Роторная машина

Роторная машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение позволяет снизить потери на трение и повысить надежность уплотнения. В шаровом основании 4 и в сферической поверхности корпуса 1 машины выполнены направляющие в виде кольцевых заглублений 8 и 9, образующих сегментную проточ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4 А1 (IQ> (1Ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (54) РОТОРНАЯ MAIIIHHA

I тг 13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{21) 3715866/25-06; 3872689/25-06;

3984500/25-.06 (22) 29.03.84. (46) 29.02.88. Бюл. У 8 (75) Н.А. Зиновьев и В.А. Ленин (53) 621,437(088.8) (56) Выложенная заявка ФРГ

В 2519911, кл. F 01 В 3/02, опублик.

1976.

i (57) Изобретение позволяет снизить потери на трение и повысить надежность уплотнения. В шаровом основании 4 и в сферической поверхности корпуса 1 машины выполнены направляющие в виде кольцевых заглублений

8 и 9, образующих сегментную проточ1377414 ку для размещения лопатки 7, в торцовых стенках которой выполнены канавки для размещения шарикоподшипников, Глубина канавок меньше глубины проточки, а в стенках заглублений размещены торцовые уплотнительные элементы 16 и 17 лопатки. Лопатка представляет собой плоскую .конструкцию„ имеет каналы для циркуляции хладагента. Между наклонным диском

5 и поршнем может быть установлен шарикоподшипник. С корпусом 1 может быть соединен открытым торцом картер, выполненный в виде стакана. В

Изобретение относится к роторным машинам и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания.

Цель изобретения — снижение потерь на трение и повышение. надежно- 5 сти уплотнения.

На фиг. 1 показана роторная машипа с установленной в ней лопаткой; на фиг. 2 - лопатка, поперечный разрез; на фиг. 3 — двигатель с лопатка- 1О ми без крышки; на фиг. 4 - фазы а и б работы лопаток„ на фиг. 5 — роторная машина, пример исполнения.

Роторная машина содержит сферический корпус 1 с крышкои 2, вал 3, l5 размещенный в шаровом основании 4 и снабженный наклонным диском 5, связанным с поршнем 6, и лопатки 7, выполненные в виде части сектора.

Кольцевые заглублення 8 и 9, выполненные на сферической поверхности корпуса 1 и шаровом основании 4, образуют в корпусе 1 сегментную проточку, в которой установлена лопатка 7.

В торцовых стенках лопатки 7 выполнены канавки 10 и ",1, в которых размещены шарикоопоры в виде сегментных шарнкоподшипников с сепараторами 12, которые удерживают шарики 13 и 14 в эаглублениях 8 и 19 шириной и для толщины лопатки t. Шарикоподшипники расположены с двух сторон от лопатки

7 в кольцевых заглублениях 8 сферической поверхности корпуса 1 и крышки 2 и кольцевых заглублениях 9 шаро- 35 ного основания 4. Крышка 2 имеет радистенках корпуса и шаровом основании могут быть выполнены полости охлаждения. Каждая лопатка находится в благоприятном режиме для длительной ее работы. Она как бы подвешена на шарикоопорах, поэтому максимально снижены потери на трение, а сама лопатка не изнашивается. Износ элементов 16 и 17 выравнен путем разновеликой толщины, поэтому при прове- дении ремонтов и технического обспуживания достаточно их заменить и лопатка вновь пригодна к работе. 4 з.п. ф-лы, 5 ил. альные прорези и пазы с уплотнительными элементами, с которыми взаимодействуют боковые поверхности лопаток.

Чтобы пред отвратить прорыв газов в смежную камеру сгорания, корпус 1 двигателя и шаровое основание 4 головки двигателя снабжены продольными проточками 15 шириной Ъ, в которых укреплены подпружиненные уплотнительные элементы 16 и 17, взаимодействующие с боковой поверхностью лопатки .7 и выполненные, например, из малоизнашивающейся металлокерамики.

Лопатка 7 представляет собой плоскую конструкцию, внутри которой выполнена полость 18 шириной с. с подводными !9 и отводными 20 каналами, которые примыкают и взаимодействуют с каналами внутри полого поршня 6.

Рабочая камера машины ограничена с двух сторон лопатками 7, поршнем

6,. крышкой 2 и корпусом 1, шаровым основанием 4 головки двигателя.

Mamma может быть дополнительно снабжена шарикоподшипником 21, установленным между наклонным диском 5 и поршнем 6, а также картером 22, выполненным в виде стакана, соединенного открытым торцом со сферическим корпусом 1 °

В стенках корпуса 1 и шаровом основании 4 могут быть выполнены полости 23 и 24 охлаждения соответственно, соединенные между собой.

Роторная машина работает следующим образом.

J3 : "" 7414

Ф ко, толщины при глубине заделки Т.

Р;.,Иусы R u R канавок на лопатке 7 должны быть больше диаметра шариков

13 и 14. При этом сами шарики 13 и

14 выполнеяы разных диаметров — соответственно S u V для того, чтобы при выработке ресурса двига;еля Они были бы равно изношены а . ;о возможно тогда, когда при вып:г ченп ; лопатки соблюдается соотношен..:.

В процессе работы <аждая из ло.—.аток 7 совершае" вазвра-но-поступат.-льное движение (качательное пЕг::мещение по дуге окружности Ia ji)-60 ) как показано стрелками А и В. Во время входа ".îëàòêè 7 в крышку 2„ через которую происходит отвода и подвод охлаждающей смазки„ вс ннутреннюю полость 18 лопатки 7 Но входному каналу 19 попадает масло, омывает лопатку 7 изнутри и„ охладив ее, выходит по каналам 20 в полости, сопряженные с поршнем 6, а часть ее—

В подшипники шариксопор. ЛОпатка 7 l5 скользит в шарикоопорах, которые надежно удерж"мают каждую лопатку 7 на ее траектории в заглублениях 8 и 9„ не давая ни отклонений, ни перекосов. Таким образом, каждая лопатка 2р

7 находится в благоприятном режиме для длительной ее работы, она как бы подвешена на шарикоопорах, поэтому максимально снижены потери на трение, а сама лопатка 7 не изнашивается и 25 моторесурс двигателя с такими лопатками существенно возрастает за счет обеспечения хорошей ремонтоспособности. Сегментная проточк" по радиусу R должна быть больше размера

M лопатки примерно на 5-6 мм. Размер

М лопатки, в свою очередь, больше ра1 диального размера К камеры сгорания, т.е. для обеспечения работы лопатки 7 в режиме трения-каче.ния необхо35 димо выполнение условия Р M К.

Одним из ocHoBHbх показателей, влияющих на срок службы лопатки и двигателя, являе тся показ атель ремонто способности, характеризующий свойство лопатки, заключающееся в предупреждении причин повреждений и . их устранении путем проведения ремонтов и технического обслуживания. Ре..монтировать лопатку труднее, чем заменить уплотнительные элементы 16 и 17 шарикоопоры, причем толщина их сверху больше, чем толщина элементов

16 и 17, расположенных ближе к центру шарового основания 4 головки дви50 гателя. Это обусло.. дено тем, что ресурс работы элемен..ов 16 и 17 должен. быть примерно одинаков, ибо путь, который проходит лопатка 7 в кольце- вом заглублении 8 будет больше, чем путь, который она проходит в кольце55 вом заглублении 9, поэтому износ уплотнительных элементов 16 и 17 дол- жен быть выравнен путем их раэновелиR S

Р v" где S и Ч вЂ” диаметры шариков;

R — радиус канавки наружной;

%R — радиус канавки внутренней, поэтому в поперечном сечении лопатка должна быть по ширине вы.-.олнена с углом ф наклона ее боковых с енок, ОбрРзующих полость шириной с

Таким образоч, шарикоопоры разновелики и представляют собой двухрядные сегментные подшипники„ обоймами для которых служат с одной стороны канавки на лопатке 7, а с другой стороны — соответствующие кольцевые заглубления 8 и 9, выполненные в корпусе 1 и в шаровом основании 4 машины, Рабочий вал 3 установлен на годшипниковых опорах в головке машины. Если учесть, что оптимальный угол

5 качания поршня 6 составляет 60 то камера сгорания между конической поверхностью крышки 2, двумя смежнымч лопатками 7 и поршнем 6 имеет изменяющуюся форму. В каждой из камер сгорания каждая лопатка 7 одним своим концом связана с поршнем 6, а другим концом входит в прорези и пазы крышки 2, внутренняя полость 18 лопатки 7 заполнена маслом для смазки и охлаждения при работе двигателя.

При проведении ремонтов и технического обслуживания, вследствие одинакового износа уплотнительньгх элементов 16 и 17, а также шарикоопор, достаточно их заменить и лопатка вновь пригодна к длительной работе. При перекатывании поршня 6 по конусной говерхности крышки 2 (при переходе из фазы а в фазу б) лопатки 7 поочередно входят и выходят из крышки 2 и каждая из рабочих камер имеет и зону повышенного давления (возле лопатки 7), и зону пониженного давления (возле смежной лопатки). Такая работа способствует интенсивному перемешиванию впрыснутого топлива с воз

5 1377414 воздухом, поэтому повыш ается пол»,.

6 нота сшигания топлива. сферическую поверхность к

П е лич сть корпуса, о тредлагаемая конструкция лопат- . я ки обеспечивает повышенн т ее долговечность и. ия лопат- . лью снишения т .шения н я потерь на трение и ем, что, с цей д повысчет соб за вом о я, в шароша людения соотношения для сновании и в сферич и рикоопоры ности корпуса выпол е с ко по ве рхR S в виде коль олнены направляющие

s ux ольцевых заглублений об о paRg. ° ующих сегментную проточк

Ч >О щения ку для размегде R-после не лопатки, а в тор oBbl ц )х стенках дней выполнены канавки для опорной оверкиль ме ени я разлопатки, г би причем

R " а ми 3 чки ав с глу ина канавок меньше глуб ины проток, а в стенках заглублений размеоно ной трение 1Ь щены торцовые

Им и поверхности лопат ки»

Э

S - ам ди етр шариков по нарушн

2. Машина по п, 1, о т л иому ч а ю щ а я полнена полой и сн ди метр шариков по внутрен- и к абшена каналами для

20 и опоры, при 3. Машина по пп. 1 2

Э

- сегментная . ч а ю щ а я с и, о тли

М— длина лопатки по ради шарикоподшипник. длина камеры сгорания по радиусу, им, K - -26 4 M ашина по пп. 1 - 3, о т л ипо радиусу, . ч а ю щ а я с я я с я тем, что в стенках корпуса и шаровом основ,анин

Ф о и . е полости охл выполнены ашде ия, соединенные жд е н и я собой.

У

ЗО.

° содершащая ч à e a c û ,. размещенный . на карте м во ен н -, дин нного открытым торцом

° сферическим корпусом ршнем, со е в виде части Приорите.т по нирашщйеся торцовыяи по" 29.03 84 пунктам: верхностями на шаро

В ровое основание и 1О 11 85 по пп. 4 и 5. г

1377414