшипники; 8 - шарнир; 9 - зона приложения для шарнира; 10 - рабочая камера (в виде гармошки); 11 - пружинистый механизм.

Работа двигателя по пункту 1

В представленном изобретении (фигуры 1, 2) двигатель имеет статичный коленчатый вал 4, который состоит из центральной оси 1, соединенный с дополнительной осью 2 через колено 3. На дополнительной оси расположены стенки камер 6. Каждая стенка прикреплена к дополнительной оси 2 вращающимися подшипниками 7, позволяющие стенкам камер 6 вращаться вокруг дополнительной оси 2 независимо друг от друга, но угол поворота стенки камер 6 зависит от угла поворота шарнира 8, закрепленного на роторе 5, который вращается вокруг центральной оси 1. Пространство между двумя стенками камер 6 используется рабочей камерой 10. При этом, вращаясь рабочие камеры изменяет объем: минимальный-максимальный-минимальный.

Схема вращающего момента (стенки камер) на шарнир, имеющий постоянный радиус до оси вращения ротора, и переменный радиус до оси вращения стенки камеры (фигура 3), где: 1 - центральная ось; 2 - дополнительная ось; 5 - ротор; 6 - стенка камеры; 8 - шарнир; 9 - зона приложения для шарнира; 12 - сила F; 13 - вращательный момент М; 14 - постоянный радиус R; 15 - переменный радиус rx; 16 - радиус l; 17 - расстояние между стенок камер L.

При давлении внутри рабочей камеры на стенках камер 6 воздействует сила F (12), создавая силу вращательного момента М на шарнире 8 (вращающий ротор 5). Сила вращающего момента М(13) от стенки камер 6 на шарнир 8 передается при их взаимодействии в зоне приложения для шарнира 9 - имеющей постоянный радиус R (14) до оси вращения ротора 5 на центральной оси 1 и переменный радиус rx (15) до оси вращения стенки камеры 6 вокруг дополнительной оси 2.

При данной зависимости закрепленные на роторе 5 шарниры 8 делают одинаковый угол поворота, но при этом принуждают стенки камер 6 поворачиваться на разные углы, при этом по окружности расстояние между камерами изменяется. Тем самым изменение расстояний между стенок камер L (фигура 6) закономерно условиям:

- расстояние между стенками камер Lmax(17) максимально, при этом радиус от шарнира 8 и прилегающей точке в зоне приложения 9 (одна и та же точка) до дополнительной оси 2 будет минимальным rmin (15), а радиус l (16) от края стенки камер 6 до прилегающей точке в зоне приложения 9 (и шарнир 8) будет максимальным lmax(16).

-расстояние между стенками камер Lmin (17) минимально, при этом радиус от шарнира 8 и прилегающей точке в зоне приложения для шарнира 9 (одна и та же точка), будет максимальным rmax(15), а радиус l (16) от края стенки камер 6 до прилегающей точке в зоне приложения для шарнира 9 (и шарнир 8) будет минимальным lmin (16). Учитывая изменения радиуса l (16), от края стенки камер 6 до прилегающей точке в зоне приложения для шарнира 9 (и шарнир 8), сила вращательного момента М имеет зависимость:

- максимальным Mmax(13), при максимальном радиусе lmax (16), от края стенки камер 6 до шарнира 8.

- минимальным Mmin (13), при минимальном радиусе lmin (16), от края стенки камер 6 до шарнира 8.

Таким образом при одинаковой силе воздействия F (12) на стенки камер 6, вращающий момент М(13) на шарнирах 8 возрастает прямо пропорционально увеличению радиуса l (16), радиусу от края стенки камер 6 до шарнира 8, и как следствие, стенки камер 6 передают вращательный момент М (13) на ротор 5, вращающийся на центральной оси 1.

Масса рабочих камер и стенок камер 6 вращаются вокруг дополнительной оси 2, как дисбалансы, вызывающие потери силы вращательного момента, при разгоне и торможении во время вращения по окружности. Для аккумулирования усилий торможения и передачи этих усилий при разгоне соединяем сектора стенок камер 6 пружинистыми механизмами 11. Сама рабочая камера 10 конструктивно, в виде гармошки выполняет эту функцию.

При этом направление вращения рабочих камер одинаково изменяет объем: минимальный-максимальный-минимальный.

В двигателе важным свойством двигателя является максимальное сжатие рабочей камеры и объем при расширении рабочей камеры. Так как в представленной модели двигателя расширение камеры от минимального объема до максимального объема не линейно - конструктивно можно уменьшить объем камеры до минимального, утолщением стенок камер для наименьшего расстоянии между ними (фигура 4, где: 2 - дополнительная ось; 5 - ротор; 6 - стенки камер; 8 - шарниры; 17 - расстояние между стенок камер L).

Двигатель (фигуры 5, 6) по пункту 1, при расположении шарниров на стенках камер, а зоны приложения для шарнира внутри ротора - устройство в статичном состоянии:

1 - центральная ось; 2 - дополнительная ось; 3 - колено (соединяющее центральную ось и дополнительную ось); 4 - статичный коленчатый вал; 5 - ротор; 6 - стенка камеры; 7 - подшипники; 8 - шарнир; 9 - зона приложения для шарнира.

Работа двигателя по пункту 1, при расположении шарниров на стенках камер, а зоны приложения для шарнира внутри ротора (фигуры 5, 6).

Одним из основных механизмов в двигателе предлагаемого изобретения является взаимодействие шарнира 8 и прилегающей точке в зоне приложения для шарнира 9.

В предлагаемом двигателе шарнир 8 закреплен к стенкам камер 6 и передает силу вращательного момента в прилегающей точке в зоне приложения для шарнира 9, находящейся на роторе 5, вращающемся вокруг центральной оси 1, фигуры 7 и 8, где: 2 - дополнительная ось, 3 - колено, 4 - коленчатый вал, 7 - подшипники стенок камер.

Двигатель по пункту 2 (фигура 7) - устройство в статичном состоянии:

1 - центральная ось; 2 - дополнительная ось; 5 - ротор; 6 - стенка камеры; 7 - подшипники; 8 - шарнир; 9 - зона приложения для шарнира; 10 - рабочая камера (в виде гармошки); 11 - пружинистый механизм; 12 - сила F; 16 - радиус l.

Работа двигателя по пункту 2 (фигура 7).

Увеличив площадь воздействия на стену по направлению движения и уменьшив площадь воздействия на стену в противоположном направлении можно уменьшить радиус l (16) - lmin, точки приложения силы F (12) к стенке, противоположной направлению вращения, и увеличить радиуса l (16) - lmax, точки приложения силы F (12) к стенке (той же камеры) по направлению вращения - результирующая сила вращательного момента М (которая прямо пропорционально радиусу l (16)) возрастет по направлению вращения.

1. Двигатель, содержащий ротор, рабочие камеры в виде гармошек, расположенных между стенками камер, выполненными с возможностью вращения по окружности вокруг оси вращения ротора и обеспечения увеличения и уменьшения объема рабочих камер, отличающийся тем, что двигатель снабжен шарнирами, закрепленными на стенках камер или на роторе, причем оси вращения ротора и стенок камер соединены коленом, стенки камер установлены на подшипниках, обеспечивающих независимое друг от друга вращение стенок, при этом внутри ротора выполнены зоны приложения для шарниров, обеспечивающие вращение стенок камер с переменной угловой скоростью, а стенки камер соединены пружинистыми механизмами, которые совместно с камерами в виде гармошек выполнены с возможностью аккумулирования усилий торможения и передачи этих усилий при разгоне.

2. Двигатель по п. 1, характеризующийся тем, что рабочая камера закреплена между двумя соседними стенками камер с разным радиусом воздействия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, в частности к роторно-лопастным двигателям внутреннего сгорания с неравномерным движением лопастных рабочих органов в кольцевом рабочем пространстве корпуса.

Изобретение относится к объемным вращательным устройствам с осями вращения, смещенными относительно коллинеарного положения и, в предпочтительных вариантах, пересекающимися в центральной точке.

Изобретение относится к двигателестроению. Роторный двигатель содержит корпус с торцевыми стенками и внутренней тороидальной замкнутой поверхностью с впускными и выпускными штуцерами, левый и правый роторы, уплотнительные кольца, установленные в торцевых стенках, шестерни передачи крутящего момента выходному валу двигателя.

Изобретение относится к области двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к области судостроения, а именно к устройствам работы дизеля под водой. .

Изобретение относится к области машиностроения, может быть применено в транспортных средствах, а также в энергопроизводстве. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к кинематическим схемам и конструкции роторно-поршневых машин, содержащих планетарный механизм. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено во всех транспортных средствах, а также в энергопроизводстве. .

Изобретение относится к роторным машинам, в основном к ДВС. .

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на тепловых электрических станциях (ТЭС) при утилизации низкопотенциальной теплоты системы маслоснабжения подшипников паровой турбины, утилизации избыточной низкопотенциальной теплоты обратной сетевой воды и утилизации высокопотенциальной теплоты пара производственного отбора для дополнительной выработки электрической энергии.

Изобретение относится к способу утилизации тепловой энергии, вырабатываемой электрической станцией. Используют систему маслоснабжения подшипников паровой турбины, состоящую из охладителя, бака и насоса, теплообменник-охладитель сетевой воды, который устанавливают на обратном трубопроводе сетевой воды, конденсационную установку, состоящую из конденсатора паровой турбины с производственным отбором пара и системы маслоснабжения ее подшипников с маслоохладителем.

Изобретение относится к способу утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электрической станцией (ТЭС). Отработавший пар направляют из паровой турбины в паровое пространство конденсатора и полученный конденсат с помощью его конденсатного насоса направляют в систему регенерации.

Изобретение относится к способу утилизации тепловой энергии, вырабатываемой тепловой электростанцией (ТЭС). Отработавший пар поступает из паровой турбины в паровое пространство конденсатора и полученный конденсат с помощью насоса направляют в систему регенерации.

Изобретение относится к машиностроению. Двигатель внутреннего сгорания состоит, по меньшей мере, из одной роторной секции, механизм которой состоит из силовой цевочной муфты и размещен внутри ротора.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, а именно к тепловым двигателям. Роторная расширительная машина содержит корпус, имеющий внутреннюю цилиндрическую полость с подводящим и отводящим рабочее тело каналами, заслонку, разобщающую подводящий и отводящий рабочее тело каналы и шарнирно установленную в корпусе, ротор.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к роторно-лопастным двигателям внутреннего сгорания с неравномерным движением лопастных рабочих органов в кольцевом рабочем пространстве корпуса.

Изобретение относится к роторному двигателю внутреннего сгорания. Двигатель выполнен с внешней камерой сгорания, с возможностью применения паровой фазы и работы на углеводородном топливе или на водородно-кислородной смеси.

Группа изобретений относится к двигателестроению, конкретно к двигателям внешнего нагрева, работающим на подогретом рабочем теле, например водяном паре. Способ преобразования тепловой энергии пара в механическую включает впуск пара рабочего тела в двигатель, расширение пара, совершающего механическую работу, в рабочих камерах, выпуск отработавшего рабочего тела из двигателя, сжатие оставшегося отработавшего пара, циклическое повторение указанных процессов.

Способ преобразования тепловой энергии в полезную работу. В двух роторных двигателях применяемые в качестве рабочего тела жидкости не замерзают в земных климатических условиях, имеют низкую температуру кипения и под воздействием источников тепла или нагревателей, работающих за счет теплообмена с требующими охлаждения промышленными технологиями, позволяют осуществлять последовательно чередующийся переход рабочего тела из одного фазового состояния в другое.

Изобретение относится к двигателестроению. Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания содержит статор, боковые крышки, ротор, систему зажигания, форсунку, компрессор или систему турбонаддува, масляный насос, систему охлаждения, уплотнительные элементы. Внутренняя поверхность статора выполнена в поперечном сечении в виде эллипса. В поперечном сечении ротор выполнен в виде треугольника Рело. В вершинах ротора в пазах размещены П-образные лопатки в виде прямоугольных поршней. Объемы между внутренней поверхностью поршней, ротором и боковыми крышками образуют неизменный суммарный объем масла. В суммарном объеме поддерживается постоянное давление путем нагнетания масла от масляного насоса. В вершинах поршней размещены износостойкие вставки. Форсунка размещена в статоре на вертикальной оси симметрии рабочего отверстия статора. Система зажигания в виде двух свечей размещена в первой и второй четвертях статора (если вести отсчет от вертикальной оси симметрии рабочего отверстия статора по часовой стрелке). Выхлопное отверстие выполнено во второй половине третьей четверти статора. Отверстие для нагнетания сжатого воздуха выполнено во второй половине четвертой четверти статора. Техническим результатом является упрощение конструкции, повышение надежности и долговечности двигателя. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх