Лопастная машина

 

Изобретение относится к лопастным машинам с качающимися роторами-лопастями, используемым в качестве силовых установок транспортных средств с гидро- и электротрансмиссиями, а также самостоятельно в качестве помп. Лопастная машина содержит двигатель внутреннего сгорания и гидронасос, имеющих единый силовой вал. Машина дополнительно снабжена компрессором, размещенным на едином силовом валу, выполненным полым и закрытым со стороны двигателя и компрессора воздухоприемными колпаками, к одному из которых подсоединена воздушная магистраль высокого давления, в корпусе гидронасоса выполнены отверстия, соединяющие впускные окна насоса и рубашки охлаждения двигателя. Машина дополнительно снабжена маятниковым электрогенератором, размещенным на едином полом силовом валу. Увеличивается мощность, повышается КПД. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к лопастным машинам с качающимися роторами-лопастями, используемым в качестве силовых установок транспортных средств с гидро- или электротрансмиссиями, а также самостоятельно в качестве помп.

Известна силовая установка (см. US 4010716 A, F 02 B 53/04, 08.03.1977), состоящая из двух роторных агрегатов, один из которых двигатель внутреннего сгорания, другой - компрессор или гидронасос с общим силовым механизмом, состоящим из несколько пар овальных шестерен и валов для преобразования качательных движений лопастей двигателя во вращение коленчатого вала.

Недостатками известной установки являются: - потери мощности двигателя на трение при преобразовании качательных движений лопастей во вращение коленчатого вала; - ограничение мощности двигателя прочностью зубьев овальных шестерен; - сложность конструкции и невозможность размещения на силовом валу установки более двух агрегатов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому техническому решению является лопастная машина, выбранная в качестве ближайшего аналога (SU 1523712, F 04 C 2/344, 23.11.1989).

Лопастная машина содержит цилиндрический корпус с впускными и выпускными окнами, неподвижными замыкателями и качающимися рабочими лопастями по числу замыкателей, разделенный на рабочие полости, часть из которых работает в режиме двигателя внутреннего сгорания, а другая - в режиме гидронасоса.

При сгорании топливовоздушной смеси в рабочей полости, образованной неподвижным замыкателем и подвижной лопастью, происходит ее проворот на определенный угол, при этом между противоположными лопастью и замыкателем происходит такт сжатия при двухтактном режиме работы двигателя или выброс отработанных газов при четырехтактном режиме работы. При этом лопасти гидронасоса, находящегося внутри лопастного двигателя, производят подачу рабочей жидкости в гидросистему.

Недостатками известной лопастной машины являются: - ограниченная мощность при установленных ее габаритных размерах из-за совмещения двигателя и гидронасоса в одной секции корпуса машины; - низкий КПД ввиду отсутствия элементов подогрева топливовоздушной смеси или воздуха; - сложность изготовления лопастного узла и обеспечения надежного уплотнения между двигателем и гидронасосом; - сложность запуска двигателя.

Технический результат изобретения состоит в устранении указанных недостатков, а именно в увеличении мощности машин при заданных габаритах, повышении их КПД, упрощении запуска двигателя, упрощении систем охлаждения и подогрева двигателя.

Технический результат достигается тем, что лопастная машина содержит двигатель внутреннего сгорания и гидронасос, имеющие единый силовой вал, согласно изобретению она дополнительно снабжена компрессором, размещенным на едином силовом валу, выполненным полым и закрытым со стороны двигателя и компрессора воздухоприемными колпаками, к одному из которых подсоединена воздушная магистраль высокого давления, в корпусе гидронасоса выполнены отверстия, соединяющие впускные окна насоса и рубашку охлаждения двигателя.

Технический результат достигается также тем, что лопастная машина дополнительно снабжена маятниковым электрогенератором, размещенным на едином полом силовом валу.

Дополнительное снабжение лопастной машины компрессором позволяет обеспечить форсирование двигателя и повысить его КПД за счет наддува, создаваемого компрессором.

Выполнение силового вала полым и закрытым со стороны двигателя и компрессора воздухоприемными колпаками позволяет обеспечить охлаждение двигателя изнутри и повысить его КПД за счет предварительного нагрева рабочей смеси или воздуха.

Присоединение к одному из воздухоприемных колпаков воздушной магистрали высокого давления позволяет производить запуск двигателя, используя баллоны со сжатым воздухом.

Выполнение в корпусе гидронасоса отверстий, соединяющих впускные окна насоса и рубашку охлаждения двигателя, позволяет использовать жидкость, являющуюся рабочим телом для гидронасоса в качестве охлаждающей жидкости.

Установка на едином силовом валу маятникового электрогенератора позволяет автономно обеспечить систему зажигания двигателя.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фигуре 1 изображено общее устройство лопастной машины.

На фигуре 2 показаны потоки воздуха и рабочей жидкости гидронасоса.

На фигуре 3 показан лопастной двигатель внутреннего сгорания в разрезе.

На фигуре 4 показан лопастной гидронасос в разрезе.

На фигуре 5 показан лопастной компрессор в разрезе.

Лопастная машина состоит из лопастного двигателя 1, лопастного гидронасоса 2, полого силового вала 3, воздухоприемных колпаков 4 и 4а, внешней рубашки охлаждения 5 лопастного двигателя 1, маятникового электрогенератора 6 (при необходимости), лопастного компрессора 7.

Лопастная машина работает следующим образом.

Через впускные окна 8 компрессора 7 воздух всасывается и под давлением через выпускные окна 9 и обратные клапаны 10 подается в нижний приемный колпак 4. Воздух из нижнего воздухоприемного колпака 4 через силовой вал 3 поступает в верхний воздухоприемный колпак 4а двигателя 1 и далее через впускные окна 11 проходит в рабочие полости лопастного двигателя 1.

Выхлопные газы выбрасываются через выпускные окна 12 двигателя 1, при этом воздух (рабочая смесь) при прохождении через полый силовой вал 3 не только охлаждает внутреннюю часть двигателя 1, но и за счет предварительного нагрева повышает КПД двигателя 1.

Подключение полого силового вала 3 через обратный клапан 10 к воздушной системе высокого давления 16 позволяет производить запуск двигателя воздухом от баллонов со сжатым воздухом.

Рабочая жидкость, используемая лопастным гидронасосом 2, предварительно прогоняется через внешнюю рубашку охлаждения 5 лопастного двигателя 1, обеспечивая его охлаждение. Далее рабочая жидкость через отверстия 17 попадает во впускные окна 14 гидронасоса 2 и выбрасывается через выпускные трубопроводы 15.

Изобретение позволяет по сравнению с ближайшим аналогом упростить конструкцию машины, ее производство, ремонт, систему запуска двигателя, систему охлаждения и подогрева лопастного двигателя, повысить КПД двигателя и расширить функциональные возможности лопастного гидронасоса.

Лопастная машина может использоваться в гидро- и электротрансмиссиях транспортных средств и самостоятельно в качестве помп.

Формула изобретения

1. Лопастная машина, содержащая двигатель внутреннего сгорания и гидронасос, имеющие единый силовой вал, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена компрессором, размещенным на едином силовом валу, выполненным полым и закрытым со стороны двигателя и компрессора воздухоприемными колпаками, к одному из которых подсоединена воздушная магистраль высокого давления, в корпусе гидронасоса выполнены отверстия, соединяющие впускные окна насоса и рубашку охлаждения двигателя.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена маятниковым электрогенератором, размещенным на едином полом силовом валу.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5