Коловратный двигатель внутреннего горения

Коловратный двигатель внутреннего горения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Л 45561

Класс 46а.", 5

ПдтКнт НА ИЗОБР1=ткни!=

ОПИСЯНИЕ коловратного двигателя внутреннего горения.

К патенту ин-цев Э. Жирард (Edmund Girard}, И. А. Жирард (Joseph Albert

Girard} и P. Эмх (Robert Emch}, в г. Гренхене, Швейцария, заявленному

22 октября 1932 года (спр. о перв. ¹ 117489).

О выдаче патента опубликовано 31 декабря 1935 года.

Действие патента распространяется на 15 лет от 31 декабря 1935 года. (218) Изобретение относится к коловратным двигателям внутреннего горения с ьращаюшимся кольцевым цилиндром, снабженным внутренними перегородками и коньентрично помещенным в нем вращающимся поршнем, лопасти которого совместно с перегородками цилиндра образуют рабочие камеры периодически меняющегося объема при вращении цилиндра и поршней в одном направлении. При этом вращении цилиндр, связанный с маховиком, имеет практически неизменную скорость вращения, а поршни — периодически меняющуюся. В таких двигателях подача рабочей смеси производится через лолый вал в камеры, расположенные по бокам цилиндра и снабженные соответствующими клапанами, а подвод смазки — через особые сверления вала и соответствующие маслопроводы. Для связи между рабочим валом и лопастными телами применяются рычажные и кривошипно - шатунные передачи.

С целью передачи вращения рабочему валу от вращающегося с переменными скоростями лопастного поршня используются ролико-храповые передачи (муфты}. В предлагаемом двигателе связь между концентрично установленными рабочим и вспомогательным валом осуществлена при помощи шайб, жестко

1 соединенных с рабочим валом и несущих коленчатые валы, шейки которых сочленены со вспомогательны и валом при помощи рычажных передач. Для возможности вращения вокруг собственных осей коленчатые валы снабжены вспомогательными цапфами, несущими рычаги, надетыми на эксцентрики, неподвижно прикрепленные к корпусу двигателя.

На чертеже фиг. изображает частичный разрез двигателя по глаьной оси; фиг. 2 — разрез по П вЂ” П на фиг. 1; фиг. 3 — наружный вид цилиндра со стороны впуска с частичным разрезом по впускному клапану ло ill — П! на фиг. 1; фиг. 4 — частичный боковой вид цилиндра; фиг. 5, б, 7 и 8 — схематическое относительное расположение лопастных цилиндра и поршня; фиг. 10 — разрез по

Х вЂ” Х на фиг. 11; фиг. 11 — осевой разрез передачи без снабженных зубцами элементов; фиг. 12 — разрез по ХП вЂ” Xll фиг. 11. !

Два полых вала — вспомогательный 12 и рабочий 13 (фиг. 1} вста алены друг в друга и вращаются оба около оси 8.

Внутренний вал 12 двигателя расположен в подшипнике И, а наружный вал 13 — в подшипнике 15. Кроме того, вал 12 опирается на втулки 16 и 17, связанные с плитами 9 и 10, которые с овместно с лопастным цилиндром 78, жестко соединены с валом 13. Наконец, вал 12 располагается еще во втулке 19, укрепленной на валу 13.

На внутреннем валу 12 заклинивается лопастный цилиндрический поршень 20.

Цилиндр 18 закрыт по концам торцевыми стенками 21 и 22, направленными перпендикулярно к оси 8, и снабжен внутри радиально направленными лопастями 25, 26, 27, 28. Соответственно цилиндру 18 поршень 20 имеет снаружи радиально направленные лопасти 29, 30, 31, 32. Радиальная лопасть 25, радиальная лопасть 29, внутренняя поверхность 24 цилиндра 18, наружная поверхность 23 поршня 20, а также части вертикально по отношению к оси 8 стоящих стенок 21 и 22 ограничивают камеру горения 33, которая соответствующим образом замыкается для газонепроницаемости. Для этой цели лопасти 25 — 28 и 29 — 32 снабжаются уплотнениями 34 и 35, которые прижимаются спиральными или волнообразными пружинами Зб и 37 к поверхностям 23 или 24.

Уплотнения (уплотнительные кольца) 35, расположенные в лопастях поршня 20, служат для той же цели (фиг. 2).

На одной боковой стороне цилиндра 18 в камерах 47 (фиг. 1 и 3) находятся восемь впускных клапанов 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, а на другой стороне в камерах 49 имеется восемь выпускных клапанов 48. Непосредственно по обеим сторонам каждой лопасти 25, 2á, 27, 28 (фиг. 2иЗ) находится по запальной свече 50, а также впускное отверстие 51 для сообщения между каждой камерой 4/ и камерой горения.

Точно так же, непосредственно по обеим сторонам каждой лопасти 25, 26, 27, 28 находится по выпускному отве рстию 52 для сообщения между камерой горения и каждой камерой 49. Взрывчатая газовая смесь попадает через неподвижный патрубок 53 в полый вал 72 и оттуда через отверстия 54 в камеры 47. Полость цилиндра 20 охлаждается маслом, которое поступает по трубе 55, расположенно" концентрично по отношению к оси 8 и жестко соединенной с валом 72, к отверстию 56, имеющемуся в валу 72 и устанавливающему сообщение с полостью цилиндра 20. Перегородка 57, соединенная с валом 12, обеспечивает равномерное распределение масла. С одной стороны масло поступает для смазывания через отверстия 58 к уплотнительным кольцам 38 (фиг. 1), а с другой стороны может через другое радиальное отверстие 59 вернуться в вал 12, откуда оно, через имеющееся в валу!3 отверстие бО, может вернуться обратно через камеру 67 и через патрубок 62 в резервуар для масла. В том месте, где вращающаяся труба 55 проходит наружу через неподвижный патрубок 53, последний уплотняется при помощи сальниковой набивки.

Впускные клапаны 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 4б (фиг. 3) или выпускные клапаны 48,управляются от неподвижной, концентрично по отношению к оси 8, поставленной и снабженной кулаками 63 шайбы 64 или 65, причем для прижимания служат пружины 66.

При открытых клапанах 39 и 43 (фиг. 3) в камерах горения, которые находятся в этот момент в сообщении с клапанами 40 и 44, происходит сжатие; камеры горения, сообщающиеся с клапанами 41 и 45, находятся в периоде взрыва, а камеры горения, сообщающиеся с клапанами 42 и 46, нахо. дятся в периоде выпуска.

В приспособлении для периодического замыкания тока в целях зажигания (фиг. 1) рычаг 68, расположенный поворотно на неподвижной оси 67, прижимается своим концом при помощи пружины 69 к упору 70, причем контакт 71, присоединенный к первичной цепи тока источника энергии, является разомкнутым. При вращении цилиндра 18 жестко связанный с ним кулачок 72, проходя вблизи другого конца рычага 68 и поворачивая последний на оси 67, временно замыкает контакт 71 с тем, чтобы тотчас же его разомкнуть.

В указанный момент запальная свеча 50 находится в. непосредственной близости у неподвижного, контакта 73 (фиг. 3 и 4), соединенного проводом 74 со вгоричной цепью тока, вследствие чего с контакта 73 на свечу 50 перебегает искра, в результате чего смесь внутри камеры горения взрывается. При повороте цклиндра 78 на 45 в ближайшей камере должно произойти воспламенение. Для этого служит второй контакт 75, соединенный электрически с первым контактом 73 и смещенный на угол в 45 с установкой между обеими соседними свечами таким образом, что при повороте цилиндра 18 на угол в 45" ближайшая свеча 50 оказывается под контактом 75. При этом первичная цепь тока снова размыкается кулачком 72 и искра переходит от контакта 75 на соответствующую свечу 50. При дальнейшем поворачивании на 45 снова начинает действовать контакт 73 и т. д.

Если в камере горения произошел взрыв газовой смеси, то под давлением газа происходит увеличение пространства горения, т. е. лопастный поршень 20 совершает поворот относительно цилиндра 18, преобразуемый во вращение вала 13.

На фиг. 5, б, 7, 8 схематически показаны относительные положения лопастных цилиндра 18 и поршня 20 н их лопастей 25, 26, 27, 28 и 29, 30, 31, 32.

Камера горения, имеющаяся между лопастями 32 или 25 или 30 и 27 (фиг. 5), является по объему минимальной из тех, которые могут получиться при заданных соотношениях, Если в ней при закрытых впускных и выпускных клапанах имеется сжатый газ, то получается взрыв и поршень 18 начинает вращаться.

После поворота на 45 получается положение по фиг. б, т. е. между лопастями 32 и 25 или 30 и 27 образуется

, максимально большая камера. При переходе к положению, показанному на фиг. 7, эта камера снова уменьшается, и выпускные клапаны оказываются открытыми. При положении по фиг. 7 эти клапаны закрываются и наоборот открываются впускные клапаны, которые впускают новый газ при: переходе от положения по фиг. 7 к фиг. 8. При положении по фиг. 8 они снова закрываются.

Затем совершается переход к положению, которое совпадает с показанным на фиг. 5, и при таком переходе газ сжимается. Цикл совершился и начинает повторяться. Камеры горения между лопастями 32 и 25 или 30 и 27 совершают такой переход, который обязателен и для всех остальных камер горения. Работа аналогична работе сдвоенного четырехтактного четы рехцилиндрового мо тора.

Из вышесказанного следует, что когда в какой-нибудь камере горения происходит взрыв, то ей соответствует другая диаметрально противоположна я камера, в которо" точно так же происходит взрыв. Следовательно, в обеих камерах должна произойти одновременно вспышка. Для этой цели либо диаметрально расположенные запальные свечи электрически соединяются друг с другом, либо, кроме контактов 73 и 75, устанавливаются еще два контакта 76 и 77, которые должны находиться диаметрально противоположно относительно контактов 73 и 75. Контакты 76 и 77 должны быть присоединены проводником ко вторичной цепи ! тока, которая независима от -,îé цепи тока, к которой присоединяются контакты 73 и 75. Для питания обеих вторичных цепей можно использовать общую первичную цепь или же устраивать две независимых первичных цепи.

Вместо обычных в подобных двигателях зубчатых передач или роликовой муфты в предлагаемом двигателе применен привод, не заключающий в себе никаких элементов, имеющих зубцы (фиг. 9 — 12). Привод состоит из двух групп эксцентриков, каждая из которых составлена из двух неподвижных эксцентриков 79, причем оба эксцентрика одной группы смещены друг относительно друга на 180 . Между обеими эксцентриковыми группами находятся две шайбы 83 и 84, из которых шайба 83 связана с валом 13, несущим наружный лопастный цилиндр 18, а другая шайба 84 соединена с первой посредством сегментов 85. В этих двух шайбах 83 и 84 расположены два вращающихся коленчатых вала 81 с шейками-осями 86. Коленчатые валы 81, вне цапф 86, снабжены еще по обеим сторонам цапфами 87, с каждой из которых своим вторым концом сочленен рычаг 88, поворачивающийся своим вторым цонцом вокруг эксцентрика 79. Между обеими главными шейками 86 имеется еще третья цапфа-шейка 82, которая при помощи рычага 90 соединена шарнирно с цапфой 89, жестко связанной с валом 12, несущим лопастный поршень 20. При вращении вала 13 шайбы 83 и 84, а также коленчатые валы 81, вращаются около оси 8, вследствие чего рычаги 88 вынуждены вращаться около неподвижных эксцентриков 79, сообщая вращение валам 81 около главных цапф 86. При этом цапфа 82 описывает с одной стороны окружность около оси 8, а с другой стороны — вращается около главных шеек-осей 86. Связанный с цапфой 82 рычаг 90 тянет за собой вал 12 таким образом, что он получает вращение с изменением скорости по синусоиде.

Эгим путем образуется относительное движение обоих лопастных тел — цилиндра !8и поршня 20. Чтобы при таком приводе избежать зажима, нужно группы эксцентриков устанавливать таким образом, чтобы прямая, проходящая через центры эксцентриков одной группы образовала с прямой, проходящей через центры эксцентриков другой группы, угол, больший 0" и меньший 180 . Этот угол целесообразно делается равным 90 .

Вместо двух групп эксцентриков, само собой разумеется, можно устанавлйвать несколько таких групп, причем в таком случае угол между прямыми, идущими через центры, должен быть равным 360, деленным на число групп эксцентриков.

Точно та к же каждая эксцентри новая группа может состоять из одного или нескольких эксцентриков, и в этом случае центральный угол между двумя эксцентриками должен быть равен 360, деленным на число эксцентриков в одной и той же группе. Можно также валы 13, несущие непрерывно вращающиеся лопастные цилиндры 18 с маховиками ll нескольких двигателей, таким образом соединять при помощи свободно работающих муфт, что получается комплект из нескольких однотипных двигателей, причем каждый двигатель автоматически или от руки, независимо от остальных, может быть пущен или остановлен.

Число лопастей, размещенных в цилиндре 18, равно числу лопастей поршня 20, причем лопасти одного тела распределяются по окружности другого на равных расстояниях.

В виду того, что число камер горения вдвое больше числа лопастей цилиндра !8, число впускных и выпускных клапанов также должно быть двойным.

Вышеописанный привод возможно заключать, с целью смазывания, в корпус, содержащий в себе смазочное средство.

Цилиндр 18 может быть охлаждаем каким угодно известным образом., например, воздухом или водою.

Пред м ет изобретения.

1. Коловратный двигатель внутреннего горения с несколькими парами лопастных поршней, образующих в кольцевом цилиндре рабочие камеры периодически меняющегося объема и составляющих попарно одно целое с поворотными органами, один из которых соединен с рабочим валом, несущим маховик, и имеет практически неизменную скорость вращения, а второй вращается с периодически-изменяющимися скоростями и соединен с вспомогательным валом, концентричным рабочему, отличающийся тем, что, в целях установления связи между вспомогательным валам 12 и рабочим 13 (фиг. 1, 2), применены жестко соединенные с последним шайоы 83, 84, несущие коленчатые валы 81, 81, шейки 82, 82 которых при помощи рычажных передач 90, 89 сочленены с валом 12.

2. Форма выполнения двигателя по и. 1, отличающаяся тем, что в целях полулучения вращения вокруг собственных осей 86, 86 валы 81,снабжены вспомогательными цапфами 87, 87, несущими рычаги 88, надетые на неподвижно прикрепленные к корпусу двигателя эксцентрики 79.

3. В двигателе по п 1 применение приспособления для периодического замыкания тока в электрической цепи: зажигания с расположенными на внешнем из несущих лопастные поршни органах кулачками 72 (фиг. 1), служащими для, взаимодействия с подпружиненными коленчатыми рычагами 68, управляющими перестановкой контактов 71 в электрической цепи зажиганич.