Силовая установка

 

Изобретение относится к силовым установкам, состоящим из двух агрегатов: двигателя внутреннего сгорания и компрессора или гидронасоса. Силовая установка содержит в каждом цилиндрическом корпусе одного из двух агрегатов два соосных ротора с лопастными поршнями. Ступицы роторов агрегатов соединены между собой валами силового механизма. Внутренний вал через рычаг и шатун, размещенные с внешней стороны силовой установки, связан с коленчатым валом. Внешний вал через другой рычаг и другой шатун, размещенные между агрегатами установки, также связан с коленчатым валом. Данная конструкция силовой установки позволяет увеличить мощность и КПД. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к силовым установкам, состоящим из двигателя внутреннего сгорания или гидронасоса.

Известна силовая установка (патент США N 4010716, кл. F 02 B 53/04, 1977), содержащая два роторных агрегата, один из агрегатов двигатель внутреннего сгорания, другой компрессор или гидронасос.

Каждая из них содержит цилиндрический корпус и два соосно установленных в нем ротора со ступицей и двумя лопастными поршнями. Роторы связаны между агрегатами элементами силового механизма, включающего пары овальных шестерен и валы.

Недостатком установки с силовым механизмом на основе овальных шестерен является невысокая прочность зубьев шестерен при ударных нагрузках от рабочих тактов двигателя и нецелесообразность значительного увеличения размеров шестерен для обеспечения их прочности с целью отбора мощности от выходного вала установки.

Недостатком установки является также трудность обеспечения большой мощности двигателя, так как из-за вращательного движения роторов помимо качательного движения приходится для исключения повышенных износов в установке ограничивать частоту вращения роторов, а следовательно мощность двигателя.

Недостатком установки кроме того является невозможность при данных овальных шестернях и вращательном движении роторов иметь более 4 поршней для повышения мощности двигателя.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков. Поставленная задача решается тем, что ступицы роторов агрегатов соединены между собой внешним и внутренним валами, внутренний вал через рычаг и шатун, размещенные с внешней стороны силовой установки, связан с коленчатым валом, а внешний вал через другой рычаг и другой шатун, размещенные между агрегатами установки, также связан с коленчатым валом.

На фиг. 1 изображен продольный разрез силовой установки; на фиг. 2 - поперечный разрез двигателя; на фиг. 3 силовой механизм.

В цилиндрических корпусах 1 двух агрегатов: двигателя и компрессора или гидронасоса, находятся по два соосных ротора 2 с лопастными поршнями, связанных между собой валами силового механизма. Ступицы роторов агрегатов соединены между собой внешним и внутренним валами 3 и 4.

На внешний вал между агрегатами и на конец внутреннего вала с внешней стороны компрессора прикреплены рычаги 5 с противовесами. Рычаги через два шатуна 6 связаны с коленчатым валом 7, имеющим противовесы, маховик и шестерню для привода клапанов двигателя, насоса высокого давления для форсунок и других насосов: топливного, масляного, водяного. В компрессоре и гидронасосе применяются обратные клапаны. После пуска двигателя электростартером его поршни качаются взаимно-противоположно и в каждой рабочей камере между поршнями проходят такты впуска воздуха, его сжатия, рабочего хода и выпуска отработавших газов. Усилия от поршней двигателя по внешнему и внутреннему валам непосредственно передаются на поршни компрессора или гидронасоса. В рабочих камерах компрессора проходят такты впуска воздуха и выпуска сжатого воздуха, а в камерах гидронасоса впуска жидкости и ее выпуска под давлением.

При замене овальных шестерен и выходного вала установки на рычаги, шатуны и коленчатый вал, исключения этим вращательного движения поршней и использования только их качательного движения, частота качания поршней может быть удвоена при сохранении их прежней средней скорости, а следовательно будет удвоена и мощность двигателя.

При качательном движении поршней в агрегатах установки можно применить 4 и боле поршней, например 8 поршней. При 8 поршнях вместо 4-х уменьшается вдвое их ход, что при сохранении прежней средней их скорости позволяет еще удвоить частоту их качания, а следовательно и мощность двигателя.

Но мощность двигателя при 8 поршня вместо 4-х можно увеличить и в восемь раз, если сохранить их ход, как при 4 поршнях, и удвоить при этом ширину и высоту рабочих камер, то есть увеличить в восемь раз объем камер. Габариты двигателя и установки при этом увеличатся примерно только вдвое.

При увеличении объема рабочих камер уменьшаются длина уплотнителей роторов и площадь теплопотерь через стенки корпуса и роторов, приходящиеся на единицу объема, что повышает КПД установки.

При наличии шатунов и коленчатого вала, являющихся значительно более прочными элементами, чем зубья шестерен, может быть осуществлен отбор больших мощностей с коленчатого вала одновременно с работой компрессора или гидронасоса.

Сжатый воздух от компрессора или жидкость под давлением от гидронасоса могут использоваться в различном пневматическом и гидравлическом оборудовании и инструменте. Мощность, отбираемая от коленчатого вала установки, может использоваться для привода различных механизмов и транспортных средств. При этом компрессор может применяться для наддува двигателя с целью повышения его мощности.

Указанные положительные качества заявленной силовой установки делают ее более эффективной по сравнению с прототипом и силовыми установками из поршневых агрегатов.

Формула изобретения

Силовая установка, состоящая из двух роторных агрегатов с силовым механизмом, причем один из агрегатов двигатель внутреннего сгорания, другой компрессор или гидронасос, а каждый из них содержит цилиндрический корпус и по два соосно установленных ротора со ступицей и двумя лопастными поршнями на каждом из них, связанных между собой валами силового механизма, отличающаяся тем, что ступицы роторов агрегатов соединены между собой внешним и внутренним валами, внутренний вал через рычаг и шатун, размещенные с внешней стороны силовой установки, связан с коленчатым валом, а внешний вал через другой рычаг и другой шатун, размещенные между агрегатами установки, также связан с коленчатым валом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3