Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_33
.pdf
стороны подающий патрубок открыт, а выпускной закрыт, то с другой стороны это состояние меняется на
противоположное.
Датировано 15 мая 1920 года.
Компания ALLISON BROS., дипломированные патентные поверенные, 84-86, Чансери-лейн, Лондон, W.C.,
представляет интересы заявителей.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования роторных двигателей, насосов и тому подобного, относящиеся к ним.
Мы, Альберт Уильямс Доу и Зактиариас Уильямс Доу, проживающие по адресу: улица Королевы Виктории, 11,
Сити Лондона, E.C. 4, инженеры, подданные Великобритании по рождению, настоящим заявляем о характере
данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в
следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к тому классу роторных двигателей, в которых внешний цилиндр или
барабан эксцентрично соединен с внутренним цилиндром или барабаном меньшего диаметра посредством
коленчатого вала или его эквивалента, так что работа одного контролируется другим, и заключается в
усовершенствованиях, которые описаны ниже и которые применимы к двигателю при его адаптации в
качестве двигателя внутреннего сгорания, компрессора или парового двигателя, или, в целом, для всех
других целей, для которых используется поршневой двигатель.
Эти усовершенствования проиллюстрированы на прилагаемых чертежах, на которых: Рис. 1 представляет
собой продольный разрез двухдвигательной системы с одним двигателем.
На рис. 2 представлен его вид сбоку.
На рис. 3 представлен детальный разрез по линии А-А на рис. 1.
На рис. 4 представлен детальный разрез по линии B-B на рис. 1.
На рис. 5 представлен детальный разрез по линии C-C на рис. 1.
На рис. 6 представлен детальный разрез по линии D-D на рис. 1.
Рис. 7 представляет собой поперечное сечение по линии E-E на рис. 1.
Рис. 8 представляет собой поперечное сечение по линии E-E на рис. 1, показывающее соотношение внешнего
и внутреннего цилиндров после того, как двигатель провернулся на 900 градусов.
Рис. 9 представляет собой часть продольного разреза рис. 1, на котором подробно показаны закрывающая
пластина и блок.
На рис. 10 представлен вид сверху закрывающей пластины и блока, показанных на рис. 9.
Рис. 11 представляет собой продольный разрез двухдвигательной системы 75a.
На рис. 12 показан вид сбоку системы из двух двигателей.
На рис. 13 представлен поперечный разрез компрессионного цилиндра двухдвигательной системы 80,
расположенной в ряду F-F на рис. 11.
На рис. 14 представлен поперечный разрез цилиндра сгорания по сравнению с двухдвигательной системой,
расположенной по линии G-G на рис. 11.
На рис. 15 представлен разрез кольцевого коробчатого подшипника 85, расположенного по линии H-H на рис.
11.
На рис. 16 представлен поперечный разрез кольцевого коробчатого элемента, проходящий по линии J-J на
рис. 11.
На рис. 17 представлен перспективный вид кольцевого коробчатого подшипника 90°, иллюстрирующий работу
портов.
На рис. 18 представлен продольный разрез двигателя, выполненного в виде двухступенчатого компрессора.
95 Рис. 19 представляет собой поперечное сечение по линии K-K на рис. 18.
Рис. 20 представляет собой поперечное сечение по линии L-L на рис. 18.
Рис. 21 представляет собой поперечный разрез по линии 100 1M-M на рис. 18.
На рисунках 22 и 23 представлены увеличенные изображения, демонстрирующие заграждение.
На рис. 24 представлен увеличенный фрагмент прямоугольной колеблющейся гибкой лопатки заграждения.
105 167,320 На рис. 25 представлен увеличенный фрагмент модифицированной формы прямоугольной
колеблющейся гибкой лопатки заграждения.
На рис. 26 представлен продольный разрез колеблющейся лопатки затвора, установленной в прямоугольном
подшипнике.
На рис. 27 показан вид с торца колеблющейся лопатки заграждения, изображенной на рис. 26.
Рис. 28 представляет собой поперечное сечение колеблющейся лопатки заграждения по линии NT>_-N на
рис. 26.
На рис. 29 представлен продольный вид прямоугольной гибкой осциллирующей лопатки заграждения,
показанной в увеличенном виде на рис. 25.
Рис. 30 представляет собой сечение по линии P-P на рис. 29.
На рис. 31 представлен продольный разрез колеблющейся лопатки заграждения, установленной в
цилиндрическом корпусе.
Рис. 32 представляет собой вид сверху.
Рис. 33 представляет собой разрез по линии Q-Q на рис. 31.
Рис. 34 представляет собой сечение по линии R-R на рис. 31:
На рис. 35 показан вид сбоку коромысла, снабженного радиальными выступами.
Рис. 36 представляет собой поперечное сечение по линии S-S на рис. 35.
Рис. 37 представляет собой вид с торца рис. 35.
На рис. 38 представлен фрагмент поперечного сечения через увеличенное центральное изображение
главного вала на рис. 1, показывающий сообщение водопроводных каналов с внутренним цилиндром.
На рис. 39 представлена схематическая иллюстрация водоохлаждающей перегородки во внутреннем
цилиндре, которая показана в разрезе на рис. 7.
На рис. 40 представлен поперечный разрез линии L-L на рис. 18, демонстрирующий альтернативную форму
лопатки ярма.
На этих чертежах 1 — главный или внешний цилиндр, а 3 — внутренний цилиндр, эксцентрично
установленный внутри него, например, с помощью коленчатого вала 14 или его эквивалента, образующий
камеру 7 в форме полумесяца, причем два цилиндра соединены, например, неподвижной лопаткой 9 с или
без (в зависимости от конкретной конструкции) поворотной лопатки 10 или ее эквивалента, и благодаря этому
движение одного цилиндра управляет движением другого.
В периферийном корпусе внутреннего цилиндра 3 (который также может находиться в корпусе внешнего
цилиндра) равномерно расположены лопасти 4, которые имеют ограниченные радиальные и колебательные
перемещения для формирования заграждения за счет того, что их выступающие концы последовательно
соприкасаются с противоположной периферийной поверхностью в узкой части серповидной камеры 7 между
такими цилиндрами или барабанами. Количество используемых лопастей 4 достаточно для того, чтобы всегда
было несколько из них, образующих заграждение, а ограниченное колебательное перемещение, на которое
они способны, в сочетании с ограниченным радиальным перемещением обеспечивает адаптацию их внешней
поверхности к периферийному корпусу, с которым они соприкасаются.
Указанные лопатки затвора подвергаются центробежному и/или пружинному давлению, так что они стремятся
выступать за пределы периферии корпуса цилиндра, в котором они установлены, и когда одна из них
соприкасается с противоположной периферийной поверхностью, вращение двигателя сначала заставляет ее
вдавливаться внутрь по мере уменьшения зазора, а затем позволяет ей перемещаться наружу по мере
увеличения зазора, пока она не достигнет предела своего радиального перемещения, когда она перестанет
быть частью затвора.
Конструкция лопаток заграждения 85, позволяющая им совершать комбинированное колебательное и
радиальное движение в своих опорах iii цилиндра, в котором они установлены, может быть различной;
различные формы подробно показаны на фиг. 24–34 90 включительно.
Как показано на фиг. 26–28, лопатка заслонки состоит из прямоугольного подшипника 4а, колеблющаяся часть
4 которого удерживается на месте фланцами (показаны 9–5 на фиг. 26), колеблющимися в соответствующих
канавках подшипника 4а. Колебания детали 4 ограничены зазором, допускаемым между фланцами и
боковыми сторонами продольного паза 100, в котором установлен прямоугольный подшипник, а также
радиальным перемещением подшипника за счет выступа на его боковой стороне, для которого
предусмотрено зазорное пространство в боковой стороне продольного паза. 105 В конструкции, показанной на
фиг. 24, 25, 29 и 30, лопатка заграждения состоит из прямоугольной пластины, внешняя часть 5 которой имеет
большее сечение, чем внутренняя часть, и для придания ей желаемой гибкости по всей ее длине образованы
параллельные продольные канавки с помощью пропилов или канавок или любым другим удобным способом.
Внутреннюю, меньшую по размеру секцию 115 разрез делают центральный вырез, который предпочтительно
распространяется на большую секцию, причем в последней разрез делают с каждой стороны меньшей секции
по всей ее длине и параллельно центральному вырезу.
Выступ с каждой стороны 120 1 1 E 167,320 входит в зазор или канавку, образованную в боковой части паза, в
котором находится лопатка, для ограничения величины радиального перемещения, причем указанный выступ
образован либо на меньшем участке, как показано на рис. 24, либо на большем участке, как показано на рис.
25; концы указанных выступов всегда стремятся опираться на торцевые поверхности канавок, в которые они
входят, так что лопатка должна колебаться на них при изгибе. Вырезы расположены таким образом, что
боковые стороны лопатки достаточно эластичны и, следовательно, находятся в контакте со сторонами паза, в
котором установлена лопатка; зазоры, образованные в лопатке вырезами и для радиального перемещения,
позволяющие лопатке слегка колебаться под воздействием напряжения, создаваемого в ней наружным
концом лопатки, должны соответствовать кривизне периферийной поверхности наружного цилиндра 1 под
действием центробежного и газового давления, оказываемого радиально и латерально на лопатку.
Когда лопатка установлена на периферии внешнего цилиндра 1, для осуществления радиального
перемещения будет приложено пружинное давление, и, как показано на рис. 24 (5b), такая пружина может
также использоваться, когда она установлена во внутреннем цилиндре 3.
Другая конструкция заслонки показана на фиг. 31–34 и состоит из прямоугольных частей 6 и 6b,
установленных в цилиндрической части 6a (которая может быть образована из двух сегментов). Выступы на
части 6 входят в соответствующие углубления или зазоры в части 6a и ограничивают радиальное
перемещение частей 6 и 6b в части 6a. На фиг. 6а выполнены выступающие детали, которые входят в
соответствующие зазоры или углубления в цилиндрическом пазу барабана или цилиндра 3 или 1, в котором
установлена лопатка заслонки, для ограничения ее колебаний внутри нее. Вместо того чтобы увенчать
внешний конец прямоугольной пластины фланцем, она сделана шире с каждого конца, а более узкая
центральная часть снабжена только выступами для ограничения ее радиального перемещения; в пункте 6а
для таких выступов предусмотрены пазы, имеющие необходимый зазор для радиального перемещения.
Поскольку прямоугольную деталь 6 нельзя установить в подшипник целиком с расширенными концами, не
расколов его, один из расширенных концов выполнен отдельной деталью и соединен с другой деталью с
помощью пазового соединения.
Лопатки 4, предотвращающие продольное перемещение, удерживаются своими концами при
соприкосновении с торцевыми стенками наружного цилиндра 1, а при установке в корпусе внутреннего
цилиндра 3 — при скольжении в любое отверстие, образованное в торцевых стенках наружного цилиндра,
благодаря наличию у каждой из них выступа, входящего в углубление в одной из стенок пространства 4a, в
котором она установлена, или с помощью кольцевых торцевых пластин 8 (рис. 11), закрепленных на торцах
внутреннего цилиндра 3 для закрытия торцов лопаток на необходимую глубину, причем такие торцы
соответствующим образом утоплены с учетом их толщины, чтобы торцевые пластины и торцы лопаток были
заподлицо с торцевыми поверхностями внутреннего цилиндра. Если лопатки заграждения 4 установлены во
внешнем цилиндре 1, то их крышки 2 будут предотвращать продольное перемещение.
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 заслонки 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 окружности
внутренней периферийной поверхности внешнего цилиндра и наружной периферийной поверхности
внутреннего цилиндра.
Устройство для управления движением одного из цилиндров или барабанов 1 и 3 относительно другого
может, как показано на фиг. 7, 105, 8, 13, 14, 20 и 21, состоять из лопасти 9, закрепленной любым подходящим
образом на одном цилиндре и скользящей в пазу коромысла 11, установленного в периферийном корпусе
другого цилиндра, при этом обеспечивается необходимый зазор для работы лопасти; другое устройство
(показанное на фиг. 7 и 8), состоящее из пластины или лопасти 10, шарнирно соединенной с цилиндром и
входящей в паз коромысла 12, установленного в цилиндрическом гнезде в барабане. Кроме того, как показано
на рис. 40, трость-ярмо 9& может быть шарнирно соединена одним концом с одним цилиндром, а другим
концом — с другим цилиндром.
Лопатка или пластина 9, 9a или 10 проходит по всей длине серповидной камеры 7, образованной между двумя
цилиндрами 1 и 3, благодаря чему камера разделяется на два отсека между лопаткой и концами затвора во
время каждого оборота двигателя. Для обеспечения герметичности лопаток коромысла 9 и 10, скользящих
под действием жидкости, на изогнутой внешней поверхности его коромысла может быть выполнена
продольная канавка, как показано на фиг. 20 и 21, для размещения соответствующего уплотнительного
элемента, на который воздействуют пружины 1lc, реакция которых приводит к его соприкосновению с
цилиндрической поверхностью гнезда.
В случае высоких скоростей вращения или высокого давления в камере 7 серповидной формы для
компенсации уменьшения опорной поверхности цилиндрического гнезда коромысла 11 или 12, вызванного
прямоугольным отверстием в гнезде, необходимым для прохождения неподвижной или поворотной лопатки 9
или 10, полуцилиндрические сегменты коромысла, как показано на фиг. 35-37, расположены таким образом,
чтобы содержаться в цилиндрической части, состоящей из одной центральной части 1 и двух частей 11a,
каждая из которых снабжена прямоугольным выступом или радиальным рычагом, содержащим канавки,
изогнутые к центру колебаний полуцилиндрических сегментов или коромысла, для зацепления с
соответствующими перьями или штифтами, расположенными в подходящем углублении на конце внутреннего
цилиндра 3, или расположение канавок и перьев может быть обратным.
Центральная и концевая части соединены друг с другом, но только часть длины хомута проходит прямо через
центральную часть цилиндрических сегментов или коромысла, что позволяет соединять остальные части на
их внутренних концах.
Концы цепного механизма 7 в форме полумесяца герметично закрыты кольцевой закрывающей пластиной 13
на одном конце (подробно показана на фиг. 9 и 10), расположенной таким образом, что она может скользить в
продольном направлении внутри внешнего цилиндра 1 и закрывать конец камеры 7, с которой 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 указанного
внешнего цилиндра. Для обеспечения контакта пластины 13 с наружным цилиндром она может быть снабжена
выступами или неподвижными штифтами, которые входят в торцевую стенку или закрывают 2 цилиндра.
Изменяющаяся площадь кольцевой закрывающей пластины 13, подверженной воздействию давления
жидкости внутри серповидной камеры 7, может быть точно сбалансирована следующим образом, так что для
удержания ее в контакте с внутренним цилиндром 3, а последнего — в контакте с другим концом внешнего
цилиндра 70 1, требуется сравнительно небольшое усилие пружины.
С обратной стороны кольцевой закрывающей пластины 13 образован ряд углублений, имеющих
соответствующие зоны давления, на которых рабочая жидкость последовательно реагирует в соответствии с
изменяющейся площадью, подверженной давлению на ее передней части во время каждого оборота
двигателя. Каждое из таких углублений предпочтительно, но не обязательно, имеет цилиндрическую форму,
как показано на рисунке, и каждое сообщается с серповидной камерой 7 через небольшое отверстие или
канал 13C через пластину 13, чтобы обеспечить взаимодействие давления жидкости между дном углубления
85 и дном вставленного в него герметичного заполняющего блока 13a, который устроен таким образом, что
для этой цели требуется лишь тонкая пленка рабочей жидкости, причем такое взаимодействие сдерживается
90 блоком, прижимающимся к наружному торцу цилиндра или крышке 2. Заливной блок 13а может состоять из
одной детали или из комбинации деталей, образующих вместе с углублением сальниковое уплотнение, при
этом блок сконструирован таким образом, что он не имеет перемещения, так что любой зазор между
закрывающей пластиной 13 и концом внутреннего цилиндра 3, когда он соприкасается с другим концом
внешнего цилиндра 100, будет компенсироваться скольжением закрывающей пластины по указанному
заливному блоку 13а при условии, что давление сзади пластины больше, чем спереди.
В сочетании с этой конструкцией 105 пружины 13b выгодно используются для поддержания давления на
закрывающую пластину 13, когда в камере 7 серповидной формы отсутствует рабочая жидкость. Такие
пружины расположены 110 таким образом, чтобы оказывать давление либо непосредственно на пластину,
либо косвенно, как показано на рисунке, воздействуя на заднюю часть указанных заполняющих блоков 13a; в
последнем случае давление жидкости на дне каждого углубления 115 полностью или частично нейтрализует
давление пружины в зависимости от ее силы и давления реагирующей жидкости на дне углубления, при этом
заполняющий блок 13a отталкивается 120 167,320 обратно к дну углубления, когда давление реагирующей
жидкости достаточно снижается.
Предпочтительно, боковые концы неподвижной лопатки 9 ярма обеспечивают герметичность за счет
утопления одного конца в кольцевую закрывающую пластину 13, а другого — в торцевую стенку наружного
цилиндра 1, или же это может быть достигнуто, как для лопатки ярма 10, путем их простого контакта с
кольцевой закрывающей пластиной 13 и торцевой стенкой наружного цилиндра 1 соответственно под
действием давления жидкости или пружины, или обоих факторов, воздействующих на первую.
Благодаря использованию дополнительной лопатки 10 (как показано на фиг. 7 и 8), шарнирно закрепленной
на одном цилиндре напротив другой лопатки 9 и скользящей в зацеплении с другим цилиндром через
коромысло, состоящее из двух полуцилиндрических сегментов 12, установленных в цилиндрическом гнезде
(поворот дополнительной лопатки необходим для ее регулировки относительного положения цилиндров),
серповидная камера 7 разделяется на два отсека в начале каждого полуоборота, а с помощью затвора и
лопаток 9 — на три отсека постоянно изменяющегося размера в течение каждого полуоборота. Чем дальше
центр цилиндрических сегментов 12 поворотной лопасти 10 находится от периферийной поверхности
цилиндра или барабана, в котором они установлены, тем меньше будет угол их колебаний и тем больше
потребуется длина лопасти. Чтобы свести к минимуму колебания поворотной лопасти 10, каждый сегмент, как
показано на фиг. 7, 8 и 37, может быть снабжен выступающим рычагом, одна сторона которого идеально
выровнена с плоской поверхностью. Такой выступающий рычаг может быть интегрирован с сегментом или
получен путем прикрепления к нему прямоугольной пластины, а необходимое пространство для колебаний
выступающих рычагов должно быть обеспечено внутри корпуса цилиндра.
Поскольку воздействие рабочей жидкости на одну сторону лопатки ярма или соединительного устройства 9
между цилиндрами 1 и 3 стремится вращать внешний цилиндр 1 в направлении, противоположном действию
рабочей жидкости за счет ее давления на внутренний цилиндр 3 на главный или коленчатый вал 14, это
условие может быть использовано для передачи мощности посредством вращения внешнего цилиндра или
вала, либо посредством одновременного вращения внешнего цилиндра и вала.
Скольжение концов внутреннего цилиндра 3 по кольцевой закрывающей пластине 65 13 и торцевой стенке 2
внешнего цилиндра 1 приводит к сравнительно небольшому трению, поскольку эти движения ограничены
эксцентрическим перемещением одного цилиндра относительно другого.
В качестве замены коленчатого вала 14 70 наружный цилиндр 1 может быть расположен эксцентрично
относительно оси внутреннего цилиндра 3 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
7 серповидной формы и главный выходной патрубок из нее расположены соответственно на
противоположных сторонах лопатки 9, и когда две или более системы двигателя каким-либо образом
соединены, главный выход из предыдущей системы соединен системой каналов и с приемной камерой или
без нее с главным входом следующей системы.
Наружный цилиндр 1 может иметь радиальные ребра, как показано на чертежах, или быть с водяной
рубашкой, 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
наружного цилиндра или в его крышках.
Система двигателя может смазываться способом, показанным на фиг. 11, путем закачки масла в масляный
канал 43, проходящий через коленчатый вал 14, с соединенными с ним смазочными каналами 44, ведущими к
основным подшипниковым поверхностям; при этом смазочные каналы расположены таким образом, чтобы
подавать масло к 105 подшипниковым поверхностям коленчатого вала 14, к подшипниковым поверхностям
концов внутреннего цилиндра 3, где они контактируют с торцевыми стенками наружного цилиндра 1 и
кольцевой закрывающей пластиной 110 13, и смазочные каналы 46 к подшипниковым поверхностям хомута 9
или устройства, соединяющего цилиндры 1 и 3, посредством которого движение одного из них контролируется
другим, и к подшипниковым поверхностям 115 лопаток заслонки 5 и частей, в которых они установлены.
Трубчатые соединения могут быть подсоединены к обоим концам коленчатого вала 14 и к радиатору и насосу
для циркуляции масла 12,0 167,320 и для охлаждения как масла, так и вала и внутреннего цилиндра, когда
двигатель используется в режиме внутреннего сгорания.
Масло также может циркулировать, поступая через один конец главного вала и возвращаясь через тот же
конец к радиатору и насосу.
Всасывание, сжатие, воспламенение и расширение горючей смеси мазута и воздуха, а также удаление
продуктов сгорания могут осуществляться за каждый оборот только одной системы с помощью
вспомогательного приемника и камеры сгорания, расположенных в одной из крышек цилиндра или в корпусе
цилиндра, причем указанные вспомогательный приемник и камера сгорания имеют отверстия,
непосредственно управляемые вращением двигателя, как описано ниже, или посредством клапанов и
зубчатой передачи клапанов любым подходящим способом.
На фиг. 1-8 показана двухцилиндровая компоновка этого одноцилиндрового двигателя, в которой
вспомогательный ресивер и камера сгорания расположены в соединительном элементе 1a между основным
или наружным цилиндром двигателя 1 и представляют собой коробчатый подшипник для центрального
расширения 14a коленчатого вала 14.
Этот подшипник скольжения представляет собой комбинацию правой крышки одного двигателя и левой
крышки другого и вращается вместе с цилиндрами на удлинителе коленчатого вала 14а между двумя
двигателями, или же вал вращается, когда подшипник скольжения и цилиндры 1 двигателей неподвижны.
Увеличенная часть 14а вала, на которой установлен подшипник скольжения 1a, снабжена концентрическими
канавками на своей опорной поверхности, а опорные поверхности подшипников скольжения —
соответствующими концентрическими выступами, или наоборот, с целью предотвращения утечки между
поверхностями 1s, что требует изготовления подшипника скольжения из двух половинок, которые
скрепляются болтами любым удобным способом после установки на вал. Выхлопные газы от обоих
двигателей отводятся через коробчатый подшипник в канал 27, окружающий его наружную поверхность,
образованный углублением в нем и углублением в установленной на нем заглушке, которая окружает эту
наружную поверхность, причем заглушка снабжена каналом для отвода выхлопных газов. Крышка также
изготавливается из двух половинок, снабженных фланцами для возможности их соединения болтами, и
регулируется таким образом, чтобы подшипник мог вращаться внутри, а когда подшипник не вращается,
крышка может быть неотъемлемой частью подшипника.
Коленчатый вал 14, когда барабан представляет собой единое целое 65, установлен на отдельных концевых
частях 15, каждая из которых имеет дискообразное расширение и снабжена гнездом для приема коленчатой
части, выступающей на каждом конце центральной части 70 14a вала, на которой установлен подшипник
скольжения. Для скрепления частей вала в единое целое, в каждом дискообразном расширении концевых
частей 15 поперечно установлен клин 75-шпонка 16, снабженная головкой болта и гайкой, которая без гайки
проходит через выемку на конце коленчатого вала, когда последний находится внутри гнезда, причем выемка
имеет одну наклонную поверхность 80, соответствующую наклонной плоской поверхности клина-шпонки, а
конец вала находится внутри гнезда, и гнездо имеет коническую форму, чтобы клиновидная шпонка,
протянутая через выемку 85 гайкой (для чего она опирается на дно углубления в боковой стороне диска),
могла заклинить конец коленчатой части вала в коническом конце гнезда. Опора или подшипник для
удлинителя главного вала 90°, обозначенный цифрой 15, — это деталь 17, а деталь 18 — это главный
подшипник на противоположной стороне.
Всасывающий или входной патрубок 19 через канал 20 в удлинителе 15 главного вала соединен с каналом 21
в 95 корпусе двигателя с серповидной камерой 7 между наружным цилиндром 1 и внутренним цилиндром 3, и
для предотвращения потери объемной эффективности из-за возврата сжатой смеси в зазоры, 100 канал 21
попеременно открывается и закрывается при вращении двигателя. Камера 7 в форме полумесяца соединена
с противоположных сторон лопасти 9 двумя отверстиями 22 и 26 105 со вспомогательным приемником и
камерой сгорания, при этом сжатый заряд в течение половины каждого оборота подается через отверстие 22
в часть 23 указанной вспомогательной камеры, а отверстие 26 110 сообщается с частью 25 на
противоположной стороне этой камеры и подает из нее сжатый заряд в камеру в форме полумесяца в течение
другой половины оборота, пока она находится в процессе выстрела. Сжатие заряда происходит в результате
сужения отсека серповидной камеры 7, в которую заряд поступает через неподвижную лопатку 9, которая 120
167,320 предпочтительно является сжимающей лопаткой, по мере приближения к заграждению или наоборот,
и завершается, когда они находятся в непосредственном соединении, после чего отверстие 23 в расширении
главного вала, контролирующее подачу заряда, отключается от сообщения с отверстием 22, через которое он
был доставлен в него.
Дальнейшее вращение двигателя приводит к образованию нового отсека в камере серповидной формы на
другой стороне затвора, а именно между затвором и неподвижной лопаткой 9 после того, как последняя
прошла мимо первого или наоборот (в зависимости от вращения цилиндров или главного вала), в который
затем открывается вспомогательный приемник и камера сгорания через канал 25 на другой стороне
расширения 14a главного вала (который через часть 24 постоянно сообщается с частью 23), соединяясь с
другим отверстием 26, после чего заряд воспламеняется для привода двигателя в течение половины или чуть
более половины оборота в зависимости от того, как организовано открытие выхлопного отверстия. После
завершения данной операции стрельбы сообщение между стрелковым отсеком серповидной камеры 7 и
вспомогательным приемником и стрелковым отсеком закрывается путем закрытия отверстия 26, и указанный
отсек открывается для выхлопа, описанного ниже.
Герметичное соединение между отверстиями, соединяющими камеру 7 в форме полумесяца со
вспомогательным приемником и камерой сгорания через каналы в расширителе или диске главного вала,
достигается за счет использования соответствующих уплотнительных сегментов 28 в оставшихся участках
окружных частей такого расширителя, где образованы камеры, благодаря тому, что сегменты прижимаются к
окружающей поверхности центрального отверстия в крышке цилиндра пружинами 28а и давлением жидкости
во вспомогательном приемнике и камере сгорания. Герметичное перекрытие потока жидкости также может
быть достигнуто путем установки свободной втулки или полой крышки, как показано на фиг. 18 и 19, в каждом
из указанных отверстий и приложения давления к втулке, при этом один ее конец всегда будет находиться в
тесном контакте с расширением или диском на главном валу, в котором образованы каналы. Такая втулка
может быть установлена в каждом порту для обеспечения герметичности, или же это может быть обеспечено
с помощью сальникового уплотнения 60.
Для подачи воздуха из атмосферы или через карбюратор в всасывающий отсек камеры 7 серповидной формы
и для отвода отработанных газов двигатель снабжен всасывающим и выпускным патрубками, которые
расположены соответственно таким образом, чтобы открываться в эту камеру 7 с противоположных сторон
поворотной лопатки 10, которую целесообразно использовать в качестве всасывающей и продувочной
лопаток двигателя. Когда воздух не проходит через карбюратор, всасывание может напрямую сообщаться
через наружный корпус цилиндра с атмосферой, но когда всасывание происходит через карбюратор, оно
соединено с каналом 19 в главном валу, который ведет к карбюратору через входной канал 20 или его
эквивалент 80 в расширении удлинения 15 главного вала, или его эквивалент в кольцевой поверхности
центрального отверстия во внешней торцевой крышке цилиндра, в котором находится указанное расширение
85 главного вала. При таком расположении можно предотвратить потерю объемной эффективности из-за
обратного потока сжатого воздуха и газа в зазорах, расположив указанный канал 90 таким образом, чтобы
сообщение с карбюратором прерывалось вращением внешнего цилиндра или вала сразу после завершения
фазы сжатия, причем такое прерывание 95 продолжается до возобновления разрежения.
Выпускное отверстие 27 может быть направлено непосредственно в атмосферу через периферийный кожух
внешнего цилиндра или через одну из крышек цилиндра, и в любом из этих вариантов отработавшие газы
собираются и отводятся от двигателя.
В случае двухцилиндрового двигателя отвод выхлопных газов из каждой из 105 камер серповидной формы 7
может удобно осуществляться через канал 27a, ведущий из такой камеры в круглое углубление 27,
окружающее внешнюю поверхность подшипника скольжения 1a и установленного на нем утопленного
цилиндрического кольца 110; объединенные углубления образуют канал вокруг такого подшипника для сбора
и отвода выхлопных газов к выпускному отверстию в цилиндрическом кольце, к которому может быть
присоединена трубка 115 для отвода выхлопных газов по мере необходимости.
Когда цилиндры вращаются и удобно для создания разрежения D 17is 167,820 через главный вал, через
боковую сторону поршня или полой шейки образуется канал, который соединяется с круглым углублением
19a, окружающим внешнюю поверхность поршня. Это углубление, вместе с углублением в установленном на
нем цилиндрическом кольце, внутри которого поршень может вращаться, образует канал, имеющий в одной
точке входное отверстие, позволяющее соединить его с трубкой, ведущей к карбюратору. Проход через
боковую часть поршня или полой шейки выполнен таким образом, чтобы сообщаться с проходом в
расширенной части неподвижного вала, который, в свою очередь, сообщается с параллельным проходом на
нем, который в течение определенного участка вращения сообщается с серповидной камерой. Один из
параллельных каналов может быть соединен с углублением, предназначенным для гайки клинового
шпоночного ключа 16, соединяющего кривошип 14 с главным валом 15.
В описанном двигателе после запуска операции всасывания и сжатия будут осуществляться одновременно в
одной половине каждого оборота, а сжатие заряда и удаление отработанных газов от предыдущего оборота
— одновременно в другой половине оборота; всасывание и сжатие заряда будут происходить в разных
отсеках серповидной камеры с одной стороны двух лопаток ярма через промежуток затвора, а сжатие заряда
и удаление отработанных газов от предыдущего оборота — аналогично с другой стороны лопаток ярма; при
этом заряд в каждом цикле работы будет сжиматься во вспомогательный приемник и камеру сгорания и
воспламеняться 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 смеси воздуха и газа во вспомогательный ресивер и камеру
сгорания, вместимость которых по отношению к вместимости всасывающего отсека камеры серповидной
формы определяет степень сжатия.
заряжать.
Как и в описанной выше системе с одним двигателем, воспламенение заряда приводит двигатель в движение
на протяжении половины каждого оборота. При таком расположении двух систем двигателя на одном общем
главном валу эксцентриковые части вала находятся друг напротив друга на расстоянии 180 градусов
относительно общей окружности. В результате воспламенение заряда происходит на каждой половине
оборота, и достигается равномерный крутящий момент.
Вместо того чтобы располагать эксцентриковые части вала друг напротив друга или на расстоянии 180
градусов друг от друга с целью воспламенения заряда за каждый оборот двигателя для получения
равномерного крутящего момента, этот результат может быть достигнут путем расположения двух систем
двигателя друг напротив друга или на расстоянии 180 градусов друг от друга относительно общей окружности.
75 Клапаны могут использоваться для управления открытием и закрытием отверстий вспомогательного
ствольного блока и камеры сгорания, предпочтительно с помощью кулачковых механизмов на главном валу,
причем такие кулачки 80 приводят в действие клапаны через штоки, при этом возвратное движение каждого
клапана может осуществляться пружиной или без нее, а также под действием центробежной силы на клапан
или какую-либо часть механизма. 85 Двигатель может сжимать горючую смесь и воспламенять её; сжимать
только воздух и смешивать его при температуре сжатия с нефтяным топливом, 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.
95 В зависимости от того, является ли внешний цилиндр 1 неподвижным или вращающимся, его охлаждение
осуществляется с помощью водяной рубашки или излучающих ребер, причем водяная рубашка расположена
вокруг цилиндра, как в двигателях внутреннего сгорания. В любом случае, однако, внутреннее пространство
двигателя или внутреннего цилиндра 3 (см. рис. 1, 7, 38 и 39) может охлаждаться путем пропускания воды по
каналу 35 105 в главном валу 14, 15 через проход 37 во внутреннем цилиндре 3 в камеру 38 (снабженную
перегородками, благодаря которым вода движется зигзагом), образованную в таком цилиндре 3, в таком
количестве, что она превращается в пар, причем центробежное действие способствует образованию тонкого
слоя воды на горячих поверхностях. Образующийся пар стремится снизить температуру горячих
поверхностей, с которыми он соприкасается, до собственной температуры во время обратного потока через
другую камеру 40 в цилиндре 3, расположенную напротив камеры с перегородками 38 и соединенную с ней
каналом 39. 120 167,320 Центральное расширение 143 главного вала, которое соединяется через канал 41 с
камерой 40 цилиндра 3, из которой канал 42 отводит пар в конденсатор или радиатор, где он конденсируется
для повторного использования при охлаждении внутренней части двигателя.
Для циркуляции воды может использоваться насос, или же это может быть достигнуто путем создания
статического напора для сконденсированной воды ниже конденсатора. Для обеспечения практически
водонепроницаемого соединения между каналом 35 в валу 14 и каналом 37 во внутреннем цилиндре 3 может
быть предусмотрено любое подходящее металлическое уплотнение, но для этой цели предпочтительно
устанавливается металлическое рифленое кольцо 36 в углублении вокруг эксцентриковой части вала, причем
канавка в этом кольце расположена таким образом, чтобы всегда сообщаться с указанным каналом, и к
кольцу прикладывается пружинное давление для поддержания его контакта с концом внутреннего цилиндра.
Вместо двухцилиндрового двигателя, установленного на общем валу и выполняющего каждый из них полную
работу, как описано выше (см. рис. 1-8), в качестве двигателя внутреннего сгорания могут быть также
адаптированы две системы двигателя с общим валом (см. рис. 11-17): одна для выполнения операций
всасывания и сжатия, а другая для выполнения операций сгорания и расширения заряда и продувки
отработанных газов. В этом случае используются вспомогательные приемные камеры 23 и 24Ta и выпускная
камера 30. В каждой системе посредством одной лопатки или соединительного устройства 9 или 9a и затвора,
образованного лопатками 5 в узкой части серповидной камеры 7, в указанной камере 7 во время каждого
оборота образуются два отсека постоянно изменяющегося размера, вспомогательная приемная камера 23,
24a и выпускная камера 30 имеют отверстия, непосредственно управляемые вращением двигателя, как
описано ниже, или клапанами и зубчатой передачей клапанов любым подходящим способом.
Общий вал 14 этой двухдвигательной системы, как показано на рисунке, имеет выгодную конструкцию, когда
внутренний цилиндр 3 такой системы состоит только из одной части, с отдельными концевыми частями 15,
каждая из которых имеет на своем конце внутреннее дискообразное расширение, интегрированное с ней,
центральная часть которого состоит из центрального эксцентрично расположенного вала 14, несущего
центральное расширение 14a, содержащее отверстия и каналы или камеры, причем эти части скреплены
между собой любым удобным способом 65; но если внутренний цилиндр 3 разделен, вал 14, 15 может быть
выполнен из одного куска, а кольцевой диск 14a на эксцентричной части вала может быть интегрирован с ним
или разделен для крепления к нему любым подходящим способом.
Внутренние цилиндры 3 установлены на коленчатом валу 14, по одному с каждой стороны центрального
расширения 14а. Дискообразные расширения концевых частей 75 вала могут быть цельными или состоять из
прикрепленных к ним кольцевых частей, и в обоих случаях они могут содержать отверстия и каналы,
являющиеся частью используемой системы управления отверстиями. Наружные крышки цилиндра 80 (2)
снабжены цапфами или полыми поршнями, интегрированными в них или прикрепленными к ним, и содержат
соответствующие цилиндрические зазоры для размещения расширителей вала 85. Концевые части 15 вала
выступают за пределы цапф и могут быть установлены в соответствующих подшипниках 17 и закреплены в
них таким образом, чтобы оставаться неподвижными при вращении цилиндров 1 на валу 15 и, наоборот,
свободно вращаться при работе двигателя с неподвижными внешними цилиндрами 1; или же цилиндры и вал
могут вращаться в противоположных направлениях, когда ни один из них не находится в неподвижном
состоянии. В подшипниках скольжения могут использоваться либо шейки вала, либо сам вал, либо
подшипники могут быть предусмотрены как для шейк, так и для вала.
100 В данной комбинации двигательных систем 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 сгоревших газов, причем указанная
система портов, каналов и камер образует вспомогательный приемник и камеры сгорания, а также камеры
выпуска и сгорания. Два внешних цилиндра 1 комбинации 115 предпочтительно выполнены из отдельных
частей и скреплены болтами между собой кольцевым коробчатым подшипником скольжения, расположенным
между ними, для размещения центральной увеличенной части 14a главного вала 14, при этом кольцевой
коробчатый подшипник скольжения 120 образует перегородку между двумя системами двигателя. В
конструкции, где внешние цилиндры вращаются, заряд втягивается через всасывающий патрубок 5 или
входной патрубок 19 в систему, в которой он сжимается, через канал 20 в части 15 главного вала и канал 21 в
Соседние файлы в папке патенты