Силовая установка Советский патент 1987 года по МПК F02B53/00 

Изобретение относится к двигателестрое- нию, в частности к силовым установкам с роторным двигателем внутреннего сгорания и с компрессорной секцией, и может быть использовано в стационарных условиях или на транспортных средствах в качестве силового агрегата.

Целью изобретения является повышение эффективности работы двигателя путем организации охлаждения корпуса двигателя, где расположена камера сгорания, чтобы обеспечить более рациональное температурное поле корпуса и тем самым повысить эффективность двигателя.

На фиг. 1 показана силовая установка с двигателем и компрессором, продольное сечение; на фиг. 2 - роторный двигатель, разрез; на фиг. 3 - фрагмент уплотнений с корпусом и лопатками; на фиг. 4 - внутренняя стенка корпуса в зоне камеры сгорания; на фиг. 5 - радиальная лопатка с уплотнительным элементом в сборе; на фиг. 6 - уплотни- тельная пластина; на фиг. 7 - радиальная лопатка с выступами; на фиг. 8 - вид А на фиг. 5.

Силовая установка содержит закрепленный на валу 1 ротор 2 двигателя, расположенный внутри цилиндрического корпуса 3 и компрессора 4. Ротор 2 имеет радиальные лопатки 5, которые разделяют полость внутри корпуса на несколько рабочих камер 6 переменного объема, который изменяется от минимума в зоне сжатия (сгорания) до максимума в зоне выхлопа.

В зоне сгорания в стенке корпуса разме1цена свеча 7 зажигания (или форсунка 8 для впрыска топлива с приводом от насоса 9), установленная в зоне сжатия.

Ротор у внешних кромок диска имеет по окружности пазы, в которых размещены торцовые уплотнители 10, подпружиненные к корпусу, причем конец каждого из них имеет продолжение в пазу ротора вдоль поверхности лопатки (фиг. 3), т. е. они выполнены в виде двух Г-образных пластин.

Каждая лопатка имеет уплотнительные пластины 11, подпружиненные к корпусу двигателя. Один конец каждой лопатки шар- нирно закреплен на вкладыше 12, размещенном в пазу 13 стенки корпуса двигателя. Пазы 13 расположены по окружности относительно центра корпуса по обеим сторонам от ротора. На стенках 14 и 15 корпуса двигателя выполнены соответственно впускные и выпускные окна.

Цилиндрический корпус двигателя размещен внутри корпуса компрессора так, что между этими корпусами в зоне, где расположена камера сгорания, образуется серповидный канал для впуска воздуха в компрессор.

Компрессор 4, внутри корпуса которого эксцентрично расположен корпус двигателя.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

имеет входной канал над камерой сгорания. В канале расположен радиатор 16 охлаждения, выполненный в виде аэродинамического направляющего аппарата, выход из компрессора 4 совмещен с окнами впуска в стенках корпуса двигателя в зоне выхлопа, причем окна на каждой торцовой стенке корпуса двигателя смещены одни относительно других по ходу вращения ротора так, что на внутренней стенке со стороны компрессора окна открываются позже, чем окна на внешней стенке корпуса двигателя, которые закрываются раньше первых окон, чтобы осуществить выпуск, продувку и наполнение.

Камера сгорания в зоне, где происходит сгорание и рабочий ход, имеет внутренний слой 17 с надрезами, компенсирующими тумпературныенапряжения (фиг. 4).

На рабочем валу 1 можно разместить последовательно несколько таких двигателей, в зависимости от требуемой мощности приводимого в действие агрегата.

Лопатка 5 (фиг. 3) имеет уплотнения как с корпусом, так и с ротором в пазу, по которому она радиально перемещается. Со стороны ротора уплотнение осуществляется подпружиненным к поверхности лопатки продолжением торцового уплотнителя 10 (фиг. 3). Лопатка на своих сторонах, обращенных к ротору 2, имеет выступы 18 (фиг. 5 и 8), выполненные в форме равнобедренного треугольника, обращенного вершиной к центру вращения ротора. На эти выступы накладываются уплотнительные пластины 19, подпружиненные к торцу от центра вращения ротора. Пластины накладываются с обеих сторон треугольного выступа, а в торцовой части, у основания треугольника, накладываются друг на друга. Толщина каждой пластины в месте наложения равна половине толщины всей пластины. У основания треугольника между пластинами и выступом предусматривается небольшой зазор. Такой зазор предусматривается и у верщи} ы треугольника между пластинами.

Рабочий процесс протекает следующим образом.

Рабочий ход начинается в зоне максимального сжатия в момент возникновения искры от свечи 7. В этот момент разделительные лопатки 5 находятся почти полностью в теле ротора 2. Однако по мере вращения ротора по часовой стрелке поверхность правой лопатки над ротором 2 все более увеличивается, давление газов на нее по сравнению с левой тоже увеличивается, возникает вращающий момент. Это рабочий ход. Он продолжается до тех пор, пока лопатка по ходу вра1цения ротора не дойдет до края выпускного окна стенки 15 коргтуса. В момент открытия окна на стенке 15 происходит разгерметизация рабочей камеры и

осуществляется выпуск отработанных газов в сторону, противоположную от компрессора, т. е. Б атмосферу. При дальнейшем вращении ротора 2 лопатка 5 открывает окна в стенке 14 корпуса, и рабочая камера продувается воздухом от компрессора, так как в этот момент оба окна на стенках 14 и 15 открыты. Это момент перекрытия окон. В дальнейшем, при вращении ротора закрывается окно на стенке 15, т е. со стороны атмосферы и происходит нагнетание в между лопатками воздуха от компрессора 4, осуществляется наполнение и впуск свежего заряда. После закрытия окна на стенке 14 начинается сжатие заряда. Здесь же в эту камеру впрыскивается топливо из форсунки 8.

В это же время в зоне максимального сжатия происходит воспламенение горючей смеси и начало рабочего хода в соседней рабочей камере.

Компрессор 4 входным потоком интенсивно охлаЖлТ.ает поверхность камеры сгорания и рабочие поверхности ребер па- диатора. Ребра радиатора выполнены в виде аэродинамического направляющ,его аппарата, что позволяет воздушному потоку эффективно обдувать значительную часть поверхности двигателя и самих ребер при снижении сопротивления на входе в тор и компрессор.

При работе двигателя упруго гюд/ка- тые пластины 19 пере.мещаются в радиа.1ь- ном направлении и благодаря клиионидиой форме выступа 18 отжимаются также к торцовым стенкам корпуса, чем ;iocTHiri; T- ся эффективное уплотнение торцовых .зазоров между лопаткой 5 и корпусом 3. Формула изобретения

1. Силовая установка, содержащая ;о- торный двигатель внутреннего сгорания, .; л

0

полненный в виде цилиндрического корпуса с эксцентрично раз.мещенным в нем на валу ротором, имеющим торцовые уплотни- тельные полукольца и радиальные разъединительные лопатки е упругим поджатием к поверхности корпуса, образующие между корпусом и ротором рабочие камеры переменного объема, впускные и выпускные окна, камеру сгорания, выполненную в корпусе, установленный на валу двигателя компрессор, снабженный цилиндрическим корпусом е выходным каналом, и радиатор системы охлаждения, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы на всех режимах, корпус двигателя раз5 мещен внутри корпуса компрессора и эксцентрично с ним так, что между стенками корпусов образован серповидный входной канал компрессора, расположенный в зоне камеры сгорания двигателя, а в канале установлен радиатор системы о.хлажде- ния, выполненный в виде аэродинамического направляющего аппарата, причем выходной канал компрессора совмещен с впускными окнами двигателя, а впускные и выпускные окна выполнены на противолежащих тор5 цовых стенках линии вращения ротора так, что впускные окна расположены по углу поворота перед выпускными.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что торцовые уплотнительные полуколь- 0 ца ротора выполнены составными, в виде двух Г-образных пластин в плане, короткие перекладины которых размещены параллельно оси ротора.

0

3. Устано ка по п. 1, отличающаяся тем, что на внутренней стенке корпуса лвкгателя в зоне камеры сгорания выпол- не:;,) покрытие с надрезами для компен- саг,П1 тег.ператур11ых напряжений.

fixnf ti

li- ,

Ю ./; N; V й

(Pus.:5

11

Изобретение относится к двигателе- строению и позволяет повысить эффективность работы двигателя путем организации охлаждения корпуса двигателя для обеспечения более рационального т-рного поля корпуса. Цилиндрический корпус 3 двигателя размещен внутри корпуса, компрессора 4, так что между этими корпусами в зоне, где расположена камера сгорания, образуется серповидный канал для впуска воздуха в компрессор. Компрессор интенсивно охлаждает поверхность камеры сгорания и рабочие поверхности ребер радиатора. Последние выполнены в виде аэродинамического направляющего аппарата. Компрессор, внутри корпуса которого эксцентрично расположен корпус двигателя, имеет входной канал над камерой сгорания. В канале расположен радиатор 16 охлаждения. Выход из компрессора совмещен с окнами впуска в стенках корпуса двигателя в зоне выхлопа. Причем окна на каждой торцовой стенке корпуса двигателя смещены одни относительно других по ходу вращения ротора, так что на внутренней стенке со стороны компрессора окна открываются позже, чем окна на внешней стенке корпуса двигателя, которые закрываются раньше первых, чтобы осуществить выпуск, продувку и наполнение. 2 3. п. ф-лы, 8 ил. (С (Л 16 15 со tsD 00 СП Oi № (Риг.2

-/

л /б

7

/

Фиг. 6

/ /5

ВидА