Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_33
.pdf
Одна из конструкций заслонки, простирающейся по всей длине камеры серповидной формы, состоит из
прямоугольной пластины, установленной между 55 цилиндрическими сегментами, которые размещены в
соответствующем цилиндрическом гнезде, причем внешний конец пластины предпочтительно снабжен
фланцем, а ее радиальное перемещение ограничено посредством 60 расширения, выступа или фланца на ее
внутреннем конце, для которого предусмотрено углубление внутри сегментов или в зазоре, образованном
внутри цилиндрического гнезда. Колебания лопатки 65 и ее сегментов могут быть ограничены величиной
зазора, предусмотренного для выступающей части лопатки на ее внешнем или внутреннем конце, или любым
другим подходящим способом. 70 В другом варианте конструкции лопатка запорного механизма состоит из
прямоугольного подшипника, имеющего фланцевую часть, шарнирно закрепленную на нем таким образом,
что он может слегка колебаться, при этом подшипник установлен в соответствующем продольном пазу, так
что он может скользить радиально, а длина такого радиального перемещения ограничена наличием выступов,
которые входят в зазоры или пазы, образованные по бокам паза, в котором он установлен.
Указанные выступы могут быть получены путем вставки прямоугольной пластины в соответствующий паз,
образованный на каждом конце подшипника, или любым другим подходящим способом.
Лопатки заграждения могут также представлять собой прямоугольные пластины с фланцем или без него на
внешних концах, установленные для радиального скольжения в прямоугольных пазах; в этом случае каждая
из них выполнена с необходимой гибкостью и снабжена необходимым зазором, позволяющим ей слегка
колебаться под воздействием давления; в этом случае ее радиальное перемещение предпочтительно
ограничивается с помощью полукруглого или другого выступа, образованного на ней, для которого
предусмотрено пространство в стенке паза, в котором установлена лопатка.
Для обеспечения надлежащей работы и достаточной площади контакта выступающая наружная торцевая
поверхность или часть каждой лопатки затвора должна быть достаточно широкой за счет фланца или иным
способом, с учетом кривизны поверхности, с которой она соприкасается, и для каждой лопатки необходимо
предусмотреть соответствующее углубление по периферии корпуса цилиндра, чтобы в полностью задвинутом
внутрь положении ее наружная торцевая поверхность была заподлицо с периферийной поверхностью
цилиндра. Поскольку давление жидкости с одной стороны затвора, как правило, будет больше, чем с другой,
фланец каждой лопатки может иметь соответствующие углубления, чтобы ни при каких условиях давление
жидкости на внешнем конце лопатки не превышало давление на противоположной внутренней поверхности.
Давление жидкости, которому подвергаются боковые лопатки защитного кожуха и которое дополняет
центробежное и/или пружинное давление, действующее радиально, когда внешние концы лопаток
соприкасаются с периферийной поверхностью цилиндра, предотвращает прохождение жидкости через
защитный кожух, поскольку лопатки при этом прижимаются к своим опорным поверхностям.
Продольное перемещение лопаток защитного кожуха предотвращается за счет того, что их концы
соприкасаются с торцевыми стенками наружного цилиндра, а при установке в корпус внутреннего цилиндра
они не скользят в какие-либо отверстия, образованные в торцевых стенках наружного цилиндра. Для этого
каждая лопатка снабжена соответствующим выступом, входящим в углубление в одной из стенок
пространства, в котором она установлена, или с помощью кольцевых торцевых пластин, закрепленных на
торцах внутреннего цилиндра, закрывающих торцы лопаток защитного кожуха на необходимую глубину. При
этом торцы должны быть соответствующим образом утоплены с учетом их толщины, чтобы торцевые
пластины и торцы лопаток были заподлицо с торцевыми поверхностями внутреннего цилиндра. Когда лопатки
заграждения установлены в корпусе наружного цилиндра, крышки предотвращают продольное перемещение
на 75 градусов.
Внутренний цилиндр, как правило, сконструирован таким образом, чтобы максимально близко прилегать к
внутренней периферии внешнего цилиндра, но не обязательно контактировать с ней. Поскольку
заградительный барьер образован несколькими лопатками, работающими одновременно, жидкость,
прошедшая через одну, будет перехвачена следующей и так далее, что приводит к созданию перепада
давлений, благодаря чему обеспечивается очень эффективный заградительный барьер.
При контакте внешних концов или поверхностей лопаток затвора с периферийной поверхностью возникает
сравнительно небольшое трение, поскольку они могут быть сделаны настолько легкими, насколько это
необходимо, и поскольку общее скользящее движение за один оборот представляет собой лишь разницу длин
окружностей внутренней периферийной поверхности внешней и внешней периферийной поверхностей
внутреннего цилиндра.
Обычно используемое устройство, с помощью которого движение одного цилиндра или барабана
контролируется другим, состоит из лопасти ярма, которая закреплена любым подходящим способом на одном
цилиндре и расположена таким образом, чтобы скользить между собой и другим цилиндром посредством двух
цилиндрических сегментов, установленных в цилиндрическом гнезде в его периферийном корпусе, при этом
предусмотрен необходимый зазор 105, позволяющий лопасти работать в этих условиях; другой вариант
состоит в том, чтобы шарнирно соединить пластину с одним цилиндром, которая входит в продольный и
радиальный паз в другом цилиндре 110, так что она может совершать в нем скользящее движение. Указанная
лопатка или пластина проходит по всей длине серповидной камеры, образованной между двумя цилиндрами,
благодаря чему эта камера разделяется на два отсека при каждом обороте двигателя. Для обеспечения
герметичности скользящей лопатки хомута, изогнутая внешняя поверхность одного из сегментов может быть
120 цилиндром, когда он соприкасается с другим концом внешнего цилиндра, который будет захватываться
закрывающей пластиной, скользящей по указанным заправочным блокам, при условии, что давление сзади
больше, чем спереди пластины.
В сочетании с этой конструкцией пружины целесообразно использовать для поддержания давления на
кольцевую закрывающую пластину, когда в камере серповидной формы отсутствует рабочая жидкость; такие
пружины расположены таким образом, чтобы оказывать давление либо непосредственно на пластину, либо
косвенно, воздействуя на заднюю часть указанных заправочных блоков; в последнем случае давление
жидкости на дне каждого углубления полностью или частично нейтрализует давление пружины в зависимости
от ее силы и давления реагирующей жидкости на дне углубления 80', при этом заправочный блок
прижимается к дну углубления, когда давление реагирующей жидкости достаточно снижается.
Боковые концы лопатки ярма предпочтительно обеспечивают герметичность путем утопления одного в
кольцевую закрывающую пластину, а другого — в торцевую стенку наружного цилиндра, или же это может
быть достигнуто путем их простого контакта 90 с кольцевой закрывающей пластиной и торцевой стенкой
наружного цилиндра соответственно под действием давления жидкости или пружины, или обоих факторов,
воздействующих на первую.
Благодаря использованию дополнительной 95-лопастной лопасти, которая шарнирно закреплена на одном
цилиндре напротив другой лопасти ярма и скользит в зацеплении с другим цилиндром через два
цилиндрических сегмента, установленных в цилиндрическом гнезде, причем поворот 100 дополнительной
лопасти ярма необходим для того, чтобы она могла регулироваться относительно положения цилиндров,
камера в форме полумесяца разделяется на два отсека в начале каждого полуоборота, а с помощью затвора
и лопастей ярма — на три отсека постоянно изменяющегося размера в течение каждого полуоборота. Чем
дальше центр цилиндрических 110 сегментов поворотной лопатки ярма находится от периферийной
поверхности цилиндра или барабана, в котором они установлены, тем меньше будет угол их колебаний и тем
больше потребуется длина лопатки 115. Для минимизации колебаний поворотной лопатки ярма каждый
сегмент может быть снабжен выступающим рычагом, одна сторона которого идеально выровнена с его
плоской поверхностью, 120 снабженным продольным желобом для размещения соответствующего
уплотнительного элемента, снабженного углублениями, в которые вставляются пружины; их действие
приводит к тому, что он упирается в цилиндрическую поверхность гнезда, а сегмент — в лопатку ярма; это
действие дополняется давлением жидкости на сегмент.
Концы цепного механизма в форме полумесяца герметично закрыты благодаря кольцевой закрывающей
пластине на одном конце внешнего цилиндра, расположенной таким образом, что она может скользить
продольно внутри внешнего цилиндра и закрывать конец камеры в форме полумесяца, с которым она
соприкасается, при этом сзади прикладывается давление жидкости или пружины, или и то, и другое, в
результате чего она прижимается к нему и, таким образом, закрывает противоположный конец внешнего
цилиндра. Для обеспечения контакта с наружным цилиндром закрывающая пластина может быть снабжена
выступами или неподвижными штифтами, которые входят в торцевую стенку наружного цилиндра.
Изменяющаяся площадь кольцевой закрывающей пластины, подверженной воздействию давления жидкости
внутри камеры серповидной формы, может быть точно сбалансирована следующим образом, так что для
удержания закрывающей пластины в контакте с внутренним цилиндром и последнего в контакте с другим
концом внешнего цилиндра требуется сравнительно небольшое усилие пружины.
С обратной стороны кольцевой закрывающей пластины образован ряд углублений, имеющих
соответствующие зоны давления, на которых рабочая жидкость последовательно реагирует в соответствии с
изменяющейся площадью, подверженной ее давлению в передней части пластины во время каждого оборота
двигателя. Каждое из таких углублений предпочтительно, но не обязательно, имеет цилиндрическую форму, и
каждое сообщается с серповидной камерой посредством небольшого отверстия или канала через
закрывающую пластину, чтобы обеспечить взаимодействие давления жидкости между дном углубления и
дном расположенного внутри него герметичного заполняющего блока, который устроен таким образом, что
для этой цели требуется лишь тонкая пленка рабочей жидкости, причем такое взаимодействие сдерживается
блоком, прижимающимся к наружному торцу цилиндра или крышке.
Заправочный блок может состоять только из одной детали или из комбинации деталей, образующих с
углублением сальниковое уплотнение, при этом блок может быть отрегулирован таким образом, чтобы он не
перемещался, таким образом, любое зазорное пространство между кольцевой закрывающей пластиной и
концом внутреннего выступающего рычага является неотъемлемой частью сегмента или получено путем
прикрепления к нему прямоугольной пластины, а необходимое зазорное пространство предусмотрено внутри
корпуса цилиндра для колебания выступающих рычагов.
Лопатка хомута, закрепленная или шарнирно соединенная с одним цилиндром или барабаном, может
взаимодействовать с другим цилиндром или барабаном с помощью скользящего элемента, который скользит
в пазу цилиндра, входящего в зацепление, при этом скользящий элемент шарнирно соединен с лопаткой.
Поскольку воздействие рабочей жидкости на одну из сторон лопатки хомута или соединительного устройства
между цилиндрами стремится вращать внешний цилиндр в направлении, противоположном действию
рабочей жидкости за счет ее давления на внутренний цилиндр на главном или коленчатом валу, это условие
может быть использовано для передачи мощности за счет вращения внешнего цилиндра или вала или за счет
одновременного вращения внешнего цилиндра и главного вала.
Скольжение концов внутреннего цилиндра по кольцевой закрывающей пластине и другой торцевой стенке
внешнего цилиндра приводит к сравнительно небольшому трению, поскольку эти движения ограничены
эксцентрическим перемещением одного цилиндра относительно другого.
В качестве замены кривошипного вала внешний цилиндр может быть выполнен таким образом, чтобы
вращаться на неподвижных цапфах, в которых подшипники расположены эксцентрично относительно их
общей оси, и удерживать внутренний цилиндр с помощью оси или поршневых пальцев.
Независимо от того, используется ли двигатель в качестве двигателя внутреннего сгорания, компрессора,
парового двигателя, насоса или измерительного прибора для жидкостей, главный входной патрубок в камеру
серповидной формы и главный выходной патрубок из нее расположены соответственно на противоположных
сторонах лопатки ярма, а при любом сочетании двух или более систем двигателя главный выходной патрубок
из предыдущей системы соединен системой каналов с приемной камерой или без нее с главным входным
патрубком следующей системы.
Внешний цилиндр может иметь радиальные ребра или водяную рубашку, если двигатель выполнен в виде
двигателя внутреннего сгорания или компрессора, и в первом случае может быть снабжен вспомогательным
приемником и камерой сгорания, выполненными в корпусе внешнего цилиндра или в его крышках.
Система двигателя смазывается путем перекачивания масла в масляный канал, расположенный в главном
валу или проходящий через него; в двигателе предусмотрены смазочные каналы для соединения с подачей
масла в указанный канал 65, для чего последний снабжен отверстиями или выходными патрубками.
Указанные каналы предназначены для подачи масла к опорным поверхностям главного вала, опорным
поверхностям концов 70 внутреннего цилиндра в местах их контакта с торцевыми стенками наружного
цилиндра и кольцевой запорной пластиной, к опорным поверхностям устройства, соединяющего цилиндры,
посредством которого 75 движение одного из них контролируется другим, а также к опорным поверхностям
лопаток заслонки и частей, на которых они установлены. Трубчатые соединения могут быть подсоединены к
обоим концам главного вала, а также к радиатору и насосу для циркуляции масла и охлаждения масла, вала и
внутреннего цилиндра при использовании двигателя в режиме внутреннего сгорания. Масло 85 также может
циркулировать, поступая через один конец главного цилиндра и возвращаясь через тот же конец в радиатор и
насос.
Операции всасывания, сжатия, сгорания и расширения горючей смеси масляного топлива и воздуха, а также
продувка отработавших газов могут выполняться за каждый оборот только одной системы описанного выше
двигателя с помощью вспомогательного приемника и камеры сгорания, расположенных в одной из крышек
цилиндров или в цилиндре, когда с помощью заслонки, образованной радиальными лопатками в узкой части
серповидной камеры, и с использованием двух соединительных устройств между цилиндрами или
барабанами, причем последнее предпочтительно представляет собой неподвижную, а другое — поворотную
лопатку 105, в серповидной камере в начале или конце каждого полуоборота образуются два отсека, тогда как
в течение каждого полуоборота образуются три отсека постоянно изменяющегося размера, причем указанный
вспомогательный приемник и камера сгорания имеют отверстия, непосредственно управляемые вращением
двигателя, как описано ниже, или клапанами и зубчатой передачей 115 любым подходящим образом.
В данной модификации двигателя в качестве двигателя внутреннего сгорания серповидная камера,
образованная между внутренним и внешним цилиндрами, соединена двумя 120 167 320 отверстиями со
вспомогательным приемником и камерой сгорания, которая предпочтительно расположена в одной из
торцевых крышек внешнего торца цилиндра таким образом, что она частично или полностью окружает
дискообразное или кольцевое расширение главного вала, в котором в одном варианте образованы два
параллельных канала или канавки, каждая из которых частично окружает его, причем один канал
контролирует подачу заряда во время его сжатия в указанную камеру, причем эта операция происходит в
течение половины каждого оборота, а другой канал контролирует его подачу из него в серповидную камеру в
течение следующей половины оборота во время его сгорания. Указанные отверстия расположены на
противоположных сторонах неподвижной лопатки ярма, которая предпочтительно является лопаткой сжатия и
нагрева. Сжатие заряда происходит в результате сужения отсека серповидной камеры, в которую заряд
поступает через неподвижную лопатку ярма, приближающуюся к заграждению, или наоборот, и завершается,
когда они находятся в непосредственном контакте, после чего канал в кольцевом расширении главного вала,
контролирующий подачу заряда во вспомогательный приемник и камеру сгорания, перекрывается из
сообщения с отверстием, через которое он был туда доставлен.
При дальнейшем вращении двигателя в камере серповидной формы на другой стороне затвора, а именно
между затвором и неподвижной лопаткой после того, как последняя прошла первую, образуется новый отсек,
или наоборот, по мере вращения цилиндров или главного вала, в который затем открывается
вспомогательный приемник и камера сгорания через другой канал в кольцевом расширении главного вала,
который затем сообщается с другим отверстием, после чего заряд воспламеняется для привода двигателя в
течение половины или чуть более половины оборота. После завершения данной операции стрельбы
сообщение между отсеком стрельбы серповидной камеры и вспомогательным приемником и камерой
стрельбы закрывается путем закрытия соответствующего отверстия и указанного отсека, открытого для
выпуска воздуха, как описано ниже. Герметичное соединение между отверстиями, соединяющими
серповидную камеру со вспомогательным приемником и камерой стрельбы через каналы в кольцевом
расширении или диске главного вала, достигается за счет использования соответствующих уплотнительных
сегментов в оставшихся участках окружных частей кольцевого расширения или диска главного вала, где
образованы каналы 65, прижимаемые к окружающей поверхности центрального отверстия в крышке цилиндра
пружинами и давлением жидкости во вспомогательном приемнике 70 и камере стрельбы.
Герметичное перекрытие потока жидкости также может быть достигнуто путем установки свободной втулки
или полой крышки в каждом из указанных отверстий и приложения давления к втулке таким образом, чтобы
один ее конец 75 всегда находился в тесном контакте с кольцевым расширением или диском главного вала, в
котором образованы каналы.
В каждом порту может быть установлена втулка, обеспечивающая герметичность, или же это может быть
обеспечено с помощью сальникового уплотнения.
Для подачи воздуха из атмосферы или через карбюратор в всасывающий отсек камеры серповидной формы и
для отвода отработанных газов двигатель снабжен всасывающим и выпускным патрубками, которые
расположены соответственно так, чтобы открываться в камеру серповидной формы с противоположных
сторон поворотной лопатки хомута, поскольку целесообразно использовать ее в качестве всасывающей и
продувочной лопаток двигателя.
Когда воздух не поступает через карбюратор, всасывающий патрубок может сообщаться непосредственно
через наружный корпус цилиндра 95 с атмосферой, но когда всасывание происходит через карбюратор,
всасывающий патрубок соединен с каналом в главном валу, который ведет к карбюратору посредством
канала или его эквивалента 100 в кольцевом расширении главного вала или посредством канала или его
эквивалента на периферийной поверхности центрального отверстия во наружной крышке цилиндра, в котором
находится указанное кольцевое расширение 105 главного вала. При таком расположении можно
предотвратить потерю объемной эффективности из-за обратного потока сжатого воздуха и газа в зазорах,
расположив указанный канал таким образом, чтобы сообщение с карбюратором прерывалось вращением
внешнего цилиндра или вала сразу после завершения фазы сжатия, и это прерывание продолжалось до
возобновления всасывания. Выпускной патрубок может быть направлен непосредственно в атмосферу через
периферийное отверстие внешнего цилиндра или через одну из крышек цилиндра, и при любом из этих
вариантов отработавшие газы собираются и отводятся от двигателя.
После запуска двигатель будет одновременно выполнять операции всасывания и сжатия в одной половине
каждого оборота, а также одновременно сжигать сжатый заряд и удалять отработанные газы предыдущего
оборота в другой половине каждого оборота; всасывание и сжатие заряда происходят в разных отсеках
серповидной камеры с одной стороны двух лопаток ярма через промежуток затвора, а сжигание заряда и
удаление отработанных газов предыдущего оборота аналогичным образом происходит с другой стороны
лопаток ярма; заряд в каждом цикле работы сжимается во вспомогательный приемник и камеру сгорания и
сгорает при его подаче в камеру сгорания серповидной камеры. Отработанные газы не контактируют с той
частью камеры серповидной формы, в которой осуществляются операции всасывания и сжатия, что
обеспечивает подачу сравнительно холодной воздушно-газовой смеси во вспомогательный приемник и
камеру сгорания, вместимость которой по отношению к вместимости всасывающего отсека камеры
серповидной формы определяет степень сжатия заряда.
35- Как и в описанной выше системе с одним двигателем, воспламенение заряда приводит двигатель в
движение на протяжении половины каждого оборота. При расположении двух систем двигателя на одном
общем главном валу эксцентриковые части вала расположены друг напротив друга или на расстоянии 180
градусов друг от друга относительно общей окружности, заряд будет воспламеняться в каждой половине
оборота, обеспечивая равномерный крутящий момент.
Клапаны могут использоваться для управления открытием и закрытием отверстий во вспомогательный ствол
и камеру сгорания, предпочтительно посредством кулачковых механизмов на главном валу, которые приводят
клапаны в действие через штоки, при этом возвратное движение каждого клапана может осуществляться либо
с помощью пружины, либо под действием центробежной силы на клапан или какую-либо часть механизма,
либо без нее.
Двигатель может сжимать горючую смесь и воспламенять её; сжимать только воздух, а затем смешивать его
при температуре сжатия с нефтяным топливом или горючим газом или паром и воспламенять, как и прежде;
или сжимать только воздух настолько сильно, что при впрыскивании нефтяного топлива в виде
мелкодисперсного распыла теплота сжатия вызывает воспламенение распыла при его попадании в систему
сгорания.
Наружный цилиндр может быть снабжен либо излучающими ребрами, либо иметь водяную рубашку.
В последнем случае, если цилиндры вращаются, подача воды выгодно организована таким образом, чтобы
она поступала в водяную рубашку через канал в одном из валов и возвращалась через другой канал в том же
валу после циркуляции вокруг и через рубашку; для соединения внешних устройств подачи воды к ней
используется поворотное соединение 75. Аналогичные наружные элементы конструкции могут быть также
адаптированы для циркуляции воды внутри внутреннего цилиндра 80 посредством каналов в металлической
сальниковой уплотнении главного вала, обеспечивающих герметичное соединение между главным валом и
внутренним цилиндром. В последнем случае (85) масло может циркулировать вместо воды с помощью
отдельного насоса, а охлаждение масла осуществляется путем прохождения через радиатор, при этом часть
такого масла используется для смазки подшипниковых поверхностей (90) двигателя.
Поскольку воздействие рабочей жидкости на одну сторону неподвижной лопатки ярма стремится вращать
внешний цилиндр в направлении, противоположном воздействию рабочей жидкости на внутренний цилиндр,
это условие может быть использовано для передачи мощности через внешний цилиндр или главный вал,
либо путем одновременного вращения внешнего цилиндра и главного вала в противоположных направлениях.
Две системы двигателя, имеющие один общий главный вал, также могут быть адаптированы в качестве
двигателя внутреннего сгорания: одна для выполнения операций всасывания и сжатия, а другая для
выполнения операций сгорания и расширения заряда и продувки отработанных газов с использованием
вспомогательных приемных и выпускных камер в сочетании с ними. При этом в каждой системе посредством
неподвижной лопатки или единого соединительного устройства и затвора, образованного радиальными
лопатками в узкой части серповидной камеры, в течение каждых 167 820 оборотов в серповидной камере
образуются два отсека постоянно изменяющегося размера, причем указанные вспомогательные приемные и
выпускные камеры имеют отверстия, непосредственно управляемые вращением двигателя, как описано ниже,
или клапанами и зубчатой передачей клапанов любым подходящим образом.
Общий главный вал двухдвигательной системы выгодно сконструирован таким образом, что внутренний
цилиндр каждой системы состоит из одной части с отдельными концевыми частями, каждая из которых имеет
на своем внутреннем конце дискообразное расширение, являющееся неотъемлемой частью этой части, и с
центральным эксцентрично расположенным валом, несущим кольцевой диск, содержащий отверстия и
каналы или камеры, причем эти части скреплены между собой любым удобным способом; но если внутренний
цилиндр разъемный, вал может быть выполнен цельным, а кольцевой диск на эксцентричной части вала
может быть выполнен неотъемлемой частью этой части или разъемным для крепления к ней любым
подходящим способом. Внутренние цилиндры установлены на эксцентриковой части вала, по одному с
каждой стороны центрального кольцевого диска. Дискообразные расширения концевых частей вала могут
быть цельными или состоять из прикрепленных к ним кольцевых частей, и в обоих случаях могут содержаться
отверстия и каналы, являющиеся частью используемой системы управления отверстиями. Наружные крышки
цилиндров снабжены цапфами или полыми поршнями, интегрированными в них или прикрепленными к ним, и
содержат соответствующие цилиндрические зазоры для размещения кольцевых расширений вала.
Концевые части вала выступают за пределы цапф и могут быть установлены в соответствующих подшипниках
и закреплены в них таким образом, чтобы оставаться неподвижными при вращении цилиндров на валу и,
наоборот, свободно вращаться при работе двигателя с неподвижными внешними цилиндрами, или же
цилиндры и вал могут вращаться в противоположных направлениях, когда ни один из них не находится в
неподвижном положении. В подшипниках скольжения могут использоваться либо шейки вала, либо сам вал,
либо подшипники могут быть предусмотрены как для шейк, так и для вала.
При объединении двух систем двигателя в качестве двигателя внутреннего сгорания мы предпочтительно
используем описанную ниже систему портов, каналов или камер вместо клапанов для регулирования
всасывания заряда одной системой, в которой он также сжимается, и для его подачи из нее в другую систему,
в которой происходит сгорание заряда и расширение отработанных газов, а именно указанную систему портов
или каналов и камер, образующих указанные вспомогательные приемные и выпускные камеры 65. Два
внешних цилиндра данной комбинации предпочтительно изготавливаются из отдельных частей E и
скрепляются болтами между собой, при этом между ними располагается кольцевой подшипник для удержания
центральной увеличенной части 70 главного вала. Таким образом, кольцевой подшипник образует
перегородку между двумя системами двигателя. В случае вращения наружных цилиндров заряд втягивается в
систему, в которой он сжимается, через канал в главном валу и канал в крышке наружного цилиндра, причем
последний ведет в камеру серповидной формы либо через крышку, либо через периферийное отверстие.
Однако в случае работы двигателя внутреннего сгорания с неподвижными наружными цилиндрами заряд
может втягиваться в камеру серповидной формы только через канал в корпусе наружного цилиндра.
85 Заряд поступает в камеру серповидной формы с одной стороны лопатки ярма и сжимается в следующем
обороте с другой стороны от нее, поступая в другую систему двигателя 90, где он воспламеняется и
расширяется через отверстия, каналы и приемную камеру в кольцевом коробчатом подшипнике и
центральном диске главного вала. Эти отверстия, каналы и вспомогательная камера, а также другая
вспомогательная камера в центральном диске главного вала 95 расположены таким образом, что оставшиеся
в них отработанные газы предыдущего заряда частично или полностью замещаются подачей следующего
заряда, так что указанные газы переходят из одной вспомогательной камеры в другую, когда связь между
ними прерывается, и выполняются следующие операции: а именно, серповидная камера 105, в которой заряд
воспламеняется и расширяется, открывается для приема поступающего нового заряда и остается открытой
до тех пор, пока следующий заряд не будет готов к подаче из системы двигателя сжатия 110 в систему
двигателя внутреннего сгорания; Вспомогательная камера, в которую отработанные газы подавались из
другой вспомогательной камеры, открывается на заданную часть 115 оборотов двигателя в атмосферу для их
отвода; и по завершении подачи сжатого заряда связь между системами сжатия и сгорания прерывается, 120
167,320 Когда внешние цилиндры вращаются, а главный вал неподвижен, эти операции регулируются
вращением кольцевого подшипника на центральном диске, благодаря чему каналы и отверстия в нем
соединяются и перекрываются, а когда внешние цилиндры неподвижны, а главный вал вращается за счет
вращения центрального диска главного вала внутри кольцевого подшипника, эксцентрическое движение
внутреннего цилиндра системы сгорания относительно его внешнего цилиндра используется для управления
конечным отверстием, через которое сжатый заряд поступает в серповидную камеру системы сгорания.
Когда оси внутренних цилиндров выровнены, лопатка ярма системы сгорания, относительно общей
окружности, расположена впереди лопатки ярма системы сжатия.
Отработанные и расширившиеся газы, образующиеся при сгорании топлива за один оборот двигателя,
выводятся за счёт лопаток хомута или эксцентрикового движения внутреннего цилиндра системы сгорания, за
исключением той части, которая вытесняется во вспомогательные камеры системы и выводится из них. В
системе сжатия, чтобы предотвратить потерю объемной эффективности из-за обратного потока сжатой смеси
из зазоров, впускной или выпускной патрубок закрывается к концу каждого оборота двигателя и остается
закрытым в течение первой части оборота; для этой цели используется эксцентрическое движение
внутреннего цилиндра.
В описанной выше конструкции одна вспомогательная камера расположена в кольцевом подшипнике, а
другая — в центральном диске главного вала, однако обе могут быть расположены в любой из этих частей.
Когда вспомогательная приемная камера находится в кольцевом коробчатом подшипнике, а вспомогательная
выпускная камера — в центральном диске, отверстия, каналы и углубления или карманы, посредством
которых осуществляется контроль или организация прохождения жидкости из одной системы двигателя в
другую, располагаются следующим образом. Отверстие между вспомогательной приемной камерой и камерой
сгорания полукруглой формы выполнено таким образом, что полностью закрывается за счет эксцентрикового
движения внутреннего цилиндра системы сгорания, в то время как отработанные газы во вспомогательной
приемной камере вытесняются во вспомогательную выхлопную камеру за счет поступления сжатого заряда.
Для подачи сжатой смеси или заряда во вспомогательную приемную камеру канал ведет из серповидной
камеры 65 системы сжатия к отверстию в кольцевом подшипнике, которое в течение определенной части
каждого оборота двигателя соединено посредством углубления или кармана в центральном диске 70 главного
вала с отверстием на одном конце вспомогательной приемной камеры, вспомогательной камерой,
углублением или карманом, которая всегда сообщается со вспомогательной приемной камерой и
одновременно соединена с отверстием.
в центральном диске, ведущем к расположенной в нем вспомогательной выхлопной камере, причем
последняя отключается, когда отработанные газы вытесняются во вспомогательной приемной камере
поступающей сжатой смесью, а первая — когда заряд сжатой смеси выгружается из системы сжатия.
В кольцевой камере 85 могут использоваться дополнительные порты для обеспечения непрерывной связи
между вспомогательной приемной камерой и углублением или карманом в центральном диске главного вала,
который контролирует подачу 90 сжатой смеси из системы сжатия. Для противодействия смешиванию сжатого
заряда с отработанными газами и обеспечения необходимой излучающей поверхности поперечное сечение
вспомогательной приемной камеры 95 сделано малым по сравнению с ее длиной, а вместимость
вспомогательной выхлопной камеры ограничена таким образом, чтобы она могла принимать только
отработанные газы.
Выпуск последнего контролируется через отверстие, которое в течение определенной части каждого оборота
двигателя сообщается с атмосферой; для этой цели в кольцевом подшипнике 105 предусмотрено углубление
или выемка, соединяющая его с выпускным каналом в последнем.
Герметичное перекрытие потока обеспечивается между любыми двумя портами системы управления
портами, расположенными в одной плоскости вращения, и между которыми 110 связь регулируется
вращением части, содержащей один порт, на другом или внутри него посредством свободной втулки,
подверженной пружинному, центробежному или иному давлению, причем втулка 115 установлена в одном из
портов таким образом, чтобы быть герметичной по всей его внешней поверхности, или такая поверхность,
которая становится герметичной с помощью сальникового уплотнения.
С двумя системами указанного турбокомпрессора 120 8.
В случае, если две из указанных систем двигателей объединены в компрессор с одним общим главным
валом, эксцентриковые части последнего расположены на расстоянии 180 градусов друг от друга, как
показано на рисунке 65, относительно общей окружности, для обеспечения равномерного крутящего момента,
а сжатая жидкость из первой системы двигателей или ступени низкого давления после прохождения через
систему управления потоком подается через канал 70 в главном валу на конце низкого давления компрессора
в промежуточный охладитель, а затем в канал в главном валу на конце высокого давления компрессора,
причем такой канал проходит через эксцентриковую часть главного вала системы двигателей высокого
давления в приемную камеру или промежуточный приемник, расположенный между двумя системами
двигателей. Трубопроводы используются для соединения промежуточного охладителя с каналами «80» в
главном валу на концах компрессора, расположенных под низким и высоким давлением. Из указанной
приемной камеры, расположенной между системами низкого и высокого давления двигателя 85, сжатый
воздух, подаваемый из промежуточного охладителя, поступает в систему высокого давления двигателя для
дальнейшего сжатия.
Для того чтобы использовать концевую часть главного вала, через которую сжатая жидкость 90 из
промежуточного охладителя поступает в приемную камеру, а также для ее поступления во внешний приемник
после дальнейшего сжатия, эта концевая часть главного вала снабжена еще одним каналом 95, который
предпочтительно расположен вокруг другого канала внутри него, и сальниковыми уплотнениями,
используемыми для обеспечения герметичных соединений в этом расположении каналов, при этом подача
дополнительно сжатой жидкости 100 из системы двигателя высокого давления контролируется
вышеупомянутой системой управления портами.
Для описанной выше конструкции системы двигателя в виде двухступенчатого компрессора 105 главный вал
выгодно состоит из двух концевых частей, каждая из которых имеет дискообразное расширение на
внутреннем конце, и центральной части, имеющей расширение подходящего диаметра 11b метр, от которого
отходят две эксцентриковые части меньшего диаметра, расположенные таким образом, что их относительное
положение относительно общей окружности составляет 180 градусов, при этом одна эксцентриковая часть
115 отходит от каждого конца центрального расширения. Концы центральной части ввинчиваются в
дискообразные расширения концевых частей вала и крепятся к ним с помощью роторного двигателя,
адаптированного описанным выше способом как двигатель внутреннего сгорания. Полный цикл работы
достигается за каждый оборот следующим образом: в системе сжатия заряд втягивается между одной
стороной лопатки ярма и заслонкой, в то время как заряд, втянутый во время предыдущего оборота,
сжимается между другой стороной лопатки ярма и заслонкой и подается в систему сгорания.
Одновременно в системе сгорания заряд, полученный в предыдущем обороте, воспламеняется и
расширяется между одной стороной лопатки ярма и его затвором, а также во вспомогательной приемной
камере, в то время как отработанные газы от ранее воспламененного и расширенного заряда удаляются из
пространства между другой стороной лопатки ярма и затвором, а оставшиеся в системе управления потоком
отработанные газы вытесняются и отводятся, как описано выше.
Описанная выше схема, включающая отдельные системы сжатия и сгорания, позволяет обеспечить
необходимую мощность для системы сгорания, чтобы добиться полного расширения отработавших газов,
благодаря чему достигается практически бесшумный выхлоп, поскольку отработавшие газы отводятся под
давлением, лишь немного превышающим атмосферное.
При адаптации двигателя в качестве простого или двухступенчатого компрессора, или простого или
комбинированного двигателя для сжатого воздуха или пара, часть описанной ниже системы управления
каналами может быть выгодно объединена с кольцевой закрывающей пластиной системы, а в
двухступенчатом компрессоре сжатый воздух из первой ступени проходит через промежуточный охладитель,
прежде чем попасть в следующую ступень.
Двухступенчатый компрессор может состоять либо из отдельных одноступенчатых двигателей, либо из двух
таких двигателей, объединенных для работы с одним общим главным валом. Независимо от того,
используется ли в качестве двухступенчатого компрессора, парового двигателя или двигателя, работающего
на сжатом воздухе, главный входной патрубок в камеру серповидной формы каждой системы и главный
выходной патрубок из нее расположены соответственно на противоположных сторонах устройства,
посредством которого движение одного цилиндра контролируется другим из них, а главный выходной
патрубок предыдущей системы соединен любым подходящим расположением каналов с главным входным
патрубком следующей системы.
-9 167,320 167,320 завинчивание, завинчивание или болтовое крепление, при этом ключ или заклепка
используются для предотвращения вращения в гнездах.
Система управления каналами, используемая в описанных выше устройствах, устроена таким образом, что
сообщение между двумя каналами или протоками, один из которых расположен в кольцевом расширении на
главном валу, который является его неотъемлемой частью или прикреплен к нему в разных частях двигателя,
и оба находятся в одной плоскости вращения, контролируется вращением одной части на другой части или
внутри нее, или через обе части, вращающиеся в противоположных направлениях, так что канал или проток
одной части вводится в сообщение с каналом или протоком другой части на заданную часть каждого оборота,
при этом обеспечивается герметичное перекрытие потока жидкости, пока соединительные каналы или
протоки не находятся друг напротив друга, путем установки свободной втулки или полой крышки в одном из
каналов или протоков и приложения давления с помощью пружины, центробежного действия или любым
другим способом к втулке, благодаря чему один ее конец всегда находится в тесном контакте с поверхностью
части, содержащей другой канал или проток, при этом конец втулки, при необходимости, снабжен фланцем
для увеличения ее опорной поверхности.
Втулка устанавливается в отверстие таким образом, чтобы обеспечить герметичность по всему его
периферийному краю, или это обеспечивается с помощью сальникового уплотнения. При применении данной
системы управления каналами один из управляющих каналов может выгодно сообщаться с каналом,
расположенным в кольцевой запорной пластине системы двигателя, и для предотвращения потери объемной
эффективности из-за обратного потока сжатой жидкости из зазоров, эксцентрическое перемещение или
положение внутреннего цилиндра может использоваться для закрытия канала в кольцевой запорной пластине
или, вместо этого, всасывающего патрубка, когда он расположен в указанной пластине или торцевой стенке
наружного цилиндра, а именно в конце каждого оборота и в течение первой части следующего оборота
двигателя.
В системе низкого давления воздух или газ втягиваются в камеру серповидной формы через канал в главном
валу и канал в наружной крышке цилиндра при вращении цилиндров, но в случае, если наружный цилиндр
расположен неподвижно, и внутренний цилиндр совершает эксцентрическое движение относительно него,
всасывание может с успехом осуществляться непосредственно через канал в корпусе наружного цилиндра.
Для подачи воздуха или газа после сжатия канал ведет от конца серповидной камеры к одному из описанных
выше управляющих портов, расположенных в кольцевой закрывающей пластине или в торцевой стенке
наружного цилиндра, который в течение определенной части каждого оборота двигателя соединен с
отверстием, углублением или карманом в одном из кольцевых расширений главного вала; такое отверстие,
углубление или карман в нем образует другой порт системы управления портами, ведущий к каналу в главном
валу, который подает сжатую жидкость в трубопровод, соединяющий конец компрессора низкого давления с
промежуточным охладителем.
Аналогичная схема системы управления подачей используется для регулирования подачи из серповидной
камеры системы двигателя высокого давления.
Внешние цилиндры компрессора 85 могут быть снабжены излучающими ребрами или иметь водяную
рубашку. В последнем случае, если наружный цилиндр вращается, подача воды должна осуществляться
таким образом, чтобы она поступала в водяную рубашку через канал в одном из валов наружного цилиндра и
возвращалась через другой канал в том же валу после циркуляции вокруг и через рубашку. Для соединения
наружных элементов системы подачи воды используется поворотное соединение.
Отказавшись от промежуточного охладителя и подавая сжатый воздух в систему высокого давления
описанного выше двухступенчатого компрессора, мы получаем двухступенчатый воздушный двигатель или
мотор, но при адаптации системы двигателя для этой цели отработанные газы из системы двигателя высокого
давления в ресивер 105, расположенный между первой и системой двигателя низкого давления, должны
отводиться из ресивера под необходимым контролем каналов в систему двигателя низкого давления. 110
Аналогичным образом изобретение применимо к конструкции парового двигателя или мотора
комбинированного типа.
При адаптации системы двигателя к паровому двигателю комбинированного типа каждая последующая
система двигателя изготавливается с соответствующей большей мощностью, чем предыдущая, что является
обратным условиям, необходимым для ступенчатого компрессора и подачи пара в двигатель высокого
давления 120 1. Система K',920 организована таким образом, чтобы находиться под управлением
соответствующего регулятора.
Поскольку направление вращения воздушного или парового двигателя определяется положением подающих
и отводящих патрубков относительно устройства, с помощью которого движение одного цилиндра
управляется другим, направление вращения двигателя можно регулировать с помощью двойного
расположения таких патрубков с регулирующим устройством, позволяющим менять местами подачу и отвод
пара. Поэтому с этой целью на каждой стороне указанного соединительного устройства между цилиндрами
расположены подающий и выпускной патрубки, которые управляются таким образом, что если с одной
Соседние файлы в папке патенты