Реактивный компрессионный движитель

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания с качающимися рабочими органами. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что при открытии сопел, соединенных с рабочими камерами, происходит процесс расширения сжатого воздуха и совершается работа импульсов силы реакции сжатого воздуха, количественно равной механической работе приводного двигателя, затраченной на сжатие воздуха. В результате импульсы силы реакции вызывают поступательное, прямолинейное движение движителя. 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено в качестве движителя с реактивной подвеской на легких наземных и водных транспортных средствах, летательных аппаратах.

Известны роторные двигатели внутреннего сгорания, в которых применены кинематические схемы ротора, совершающего вращательное движение и одновременно изменяющие объемы полостей между двумя клиновидными частями (патент Германии №4201993 С1, опуб. 1993 г).

В известном реактивном роторном компрессионном движителе приводной двигатель приводит в движение системы, сжимает воздух в рабочих камерах, на что затрачивает механическую работу, количество энергии которой переходит во внутреннюю, потенциальную энергию сжатого воздуха. При открытии сопел, соединенных с рабочими камерами, происходит процесс расширения сжатого воздуха и совершается работа импульсов силы реакции сжатого воздуха, количественно равной механической работе приводного двигателя, затраченной на сжатие воздуха. Импульсы силы реакции вызывают поступательное прямолинейное движение систем движителя.

Недостатком аналога являются повышенные механические потери.

Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя.

Поставленная задача достигается тем, что реактивный компрессионный движитель содержит двигатель, который состоит из закрываемых с обоих торцов цилиндрического корпуса с осесимметрично установленным валом, в корпусе выполнены отверстия для подвода смеси топлива с воздухом, отверстия для установки свечей зажигания и отверстия для отвода отработавших газов, на валу внутри корпуса установлены две части, которые образуют ротор с четырьмя клиновидными камерами переменного объема. Согласно изобретению он состоит из двух систем и приводного двигателя, каждая система состоит из цилиндрического корпуса, двух боковых фланцев, ротора с механизмом привода и лопастями, перегородок, опорного вала, фазового диска с механизмом привода, воздушных сопел, крестовин, корпус с торцов закрыт фланцами, внутри корпуса установлены четыре перегородки с пластинчатыми клапанами, перегородки образуют четыре полости, ротор размещен на скользящих подшипниках, установленных внутри фланцев, внутри ротора установлены две кольцевые вставки с шариковыми подшипниками и опорный вал, ротор приводится в движение двумя эксцентриковыми кулачками, соединенными шестеренчатой передачей с опорным валом, кулачки воздействуют на ротор через упоры, выполненные на торце вставки ротора, четыре лопасти закреплены на роторе под углом 90 градусов друг к другу, каждая лопасть делит полость между перегородками в корпусе на две рабочие камеры изменяемого объема, опорный вал установлен внутри ротора на шариковых подшипниках и подшипнике в крестовине, фазовый диск установлен на опорном валу, приводится во вращение планетарной шестеренчатой передачей, на торце фазового диска выполнены восемь отверстий для вылета сжатого воздуха из сопел, при вращении опорного вала эксцентриковые кулачки через упоры ротора поворачивают на некоторый угол ротор, который совершает маятниковое движение, при повороте ротора по часовой стрелке лопасти занимают крайнее правое положение возле перегородок и сжимают воздух на величину степени сжатия, количество механической энергии приводного двигателя переходит в потенциальную энергию сжатого воздуха, в конце сжатия фазовый диск открывает воздушные сопла и воздух, находящийся под давлением, расширяется, вылетает - выстреливается наружу и совершает механическую работу, импульсы силы реакции вылетаемого воздуха передаются на корпус, вызывают поступательное, прямолинейное движение системы, при повороте ротора против часовой стрелки лопасти сжимают воздух возле левых сторон перегородок, в конце сжатия открываются сопла и воздух выстреливается наружу через сопла и процесс повторяется, одновременно с правой стороны лопастей воздух всасывается в правые камеры через пластинчатые клапаны перегородок, полость ротора и полость опорного вала, соединенной с воздухозаборником, в результате системы работают как нагнетательные насосы объемного типа, системы объединены в блок с приводным двигателем, силы инерции движущихся деталей двух систем взаимно уравновешиваются.

Изобретение поясняется при помощи чертежей.

на фиг.1 представлен продольный разрез двигателя;

на фиг.2 - поперечный разрез;

на фиг.3 - поперечный разрез по соплам;

на фиг.4 - вариант компоновки двигателя из двух систем.

Реактивный компрессионный движитель состоит из двух систем Д и приводного двигателя, каждая система состоит из цилиндрического корпуса 1 с двумя торцевыми фланцами 5, ротора 2 с лопастями 3 и механизмом привода, опорного вала 4 с шариковыми подшипниками 17, перегородок 12 корпуса 1, фазового диска 6 с планетарной передачей, крестовин 9 корпуса 1, сопел 7, уплотнителей 8 ротора 2 и лопастей 3. Корпус 1 соединен фланцами 5, внутри корпуса 1 установлены четыре радиальные перегородки 12, которые разделяют внутреннюю часть корпуса 1 на четыре полости Н. Ротор 2 пустотелый, установлен на скользящих подшипниках 15 фланцев 5 и на проставке 16 и подшипнике 17 опорного вала 4, на роторе установлены четыре лопасти 3, расположенные в корпусе 1, и каждая лопасть 3 разделяет полость Н на две рабочие камеры изменяемых объемов, ротор 2 приводится в движение двумя эксцентриковыми кулачками 10 через упоры 11, кулачки 10 с шестернями 13 соединены с шестерней 14, установленной на опорном валу 4. Фазовый диск 6 установлен на опорном валу 4 на втулке 25, приводится во вращение планетарной шестерней 18, выполненной на фазовом диске 6, шестерни 19, установленной на опорном валу, и промежуточной шестерни 20, размещенной на крестовине 9. Опорный вал 4 пустотелый с наружными отверстиями для прохода воздуха "а", установлен внутри ротора 2 на подшипниках 17. Воздушные сопла 7 соединены с рабочими камерами и снаружи плотно закрыты торцевой плоскостью фазового диска 6 через кольцевые уплотнения 22. Крестовины 9 установлены с торцов корпуса 1 и обеспечивают его прочность.

Реактивный движитель работает следующим образом. При вращении опорного вала 4 от приводного двигателя (на чертеже не показан) шестерня 13 вращает шестерни 14 кулачков 10, которые поворачивают ротор 2 на некоторый угол и ротор 2 совершает маятниковое движение. При движении ротора 2 по часовой стрелке лопасти 3 занимают крайнее правое положение возле перегородок 12, воздух сжимается на величину установленной степени сжатия в рабочих камерах J, в это время фазовый диск 6 открывает воздушные сопла 7 и сжатый воздух, находящийся под значительным давлением, мгновенно вылетает-выстреливает наружу, импульсы силы реакции передаются на систему, вызывают ее поступательное прямолинейное движение. В период выстрела воздуха из сопла 7 движение ротора 2 замедляется и приостанавливается, происходит изменение направления движения ротора 2, затем лопасти 3 движутся влево против часовой стрелки и сжимают воздух в рабочих камерах возле левых перегородок 12 и процесс выстрела сжатого воздуха повторяется. Одновременно в правых камерах относительно лопастей 3 всасывается воздух через пластинчатые клапаны 21 с пружинами 23, расположенными в перегородках 12. Забор воздуха в рабочие камеры происходит через полость вала 4 в отверстия "а", отверстия "в" и полость С в роторе 2. В результате системы работают как нагнетатели воздуха объемного типа.

Формула изобретения

Реактивный компрессионный движитель, содержащий двигатель, который состоит из закрываемых с обоих торцов цилиндрического корпуса с осесимметрично установленным валом, в корпусе выполнены отверстия для подвода смеси топлива с воздухом, отверстия для установки свечей зажигания и отверстия для отвода отработавших газов, на валу внутри корпуса установлены две части, которые образуют ротор с четырьмя клиновидными камерами переменного объема, отличающийся тем, что он состоит из двух систем и приводного двигателя, каждая система состоит из цилиндрического корпуса, двух боковых фланцев, ротора с механизмом привода и лопастями, перегородок, опорного вала, фазового диска с механизмом привода, воздушных сопел, крестовин, корпус с торцов закрыт фланцами, внутри корпуса установлены четыре перегородки с пластинчатыми клапанами, перегородки образуют четыре полости, ротор размещен на скользящих подшипниках, установленных внутри фланцев, внутри ротора установлены две кольцевые вставки с шариковыми подшипниками и опорный вал, ротор приводится в движение двумя эксцентриковыми кулачками, соединенными шестеренчатой передачей с опорным валом, кулачки воздействуют на ротор через упоры, выполненные на торце вставки ротора, четыре лопасти закреплены на роторе под углом 90° друг к другу, каждая лопасть делит полость между перегородками в корпусе на две рабочие камеры изменяемого объема, опорный вал установлен внутри ротора на шариковых подшипниках и подшипнике в крестовине, фазовый диск установлен на опорном валу, приводится во вращение планетарной шестеренчатой передачей, на торце фазового диска выполнены восемь отверстий для вылета сжатого воздуха из сопел, при вращении опорного вала эксцентриковые кулачки через упоры ротора поворачивают на некоторый угол ротор, который совершает маятниковое движение, при повороте ротора по часовой стрелке лопасти занимают крайнее правое положение возле перегородок и сжимают воздух на величину степени сжатия, количество механической энергии приводного двигателя переходит в потенциальную энергию сжатого воздуха, в конце сжатия фазовый диск открывает воздушные сопла и воздух, находящийся под давлением, расширяется, вылетает - выстреливается наружу и совершает механическую работу, импульсы силы реакции вылетаемого воздуха передаются на корпус, вызывают поступательное, прямолинейное движение системы, при повороте ротора против часовой стрелки лопасти сжимают воздух возле левых сторон перегородок, в конце сжатия открываются сопла и воздух выстреливается наружу через сопла и процесс повторяется, одновременно с правой стороны лопастей воздух всасывается в правые камеры через пластинчатые клапаны перегородок, полость ротора и полость опорного вала, соединенной с воздухозаборником, в результате системы работают как нагнетательные насосы объемного типа, системы объединены в блок с приводным двигателем, силы инерции движущихся деталей двух систем взаимно уравновешиваются.

РИСУНКИ