диско-лопастной двигатель с компрессором

Формула изобретения

Диско-лопастной двигатель с сжатием, содержащий полый корпус, внутри которого установлены два одинаковых диска, и двухсторонний сегмент, отличающийся тем, что два одинаковых диска установлены внутри корпуса на коленчатой оси, двигатель содержит второй двухсторонний сегмент, диски между собой по периметру введены в зацепление с коленвалами, на осях которых неподвижно закреплены лопасти, два двухсторонних сегмента неподвижно закреплены на коленчатой оси, на которой установлены два дополнительных крайних диска, введенных по периметру в зацепление с концами осей коленвалов, при этом в двухстороннем сегменте или в корпусе между соседними лопастями, расположенными перед углом двухстороннего сегмента, подключен воздухопровод, конец которого соединен с началом воздухозаборного участка тракта двигателя, а между соседними лопастями, расположенными за углом двухстороннего сегмента, подключен газопровод, берущий начало на конце выхлопного участка тракта двигателя.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, кинематическая схема которых может быть использована при проектировании компрессоров, турбин, насосов, а также движителей транспортных средств (см. патент RU 2245278 C1, B63H 1/04, 2005, 3 стр. [1]).

Предыдущий уровень техники

Ближайшим техническим решением является колесно-лопаточный двигатель (см. патент RU 2293857 C1, F02B 53/00, 20.02.2007, 5 стр. [2]), содержащий полый корпус, внутри которого установлены две параллельные оси с двумя одинаковыми колесами. Между колес по периметру установлены лопатки, введенные в зацепление с колесами с помощью полуосей. Между лопаток установлен двухсторонний сегмент.

Недостаток прототипа

Главным недостатком прототипа является несимметричное зацепление каждой лопатки с колесами за счет несоосности полуосей, а также отсутствия нагнетателя воздуха.

Раскрытие изобретения

С целью устранения этого недостатка диско-лопастной двигатель с компрессором содержит полый корпус, внутри которого на коленчатой оси установлено четыре одинаковых диска. Между средними дисками по периметру установлены коленвалы. На осях коленвалов неподвижно закреплены лопасти. На коленчатой оси между лопастями неподвижно закреплены два двухсторонних сегмента. Крайние диски по периметру введены в зацепление с концами осей коленвалов. В теле двухстороннего сегмента или в корпусе между соседними лопастями, расположенными перед углом двухстороннего сегмента, подключен воздухопровод, конец которого соединен с началом воздухозаборной части тракта двигателя, а между соседними лопастями, только что прошедшими угол двухстороннего сегмента, подключен газопровод, берущий начало из выхлопного коллектора двигателя, являющегося частью тракта двигателя, расположенной за камерой сгорания (зоной «А»).

Таким образом, согласно изобретению диско-лопастной двигатель со сжатием, содержащий полый корпус, внутри которого установлены два одинаковых диска и двухсторонний сегмент, отличается тем, что два одинаковых диска установлены внутри корпуса на коленчатой оси, двигатель содержит второй двухсторонний сегмент, диски между собой по периметру введены в зацепление с коленвалами, на осях которых неподвижно закреплены лопасти, два двухсторонних сегмента неподвижно закреплены на коленчатой оси, на которой установлены два дополнительных крайних диска, введенных по периметру в зацепление с концами осей коленвалов, при этом в двухстороннем сегменте или в корпусе между соседними лопастями, расположенными перед углом двухстороннего сегмента, подключен воздухопровод, конец которого соединен с началом воздухозаборного участка тракта двигателя, а между соседними лопастями, расположенными за углом двухстороннего сегмента, подключен газопровод, берущий начало на конце выхлопного участка тракта двигателя.

Описание чертежей

Предложенное устройство поясняется:

Фиг.1 - вид устройства, фиг.2 - вид диско-лопастного тракта и фиг.3 - диско-лопастной тракт с одной камерой сгорания, принудительной подачей воздуха и разряжения выхлопного коллектора.

Цифрами обозначены: 1 - корпус, 2 - коленчатая ось, 3 - коленвал, 4 - диск, 5 - лопасть, 6 - двухсторонний сегмент, 7 - выходной вал, 8 - воздухопровод и 9 - газопровод.

Работа устройства

В случае если рабочие поверхности лопастей - цилиндрические, то между любыми соседними лопастями объем в некоторой степени герметичный, даже когда он находится по разные стороны угла двухстороннего сегмента. При подаче и воспламенении топлива в зонах «А» диско-лопастного тракта (см. фиг.2) между двумя верхними лопастями 5, находящимися на одной высоте (то же самое касается и нижних лопастей), возникает избыточное давление. При перемещении этих лопастей в зону «Б» (по часовой стрелке) объем между ними возрастет, т.е. лопасти совершают полезную работу по вращению дисков 4. В зонах «Б» объем между лопастями разгерметизируется и продукты сгорания удаляются. В зонах «В» происходит забор свежего воздуха и далее происходит очередное сжатие воздуха при подходе к зонам «А». Далее процесс повторяется. Несмотря на небольшую степень сжатия 2-3 мощность предложенного диско-лопастного двигателя с компрессором, нормированная на единицу его веса или объема, весьма значительна за счет большого количества лопастей и двух «рабочих ходов» каждой лопасти на одном обороте вала двигателя. В процессе работы коленчатая ось 2 остается неподвижной, а коленвалы 3 обеспечивают строгую ориентацию лопастей 5 параллельно самим себе. Двухсторонний сегмент 6 служит для создания лопастного тракта. Предложенный диско-лопастной двигатель с компрессором (см. фиг.1) имеет два лопастных тракта. При этом лопасти одного тракта расположены перпендикулярно к лопастям второго. Это сделано для более равномерной работы двигателя, хотя ориентация лопастей не ограничивается. Более того, диско-лопастной двигатель с компрессором может иметь только один тракт. В этом случае один двухсторонний сегмент и один крайний диск с введенными с ним лопастями отсутствуют. Не исключается также компоновка диско-лопастного двигателя с компрессором, когда дополнительные крайние диски отсутствуют, а двухсторонние сегменты неподвижно закреплены на полом корпусе. Лопасти могут быть выполнены плоскими. В этом случае точки впрыска и воспламенения топлива в зоне «А» смещаются по ходу вращения до момента, где находятся две соседние лопасти, только что прошедшие угол двухстороннего сегмента. Необходимо отметить, что все поверхности диско-лопастного двигателя с компрессором являются либо плоскими, либо цилиндрическими с радиусом кривизны, равным радиусу дисков. Мощность диско-лопастного двигателя с компрессором снимается с выходного вала 7 с помощью шестерни, неподвижно закрепленной на одном из дисков. Не исключается компоновка диско-лопастного двигателя с компрессором, где отбор мощности производится непосредственно с коленчатой оси 2, выполненной из двух частей, одна из которых неподвижно закреплена на диске 4. На фиг.3 показан тракт диско-лопастного двигателя с компрессором с одной камерой сгорания, расположенной наверху (зона «А»). Нижняя половина тракта диско-лопастного двигателя с компрессором выполнят две функции: нагнетает воздух с помощью подключенного воздухопровода 8 и создает разряжение с помощью газопровода 9, что в общей сложности способствует увеличению мощности двигателя и улучшению экологии. Необходимо отметить, что диско-лопастной двигатель с компрессором может работать в режиме, когда один тракт с двумя камерами сгорания является рабочим, а второй - нагнетательным или использоваться в качестве насоса по перекачке жидкости.

Лопасти предложенного устройства выполнены прямоугольными, однако не исключается возможность их закругления.