Роторно-желобовой двигатель внутреннего сгорания

Роторно-желобовой двигатель внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области построения двигателей по иным кинематическим схемам и динамики, отличным от классических поршневых. Аналогом изобретения является «Пульсирующий газотурбинный двигатель» по патенту RU 2478804, состоящий из неподвижного корпуса - диска, снабженного рядом примыкающих одна к другой камер сгорания, и ротора - турбины соосного с первым диском, снабженного турбинными лопатками, которые, воспринимая давления газов из камер сгорания, вращают ротор, укрепленный на выходном валу. Существенным недостатком двигателя является его неэкономичность по топливу вследствие того, что ротор снабжен только одним каскадом турбинных лопаток, через который еще полной тепловой энергии газ уходит в выхлопные патрубки. Недаром в газовых турбинах рабочий вал снабжен многими каскадами турбинных лопаток с тем, чтобы энергия газов полнее использовалась на полезную работу турбины.

В предлагаемом изобретении турбинные лопатки не применяются, заменены специальными секционированными желобами и благодаря конструктивным особенностям двигателя во время его работы более эффективно используется энергия газа.

Сущность изобретения заключается в создании условий для передачи крутящего момента на выходной вал двигателя без участия поршней и кривошипно-шатунного механизма путем применения рычага в виде диска, в центре укрепленного на выходном валу, непосредственно воспринимающего энергию давления газа, а также использование вспомогательного неподвижного диска, сопряженного с первым диском-рычагом.

Устройство двигателя

На фиг. 1 изображен вид двигателя спереди;

На фиг. 2 изображен вид двигателя сверху;

На фиг. 3 изображена схема работы двигателя, на которых:

1 - контактные плоскости;

2 - диск неподвижный;

3 - корпус двигателя;

4 - диск подвижный;

5 - выходной вал;

6 - камера сгорания;

7 - патрубок отвода отработанных газов из желобов;

8 - секции желоба;

9 - желоб;

10 - патрубок отвода отработанных газов из камеры сгорания;

11 - форсунка;

12 - свеча зажигания;

13 - выпускной клапан отработанных газов из камеры сгорания;

14 - реактивное сопло.

Основными узловыми элементами в устройстве двигателя являются два диска, прилегающие один к другому контактными плоскостями 1, обработанными по высокой степени чистоты. Диск 2 неподвижен, укреплен на корпусе 3. Диск 4 подвижен относительно диска 2 и в центре укреплен на выходном валу 5, ось которого является геометрическим центром диска 2. На неподвижном диске 2 диаметрально противоположно укреплены камеры сгорания 6 и патрубки отвода газов 7 с желобов 9. На подвижном диске 4 диаметрально противоположно и сопряженно с камерами сгорания 6 на неподвижном диске 2 укреплены желоба 9 и патрубки отвода газов 10 из камер сгорания 6. Желоба 9 разделены жесткими перегородками на секции 8, которые своими наружными обрезами входят в скользящий контакт с плоскостью диска 2, а камеры сгорания 6 снабжены форсунками 11, свечами зажигания 12, выпускными клапанами отработанных газов 13 и реактивными соплами 14.

Работа двигателя

Направление вращения подвижного диска 4 во время работы двигателя на фиг. 1 указано стрелкой. Запуск двигателя и его работа начинается с момента предстоящего совпадения первой секции 8 желоба 9 с реактивным соплом 14 камеры сгорания 6. К этому времени в камеру сгорания 6 форсункой 11 впрыскивается горючая смесь и поджигается свечой 12. Образовавшиеся газы через реактивное сопло 14 поступают в первую секцию 8 желоба 9, под действием их силы давления диску 4 придается ускоренное вращение с последующим поочередным участием в рабочем процессе всех секций 8 желоба 9, причем контактные плоскости 1 дисков 2 и 4 удерживают газ от прорыва между ними. При дальнейшем вращении диска 4 отработанные газы из желоба 9 выбрасываются в патрубок 7, установленный на неподвижном диске 2, а отработанный газ из камеры сгорания 6 отводится в патрубок 10, установленный на подвижном диске 4. Характерно, что в результате продвижения секций 8 под реактивным соплом 14 секции 8 останутся заполненными газом под давлением и затем последовательно, одна за другой, оказавшись под патрубком 7, с реактивным импульсом давления освобождаются от отработанных газов, сообщая подвижному диску 4 дополнительный крутящий момент, что и способствует повышению экономичности двигателя. Для лучшей вентиляции камер сгорания 6 могут быть использованы клапаны 13, синхронно функционирующие с положением подвижных патрубков 10, путем принудительной вентиляции по каналу: открытый клапан 13 - реактивное сопло 14 - патрубок 10.

На фиг. 1 и 2 изображен двигатель с двумя желобами. Число желобов может быть любое, порядок следования рабочих ходов также может быть любой. В примере из двух желобов при одновременной их работе за один оборот совершается четыре рабочих хода.

Роторно-желобовой двигатель внутреннего сгорания, отличающийся тем, что два диска контактными плоскостями прилегают один к другому, один из которых закреплен на корпусе, а другой в центре укреплен на выходном валу, причем на первом диске расположены камеры сгорания горючей смеси и патрубки отвода газов с секционированных желобов, которые вместе с патрубками отвода газов из камеры сгорания расположены на втором диске.