Bmw-rumyancevo.ru

БМВ Мастер — Автожурнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Тороидальный двигатель

Тороидальные двигатели с граммовской обмоткой обеспечивают выполнение в малых габаритах многополюсной системы и дают возможность создать асинхронные высокочастотные низкоскоростные двигатели. [1]

Тороидальные двигатели имеют малые потоки. По этой причине они имеют большое число витков в фазе по сравнению с двигателями нормального исполнения. При мощностях, меньших 1 вт, и напряжениях питания 127, 220 в намоточный провод имеет диаметр меньше 0 1 мм. Мотать обмотку тонким проводом трудно. По этой причине выполнять тороидальные двигатели мощностью Pz0j вт на напряжение 127, 220 в целесообразно только для специальных целей. [2]

Гистерезисный тороидальный двигатель с Р4 вт, 2р4, f 50 гц, t / 220 в выполнен по схеме рис. 1 — 4 и имеет синусную обмотку. Статор макетного образца навит из стали Э320 толщиной 0 2 мм. Ротор набран из листов толщиной 0 7 мм. После механической обработки пакет ротора имеет толщину 3 4 мм вместо 3 7 мм по расчету. Воздушный зазор между ротором и статором равен 0 33 мм вместо 0 25 мм по расчету. Увеличение зазора связано с тем, что обычные радиальные подшипники, примененные в двигателе, при нагрузке создают перекос, и при расчетном зазоре ротор залипает. [4]

Гистерезисные тороидальные двигатели наряду с другими двигателями с успехом можно использовать в механизмах, где требуется двигатель небольшой мощности, малой массы и стоимости: в программных механизмах, бытовых магнитофонах и радиолах, в системе единого времени, в реле времени. [5]

Рассматриваемые тороидальные двигатели с постоянными магнитами предназначены для приборов, в которых они нагружены моментом трения. Этот момент сопротивления ( обычно в опорных камнях) очень мал, мала и инерционность ротора. Поэтому такие двигатели пускаются без специальных устройств. [6]

Недостатком торцевых тороидальных двигателей является значительный момент инерции, препятствующий широкому использованию тороидальных асинхронных двигателей в малоинерционных системах автоматики. [7]

Поскольку обмотка тороидального двигателя по принципу выполнения однослойная без укорочения, то при такой обмотке кривая поля в воздушном зазоре имеет значительную третью гармонику, которая особенно нежелательна в двухфазной машине. Для уничтожения этой гармоники целесообразно расположить проводники по пазам неравномерно. [8]

Каждый тип тороидального двигателя имеет свои особенности расчета, речь о которых будет идти ниже. Но независимо от типа и конструктивного варианта общим для всех них является наличие лобовых частей, расположенных по образующим внутренней и наружной поверхностей тороида-статора. Сопротивление рассеяния тороидальной обмотки определяется потоками рассеяния с наружной и внутренней сторон тороида, с ребер торои-да, а при обычном исполнении двигателя и с торцевых поверхностей тороида. [9]

Ввиду особенности тороидального двигателя с торцевыми дисковыми роторами ( наличия двух симметричных роторов на валу по торцам тороида) целесообразно расчет вести на половинную, мощность модели. [10]

Предложенная методика расчетов тороидальных двигателей подходит для постановки их решения на цифровых вычислительных машинах. [11]

Все рассмотренные исполнения тороидальных двигателей имеют простую конструкцию и технологию изготовления. Для сокращения вспомогательного времени на механическую обработку деталей целесообразно использовать литье под давлением, штамповку, пресс-формы. Путем штамповки получаются роторы-зубчатки для двигателей с постоянными магнитами, роторы-диски для асинхронного и гистерезисного двигателей. Значительно упрощает изготовление постоянных магнитов феррито-вых тороидов с пазами использование ультразвука и пресс-форм при изготовлении их из спецпорошков. [12]

Так же как и асинхронные тороидальные двигатели с двусторонним расположением дисков-роторов, гистере-зисные двигатели целесообразно считать на половинную мощность — мощность, приходящуюся на один диск ротора. При этом некоторые коэффициенты, определяющие оптимальное проектирование, будут иметь выражения, отличные от выражений для двигателей нормального исполнения. Эти отличия определяются особенностями геометрии тороидальной конструкции двигателя. Вопрос оптимального проектирования сводится к определению главных размеров тороида и ротора, оптимальной индукции в воздушном зазоре машины и в роторе. [13]

Здесь рассмотрен подход к расчету тороидальных двигателей с постоянными магнитами, конструкции которых рассмотрены в гл. [14]

Что такое тороидальный двигатель

Установка на автомобиль газового оборудования позволит ему работать как на бензине, так и на газе (обычно метане или сжиженном нефтяном газе). Устанавливаемое оборудование стандарта ISO 9001, соответствует национальным и международным нормам, и с успехом прошло строгие типовые испытания.

Установи газобаллонное оборудование в установочном центре АвтоГазОборудование и получи дисконтную карту со скидкой 10% на газ в сети АЗС «НОВАТЭК »

Сегодня многие автомобилисты ставят на свои транспортные средства газобаллонное оборудование. Этот шаг обусловлен рядом преимуществ данной технологии по сравнению с использованием бензина.

Основная причина установки ГБО на авто — низкая цена на газ. Автовладельцы, которые установили газовое оборудование, уменьшают затраты на топливо примерно вдвое и получают дополнительно:

  • Уменьшение расхода масла;
  • Увеличение ресурса эксплуатации цилиндров и поршней;
  • Плавную работу мотора без рывков;
  • Экономию на ремонте и техобслуживании двигателя;
  • Безотказность топливного оборудования автомобиля, повышение его надежности;
  • Увеличение пробега авто без дозаправки вдвое;
  • Уменьшение объёма вредных выхлопов за счёт практически полного сгорания газовой смеси.

Установка и ремонт ГБО

Наша компания имеет большой опыт по работе с газобаллонным оборудованием и предлагает своим клиентам квалифицированную установку, диагностику, ремонт и обслуживание газового оборудования.

Мы производим установку газобаллонного оборудования на легковые, грузовые автомобили, а также микроавтобусы и автобусы отечественного и импортного производства. В течение всего срока эксплуатации производится гарантийное и фирменное техническое обслуживание вашего газового оборудования.

Наш установочный цех самый большой в Челябинске и позволяет одновременно обслуживать до десяти машин, что значительно сокращает время ожидания установки или ремонта. В наличии, на собственном складе, всегда имеются запасные части к газовому оборудованию для быстрого и качественного ремонта газобаллонного оборудования.

Цены на установку ГБО

ДВИГАТЕЛЬ 4 ЦИЛИНДРА
ПроизводительОписаниеТип баллонаЦена
LovatoГБО 1 поколенияЦилиндрический баллонот 18 000
Тороидальный баллонот 19 800
Альфа ДГБО 4 поколенияЦилиндрический баллонот 20 500
Тороидальный баллонот 22 000
DigitronicГБО 4 поколенияЦилиндрический баллонот 24 500
Тороидальный баллонот 26 000
AlphaГБО 4 поколенияЦилиндрический баллонот 26 000
Тороидальный баллонот 27 500
BRCГБО 4 поколенияЦилиндрический баллонот 26 300
Тороидальный баллонот 27 800
ДВИГАТЕЛЬ 6 ЦИЛИНДРОВ
ПроизводительОписаниеТип баллонаЦена
DigitronicГБО 4 поколенияЦилиндрический баллонот 37 500
Тороидальный баллонот 38 700
AlphaГБО 4 поколенияЦилиндрический баллонот 39 500
Тороидальный баллонот 42 200
BRCГБО 4 поколенияЦилиндрический баллонот 43 500
Тороидальный баллонот 45 700
ДВИГАТЕЛЬ 8 ЦИЛИНДРОВ
ПроизводительОписаниеТип баллонаЦена
DigitronicГБО 4 поколенияЦилиндрический баллонот 44 000
Тороидальный баллонот 45 200
AlphaГБО 4 поколенияЦилиндрический баллонот 47 000
Тороидальный баллонот 48 200
BRCГБО 4 поколенияЦилиндрический баллонот 55 000
Тороидальный баллонот 57 200
Читать еще:  Датчик температуры двигателя т4 aab

Гарантийное обслуживание ГБО

Сотрудники фирмы производят качественную диагностику, настройку и ремонт автомобильного газобаллонного оборудования. Мы обслуживаем и системы, установленные в других сервисах.

Гарантируем каждому клиенту профессионализм мастеров, бесплатные консультации, советы и рекомендации, а также быстрое и ответственное устранение любых неисправностей.

На газовое оборудование, установленное в нашем сервисе, распространяется гарантия 1 год без ограничения пробега. На складе всегда в наличии основные запасные части.

Продажа ГБО

Предлагаем качественное, эффективное и надежное автомобильное газобаллонное оборудование от известных производителей, таких как ВRC, LOVATO, DIGITRONIC. Мы давно на рынке газобаллонного автомобильного оборудования и знаем точно, что подойдет именно вашему автомобилю.

Мы работаем на результат, внимательно прислушиваясь к желанию клиентов. Товарный ряд постоянно совершенствуется, ассортимент ГБО пополняется современными высокотехнологичными системами, характеризующимися достойным уровнем экономии и экологичности.

Ремонт ГБО

Наши мастера производят работы по гарантийному и сервисному обслуживанию ГБО многих известных брендов. Мы изучили практически все системы, представленные на рынке ГБО, так как на протяжении лет нами накоплен опыт по установке различных систем на самые разные автомобили. Обратитесь к нам — и вы не ошибётесь!

Клиновоздушный ракетный двигатель

Клиновозду́шный ракетный двигатель (сокр. КВРД, англ. aerospike engine, aerospike ) — тип жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) с клиновидным соплом, который поддерживает аэродинамическую эффективность в широком диапазоне высот над поверхностью Земли с разным давлением атмосферы. КВРД относится к классу ракетных двигателей, сопла которых способны (англ.) русск. изменять давление истекающей газовой струи в зависимости от изменения атмосферного давления с увеличением высоты полета. Двигатель с таким типом сопла использует на 25—30 % меньше топлива на низких высотах, где как правило требуется наибольшая тяга. Клиновоздушные двигатели изучались на протяжении длительного времени в качестве основного варианта для одноступенчатых космических систем (ОКС), то есть ракетных систем, использующих для доставки полезной нагрузки на орбиту только одну ступень. Двигатели этого типа были серьёзным претендентом на использование в качестве основных двигателей на МТКК «Спейс шаттл» при его создании [к. 1] . Однако на 2012 год ни одного двигателя этого типа не используется и не производится [1] . Наиболее удачные варианты находятся в стадии доводочных работ.

Содержание

  • 1 Обычный ракетный двигатель
  • 2 Принципы
    • 2.1 Возможные варианты
  • 3 История и текущее состояние
  • 4 Практическое использование
  • 5 Фотогалерея
  • 6 См. также
  • 7 Примечания
  • 8 Ссылки

Обычный ракетный двигатель [ править | править код ]

Основным назначением любого сопла является эффективное направление потока отработавших газов ракетного двигателя в одном направлении. Выхлоп — высокотемпературная смесь газов — имеет случайное распределение импульса в камере сгорания и если ему позволить выйти в данном виде, только малая часть потока будет направлена в нужном направлении для создания тяги. Колоколообразное сопло ракетного двигателя ограничивает по бокам движения газа, создавая область увеличенного давления с расположенной ниже областью пониженного давления, что нормализует поток в нужном направлении. Путём тщательной разработки достигается степень расширения сопла, которая позволяет практически полностью преобразовать движение струи в нужном направлении позади двигателя, максимизируя тягу. Проблема с обычной конструкцией сопла состоит в том, что давление воздуха снаружи также вносит свой вклад в ограничение потока газа. На любой высоте над поверхностью Земли с разным давлением атмосферы сопло может быть сконструировано практически идеально, но та же самая форма будет менее эффективна на другой высоте с другим давлением воздуха. Таким образом, по мере того как ракета-носитель поднимается через атмосферу, эффективность её двигателей вместе с их тягой претерпевает значительные изменения, которые достигают 30 %. Например, двигатели RS-24 МТКК «Спейс шаттл» могут генерировать тягу со скоростью газовой струи 4525 м/с в вакууме и 3630 м/с на уровне моря. Конструкция сопла двигателя является очень важной частью создания ракетных систем.

Принципы [ править | править код ]

В конструкции клиновоздушного двигателя проблема эффективности на различной высоте решается следующим образом: вместо одной точки выхлопа в виде небольшого отверстия в центре сопла используется клиновидный выступ, вокруг которого устанавливается ряд камер сгорания. Клин формирует одну сторону виртуального сопла, в то время как другая часть формируется проходящим потоком воздуха в ходе полета. Этим объясняется его первоначальное название «двигатель аэроспайк» (англ. aerospike engine , «воздушно-клинный двигатель»).

Основная идея такой конструкции состоит в том, что на малой высоте атмосферное давление прижимает отработанный газ к выступающему клину. Затем рециркуляция в основании клина поднимает давление до значения окружающей атмосферы. В силу такой конструкции, тяга не достигает предельно возможных значений, но также и не претерпевает значительного падения, которое происходит в нижней части традиционного сопла из-за частичного вакуума. По мере того, как аппарат достигает бо́льшей высоты, сдерживающее реактивную струю двигателя окружающее давление уменьшается, при этом падает давление на верхнюю часть двигателя, что сохраняет его эффективность неизменной. Более того, несмотря на то, что окружающее давление падает практически до нуля, зона рециркуляции сохраняет давление на основание клина до величин, сравнимых с давлением атмосферы у поверхности Земли, в то время как верхняя часть клина находится практически в вакууме. Это создаёт дополнительную тягу с ростом высоты, компенсируя падение окружающего давления. В целом, эффект сравним с традиционным соплом, которое имеет способность расширяться с увеличением высоты. В теории клиновоздушный двигатель несколько менее эффективен по сравнению с традиционным соплом, сконструированным для данной высоты, и по сравнению с ним, более эффективен для любой другой высоты.

Недостатком такой конструкции является большой вес центрального выступа и дополнительные требования по охлаждению из-за бо́льшей поверхности, подверженной нагреву. Также большая площадь охлаждаемой поверхности может уменьшить теоретические уровни давления на сопло. Дополнительным отрицательным фактором является относительно плохая производительность такой системы при скоростях 1-3 М. В данном случае воздушный поток сзади летательного аппарата имеет уменьшенное давление, что снижает тягу [2] .

Возможные варианты [ править | править код ]

Существует несколько модификаций этого дизайна, которые отличаются по их форме. В «тороидальном клине» центральная часть имеет форму сужающегося конуса, по краям которого осуществляется концентрический выход реактивных газов. В теории такая конструкция требует бесконечно длинного центрального выступа для наилучшей эффективности, но использование части выхлопа в радиально-боковых направлениях позволяет достичь приемлемых результатов.

В конструкции «плоского клина» центральный выступ состоит из центральной пластины, которая имеет сужение в конце, с двумя реактивными струями, которые распространяются по внешним поверхностям пластины. Этот вариант может наращиваться вместе с длиной центрального клина. Также в данном случае существует расширенная возможность управления, используя изменение тяги любого из установленных в линию двигателей.

Читать еще:  Что такое двигатель революции

История и текущее состояние [ править | править код ]

В 1960-х годах Рокетдайн проводил обширные испытания с различными вариантами. Более поздние версии этих двигателей были основаны на крайне надёжных ЖРД J-2 (Рокетдайн) и обеспечивали приблизительно тот же уровень тяги, что могли обеспечить те двигатели, на которых они были основаны: ЖРД J-2T-200k обладал тягой 90,8 тс (890 кН) и ЖРД J-2T-250k обладал тягой 112,2 тс (1,1 МН) (буква «T» в наименовании двигателя указывает на тороидальную камеру сгорания). Тридцатью годами позже их работа снова была использована в проекте НАСА X-33. В данном случае немного модифицированный ЖРД J-2S был использован для плоского варианта КВРД, который получил название XRS-2200. После дальнейшего развития и программы испытаний, проект был отклонён по причине нерешённости проблем с композитными топливными баками X-33.

В ходе проекта X-33 были построены три двигателя XRS-2200, которые прошли программу испытаний в Космическом центре им. Стенниса НАСА. Испытания одного двигателя были успешными, но программа была остановлена до завершения строительства испытательного стенда для второго двигателя. ЖРД XRS-2200 на уровне моря производит тягу 92,7 тс (909,3 кН) и обладает удельным импульсом 339 с, в вакууме тяга составляет 120,8 тс (1,2 МН), удельный импульс — 436,5 с.

Более крупный вариант XRS-2200 — ЖРД RS-2200 — был предназначен для одноступенчатого космоплана VentureStar (Lockheed Martin). В своем последнем варианте, семь RS-2200, каждый с тягой 245,8 тс (2,4 МН), должны были доставлять VentureStar на низкую опорную орбиту. Развитие этого проекта было формально прекращено в начале 2001 года, когда программа X-33 не получила финансирования в рамках программы « Инициатива космического запуска (англ.) русск. ». Компанией Lockheed Martin было принято решение не продолжать развитие VentureStar без финансовой поддержки НАСА.

Хотя с отменой программы X-33 был сделан шаг назад в разработке клиновоздушных двигателей, их история на этом не заканчивается.[20 сентября 2003 года объединённая команда Университета штата Калифорния в Лонг-Бич и компании Garvey Spacecraft Corporation успешно провела испытательный полет ракеты с КВРД в пустыне Мохаве. Студенты университета разработали ракету Prospector 2, используя двигатель с тягой 448,7 кгс (4,4 кН). Эта работа над клиновоздушными двигателями не прекращается — ракета Prospector 10 с 10-камерным КВРД была испытана 25 июня 2008 года. [3] В марте 2004 года были проведены два успешных испытания в Лётном исследовательском центре НАСА им. Драйдена (база Эдвардс, США) с малоразмерными твердотопливными ракетами с тороидальными двигателями, которые достигли скорости 1,1 М и высоты 7,5 км. Другие модели малоразмерных клиновоздушных ракетных двигателей находятся в стадии разработок и испытаний.

Практическое использование [ править | править код ]

В июле 2014 года Firefly Space Systems объявила, что в своей новой ракете-носителе Firefly Alpha будет использовать клиновоздушный двигатель на первой ступени. Так как данная модель предназначается для рынка запуска малых спутников, ракета будет выводить спутники на низкую околоземную орбиту по цене 8-9 миллионов долларов за запуск. Firefly Alpha сконструирована так, чтобы поднимать на орбиту 400 кг полезного груза. В конструкции ракеты задействуются композитные материалы — в том числе углеродное волокно. Клиновоздушный двигатель, применяемый в ракете, имеет тягу в 40,8 тс (400 кН) [4] [5] .

БЕСШАТУННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ВРАЩАЮЩИМСЯ ПОРШНЕМ

Устройство относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания с вращающимися поршнями, и может использоваться в тех областях народного хозяйства, где в качестве силовых установок применяются двигатели внутреннего сгорания. Устройство позволяет повысить эффективность двигателя при одновременном упрощении его конструкции. Бесшатунный двигатель внутреннего сгорания с вращающимся поршнем, содержащий корпус 1, верхняя 2 и нижняя 3, части которого, образуют тороидальный цилиндр 4, в котором расположен вращающийся поршень 5, жестко связанный через соединительно-уплотнительный диск 6 с выходным валом 7, соединительно-уплотнительный диск, выполнен с возможностью вращения в прорези 8 цилиндра 4. Устройство дополнительно снабжено подвижной заслонкой 10, отделяющей зону высокого давления в тороидальном цилиндре 4 от зоны с атмосферным давлением. Подвижная заслонка 10 выполнена с возможностью поворота относительно своей оси 11, закрепленной в камере сгорания 9, выполненной в виде параллелепипеда внутри тороидального цилиндра 4. Устройство снабжено впускным 12 и выпускным 14 клапанами, расположенными по разные стороны от места крепления оси 11, и свечой зажигания 13, находящейся рядом с впускным клапаном 12. Для обеспечения герметичности на двух поверхностях соединительно уплотнительного диска 6 напротив друг друга выполнены кольцевые канавки 15 и 16, а в прорези 8 выполнены ответные кольцевые канавки 17 и 18 с установленными в них компрессионными герметизирующими кольцами 19 и 20. Предлагаемая конструкция двигателя внутреннего сгорания значительно проще известных двигателей этого класса, как по составу конструктивных элементов, так и по принципу работы. Рабочий цикл состоит из одного такта, позволяя использовать работу расширения газов максимально, при этом исключен обратный ход поршня, что существенно повышает КПД устройства, делая его работу более эффективной.

1. Бесшатунный двигатель внутреннего сгорания с вращающимся поршнем, содержащий корпус с впускным и выпускным клапанами и свечой зажигания, установленной рядом с впускным клапаном, тороидальный цилиндр, выходной вал с жестко насаженным на нем соединительно-уплотнительным диском, через который выходной вал жестко связан с вращающимся поршнем, отличающийся тем, что внутри тороидального цилиндра выполнена камера сгорания, в которой установлена введенная подвижная заслонка, предназначенная для отделения зоны повышенного давления в тороидальном цилиндре от зоны с атмосферным давлением и выполненная с возможностью поворота относительно оси, закрепленной в камере сгорания; места установки впускного и выпускного клапанов расположены по разные стороны от места крепления оси подвижной заслонки; на обращенной к выходному валу боковой поверхности тороидального цилиндра выполнена кольцевая прорезь с кольцевыми канавками для скольжения в ней соединительно-уплотнительного диска, на верхней и нижней плоскостях которого выполнены ответные кольцевые канавки, внутри канавок установлены компрессионные герметизирующие кольца. 2. Бесшатунный двигатель внутреннего сгорания с вращающимся поршнем по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен из верхней и нижней частей, образующих при соединении тороидальный цилиндр. 3. Бесшатунный двигатель внутреннего сгорания с вращающимся поршнем по п.1, отличающийся тем, что вращающийся поршень выполнен в виде полусферы, заканчивающейся компрессионной «юбкой», при этом выпуклая сторона полусферы направлена по ходу движения вращающегося поршня. 4. Бесшатунный двигатель внутреннего сгорания с вращающимся поршнем по п.1, отличающийся тем, что камера сгорания по форме выполнена в виде параллелепипеда.

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к бесшатунным двигателям внутреннего сгорания с вращающимися поршнями, и может использоваться в тех областях народного хозяйства, где в качестве силовых установок применяются двигатели внутреннего сгорания.

Читать еще:  Шевроле ланос какие двигатели устанавливались

Проведенный поиск позволил выявить ряд аналогов: патенты №№2303135 (МПК F01c 1/34; F02b 53/00), 2224114 (МПК 7 F01c 1/077), 2166654 (МПК 7 F02b 75/26, F01b 9/06), 2117172 (МПК 6 F02b 75/32, F02b 75/26), а также известный двигатель Ванкеля (см. Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей. Под редакцией Орлина А.С. и др. М. Машиностроение, 1980, с.253)

Недостатком вышеупомянутых двигателей является их конструктивная сложность.

В качестве прототипа автором выбран двигатель внутреннего сгорания с вращающимися поршнями, патент №2224114, который наиболее близок к предлагаемому техническому решению, и также, как и вышеупомянутые аналоги, конструктивно сложен.

Основной целью изобретения является упрощение конструкции двигателя внутреннего сгорания, повышение его эффективности.

Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что двигатель содержит корпус с впускным и выпускным клапанами, расположенными последовательно, и свечой зажигания, установленной рядом с впускным клапаном. Корпус выполнен из двух частей верхней и нижней, образующими при соединении внутреннюю поверхность тороидальной формы, являющуюся цилиндром двигателя, в котором установлен вращающийся относительно оси корпуса поршень, жестко связанный посредством соединительно-уплотнительного диска с выходным валом двигателя, на который соединительно-уплотнительный диск жестко насажен (возможно выполнение вала и соединительно-уплотнительного диска как единого целого), при этом, обе плоские поверхности соединительно-уплотнительного диска снабжены кольцевыми канавками, обеспечивающими возможность его скольжения в кольцевой прорези, находящейся на обращенной к валу боковой поверхности тороидального цилиндра и, снабженной, в свою очередь, ответными кольцевыми канавками. В объеме между кольцевыми канавками в прорези и кольцевыми канавками на соединительно-уплотнительном диске расположены компрессионные герметизирующие кольца. Во внутренней части устройства на тороидальной поверхности, в месте расположения впускного клапана и свечи зажигания, выполнена камера сгорания в форме параллелепипеда с, установленной в ней введенной подвижной заслонкой, предназначенной для отделения зоны повышенного давления в цилиндре от зоны с атмосферным давлением, подвижная заслонка выполнена с возможностью поворота на угол до 90 градусов относительно оси своего крепления, ось установлена внутри камеры сгорания, при этом места установки впускного и выпускного клапанов расположены по разные стороны от места крепления оси подвижной заслонки.

Предлагаемая конструкция двигателя внутреннего сгорания значительно проще известных, как по составу конструктивных элементов, так и по принципу работы. Рабочий цикл состоит из одного такта, позволяя использовать работу расширения газов максимально, при этом исключен обратный ход поршня, что существенно повышает КПД устройства, делая его работу более эффективной.

На прилагаемых чертежах схематически изображена предлагаемая полезная модель. Фиг.1 — вид спереди в разрезе, фиг.2 — поперечное сечение А-А. На фиг.1 и на фиг.2 представлены корпус 1, верхняя 2 и нижняя 3 части которого, образуют тороидальный цилиндр 4, в котором располагается, вращающийся относительно оси корпуса 1, поршень 5, жестко связанный через соединительно-уплотнительный диск 6 с выходным валом 7, при этом соединительно-уплотнительный диск 6, выполнен с возможностью скольжения по кольцевой прорези 8, выполненной на обращенной к валу боковой поверхности тороидального цилиндра 4, кроме того на внутренней поверхности тороидального цилиндра 4 выполнена выемка в форме параллелепипеда, являющаяся камерой сгорания 9, представленной на фиг.3 в виде сечения Б-Б в укрупненном масштабе, в которой размещены подвижная заслонка 10, выполненная с возможностью поворота относительно оси 11, впускной клапан 12 и свеча зажигания 14. Выпускной клапан 13 расположен вне камеры сгорания 9 и отделен от впускного клапана 12 подвижной заслонкой 10. Соединительно-уплотнительный диск 6 для обеспечения герметичности зоны повышенного давления при скольжении его по прорези 8 снабжен кольцевыми канавками 15 и 16, выполненными напротив друг друга на обеих сторонах его плоских поверхностей, в прорези 8 выполнены ответные кольцевые канавки 17 и 18, в объемах между канавками 16 и 17 и между канавками 15 и 18 установлены компрессионные герметизирующие кольца 19 и 20 соответственно (см. фиг.4 — укрупненное изображение)

Выполнение корпуса 1, состоящим из двух частей верхней 2 и нижней 3, обусловлено задачами обеспечения его сборки и упрощения конструктивных элементов устройства.

Конструкция поршня 5 видна на фиг.3, он представляет собой полусферу (выпуклой стороной направленной по ходу его движения), снабженную компрессионной «юбкой» 21 для обеспечения герметичности зоны повышенного давления и более полного использования давления сжатого газа.

Двигатель работает следующим образом:

Фаза 1. Подвижная заслонка 10 закрыта, вращающийся поршень 5 находится перед заслонкой 10 в неподвижном состоянии, в зону камеры сгорания 9, между подвижной заслонкой и вращающимся поршнем тороидального цилиндра 4, через впускной клапан 12 под давлением подается газ, свеча зажигания 14 выпускает искру, происходит возгорание (взрыв) газа и его мгновенное расширение, оказывающее давление на вращающийся поршень 5 и, приводя его в движение по окружности внутри тороидального цилиндра 4. Вращающийся поршень 5 через Соединительно-уплотнительный диск 6, который, скользя внутри прорези 8 и обеспечивая герметичность внутри зоны повышенного давления тороидального цилиндра 4, приводит во вращение выходной вал 7 двигателя.

Фаза 2. В процессе движения вращающийся поршень 5 достигает выпускного клапана 13, который открыт, и после прохождения вращающимся поршнем выпускного клапана давление в зоне между подвижной заслонкой 10 и вращающимся поршнем 5 падает, и поршень движется далее по инерции, достигая подвижной заслонки.

Фаза 3. Вращающийся поршень 5, двигаясь, толкает подвижную заслонку 10, которая, поворачиваясь относительно своей оси 11, пропускает вращающийся поршень, далее заслонка опускается, и поршень занимает первоначальную позицию.

Следует добавить, что помимо обеспечения тех преимуществ, которые были поставлены в цели (конструктивное упрощение и повышение эффективности двигателя) предлагаемое устройство позволяет достаточно просто достичь увеличения мощности двигателя различными путями, например, путем:

1. Увеличения количества модулей, состоящих из корпуса с тороидальным цилиндром со всеми элементами, заключенными в нем. Такие модули насаживаются на общий выходной вал (по принципу детской пирамидки), при этом камера сгорания, с заключенными в ней подвижной заслонкой, впускным клапаном и прочими составными элементами, в каждом вновь добавленном модуле, должна быть расположена диаметрально противоположно камере сгорания с такими же элементами в предыдущем модуле. Это позволит избежать «биения» и раскачки конструкции.

2. Увеличения объема цилиндра;

3. Увеличения длины рычага «вал-поршень» т.е. увеличением диаметра соединительно-уплотнительного кольца, и, как следствие, увеличением диаметра корпуса.

Помимо этого следует отметить, что для работы двигателя не требуется предварительного сжатия рабочего материала, а в качестве его может быть использован не только газ, как в вышеуказанном примере, но и бензино-воздушная смесь (подаваемая через инжектор) или даже сжатый воздух.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector