RU2009106378A - Турбо-роторный двигатель внутреннего сгорания с эмульсионной воздушно-маслянной системой смазки, циркулирующей под давлением - Google Patents

Abstract

1. Турбо-роторный двигатель внутреннего сгорания с эмульсионной воздушно-масляной системой смазки, циркулирующей под давлением, состоит из двух цилиндрических неподвижных статоров, один для зон рабочего хода, другой для компрессорной зоны, статор зон рабочего хода конструктивно разделен (в приведенном примере) на три поперечные секции, технологически образующие между собой две рабочие зоны (но в зависимости от необходимой мощности, габаритов и назначения может состоять из оптимального их количества), статор компрессорной зоны разделен на две поперечные секции, технологически образующие между собой компрессорную зону, в статорах компрессорной зоны и рабочего хода запрессованы гильзы-цилиндры с внутренней рабочей поверхностью правильной окружности, в статоре зон рабочего хода концентрически расположены на рабочем валу (со шлицевой посадкой) два плавающих турбо-ротора с правильной окружностью границ рабочей поверхности, позволяющей при щелевой камере рабочего хода (при полном отсутствии каких либо подвижных радиальных элементов, кинематических устройств, планетарных механизмов, перепускных клапанов и др. в зоне рабочего хода) работать турбо-ротору как полноценному поршню, с обеспеченной продолжительностью одного рабочего хода до 334 град оборота каждого турбо-ротора, при одновременной работе шести постоянно сменяющих друг друга турбо-лопаток, в статоре компрессорной зоны расположен трех лепестковый плавающий секторный ротор с правильной круговой рабочей поверхностью, с собственной осью вращения, с приводом от рабочего вала через редуктор-преобразователь, двигатель имеет систему каналов, трубок вы

Claims (18)

1. Турбо-роторный двигатель внутреннего сгорания с эмульсионной воздушно-масляной системой смазки, циркулирующей под давлением, состоит из двух цилиндрических неподвижных статоров, один для зон рабочего хода, другой для компрессорной зоны, статор зон рабочего хода конструктивно разделен (в приведенном примере) на три поперечные секции, технологически образующие между собой две рабочие зоны (но в зависимости от необходимой мощности, габаритов и назначения может состоять из оптимального их количества), статор компрессорной зоны разделен на две поперечные секции, технологически образующие между собой компрессорную зону, в статорах компрессорной зоны и рабочего хода запрессованы гильзы-цилиндры с внутренней рабочей поверхностью правильной окружности, в статоре зон рабочего хода концентрически расположены на рабочем валу (со шлицевой посадкой) два плавающих турбо-ротора с правильной окружностью границ рабочей поверхности, позволяющей при щелевой камере рабочего хода (при полном отсутствии каких либо подвижных радиальных элементов, кинематических устройств, планетарных механизмов, перепускных клапанов и др. в зоне рабочего хода) работать турбо-ротору как полноценному поршню, с обеспеченной продолжительностью одного рабочего хода до 334 град оборота каждого турбо-ротора, при одновременной работе шести постоянно сменяющих друг друга турбо-лопаток, в статоре компрессорной зоны расположен трех лепестковый плавающий секторный ротор с правильной круговой рабочей поверхностью, с собственной осью вращения, с приводом от рабочего вала через редуктор-преобразователь, двигатель имеет систему каналов, трубок высокого давления, кольцевых каналов, микро каналов позволяющих осуществлять эффективную смазку двигателя путем организации постоянной циркуляции под давлением воздушно-масляной эмульсии через двигатель.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что турбо-роторы зон рабочего хода имеют правильную окружность границ рабочей поверхности, поршни-выступы оптимальной протяженности окружности совпадающей с внутренней окружностью статора (в приведенном примере 48 град), имеют прямоугольный «условный» жолоб по вершине окружности рабочей поверхности турбо-ротора с боковыми вертикальными бортами по верхней окружности рабочей поверхности, с заполнением между бортами поперечными турбо-лопатками оптимального количества и размеров (в приведенном примере 11,25 град), с короткой образующей каждой вершины турбо-лопатки по рабочей поверхности турбо-ротора, с радиальной рабочей поверхностью каждой лопатки и с выпукло закругленной поверхностью от вершины одной лопатки к основанию другой по ходу вращения.

3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что камера сгорания зоны рабочего хода, являющаяся одним целым с пространством рабочего хода ничем от него не отделена и имеет свободный проем (окно) по образующей внутренней поверхности статора, длиной обеспечивающей размещение в нем оптимального количества полных турбо-лопаток (в приведенном примере две).

4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что окно выхлопа отработанных газов расположено таким образом, чтобы между ним и камерой сгорания разместилось бы оптимальное количество полных турбо-лопаток (в приведенном примере три).

5. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности статора зоны рабочего хода, с небольшим отступом, на величину вершины турбо-лопатки, после камеры сгорания (по ходу вращения турбо-ротора) размещено оптимальное количество обратных турбо-лопаток (в приведенном примере три) с шагом равным шагу турбо-лопаток (в приведенном примере 11,25 град)

6. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что имеет средство подачи однократного объема воздуха из ресивера для продувки пространства между турбо-лопатками, расположенную в полушаге от края окна выхлопа отработанных газов, по ходу вращения турбо-ротора и выключающееся при остановке двигателя.

7. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что имеет средство подачи сжатого воздуха из ресивера (в необходимом объеме, с необходимой степенью сжатия) в камеру сгорания для продувки камеры сгорания с оптимальным углом опережения ее перекрытия поршнем-выступом турбо-ротора и для заполнения камеры сгорания сжатым воздухом сразу в начальном периоде ее перекрытия поршнем-выступом турбо-ротора с тем, чтобы обеспечить возможность воспламенения горючей смеси с необходимым опережением до «условной» ВМТ с прекращением подачи воздуха при остановке двигателя.

8. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что имеет компрессор, внутренняя часть двух поперечных секций статора которого состоит из трех пустотных секторов круговой рабочей поверхности по 90 град и трех заполненных секторов по 30 град расположенных между собой через 120 град мест прохода и опирания оси вращения ротора компрессора, боковых рабочих поверхностей секций статора с кольцевыми полукруглого сечения каналами и кольцевыми прямоугольного сечения каналами для обеспечения повышения компрессии разделения процессов, окон всаса воздуха и окон нагнетания сжатого воздуха по одному с каждой стороны каждого пустотного 90 град сектора статора.

9. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что ротор компрессорной зоны состоит из трех лепестков-поршней занимающих каждый по 30 град правильной круговой рабочей поверхности, расположенных между собой через 120 град с собственной осью вращения имеющей три места опирания, с местом шлицевой посадки спаренной ведомой шестерни редуктора-преобразователя, с наличием на боковых рабочих поверхностях кольцевых прямоугольного сечения выступов повышенной компрессии разделения рабочих процессов.

10. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что имеет редуктор-преобразователь вращательного движения рабочего вала во вращательное возвратно-поступательное движение ротора компрессорной зоны с шагом 60 град через систему двойных шестерен, первая из которых ведущая на рабочем валу двигателя, имеющая на первом спаренном месте полную шестерню с зубьями по всей окружности, а на втором спаренном месте шестерню с тремя опорно-усиленными зубьями через 120 град, вторая из которых, промежуточная, на промежуточном валу с полной шестерней на первом спаренном месте с зубьями по всей окружности с шагом в соответствии с ведущей, а на втором спаренном месте шестерню с тремя опорно-усиленными зубьями так же через 120 град, третья спаренная шестерня, ведомая, на оси ротора компрессора имеющая гладкую катушку на первом спаренном месте, а на втором спаренном месте шестерню с двумя встречными опорно-усиленными зубьями отстоящими друг от друга на 60 град с дополнительным сдвигом каждого на удаление в разные стороны на оптимально необходимый угол.

11. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что рабочий вал двигателя имеет центральный канал подачи под давлением воздушно-масляной эмульсии, соединяющийся с радиальными каналами ступиц турбо-роторов и ротора.

12. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что турбо-роторы и ротор в ступицах имеют радиальные каналы, сквозные поперечные каналы, с выходом на боковые рабочие поверхности, с конусными микро канальцами на концах в сторону периферии окружности, соединенные между собой и через которые проходит под давлением воздушно-масляная эмульсия в кольцевые полукруглого сечения каналы на каждой боковой рабочей поверхности секций статоров.

13. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что на боковых рабочих поверхностях секций статоров выполнены кольцевые полукруглого сечения каналы для прохода воздушно-масляной эмульсии и кольцевые прямоугольного сечения каналы для размещения в них кольцевых прямоугольного сечения выступов боковых рабочих поверхностей турбо-роторов и ротора.

14. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что на боковых рабочих поверхностях турбо-роторов и ротора выполнены кольцевые прямоугольного сечения выступы входящие в кольцевые прямоугольного сечения каналы на боковых рабочих поверхностях секций статоров.

15. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что на боковых рабочих поверхностях турбо-лопаток и поршня выступа турбо-ротора нанесены радиальные П-образные микро каналы оптимальной численности (в приведенном примере через одну лопатку и два на поршне выступе) с выходом на рабочую поверхность вершин, через которые масло поступает на рабочие поверхности.

16. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что на боковых рабочих поверхностях поршней-вершин ротора нанесены радиальные микро каналы с выходом на рабочую поверхность поршней-вершин.

17. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что имеет ресивер достаточного объема и сжатия воздуха до необходимой степени, способного обеспечить

предварительную продувку камеры сгорания с оптимальным углом опережения ее перекрытия поршнем-выступом турбо-ротора;

заполнение камеры сгорания в начальный период ее перекрытия выступом-поршнем турбо-ротора воздухом необходимого объема и степени сжатия;

однократную продувку рабочего объема турбо-лопаток в полушаге от окна выхлопа отработанных газов по ходу вращения.

18. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что в составе системы смазки имеется барбатер приготовления воздушно-масляной эмульсии, маслосборник возвращающегося из двигателя масла в комплект которых входят: - мелкоячеистые медные сетки для вспенивания воздушно-масляной эмульсии, масляные фильтры и воздушно-масляный компрессор.