СИЛОВАЯ УСТАНОВКА С ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ Советский патент 1951 года по МПК F01B23/08 

Силовые установки с двигателем внутреннего сгорания и с гидравлической передачей объемного типа известны. Гидравлическая передача таких установок имеет соединенный с коленчатым валом двигателя обратимый насос, один или несколько неуправляемых гидромоторов, аккумулятор сжатого воздуха и сливной бак.

Силовая установка, согласно изобретению, отличается применением системы коммуникаций, позволяющей использовать насос в качестве гидравлического стартера для запуска двигателя внутреннего сгорания. Потребная для запуска энергия запасается при работе двигателя путем сжатия воздуха в аккумуляторе давления.

Благодаря такой системе устраняется необходимость в обычно применяемых дополнительных пусковых агрегатах (электрический или пневматический стартер и т.п.).

Примененный в описываемой установке насос с наружным кожухом-ротором и монтированными в последнем попарно лопатками должен иметь не менее двух рабочих полостей (ступеней включения).

Отличие этого насоса состоит в применении распределительного золотника, перемещаемого внутри статора. При угловом перемещении золотника осуществляется плавное включение и выключение подачи, а также реверс. Осевым перемещением золотника достигается переключение ступеней насоса, т.е. ступенчатое изменение передаточного числа всей передачи. В качестве первичного двигателя в данной силовой установке применен коловратный двигатель внутреннего сгорания с кольцевым гидравлическим затвором, работающий по двухтактному циклу. В сравнении с уже известными конструкциями двигателей этого типа двигатель, согласно изобретению, имеет более совершенную конструкцию. Его отличием является совокупное применение размещенных в одном рабочем колесе компрессионных камер и камер сгорания, расположенных через одну, а также регулируемой системы перепуска рабочей смеси через полость вала, снабженного внутренним поворотным золотником.

Кроме того, коловратный двигатель отличается размещением вырезов в ребордах рабочего колеса, служащих для зарядки свежей рабочей смесью и выпуска отработанных газов таким образом, что обеспечивается необходимое опережение выпуска и имеется фаза наддува.

На фиг. 1 изображена общая схема описываемой установки применительно к автомобилю; на фиг. 2 - продольный и поперечный разрезы насоса-стартера; на фиг. 3 - коловратный двигатель с кольцевым жидкостным затвором.

Установка состоит из коловратного двигателя внутреннего сгорания 1, непосредственно соединенного с ротором-кожухом обратимого насоса-стартера 2, аккумулятора сжатого воздуха 3, встроенных в колеса машины гидромоторов 7 и системы коммуникаций с соответствующими органами управления.

Действия описываемой установки с гидропередачей таково:

При закрытом кране-тормозе 6 перемещение педали 9 стартера, связанной с двухходовыми кранами 5′, 5′′ и 5′′′, разобщает сливной бачок 8 со всасывающим каналом насоса 2, соединяет аккумулятор сжатого воздуха 3 со всасывающим каналом, а отводящий канал - со сливным бачком. Рабочая жидкость (соляровое масло), нагнетаемая давлением воздушной подушки аккумулятора сжатого воздуха, вращает кожух-ротор насоса 2, а вместе с ним рабочий вал коловратного двигателя 1, поэтому при включенном зажигании обеспечивается запуск двигателя. Управление подачей рабочей смеси в двигатель производится педалью 10 акселератора. При возвращении педали 9 стартера в исходное положение двухходовой кран 5′ соединяет сливной бачок 8 с всасывающим каналом насоса 2, кран 5′′ разобщает отводящий канал насоса 2 со сливным бачком, чем, при работающем двигателе, обеспечивается перекачка насосом 2 жидкости из сливного бачка в полость аккумулятора давления. После зарядки последнего нагнетаемая жидкость, при переводе рукоятки 12 крана 6 на позицию прохода, используется для вращения гидромоторов 7. Торможение движущейся машины обеспечивается плавным перемещением рукоятки 12 в исходное положение, при котором гидромоторы - (сблокированы). Движение накатом, а также стоянка на месте с работающим двигателем обеспечиваются установкой рукоятки 11 насоса 2 в нейтральное положение, при котором обеспечивается свободная циркуляция рабочей жидкости в насосе, а также в магистрали.

Дальнейшее перемещение рукоятки 11 в положение обратной подачи жидкости обеспечивает задний ход машины.

Стандартные системы зажигания и питания двигателя в приведенной схеме не показаны.

Регулируемый обратимый насос-стартер состоит из пустотелого двухступенчатого статора 13 с расположенным в его осевой полости распределительным золотником 14, имеющим принудительное осевое и угловое перемещение под действием рукоятки 15 управления и цилиндрического кожуха-ротора 16, вращающегося на подшипниках 17 и снабженного лопатками-замыкателями 18.

Приводимый во вращение от работающего двигателя кожух-ротор будет при помощи лопаток, опирающихся на статор двоякой кривизны, перекачивать рабочую жидкость через каналы статора и золотника, причем направление движения жидкости, перекачиваемой в магистраль, определяется угловой установкой золотника. Поворотом золотника в нейтральное положение осуществляется полный внутренний перепуск, т.е. выключение подачи. Осевым перемещением золотника включается первая или вторая ступень насоса, чем определяется его производительность при данном числе оборотов.

Описываемый насос - механизм обратимый, что позволяет использовать его в качестве стартера, применяя для привода его в действие жидкость, находящуюся под давлением воздушной подушки в аккумуляторе давления.

Гидромоторы, размещаемые в колесах машины, по конструктивной схеме аналогичны насосу-стартеру, но выполнены одноступенчатыми и нерегулируемыми.

Коловратный двухтактный двигатель имеет лопастное колесо 19, сидящее на рабочем валу 20 с подшипниками 21 и расположенное эксцентрично относительно оси барабана 22, могущего вращаться в подшипниках 23.

В полость барабана залита высококипящая жидкость, образующая при вращении колеса 19 кольцевой гидравлический затвор для компрессионных камер и камер сгорания, образуемых ребордами и радиальными лопастями колеса 19. Движением жидкости увлекается во вращение и барабан 22, чем снижается гидравлические потери. Жидкостное кольцо располагается эксцентрично относительно оси колеса 19, благодаря чему объемы камер последнего при вращении изменяются. Непрерывная смена жидкости в кольце производится с помощью подводящего и отводящего патрубков 24 и 24′. В полости рабочего вала 20 помещен распределительный золотник 25, поворотом которого регулируются фазы распределения.

Карбюрированная рабочая смесь поступает через распределительный золотник 25 и радиальные каналы 26 в компрессионные камеры 27 и после сжатия попадает в левую полость барабана 22, служащую ресивером.

Камеры 28 сгорания размещены с компрессионными камерами через одну и для осуществления П-образной продувки снабжены неполными перегородками. Выпуск отработанных газов и продувка камер сгорания смесью из ресивера осуществляется через вырезы 29 и 30 в ребордах вблизи нижнего положения каждой из камер сгорания. Вырез 29 в правой реборде, служащий для выпуска отработанных газов, смещен по ходу вперед относительно выреза 30 в левой реборде, чем достигается нужная последовательность процессов выпуска и зарядки. Отработанные газы, попавшие в правую полость барабана 22, удаляются через патрубок 31. Для воспламенения рабочей смеси служат свечи 32 зажигания, ток к которым подводится с помощью неподвижных контактов 33.

Приблизительное расположение уровня внутренней поверхности жидкостного кольца показано на фиг. 3 пунктиром с двумя точками.

1. Силовая установка с двигателем внутреннего сгорания и гидравлической передачей, включающей соединенный с коленчатым валом двигателя обратимый насос, один или несколько объемных гидромоторов, аккумулятор сжатого воздуха и сливной бак, отличающаяся применением системы коммуникаций, позволяющей использовать насос в качестве гидравлического стартера, работающего на жидкости из аккумулятора давления.

2. Форма выполнения установки по п. 1 с применением объемного насоса с числом рабочих полостей не менее двух и с лопатками-замыкателями, попарно монтированными в кожухе-роторе, отличающаяся тем, что, с целью плавного включения и выключения гидравлической связи между ведущим и ведомым валами путем перепуска внутри насоса, применен распределительный золотник, помещенный внутри вала статора и имеющий угловое и осевое принудительное перемещение.

3. В установке по п. 1 коловратный двигатель внутреннего сгорания с жидкостным кольцом, работающий по двухтактному циклу, отличающийся совокупным применением размещеннных в одном рабочем колесе компрессионных камер и камер сгорания, расположенных через одну, и регулируемой системы перепуска рабочей смеси через полость вала, снабженного внутренним поворотным золотником.

4. Форма выполнения двигателя по п. 3, отличающаяся тем, что, с целью достижения необходимого опережения выхлопа и создания наддува, вырезы в реборде рабочего колеса, служащие для выпуска отработавших газов, смещены по фазе вперед относительно вырезов для впуска свежего заряда рабочей смеси.