силовая установка

Формула изобретения

СИЛОВАЯ УСТАНОВКА, состоящая из двух расположенных один за другим соосных роторных агрегатов с общим силовым механизмом, включающим пары овальных шестерен и валы, причем один из агрегатов - двигатель внутреннего сгорания, другой - поршневая машина, а каждый из них содержит полый цилиндрический корпус и по два соосно установленных ротора со ступицами и двумя лопастными поршнями на каждом из них, попарно связанных агрегатами и элементами силового механизма, отличающаяся тем, что внутренний вал жестко связан со ступицами двух оппозитно расположенных в агрегатах роторов и с одной из шестерен первой пары, а внешний вал - со ступицами смежно расположенных роторов и одной из шестерен второй пары, причем первая пара овальных шестерен размещена с внешней стороны силовой установки, а вторая - между ее агрегатами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к силовым установкам с двигателем внутреннего сгорания (ДВС).

Известны силовые установки, состоящие из соединенных между собой двух агрегатов, один из которых - поршневой ДВС, а другой - поршневая машина в виде компрессора или гидронасоса.

Основными недостатками таких установок являются их сложность и большие объемно-массовые показатели на единицу мощности.

Известна также силовая установка (прототип), состоящая из двух роторных агрегатов с общим силовым механизмом из нескольких пар овальных шестерен и валов. Роторные агрегаты расположены соосно один за другим и каждый из них содержит полый цилиндрический корпус и два соосно установленных в нем ротора со ступицей и двумя лопастными поршнями. Роторы попарно связаны между агрегатами элементами силового механизма: соосными коаксиально расположенными и другими валами и парами овальных шестерен. В силовой установке из двух роторных агрегатов будет восемь поршней. Действие поршней двухстороннее, поэтому они равноценны шестнадцати поршням в двух поршневых агрегатах. Это обеспечивает силовой установке с роторными агрегатами значительно меньшие объемно-массовые показатели на единицу мощности по сравнению с силовыми установками с поршневыми агрегатами.

Недостатком силовой установки по прототипу является наличие большого числа пар овальных шестерен и валов (8 пар шестерен и 9 валов), что усложняет конструкцию и снижает надежность и КПД установки.

Заявленная силовая установка состоит из двух расположенных один за другим соосных роторных агрегатов с общим силовым механизмом, включающим две пары овальных шестерен и три вала. Один из агрегатов - ДВС, а другой - поршневая машина в виде компрессора или гидронасоса. Каждый из агрегатов содержит полый цилиндрический корпус и по два соосно установленных ротора со ступицей и двумя лопастными поршнями, попарно связанных между агрегатами элементами силового механизма: двумя соосными коаксиально расположенными валами.

Отличительными от прототипа признаками данной силовой установки является то, что внутренний вал проходит насквозь оба агрегата и жестко связан со ступицами двух оппозитно расположенных в агрегатах роторов и с одной из шестерен их первой пары, а внешний вал - со ступицами смежно расположенных роторов и одной из шестерен их второй пары, причем первая пара овальных шестерен размещена с внешней стороны силовой установки, а вторая - между ее агрегатами.

На фиг. 1 изображена схема заявленной силовой установки из двух роторных агрегатов; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Каждый агрегат содержит полый цилиндрический корпус 1, в котором соосно установлены два ротора со ступицей 2 и двумя лопастными поршнями 3 у каждого. Ступицы роторов между агрегатами попарно жестко связаны соосными коаксиально расположенными внутренним 4 и внешним 5 валами. Эти валы посредством двух пар овальных шестерен 6, размещенных соответственно с внешней стороны силовой установки и между ее агрегатами, связаны с выходным валом 7. В корпусе агрегата под ДВС имеется свеча зажигания 8 (или форсунка), окно 9 для впуска рабочей смеси (или воздуха) и окно 10 для выпуска отработавших газов. В выпускных окнах агрегата под компрессор должны быть установлены обратные клапаны. Для гидронасоса они не требуются. Система охлаждения корпуса и роторов ДВС и компрессора - жидкостная, воздушная или смешанная. Смазка уплотнителей роторов осуществляется от насоса-дозатора (лубрикатора) через каналы в роторах или в корпусах.

Силовая установка работает следующим образом. После прокрутки стартером выходного вала 7 и запуска ДВС поршни 3 роторов за счет тактов рабочего хода качаются взаимно противоположно и качание с помощью овальных шестерен 6 превращается в их вращательно-качательное движение и во вращение выходного вала 7. При приближении поршней к свече 8 и к окнам 9 и 10 их скорость замедляется, а при удалении увеличивается, что обеспечивает изменение объема рабочих камер между поршнями и прохождение в камерах тактов рабочего цикла: впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска.

Заявленная силовая установка обладает следующими положительными качествами. В установке мощность от поршней ДВС подается к поршням компрессора или гидронасоса непосредственно по соосным коаксиальным валам, в основном минуя овальные шестерни, соединяющие роторы с выходным валом. Эти шестерни служат главным образом для синхронизации движения поршней и перехода их через мертвые точки. В связи со значительным уменьшением нагрузки в шестернях и подшипниках повышаются надежность, срок службы, КПД и топливная экономичность установки. В силовой же установке по прототипу вся мощность от поршней ДВС к поршням компрессора или гидронасоса будет передаваться через все элементы силового механизма: коаксиальные и др. валы и овальные шестерни, а в установке из поршневых агрегатов - через шатуны и коленчатые валы, что будет вызывать нагруженность этих элементов и повышенный износ подшипников, а следовательно, снижение надежности, срока службы, а также КПД и топливной экономичности таких установок. Кроме того, само наличие большого числа шестерен, валов, шатунов, двух коленвалов значительно усложняет конструкцию и дополнительно снижает надежность, КПД и топливную экономичность таких установок. По сравнению с установкой из поршневых агрегатов заявленная установка обладает значительно меньшими объемно-массовыми показателями в связи с ее компактностью из-за меньшего числа элементов силового механизма и наличия лопастных поршней, обладающих двухсторонним действием. В связи с указанными преимуществами заявленной силовой установки и отсутствием в ней недостатков ее аналогов и прототипа она полезна для промышленной реализации и использования в народном хозяйстве.