Приспособление для регулирования коловратных двигателей Советский патент 1934 года по МПК G05D13/00 F02B53/06 

Известны коловратные двигатели с концентрично установленным навалу ротором, снабженным переставными в радиальном направлении лопатками, взаимодействующими с кулачным выступом на внутренней стенке статора. Камера горения, помещаемая вне рабочего цилиндра, может сообщаться с его полукольцевой рабочей полостью через канал, перекрываемый клапаном, стержень которого находится под воздействием кулака, укрепленного на рабочем валу двигателя. Та же камера находится в сообщении со второй полукольцевой полостью цилиндра, служащей для всасывания и сжатия воздуха, проходящего к камере горения через карбуратор.

Предлагаемое приспособление предназначается для регулирования подобных двигателей при уменьшении или увеличении их нагрузки путем соответствующего запаздывания открывания или ускорения закрывания клапана камеры горения. С этой целью управляющий перестановкой клапана кулак выполнен в форме самотормозящейся гайки и соединен с муфтой центробежного регулятора, связанного с рабочим взлом. Винтом для кулака служит нарезная втулка, укрепленная на рабочем валу.

На чертеже изображен поперечный разрез коловратного двигателя с приспособлением для регулирования.

(593)

В статоре 2, снабженном на внутрен ней поверхности стенки кулачным выступом с уплотнением 22, концентрично помещается цилиндрический ротор /, для приведения во вращение которого служат две поршневые лопатки 3 прямоугольного сечения. Лопатки 3 расположены в предназначенных для них гнездах 4 ротора, имеющих соответствующее лопаткам сечение, и могут вполне свободно вдвигаться и выдвигаться в ра диальном направлении. Для приведения ротора во вращение, необходимо оказать на лопасти его давление в направлении касательной. Это давление совершается газами, получающимися от сгорания рабочей смеси. Для этой цели пространство между ротором и статором разделяется на кольцевые каналы: АВ- рабочий и СД-воздушный. При вращении ротора и лопаток, начиная с того момента, когда одна из лопаток занимает положение а, указанное пунктиром, и допуская, что с правой ее стороны каким-то образом получено некоторое количество газов, которые на нее оказь Бзют давление, лопатка, при условии сохранения компрессии, будет под этим давлением двигаться влево вдоль по рабочему кан5.пу. При этом объем, занимаемый газами, будет увеличиваться, а давление их падать. Когда лопатки займут положение о, то давление рабочих газов упадет до атмосферного. В это время, двигаясь дальше, лопатка откроет выхлопное отверстие 5 и отработавшие газы получат возможность выхода наружу в направлении, указанном стрелками (простой пунктир). Выхлопная труба 6 охватывает трубу 7 центробежного вентилятора 8, нагнетающего воздух, у самого входа воздуха в воздушный канал, а затем охватывает и самый воз.душный канал. Благодаря этому становится возможным более полное использование тепла выхлопных газов, которое будет передаваться через стенку статора воздуху, находяш,емуся в воздушном канале. Проходя мимо вентиляторной трубы 7, лопатка обдувается струей воздуха, подаваемой вентилятором, что не-обходимо для того, чтобы оттеснить выхлопные газы, не дать им проникнуть в воздушный канал и одновременно наполнить последний чистым воздухом. Достаточно сильная воздушная струя образуется благодаря центробежному вентилятору 5, который прогоняет воздух в направлении, указанном стрелками (условный пунктир). Когда поршневая лопатка займет положение с, воздушный канал CD оказывается замкнутым, и при дальнейшем движении лопатки воздух начинает сжиматься и выходить через отверстия 9, имеющиеся на обеих сторонах статора, в нагнетательную трубу W -и далее в карбуратор /7, где встречается с жидким топливом (бензин, керосин), подаваемьш по трубке 12, и образует рабочую смесь. Из ка збуратора рабочая смесь проходит по патрубку 75 и, открывая впускной клапан прямого действия 14, поступает в камеру горения 75. Приблизительно с середины воздушного канала (положение d) начинается уменьшение его высоты и под действием выступа стенки статора поршневая лопатка начинает вдвигаться в гнездо ротора. В момент занятия лопаткой положения е нагнетание рабочей смеси в камеру горения и ее сжатие заканчиваются. В это время должно произойти воспламенение и горение рабочей смеси вследствие проскакивания искры в запальной свече 76, в результате чего давление газов резко повышается. В этот момент поршневая лопатка полностью заходит в гнез.до ротора, причем воздух, который был j заключен в гнезде под лопаткой 4, не имея никакого выхода, сжимается. Вслед за этим выступом статора стенка последнего имеет крутой подъем 18 вверх. Воздух, находящийся под лопаткой в сильно сжатом состоянии, действуя как пруIжина, и еше, кроме того, при содействии центробежной силы, приложенной к лопатке, резко выдвигает последнюю из гнезда, благодаря чему она занимает положение /, полностью перекрывая рабочий капая АВ. В этот момент открывается вьшускной клапан 75 камеры горения и газы, находящиеся под высоким давлением , врываются в рабочий канал и оказывают давление на лопатку. С этого места поршневая лопатка начинает выполнять вышеописанный цикл, причем закрытие выпускного клапана происходит перед самым моментом выхлопа. Характер горения рабочей смеси может быть быстрым, как в цикле Отто, или более постепенным, как в цикле Дизепя; при этом в камеру горения может поступать чистый воздух, а топливо может подаваться через форсунку, как зто делается в колоризаторных двигателях и дизелях. Принудительно открывается только выпускной клапан. Он приводится в действие, как обычно, от кулака 20, сидящего на рабочем валу 28 ротора, через толкатель 27. Для устранения влияния газов на подвижность клапана он сделан двухседельным. Открытие клапана должно происходить в такой момент, чтобы удар газов успевал застопорить выдвижение лопатки так, чтобы зазор между ней и стенкой статора достигал ничтожно малой величины. Это должно предотвратить удар лопатки по стенке статора и уменьшить трение ее о стенки канала, но в то же для сохранения компрессии этот зазор, хотя и ничтожный, должен быть все жз полностью уничтожен. Для этого у поршневой лопатки имеются уплотнения 22, равнозначные обычным поршневым кольца.м. Для того, чтобь можно было уловить этот момент открытия выпускного клапана, необходима возможность регулировки опережения и запаздывания его открытия, что может быть осуществлено относительным поворотом кулака на валу, соответственно в сторону или против направления вращения.

Для выдвижения лопатки из гнезда нужен какой-то промежуток времени, раньше которого она выдвинуться никак не может. Допустим, что за этот промежуток лопасть успеет занять положение / и что именно этому положению соответствует открытие клапана. Теперь допустим, что двигатель, вследствие падения сопротивления на его валу, начинает быстро увеличивать свои обороты, Тогда лопасть к моменту открытия выпускного клапана не успеет выдвинуться настолько, чтобы перекрыть рабочий канал, и газы под большим давлением вылетят наружу, не произведя полезной работы. Следовательно, необходимо, чтобы при увеличении числа оборотов двигателя клапан открывался с запаздыванием и, наоборот, при уменьшении числа оборотов, открытие клапана должно становиться более ранним. С этой целью непосредственно на вал насаживается на шпонке втулка 23, наружная поверхность которой представляет собой винт с очень большим числом ходов, с чрезвычайно большим шагом, так что угол наклона витков к оси вала меньше угла трения. На эту втулку надевается кулак 20, отверстие которого имеет такую же винтовую поверхность, как и втулка, вследствие чего он является самотормозящейся гайкой. Теперь, если соединить кулак с муфтой центробежного регулятора, связанного-с тем же валом, то передвижения кулака по втулке будут зависеть от числа оборотов вала и кулак будет совершать необходимые повороты на некоторый угол относительно вала.

Для охлаждения камера горения снабжена водяной рубашкой 24, которая имеет ввод 25 и вывод 26, соединяющий ее с радиатором. Водяная рубашка охватывает также и рабочий канал.

Смазка в этом двигателе производится под действием центробежной силы . Масло, подаваемое ближе к центру вращения будет размазываться, отгоняясь к периферии, и хорошо смазывать стенки каналов и лопасти.

Для работы двигателя на малых оборотах надо уменьшить количество подаваемой рабочей смеси, для чего в нагнетательной трубе помещается краник 27, отводящий часть нагнетаемого воздуха наружу. Этим же приемом следует пользоваться при пуске двигателя, так как получаемое при этом понижение степени сжатия значительно облегчает пуск.

Предмет изобретения.

Приспособление для регулирования коловратных двигателей с камерой горения, расположенной вне рабочего цилиндра, имеющего на внутренней стенке кулачный выступ для взаимодействия со снабженным переставными в радиальном направлении лопатками ротором, концентрично укрепленным на рабочем валу, с применением кулака, вращаемого приводом от рабочего вала и управляющего через рычажную передачу открытием выпускного клапана камеры горения, отличающееся тем, что, в целях получения запаздывания открывания клапана при увеличении числа оборотов вала двигателя с уменьшением нагрузки или ускоренияоткрывания клапана при уменьшении числа оборотов, вызванном увеличением нагрузки двигателя, кулак 20 выполнен в форме самотормозящейся гайки, винтом для которой служит нарезанная втулка 23, закрепленная на рабочем валу 28, и сочленен с муфтой центробежного регулятора, связанного с тем же валом.

-/.г;