| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Ринок технологій / Актуальні винаходи і моделі / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2289698
Роторно-ТУРБІННИЙ Двигуни внутрішнього згоряння
Ім'я заявника: Несмеев Євген Олексійович (RU)
Ім'я винахідника: Несмеев Євген Олексійович (RU)
Ім'я патентовласника: Несмеев Євген Олексійович (RU)
Адреса для листування: 670024, Улан-Уде, вул. Революції 1905 р, 62, кв.1, Е.А. Несмеєвої
Дата початку дії патенту: 2002.11.12
Винахід відноситься до галузі двигунобудування, а саме до роторним двигунам внутрішнього згоряння. Технічним результатом є підвищення надійності та ресурсу. Суть винаходу полягає в тому, що двигун містить знаходяться в блоці з зазором ротор стиснення і ротор з камерами згоряння, кінематично пов'язані між собою шестернями. Ротор стиснення являє собою об'єднані разом циліндри і сегменти, які по черзі проникають у відповідні порожнини ротора з камерами згоряння, стискаючи в них топливовоздушную суміш. Згідно винаходу, в порожнинах ротора з камерами згоряння розташовуються вкручені в різьбові гнізда електроди зі знаком "мінус", під які в тілі ротора обрані поглиблення, а в циліндричних сегментах ротора стиснення вбудовані електроди зі знаком "плюс". В циліндричних сегментах ротора стиснення є виточки, що суміщаються з заглибленнями на іншому роторі, утворюючи камеру згоряння, а з торцевої частини ротора стиснення встановлений розподільник запалювання, причому ротор стиснення є бегунком системи запалювання.
ОПИС ВИНАХОДИ
Роторно-турбінний двигун внутрішнього згоряння призначений для використання в якості силового агрегату в автомобілебудуванні, суднобудуванні, авіабудуванні і т.д. як в бензиновому, так і в дизельному варіанті. Таким чином, завданням винаходу є підвищення оборотів ротора, зменшення шуму працюючого двигуна, збільшення потужності по відношенню до ваги, підвищення надійності ДВС, зменшення використання моторного масла, виняток деталей здійснюють зворотно-поступальні рухи і спрощення виробництва, підвищення ККД.
Відома конструкція роторного двигуна Е.Л.Страуба US №2275205, опублікована в березні 1942 р, яка складається з блоку, ротора стиснення, роторів з камерами згоряння, системою впорскування паливної суміші, системою запалювання, відведення вихлопних газів. З малюнків видно, що поєднання роторів відбувається через ротори, які вдають із себе видозмінені шестерні. На центральній шестірні, що представляє із себе ротор стиснення, є симетрично розташовані два еліпсоїдних виступу, що виконують роль поршнів, а на шестернях, що знаходяться по обидва боки ротора стиснення, перебувають по дві напівкруглі порожнини, які є одночасно "циліндрами" і камерами згоряння. Крім того, на бічних роторах є спеціальні ущільнювачі-накладки, що кріпляться болтами і штифтами над краями напівкруглих углубленій- "циліндрів" роторів-шестернею і призначених для ущільнення зазорів між еліпсоїдними "поршнями" ротора стиснення і полостямі- "циліндрами" бічних шестерень. В процесі роботи двигуна еліпсоїдні виступи центрального ротора по черзі проникають в порожнині бокових роторів, де відбувається стиснення паливної суміші і її займання. Таким чином, синхронізація роботи двигуна підтримується зубами і їх еліпсоїдними виступами і напівкруглими порожнинами. З креслень і опису роботи двигуна видно, що кінематика механізму мотора заснована на шестеренчатой передачі зусилля, яка вимагає рясного застосування моторного масла, про який, як це не дивно, в матеріалах опису взагалі немає жодної згадки. Якщо автор припускав змащувати шестерні і еліпсоїдні виступи- "поршні" моторним маслом, додаючи його в паливо, то цього явно недостатньо, так як двигун розрахований на роботу з великими оборотами і зуби шестерень дуже скоро вже не зможуть забезпечувати синхронізацію робочих циклів. Тобто відбудеться швидкий знос деталей, і двигун вийде з ладу. Крім того, викликає великий сумнів можливість надійно запалювати паливну суміш звичайної свічкою запалювання, розташованої в торці довгою серповидної камери згоряння, як це показано в матеріалах опису. і, в процесі обертання роторів, при переході від зачеплення зубами до зачеплення еліпсоїдними виступами і напівкруглими півстіни, під час займання паливної суміші, буде відбуватися розбалансування всієї системи і, як наслідок, висока вібрація і поломка всього механізму, через те, що буде неможливо створити абсолютно однакові умови в протилежних камерах згоряння - це різна кількість палива, що поступає різний знос ущільнювачів, неоднакове стан свічок запалювання, знос опорних підшипників.
Пропонована мною конструкція двигуна внутрішнього згоряння позбавлена недоліків двигуна Е.Л.Страуба.
Поставлена задача досягається винятком контакту між основними деталями двигуна (внутрішньою поверхнею блоку і роторами і між самими роторами), що виключає тертя, внаслідок чого відпадає необхідність у мастильних матеріалах. Вали роторів будуть обертатися, спираючись на підшипники, що мають власну систему мастила. Мінімальний зазор, в межах декількох сотих часток міліметра в прогрітому стані, забезпечується за рахунок групи косозубих шестерень, жорстко посаджених на вали відповідних роторів і знаходяться в окремому корпусі в масляній ванні (що забезпечує їх тривалу і надійну роботу), а й максимальним збігом контурів основних елементів конструкції, що зберігають мінімальний зазор і процесі обертання роторів. Існуюча пропозиція пояснюється кресленнями: на фіг.1 показані основні деталі двигуна, де 1 - пробки під технологічні отвори, обслуговування свічок запалювання, 2 - вихлопне вікно, 3 - прикордонна порожнину, 4 - проточки під електроди запалювання зі знаком "-", 5 - електроди запалювання зі знаком "+", 6 - ротор стиснення з трьома сегментами, 7 - корпус двигуна, 8 - камера згоряння, 9 - сорочка охолодження, 10 - порожнина, 11 - електрод запалювання зі знаком "-", 12 - форсунка упорскування палива , 13 - ротор з камерами згоряння, 14 - вікно для подачі повітря, 15 - ізольований токопровод. На фіг.2 зображено основні деталі двигуна без корпусу, де 4 - проточки під електроди запалювання "+" і "-", 5 - електроди запалювання зі знаком "-", 6 - ротор стиснення, 13 - ротор з камерами згоряння, 11 - електроди запалювання зі знаком "+", 18 - шестерні, 15 - ізольований токопровод. На Фіг.3 представлено схематичне зображення двигуна, де 16 - вали, 18 - шестерні, 17 - розподільник запалювання з проводом, 15 - ізольований токопровод, 19 - окремий корпус для шестерень, з масляним картером.
Двигун моєї конструкції складається з двох роторів (можливо більше кількості роторів), ротора стиснення 6, який являє собою об'єднані разом циліндри і сегменти (далі по тексту - сегменти) і ротора з камерами згоряння 13, що знаходяться в одному блоці 7. Обидва ротора кинематически пов'язані між собою групою косозубих шестерень 18, що мають власний корпус, постійно знаходяться в масляній ванні і жорстко закріплені на одній осі обертання (валу) 16 з відповідним ротором. При цьому у внутрішньому просторі двигуна між роторами і внутрішньою поверхнею блоку 7 підтримується мінімальний зазор (в межах декількох сотих часток міліметра в прогрітому стані), що дозволяє відмовитися від мастила основних деталей конструкції. Ротор стиснення 6 кинематически з'єднаний з ротором 13, при цьому сегменти ротора 6 в процесі обертання по черзі проникають в порожнині ротора 13, внаслідок чого відбувається стиснення паливної суміші. Робочі цикли відбуваються в наступному порядку: розглянемо на прикладі пари сегмент-порожнину. У процесі обертання роторів в порожнину 10 ротора 13, через вікно 14, під тиском подається повітря. При подальшому обертанні роторів 6 і 13 в порожнину ротора 13 через форсунку 12 впорскується паливо. Максимальне стиснення паливної суміші відбувається при повороті роторів 6 і 13 до точки А. При цьому працює сегмент ротора 6 і відповідна йому в даний момент порожнину ротора 13 розташовується близько до дотичного кола ротора 13, в цей момент відбувається запалювання від електричної іскри, переданої безконтактно від розподільника запалювання 17 по ізольованому струмопроводу 15. В результаті чого паливна суміш запалюється і ротор 13 відштовхується - відбувається робочий хід. У свою чергу ротор 6 набуває рух від ротора 13 через шестерню, що знаходиться на його валу. Вихлоп відпрацьованих газів здійснюється під дією власної надлишкового тиску, що виникає після запалення палива в порожнині ротора 13 по завершенні робочого ходу і досягненні в процесі обертання вихлопного вікна 2 в корпусі двигуна. В процесі роботи двигуна після займання паливної суміші і в результаті обертання роторів 13 і 6 неминуче станеться короткочасний прорив вихлопних газів в порожнину області ротора 6 через що утворюється зазор між взаємодіючими в даний момент сегментом ротора 6 і порожниною ротора 13. прорвалися гази будуть створювати високий тиск в просторі обертання ротора 6 - це обстоятальство, на мою думку, позитивний фактор, який буде працювати на утримання компресії в фазі стиснення наступної пари сегмент-порожнину, тобто тиск газів в області обертання ротора 6 буде вище (або близьким до нього), ніж тиск сжимающейся суміші (в наступній парі сегмент-порожнину), тому що в процесі стиснення теж відбудеться короткочасне відкриття простору стиснення взаємодіючих пар сегмент-порожнину і гази з області ротора 6 перешкоджатимуть вислизання сжимающейся паливної суміші. У даній конструкції ДВС високий тиск в області ротора 6 грає роль компресійних кілець традиційного поршневого ДВС. Далі весь процес повторюється на інших парах сегмент-порожнину. Запалювання паливної суміші при даній конструкції двигуна здійснюється наступним чином: в порожнинах ротора 13 розташовуються вкручені в різьбові гнізда електроди зі знаком "-" 11, а в сегментах ротора 6 вбудовані електроди зі знаком "+" 5, під які в тілі ротора обрані проточки 4 . при роботі пари сегмент-порожнину проточки на роторі 6 поєднуються з проточками в камерах ротора 13, утворюючи камеру згоряння 8. Виходи електродів роторів 6 і 13 відповідно спрямовані один на одного і при досягненні необхідного значення взаємопроникнення пари сегмент-порожнину між електродами "+" і "-" відбувається іскровий розряд, переданий від розподільника запалювання 17. Таким чином, ротор 6 є і бегунком системи запалювання. При дизельному варіанті двигуна система займання паливної суміші не буде потрібно. Обслуговування електродів системи запалювання забезпечується через вікна 1, в працюючому стані герметично закриті.
В описі приведена конструкція з двох роторів, при бажанні їх кількість може бути по-різному. і число сегментів ротора 6 може бути іншим. Так само можна побудувати конструкцію, де ротори матимуть інше розташування, тобто ротор стиснення 6 буде знаходитися в центрі, а один або кілька роторів з камерами згоряння 13 знаходитимуться за його кола. У порівнянні з представленим аналогом представлена мною конструкція володіє декількома значними перевагами:
1. Так як немає контакту між роторами, то відпадає необхідність у змащувальних матеріалах (крім підшипників).
2. Система запалення паливної суміші більш відповідає особливостям конструкції.
3. Конструкція, запропонована мною технологічніша у виробництві, так як в ній немає складних поверхонь як в представленому вище аналогу.
4. Можливість для створення безлічі варіантів компонування двигуна.
5. Як наслідок відсутності деталей, що здійснюють зворотно-поступальні рухи і мінімальне тертя - теоретично необмежений моторесурс, потужність, істотне зниження витрати палива і змащувальних матеріалів.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Роторно-турбінний двигун внутрішнього згоряння, що містить блок, що знаходяться в ньому з зазором ротор стиснення і ротор з камерами згоряння, кінематично пов'язані між собою шестернями, що знаходяться у власному корпусі і жорстко закріпленими на осі обертання відповідного ротора, при цьому ротор стиснення являє собою об'єднані разом циліндри і сегменти, які по черзі проникають у відповідні порожнини ротора з камерами згоряння, стискаючи в них топливовоздушную суміш, системи подачі повітря в камеру згоряння, упорскування палива, займання паливоповітряної суміші, відведення вихлопних газів, а й систему охолодження, що відрізняється тим, що в порожнинах ротора з камерами згоряння розташовуються вкручені в різьбові гнізда електроди зі знаком "мінус", під які в тілі ротора обрані поглиблення, а в циліндричних сегментах ротора стиснення вбудовані електроди зі знаком "плюс", при цьому в циліндричних сегментах ротора стиснення є виточки, що суміщаються з заглибленнями на іншому роторі, утворюючи камеру згоряння, а з торцевої частини ротора стиснення встановлений розподільник запалювання, причому ротор стиснення є бегунком системи запалювання.
Версія для друку
Дата публікації 27.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.