RU2553920C2

RU2553920C2 - Ejection diesel engine of rotary and blade type

Info

Publication number: RU2553920C2
Application number: RU2013137771/06A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Игоревич Шульга
Original assignee: Дмитрий Игоревич Шульга
Priority date: 2013-08-13
Filing date: 2013-08-13
Publication date: 2015-06-20
Also published as: RU2013137771A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention relates to engine building. An ejection diesel engine of a rotary and blade type includes a fixed stator with two end covers and a combustion chamber, a compression amplifier, a rotor with radial slots, inlet and outlet loading and unloading valves, and an afterburner, a mix preparation and fuel supply system. The combustion chamber is separated from the working cavity of the stator with injection and working stroke valves. The rotor with radial slots is installed in an eccentric manner in a cylindrical working cavity of the stator. At least two blades are located in radial slots. The rotor is provided with a blade movement mechanism in the form of a frame. The frame is attached to the blades and rotates about an eccentric neck of a fixed support axis. The rotor is provided with sealing devices of blades in the form of strip metal compression and oil control rectangles. The rotor is provided with sealing metal rings that are wave-like in an axial direction. The rings are mounted between contacting round parts of the stator and rotating parts of the rotor. Radial slots of the rotor are provided with single- or double-row bearing supports of the blades moving along them. The engine is provided with an oil system for lubrication and cooling of rubbing parts and bearing supports. The engine is provided with an ejection dosing device for supply of pulverised fuel.

EFFECT: invention is aimed at improvement of engine efficiency.

10 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к роторным двигателям внутреннего сгорания, работающим на пылевидном из перетертой растительности или из нефтепродуктов топливе, и может быть использовано в энергомашиностроении, тепловозостроении, судостроение, авиации и трактороавтомобилестроении.The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine building, namely to rotary internal combustion engines operating on pulverized fuel from rubbed vegetation or from petroleum products, and can be used in power engineering, diesel locomotive building, shipbuilding, aviation and tractor-car manufacturing.

Известная конструкция роторного двигателя внутреннего сгорания на пылевидном топливе, рабочий процесс которого организован путем образования при помощи сжатого воздуха и топлива аэрозоля (патент RU, 2011866 С1, кл. F02В 53/00, опубл. 30.04.1994). Известен способ работы двигателя внутреннего сгорания (SU, 1137226 А, кл. F02В 45/02, опубл. 30.01.1985) на пылевидном топливе.The known design of a rotary internal combustion engine using pulverized fuel, the working process of which is organized by the formation of compressed air and fuel aerosol (patent RU, 2011866 C1, CL F02B 53/00, publ. 30.04.1994). A known method of operation of an internal combustion engine (SU, 1137226 A, class F02B 45/02, publ. 30.01.1985) on pulverized fuel.

Для реализации способа работы двигатель внутреннего сгорания на пылевидном топливе дополнительно комплектуется: форсункой, топливным насосом высокого давления, бункером, сепаратором, ресивером, компрессорной установкой, что удорожает изготовление двигателя, сборку и регулировку.To implement the method of operation, the internal combustion engine using pulverized fuel is additionally equipped with: nozzle, high-pressure fuel pump, hopper, separator, receiver, compressor unit, which increases the cost of engine manufacturing, assembly and adjustment.

В известных способах невозможно расширение номенклатуры применяемых пылевидных топлив с более полным сгоранием из-за отсутствия механизма перемещения лопастей в пазах, в системе смазки трущихся поверхностей лопастей, их охлаждения и уплотняющих устройств.In the known methods, it is impossible to expand the range of used pulverized fuels with more complete combustion due to the lack of a mechanism for moving the blades in the grooves in the lubrication system of the rubbing surfaces of the blades, their cooling and sealing devices.

В качестве прототипа предлагается принять известный роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания (RU 2172414 С2, кл. F02В 53/00, опубл. 20.08.2001), содержащий неподвижный статор с двумя торцевыми крышками и камерой сгорания, эксцентрично установленный при помощи вала в цилиндрической рабочей полости статора - ротор с радиальными пазами, в которых расположены не менее двух лопастей, распредвалы с приводом, впускной и выпускной клапаны, усилитель компрессии, клапаны нагнетания, рабочего хода, догрузки и разгрузки, камеру сгорания, систему смесеприготовления и подачи топлива.As a prototype, it is proposed to take the well-known rotary-vane internal combustion engine (RU 2172414 C2, class F02B 53/00, publ. 08/20/2001) containing a fixed stator with two end caps and a combustion chamber, eccentrically mounted using a shaft in a cylindrical working stator cavities - a rotor with radial grooves in which at least two blades are located, camshafts with a drive, intake and exhaust valves, a compression booster, discharge valves, a stroke, loading and unloading, a combustion chamber, a mixing system fuel supply and supply.

Задачей настоящего изобретения является повышение экономичности, работоспособности двигателя, более полного сгорания топлива, расширение номенклатуры применяемых топлив, для чего необходимо создание механизма перемещения лопастей в радиальных пазах ротора; оснащение уплотнительными устройствами подвижных контактов лопастей с пазами, с ротором и статором, оснащение пазов ротора устройствами, снижающими силу трения, возникающую при перемещении лопастей в пазах; устройство системы смазки и охлаждения лопастей и других нагревающихся частей двигателя.The objective of the present invention is to increase the efficiency, engine performance, more complete combustion of the fuel, expanding the range of fuels used, which requires the creation of a mechanism for moving the blades in the radial grooves of the rotor; equipping with sealing devices the movable contacts of the blades with the grooves, with the rotor and the stator, equipping the rotor grooves with devices that reduce the friction force that occurs when the blades move in the grooves; device lubrication and cooling of the blades and other heating parts of the engine.

Технический результат достигается тем, что эжекторно-дизельный двигатель роторно-лопастного типа внутреннего сгорания, работающий на пылевидном из перетертой растительности или иного вида топливе, например, на нефти, мазуте или дизельном топливе, содержащий неподвижный статор с двумя торцевыми крышками и камерой сгорания, которая отделена от рабочей полости статора клапанами нагнетания и рабочего хода; эксцентрично установленный при помощи вала в цилиндрической рабочей полости статора ротор с радиальными пазами, в которых расположены не менее двух лопастей, кулачковые диски, впускной и выпускной клапаны, усилитель компрессии, клапаны нагнетания, рабочего хода, догрузки и разгрузки, что устанавливаются на впускном и выпускном коллекторах, оснащается механизмом перемещения лопастей, состоящим из неподвижной опорной оси с эксцентриковой шейкой, втулки с направляющими плоскостями и рамки, движущейся по ним, в виде прямоугольника с поводками, вращающегося вокруг эксцентриковой шейки неподвижной опорной оси вместе с ротором (можно также применять традиционный кривошипно-шатунный механизм для перемещения лопастей); оснащается уплотнительными устройствами лопастей, в виде полосовых металлических компрессионных и маслосъемных прямоугольников, перпендикулярно охватывающих попарно поверхности длин лопастей; оснащается металлическими волнообразными (в осевом направлении) маслоотражающими и компрессионными кольцами, вмонтированными между круглыми соприкасающимися поверхностями статора и ротора; оснащаются радиальные пазы ротора одно- или двухрядными подшипниковыми (скольжения или качения) опорами перемещения лопастей; оснащаются масляной системой, благодаря которой обеспечиваются внутренние полости лопастей путем впрыска в них струей масла, которое подводится к ним маслопроводными каналами в неподвижной опорной оси с эксцентриковой шейкой и рамкой, соединяющимися через канавки направляющей втулки с отверстием, соединяющимся выточкой на эксцентриковой шейке и отверстием в ней, соединяющимся с маслоканалом внутри неподвижной опорной оси с эксцентриковой шейкой. Наружные поверхности лопастей и иные детали охлаждаются и смазываются разбрызгивающимся маслом, вытекающим из отверстий маслопроводных каналов, в которые оно подается масляным насосом по маслопроводам через центрифугу, масляные фильтры грубой и тонкой очистки, масляный радиатор; оснащается эжекторно-дозаторной системой смесеприготовления и топливоподачи пылевидного из перетертой растительности или из нефтепродуктов топлива, которое содержит впускной коллектор, оснащенный воздухоочистителем, воздушной заслонкой и эжекторным дозаторным устройством (управляемыми центробежным регулятором и акселератором), бункер с ворошильным диском в его нижней части для пылевидного топлива, которое спушивается ворошильным диском и просыпается через эжекторно-дозаторное устройство из бункера, где смешивается с потоком воздуха, а затем через впускной клапан, вместе с воздухом поступает в рабочую полость статора двигателя; оснащается стандартной системой водяного охлаждения, состоящей из водяной рубашки, водопроводов, водяного насоса (помпы), радиатора, вентилятора. Двигатель может работать на топливах из нефтепродуктов, если бункер заменить топливным баком, а механизм ворошения топливного порошка бункера - на топливный насос, приводимый в действие крыльчатым движителем дозаторного устройства (движитель приобретает вращение от проворачивающей его крыльчатки под напором силы потока воздуха, перемещающегося во всасывающем коллекторе, а затем передает вращение на ворошильный диск при порошковом топливе или на топливный насос при жидком топливе). При переводе работы двигателя из порошкового на топливо из нефтепродуктов следует оснащать его стандартными системами очистки и подогрева жидкого топлива.The technical result is achieved by the fact that an ejector-diesel engine of a rotary-blade type of internal combustion operating on a pulverized fuel from milled vegetation or any other type of fuel, for example, oil, fuel oil or diesel fuel, containing a fixed stator with two end caps and a combustion chamber, which separated from the working cavity of the stator by discharge and working valves; a rotor with radial grooves eccentrically mounted by means of a shaft in the cylindrical working cavity of the stator, in which at least two blades, cam discs, inlet and outlet valves, a compression amplifier, discharge valves, stroke, load and unload are installed, which are installed on the inlet and outlet collectors, equipped with a mechanism for moving the blades, consisting of a fixed supporting axis with an eccentric neck, a sleeve with guide planes and a frame moving along them, in the form of a rectangle with a reason s, rotating around an eccentric neck fixed reference axis with the rotor (can also use a traditional crank mechanism to move the blade); it is equipped with sealing devices for the blades in the form of strip metal compression and oil scraper rectangles perpendicularly covering the length surfaces of the blades in pairs; equipped with metal wave-like (in the axial direction) oil-reflecting and compression rings mounted between the round contacting surfaces of the stator and rotor; radial grooves of the rotor are equipped with single or double row bearing (sliding or rolling) bearings for moving the blades; equipped with an oil system, thanks to which the internal cavities of the blades are provided by injecting an oil stream into them, which is supplied to them by oil-conducting channels in a fixed supporting axis with an eccentric neck and a frame connecting through the grooves of the guide sleeve with a hole connecting a recess on the eccentric neck and a hole in it connecting to the oil channel inside a fixed support axis with an eccentric neck. The outer surfaces of the blades and other parts are cooled and lubricated by spraying oil flowing out of the openings of the oil channels, into which it is fed by an oil pump through oil pipes through a centrifuge, oil filters of coarse and fine cleaning, oil cooler; it is equipped with an ejector-batching system for the mixture preparation and fuel supply of pulverized fuel from milled vegetation or oil products, which contains an inlet manifold equipped with an air purifier, an air damper and an ejector dispenser (controlled by a centrifugal regulator and an accelerator), a hopper with an agitating dust disk in its lower part , which is drained by the agitator disk and wakes up through the ejector-dispensing device from the hopper, where it is mixed with the flow of air ear, then through the inlet valve, with air enters the motor stator working cavity; equipped with a standard water cooling system consisting of a water jacket, water pipes, water pump (pump), radiator, fan. The engine can run on fuels from petroleum products if the hopper is replaced with a fuel tank, and the mechanism for tedding the fuel powder of the hopper is replaced by a fuel pump driven by a wing propeller of the metering device (the propeller acquires rotation from the impeller turning it under the pressure of the air flow moving in the intake manifold and then transfers the rotation to the agitator disk for powder fuel or to the fuel pump for liquid fuel). When switching the operation of the engine from powder to fuel from petroleum products, it should be equipped with standard systems for cleaning and heating liquid fuel.

Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что заявляемый эжекторно-дизельный двигатель роторно-лопастного типа внутреннего сгорания оснащается одно или более рядными подшипниковыми (качения или скольжения) опорами, отличается тем, что оснащается механизмом перемещения лопастей в виде рамки, скрепленной с лопастями, вращающейся вокруг эксцентриковой шейки неподвижной опорной оси; уплотнительными устройствами лопастей, в виде полосовых металлических компрессионных и маслосъемных прямоугольников; оснащается уплотнительными металлическими волнообразными (в осевом направлении) кольцами, вмонтированными между соприкасающимися круглыми частями статора и вращающимися частями ротора; также отличается тем, что оснащаются радиальные пазы ротора одно или двухрядными подшипниковыми (качения или скольжения) опорами перемещающихся по ним лопастей; отличается тем, что оснащается масляной системой для смазки и охлаждения трущихся деталей и подшипниковых опор, охлаждения поверхностей наружных и внутренних полостей лопастей путем их обрызгивания струей масла, выходящего из отверстии маслопроводных каналов масляной системы двигателя; отличается тем, что оснащается эжекторно-дозаторным устройством подачи пылевидного топлива.A comparable analysis with the prototype shows that the inventive rotary vane type internal combustion engine diesel engine is equipped with one or more in-line bearing (rolling or sliding) bearings, characterized in that it is equipped with a blade moving mechanism in the form of a frame fastened with blades rotating around an eccentric necks of a fixed basic axis; sealing devices of the blades, in the form of strip metal compression and oil scraper rectangles; equipped with sealing metal wavy (in the axial direction) rings mounted between the contacting circular parts of the stator and the rotating parts of the rotor; also differs in that they are equipped with radial grooves of the rotor with one or two-row bearing (rolling or sliding) bearings of the blades moving along them; differs in that it is equipped with an oil system for lubricating and cooling rubbing parts and bearing bearings, cooling the surfaces of the outer and inner cavities of the blades by spraying them with an oil jet emerging from the opening of the oil-conducting channels of the engine oil system; differs in that it is equipped with an ejector-metering device for supplying pulverized fuel.

Таким образом, заявляемая конструкция эжекторно-дизельного двигателя роторно-лопастного типа соответствует критерию изобретения «НОВИЗНА».Thus, the claimed design of an ejector-diesel engine of the rotor-blade type meets the criteria of the invention of "NEW".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что дает право сделать вывод о соответствии критерию «СУЩЕСТВЕННОЕ ОТЛИЧИЕ».Comparison of the claimed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field did not allow to reveal in them the features that distinguish the claimed solution from the prototype, which gives the right to conclude that the criterion is "SIGNIFICANT DIFFERENCE".

На фиг.1 - показана схема эжекторно-дизельного двигателя роторно-лопастного типа в поперечном сечении.Figure 1 - shows a diagram of an ejector-diesel engine of a rotor-blade type in cross section.

На фиг.2 - схема клапана нагнетания или рабочего хода (они между собой аналогичны) в продольном разрезе.Figure 2 - diagram of the discharge valve or stroke (they are similar to each other) in longitudinal section.

На фиг.3 - изображена вставка паза в комплекте с уплотнительными устройствами лопастей в виде полосовых металлических компрессионных и маслосъемных прямоугольников и подшипниковыми опорами.Figure 3 - shows the insertion of the groove complete with sealing devices of the blades in the form of strip metal compression and oil scraper rectangles and bearing bearings.

На фиг.4 - поперечное сечение вставки паза.Figure 4 is a cross section of a groove insert.

На фиг.5 - схема общего вида двигателя в продольном сечении.Figure 5 - diagram of a General view of the engine in longitudinal section.

На фиг.6 - изображено уплотнительное устройство лопастей в виде полосовых металлических прямоугольников - вид спереди.Figure 6 - shows the sealing device of the blades in the form of strip metal rectangles - front view.

На фиг.7 - изображено металлическое уплотнительное волнообразное (в осевом направлении) кольцо - вид спереди.Figure 7 - shows a metal sealing wave-like (in the axial direction) ring - front view.

На фиг.8 - изображено эжекторно-дозаторное устройство подачи пылевидного топлива.On Fig - depicts an ejector metering device for supplying pulverized fuel.

На фиг.9 - изображено уплотнительное устройство лопастей в виде полосовых металлических прямоугольников - вид сбоку.Figure 9 - shows the sealing device of the blades in the form of strip metal rectangles - side view.

На фиг.10 - изображено металлическое уплотнительное волнообразное (в осевом направлении) кольцо - вид сбоку.Figure 10 - shows a metal sealing wave-like (in the axial direction) ring - side view.

Эжекторно-дизельный двигатель роторно-лопастного типа внутреннего сгорания в виде четырехтактного двухлопастного (или более) двигателя включает корпус двигателя, состоящий из боковины 1, картера 2 (фиг.1), передней балки 3, задней балки 4, крышки 5 корпуса, крышки 6 клапанов (фиг.5), неподвижного статора 7 с цилиндрической рабочей полостью (поверхность которой откорректирована под траекторию движения конца лопастей) и с двумя торцевыми крышками 8, в которые вмонтированы подшипники 9.An ejector diesel engine of a rotary vane type of internal combustion in the form of a four-stroke two-blade (or more) engine includes an engine casing consisting of a sidewall 1, a crankcase 2 (Fig. 1), a front beam 3, a rear beam 4, a cover 5 of the body, a cover 6 valves (figure 5), a fixed stator 7 with a cylindrical working cavity (the surface of which is adjusted to the trajectory of the end of the blades) and with two end caps 8, in which the bearings 9 are mounted.

В цилиндрической рабочей полости статора эксцентрично при помощи двух полуосей, передней 10 и задней 11, с фланцами 12 установлен цилиндрический ротор 13, на круглую внешнюю вращающуюся поверхность которого с целью уплотнения зазора между нею и поверхностью цилиндрической рабочей полости неподвижного статора 7 ставится металлическое волнообразное (в осевом направлении) кольцо (фиг.7 и фиг.10). В радиальных пазах 14 установлены лопасти 15 и 29, которые перемещаются возвратно-поступательно в пазах 14 при помощи прикрепленной к ним прямоугольной рамки 16, которая, опираясь на направляющие втулки 17, вращается вместе с ней вокруг эксцентриковой шейки неподвижной опорной оси 18, ведомая ротором 13. Втулка 17 с направляющими плоскостями, представляет собой втулку с антифрикционным наплавленным слоем на ее внутренней поверхности, соприкасающейся с поверхностью эксцентриковой шейки неподвижной опорной оси 18. На боковой наружной поверхности втулки 17 имеются плоскости (направляющие), на которые устанавливается рамка 16. Благодаря этим направляющим плоскостям рамка 16 вращается вместе с втулкой 17 и имеет возможность при вращении ротора смещаться перпендикулярно продольной оси втулки 17, под действием ротора 13, при переходе центра рамки 16 с центра рабочей полости статора 7 до центра вращения ротора 13. Для снижения силы трения, возникающей при движении лопастей 15 и 29, в радиальных пазах 14 вмонтированные вставки 19 (фиг.4), с подшипниковыми опорами 20, например, игольчатыми подшипниками, посаженными на оси 21, опорного каркаса 22, прикрученного к вставке 19 винтами 23. Для охлаждения подшипниковых опор 20 обеспечивается циркуляция масла через проточный канал 121 (фиг. 4), который проходит через вставку 19, ротор 7 и выточку с отверстием в крышке 8 и стекает в картер 2. В вставке 19 устанавливаются уплотнительные устройства лопастей в виде полосовых металлических прямоугольников: маслосъемный 24, компрессионный первый 25 и компрессионный второй 26. Эти уплотнительные устройства лопастей - 24, 25 и 26 имеют пружинящие перышки 127, которыми поджимаются к плоскостям лопастей 15 и 29 (фиг. 6 и фиг. 9). Смыкаются полосовые металлические прямоугольники уплотнительных устройств лопастей между собой концами внахлестку за счет плоских срезов на них, равных половине толщины тела полосовых металлических прямоугольников и вставляются в пазы, специально выточенные под них в теле вставки 19. Вставка 19 состоит из двух частей, и когда они уже укомплектованы пластинчатыми металлическими прямоугольниками 24, 25 и 26 и подшипниковыми опорами 20, тогда между ними вставляются лопасти 15 и 29 и обе части вставки стягиваются винтами 27, а затем вместе с лопастью вводятся в радиальные пазы 14, ротора 13, после чего вставка 19 фиксируется в роторе при помощи штифтов 28, а затем вводится рамка 16, к которой крепятся торцами лопасти 15 и 29 при помощи болтов 146, а затем, когда конструкция лопасти и рамки скреплена в роторе между собой, тогда в рамку 16 вводится неподвижная опорная ось 18 с эксцентриковой шейкой, на которой надета втулка с направляющими 17, надеваются на ротор металлические волнообразные (в осевом направлении) компрессионные и маслоотражающие кольца 30 (их конструкцию смотри на фиг. 7 и на фиг.10), далее надеваются на неподвижную опорную ось 18 с эксцентриковой шейкой передняя 10 и задняя 11 полуоси с фланцами 12, которыми полуоси прикрепляются болтами к ротору 13, при этом посадка на неподвижную опорную ось 18 полуосей 10 и 11 осуществляется посредством подшипниковых опор 31, а затем надеваются на полуоси 10 и 11 крышки 8 с подшипниками 9 и прикручиваются болтами к статору 7. В верхней части статора 7 устанавливается усилитель компрессии 32, плунжер 33 которого, подпружиненный пружиной 34, зафиксирован тарелкой с сухарями 35, то есть между тарелкой и хвостовиком клапана с конической выточкой вставляется конусная разрезанная по оси втулка. Нажатие на плунжер 33 осуществляется толкателем 36, через посредство коромысла 37. Толкатель 36 управляется кулачком заднего кулачкового диска 38. Коромысло 37 качается на стойке 39, прикрепленной болтами к корпусу усилителя компрессии 32. Усилитель компрессии 32 оснащен клапаном 40 (фиг. 2), укомплектован корпусом 41, компрессионными кольцами 42, маслосъемным кольцом 43, цилиндром 44, пружиной 45, нижней 46 и верхней 47 тарелками, сухарями 48, прокладками уплотнительными 49 и 50, направляющей втулкой 51, седлом клапана 52, цилиндр 44, корпус 41 клапана 40, крепятся к корпусу 53 усилителя компрессии 32 болтами 54. Клапан 40 открывается коромыслом 55, качающимся на оси 56, которое получает толчки от толкателя 57, приводимого в движение кулачком переднего кулачкового диска 58. Надклапанное пространство соединяется с цилиндрической рабочей полостью статора 7 газопроводным каналом 59. Аналогично клапану нагнетания 40 устроен клапан рабочего хода 60, приводимый в действие толкателем 61, через посредство коромысла 62. Клапан впускной 63, что приводится в действие толкателем 64 и коромыслом 65 (установлен на впускном коллекторе 66), и клапан выпускной 67, что приводится в действие толкателем 68 и коромыслом 69 (установлен на выпускном коллекторе 70, который оканчивается глушителем с камерой догорания 71): эти клапаны аналогичны клапану догрузки 72, приводимому в действие толкателем 73, через посредство коромысла 74 (он установлен на впускном коллекторе 66 и накрывается крышкой 75, фиг. 1). Конструкция клапанов выпускного 67, впускного 63 и догрузки 72 принята традиционной, потому детально не изображена. Клапан разгрузки 121 представляет собой обычный предохранительный подпружиненный клапан для сброса избыточного давления, например, отрегулированный на давление конца такта сжатия в рабочей полости статора 7, например, равное 14 кгс/см, которое принимается из условий, чтобы не допустить самовоспламенения пылевоздушной смеси до поступления ее в камеру сгорания и закрытия клапана нагнетания 40. Выпуск пылевоздушной смеси, при срабатывании клапана разгрузки 121 происходит следующим образом. В случае повышения давления свыше 14 кгс/см пылевоздушной смеси в цилиндрической рабочей полости статора 7 в конце такта сжатия в ней, во избежание преждевременного самовоспламенения пылевоздушной смеси, превышающего 14 кгс/см , открывается клапан разгрузки 121 и через отводной трубопровод, что подключен к клапану разгрузки 121 и к впускному коллектору 66, излишняя пылевоздушная смесь трубопроводом выбрасывается во впускной коллектор 66.A cylindrical rotor 13 is mounted eccentrically in the cylindrical working cavity of the stator using two half shafts, front 10 and rear 11, with flanges 12, on the circular outer rotating surface of which, in order to seal the gap between it and the surface of the cylindrical working cavity of the stationary stator 7, a metal wave is placed (in axial direction) ring (Fig.7 and Fig.10). In the radial grooves 14, blades 15 and 29 are installed, which move reciprocally in the grooves 14 with the help of a rectangular frame 16 attached to them, which, relying on the guide sleeves 17, rotates with it around the eccentric neck of the fixed supporting axis 18, driven by the rotor 13 The sleeve 17 with guide planes is a sleeve with an antifriction deposited layer on its inner surface in contact with the surface of the eccentric neck of the fixed supporting axis 18. On the lateral outer surface in there are planes (guides) on the frame 17 on which the frame 16 is mounted. Thanks to these guide planes, the frame 16 rotates together with the sleeve 17 and is able to rotate perpendicular to the longitudinal axis of the sleeve 17 when the rotor rotates, under the action of the rotor 13, when the center of the frame 16 moves from the center the working cavity of the stator 7 to the center of rotation of the rotor 13. To reduce the friction force arising from the movement of the blades 15 and 29, in the radial grooves 14 mounted inserts 19 (figure 4), with bearing bearings 20, for example, needle bearings, p sajenes on an axis 21, supporting frame 22, bolted to the insert 19 by screws 23. To cool the bearing supports 20 is circulated through the oil flow passage 121 (FIG. 4), which passes through the insert 19, the rotor 7 and the undercut with a hole in the cover 8 and flows into the crankcase 2. In the insert 19, the sealing devices of the blades in the form of strip metal rectangles are installed: oil scraper 24, compression first 25 and compression second 26. These are sealing the device of the blades - 24, 25 and 26 have spring feathers 127, which are pressed to the planes of the blades 15 and 29 (Fig. 6 and Fig. 9). The strip metal rectangles of the sealing devices of the blades are joined together by lap ends due to flat sections on them equal to half the thickness of the body of the strip metal rectangles and inserted into the grooves specially machined under them in the body of insert 19. Insert 19 consists of two parts, and when they are already equipped with plate metal rectangles 24, 25 and 26 and bearing bearings 20, then the blades 15 and 29 are inserted between them and both parts of the insert are pulled together by screws 27, and then together with the blade They are inserted into the radial grooves 14, of the rotor 13, after which the insert 19 is fixed in the rotor with the help of pins 28, and then the frame 16 is inserted, to which the ends of the blades 15 and 29 are fastened with the help of bolts 146, and then, when the design of the blade and frame are fastened in the rotor with each other, then a fixed supporting axis 18 with an eccentric neck, on which a sleeve with guides 17 is put on, is inserted into the rotor 16, metal wave-like (axial) compression and oil-reflecting rings 30 are put on (see their construction in FIG. 7 and 10), then the front 10 and rear 11 half shafts with flanges 12, with which the half shafts are bolted to the rotor 13, are put on a fixed supporting axis 18 with an eccentric neck, while landing on the fixed supporting axis 18 of the half shafts 10 and 11 is carried out by bearing bearings 31, and then put on the axle shafts 10 and 11 of the cover 8 with bearings 9 and bolted to the stator 7. In the upper part of the stator 7, a compression amplifier 32 is installed, the plunger 33 of which, spring-loaded 34, is fixed with a cracker plate 35, i.e. between with a plate and a shank of the valve with a conical undercut, a tapered sleeve axially cut along the axis is inserted. Pressing the plunger 33 is carried out by the pusher 36, through the rocker arm 37. The pusher 36 is controlled by the cam of the rear cam disk 38. The rocker arm 37 swings on the strut 39, bolted to the housing of the compression amplifier 32. The compression amplifier 32 is equipped with a valve 40 (Fig. 2), equipped housing 41, compression rings 42, oil scraper ring 43, cylinder 44, spring 45, lower 46 and upper 47 plates, crackers 48, gaskets 49 and 50, guide sleeve 51, valve seat 52, cylinder 44, valve body 41, 40 are attached to to the compression amplifier unit 32 with 32 bolts 54. The valve 40 is opened by a rocker 55 swinging on the axis 56, which receives shocks from the pusher 57, which is driven by the cam of the front cam disk 58. The valve space is connected to the cylindrical working cavity of the stator 7 by a gas channel 59. Like a valve pressure 40 arranged stroke valve 60, actuated by the pusher 61, through the rocker arm 62. Inlet valve 63, which is actuated by the pusher 64 and the rocker arm 65 (mounted on the intake manifold re 66), and an exhaust valve 67, which is driven by a pusher 68 and a rocker 69 (mounted on the exhaust manifold 70, which ends with a silencer with an afterburner 71): these valves are similar to the after-loading valve 72, actuated by the pusher 73, through the rocker arm 74 (it is mounted on the intake manifold 66 and is covered by a cover 75, FIG. one). The design of the valves of the outlet 67, inlet 63 and afterload 72 is accepted traditional, therefore, is not shown in detail. The discharge valve 121 is a conventional safety spring-loaded valve to relieve excess pressure, for example, adjusted to the pressure of the end of the compression stroke in the working cavity of the stator 7, for example, equal to 14 kgf / cm, which is taken from conditions to prevent self-ignition of the dusty air mixture before it arrives into the combustion chamber and closing the discharge valve 40. The discharge of the dust-air mixture, when the discharge valve 121 is activated, is as follows. If the pressure rises above 14 kgf / cm3 of the dust-air mixture in the cylindrical working cavity of the stator 7 at the end of the compression stroke in it, in order to prevent premature self-ignition of the dust-air mixture in excess of 14 kgf / cm, the discharge valve 121 is opened and through an outlet pipe that is connected to the valve discharge 121 and to the intake manifold 66, excess dust and air mixture is discharged by pipeline into the intake manifold 66.

После комплектации роторной части двигателя на концы полуосей: передней 10 напрессовывается шестерня 76 и задней 11 - шестерня 77, с опорными шайбами 78. А затем, роторная часть своими полуосями 10 и 11 устанавливается на опоры: переднюю 79 и заднюю 80, и прикрепляются разъемными крышками 81 с вкладышами - подшипниками скольжения 82. Неподвижная опорная ось 18 с эксцентриковой шейкой от проворачивания удерживается квадратными концами пробок: передней 83 и задней 84, входящими в квадратные гнезда её концов. Пробки прикручиваются: к передней балке 3 - болтами 85, а к задней 4 - болтами 86.After the rotor part of the engine is equipped at the ends of the half shafts: the front gear 10 is pressed in gear 76 and the rear 11 is gear 77, with support washers 78. And then, the rotor part is mounted with its own half shafts 10 and 11 on the supports: front 79 and rear 80, and are attached with detachable covers 81 with inserts - plain bearings 82. The fixed support axis 18 with the eccentric neck is prevented from turning by the square ends of the plugs: front 83 and rear 84, which are included in the square sockets of its ends. The plugs are screwed: to the front beam 3 with bolts 85, and to the rear 4 with bolts 86.

От передней шестерни 76 приводится шестерня 87 масляного насоса 88, который соединяется с ней муфтой 89, а также шестерня 90, которая через вал 91 передает вращение на шкив 92 ременной передачи, от ремня 93 которой приводится во вращение генератор 94 (который установлен на кронштейне 95, прикрепленном к каркасу 96, прикрученному к передней балке 3, болтами 97) и шкив 98, вентилятора 99 водяного радиатора 100. От шкива 98 ремнем 101 приводится во вращение водяной насос 102.From the front gear 76, the gear 87 of the oil pump 88 is connected, which is connected to it by the coupling 89, as well as the gear 90, which through the shaft 91 transmits rotation to the belt pulley 92, from the belt 93 of which the generator 94 is rotated (which is mounted on the bracket 95 attached to the frame 96, bolted to the front beam 3, bolts 97) and a pulley 98, a fan 99 of the water radiator 100. From the pulley 98, the belt 101 drives the water pump 102.

От задней шестерни 77 приводится во вращение шестерня 103, установлена на валу 104, к торцу которого болтами или сваркой прикреплен фланец 105, к которому винтами 106 крепится маховик (не изображен на схеме), размещающийся в кожухе 107.From the rear gear 77, the gear 103 is rotated, mounted on the shaft 104, to the end of which a bolt or welding is attached to the flange 105, to which a flywheel (not shown in the diagram) is fastened with screws 106, which is located in the casing 107.

Запускается двигатель стартером 108, вращающим шестерней 109 шестерню 77. От шестерни 77 также приводится в движение регулятор 110 числа оборотов двигателя. Регулятор 110 принятый стандартного образца, например, типа регулятора топливного насоса двигателя Д-200, то есть центробежный регулятор. Рычаг регулятора 110, связанный блочно-канатной системой с педалью акселератора и рычагом воздушной заслонки 123 (на схеме не отражено). Таким образом, воздушная заслонка 123 проворачивается в одну сторону за счет усилия рычага регулятора 110, а в обратную сторону - оттягивается усилием акселератора, через трос посредством пружины, прикрепленной к рычагу воздушной заслонки 123. В общем, взаимодействие акселератора управляемого педалью и связанного тросом через посредство пружины с рычагом заслонки 123 и рычага регулятора 110, который также тросом соединен с рычагом той же заслонки 123, осуществляется так: педалью через трос и рычаг заслонки 123 задается величина ее открытия, то есть рабочее число оборотов двигателя, а регулятор 110 своим рычагом, связанным тросом с рычагом той же заслонки 123, проворачиваясь сам и проворачивая ее, регулируя количество воздуха, поступающего в карбюратор, постоянно поддерживает этим заданное число оборотов двигателя. Система смазки двигателя представляет собой: картер 2, масляный насос 88, устройство очистки масла 111 (фильтры грубой и тонкой очистки и центрифуга, например, маслопровод 112, масляный радиатор 113, штуцер 114 маслопровода канальной системы смазки, штуцер 115 трубопроводной системы смазки (ее разводка на схеме не отражена), от которой, например, будет производиться впрыскивание масла для смазки и охлаждения плунжера 33, усилителя компрессии 32, через его перфорированную крышку 116, или цилиндров 44, клапанов 40 и 60.The engine is started by a starter 108, a gear 77 rotating the gear 109. From the gear 77, the engine speed controller 110 is also driven. The regulator 110 adopted standard sample, for example, type of the fuel pump controller of the D-200 engine, that is, a centrifugal regulator. The lever of the regulator 110, connected by a block-rope system with the accelerator pedal and the choke lever 123 (not shown in the diagram). Thus, the air damper 123 is rotated in one direction due to the efforts of the lever of the regulator 110, and in the opposite direction is pulled by the force of the accelerator through the cable through a spring attached to the lever of the air damper 123. In general, the interaction of the accelerator is controlled by the pedal and connected by a cable through springs with the lever of the flap 123 and the lever of the regulator 110, which is also connected by a cable to the lever of the same flap 123, is carried out as follows: the pedal through the cable and the lever of the flap 123 sets its opening value, i.e. the operating speed of the engine, and the regulator 110 with its lever connected by a cable to the lever of the same damper 123, turning itself and turning it, adjusting the amount of air entering the carburetor, constantly maintains the predetermined engine speed. The engine lubrication system is: a crankcase 2, an oil pump 88, an oil purifier 111 (coarse and fine filters and a centrifuge, for example, oil line 112, oil cooler 113, oil pipe fitting 114 of the duct lubrication system, fitting 115 of the pipeline lubrication system (wiring it not shown), from which, for example, oil will be injected to lubricate and cool the plunger 33, compression amplifier 32, through its perforated cover 116, or cylinders 44, valves 40 and 60.

Система водяного охлаждения двигателя представляет: водяная рубашка 117, статора 7 и корпуса усилителя компрессии 32, которым вода подается трубопроводом: подающий 118, и отводится - обратным 119, водяной насос (помпа) 102, качает воду для охлаждения в водяной радиатор 100, с вентилятором 99, кран 120 предназначен для опорожнения системы.The engine water cooling system is: a water jacket 117, a stator 7, and a compression amplifier housing 32, to which water is supplied by a pipeline: supply 118, and discharged by a return 119, water pump (pump) 102, pumps water for cooling to a water radiator 100, with a fan 99, tap 120 is designed to empty the system.

Впускной коллектор 66 (фиг.1) оснащается воздухоочистителем 122, воздушной заслонкой 123, эжекторным дозаторным устройством 124, к которому поступает топливный порошок от бункера 125 с ворошильным диском 126 в его нижней части. Ворошильный диск 126 оснащается штырями 128, необходимыми для вспушивания нижних слоев порошкового топлива (фиг. 8); ворошильный диск 126 вращается валом 129, соединенным посредством шестерен с выходным валом редуктора 130, получаемым вращение от шестерни вала 131 крыльчатого движителя 132, который названный «движителем», поскольку он преобразовывает силу потока воздуха, движущегося в впускном коллекторе 66, во вращательное движение ворошительного диска 126. Ворошильный диск 126, опирается на поддон 133, при вращении, растирает на нем скомкивающиеся частички топливного порошка, который, через отверстия в ворошильном диске 126 и поддоне 133, просыпается на подвижной диск 134 дозирования, соприкасающийся с неподвижным диском 135 своими плоскостями с щелями, живое сечение которых может приоткрываться или закрываться, в зависимости от проворачивания подвижного диска 134, вокруг своей оси по часовой стрелке или против нее при помощи поводка 136. Поводок 136 связан жесткой тягой 137 с рычагом воздушной заслонки 123. Тяга 137 в одном направлении перемещается блочно-канатной системой регулятора 110, через посредство рычага воздушной заслонки 123, а в обратном направлении воздушная заслонка 123 и поводок 136 перемещаются пружиной 138. Чтобы подвижной диск 134 не зажимался, между поддоном 133 и неподвижным диском 135 вставляются распорные втулки 139. Дозаторное устройство 124 вставляется во впускной коллектор 66, при помощи входного 140 и выходного 141 диффузоров, которые через посредство прокладок 142 фланцами 143 диффузоров и корпуса 145 скручиваются между собой болтами 144 (фиг. 8). Все элементы дозаторного устройства 124, скомпонованы в его корпусе 145.The intake manifold 66 (Fig. 1) is equipped with an air purifier 122, an air damper 123, an ejector metering device 124, to which fuel powder flows from the hopper 125 with a agitator disk 126 in its lower part. The agitator disk 126 is equipped with pins 128, necessary for fluffing the lower layers of powder fuel (Fig. 8); the agitator disk 126 is rotated by a shaft 129, connected by gears to the output shaft of the gearbox 130, obtained by rotation from the gears of the shaft 131 of the wing propeller 132, which is called the “propeller”, since it converts the force of the air flow moving in the intake manifold 66 into the rotational motion of the agitator disk 126. The agitator disk 126, which rests on the pallet 133, rotates, rubbing together crumpled particles of fuel powder, which, through the holes in the agitator disk 126 and the pallet 133, wakes up on the movable sk 134 metering, in contact with the fixed disk 135 with its planes with slots, the live section of which may open or close, depending on the rotation of the movable disk 134, around its axis clockwise or against it using a leash 136. The leash 136 is connected by a rigid rod 137 with the choke lever 123. The thrust 137 is moved in one direction by the block-rope system of the regulator 110, through the choke lever 123, and in the opposite direction, the choke 123 and leash 136 move the spring 138. To prevent the movable disk 134 from being pinched, spacers 139 are inserted between the pallet 133 and the fixed disk 135. The metering device 124 is inserted into the intake manifold 66 using the inlet 140 and the outlet 141 diffusers, which, through the gaskets 142, the flanges 143 of the diffusers and the housing 145 are twisted together by bolts 144 (FIG. 8). All elements of the metering device 124 are arranged in its housing 145.

Эжекторно-дизельный двигатель роторно-лопастного типа работает следующим образом.Ejector-diesel engine rotary-blade type operates as follows.

Процессы, происходящие с рабочим телом, будут протекать в такой последовательности:The processes occurring with the working fluid will proceed in the following sequence:

I - выпуск; II - наполнение;I - issue; II - filling;

III - сжатие; IV - рабочий ход.III - compression; IV - working stroke.

Условно принято начало отсчета вращения вала, когда лопасть 15 находится против центра камеры сгорания (фиг.1). В этот момент лопасть 15 находится в нейтральном положении, все клапаны закрыты, кроме клапана рабочего хода 60, плунжер 33 усилитель компрессии 32, находится во включенном (нижнем) положении. Лопасть 29 находится в зоне тактов сжатия и рабочего хода. При повороте лопасти 15 по часовой стрелке на 22° клапан рабочего хода 60 открыт и открывается клапан нагнетания 40, сперва вытесняются оставшиеся рабочие газы из камеры сгорания - идет ее продувка пока свежий заряд вытеснит их из камеры сгорания, это произойдет, примерно, когда поворот лопасти 15 достигнет 35°. Клапан рабочего хода 60 закрывается, отходит кверху плунжер 33 усилителя компрессии 32, открывается клапан впускной 63 (всасывания рабочей смеси) - начало такта наполнения. Лопасть 29 продолжает находиться в зоне тактов сжатия и рабочего хода. Хотя клапан рабочего хода 60 закрыт, но крутящий момент ротора 13 продолжает создаваться за счет разности сил давления газов на лопасти - более выдвинутую 29 и менее выдвинутую 15.Conventionally, the reference point of rotation of the shaft is adopted when the blade 15 is located against the center of the combustion chamber (Fig. 1). At this moment, the blade 15 is in the neutral position, all valves are closed, except for the stroke valve 60, the plunger 33 compression amplifier 32, is in the on (lower) position. The blade 29 is in the area of the compression strokes and the stroke. When the blade 15 is turned clockwise by 22 °, the stroke valve 60 is opened and discharge valve 40 opens, first the remaining working gases are displaced from the combustion chamber - it is purged while a fresh charge displaces them from the combustion chamber, this will happen approximately when the blade is rotated 15 will reach 35 °. The stroke valve 60 closes, the plunger 33 of the compression amplifier 32 moves upward, the inlet valve 63 (suction of the working mixture) opens - the beginning of the filling stroke. The blade 29 continues to be in the area of the compression strokes and the stroke. Although the stroke valve 60 is closed, but the torque of the rotor 13 continues to be created due to the difference in gas pressure forces on the blades - more advanced 29 and less advanced 15.

При повороте лопасти 15 на 90°. Лопасть 15 и 29 - равно выдвинутые из радиальных пазов 14, наступает прекращение такта рабочего хода. Клапан впускной 63 (всасывания) открыт, клапан нагнетания 40 открыт, открывается клапан выпускной 67 - начало такта выпуска.When turning the blade 15 to 90 °. The blade 15 and 29 - equally extended from the radial grooves 14, comes the cessation of the stroke of the working stroke. Intake valve 63 (suction) is open, discharge valve 40 is open, exhaust valve 67 is opened - the beginning of the exhaust stroke.

При повороте лопасти 15 на 162°. Клапан нагнетания 40 закрывается, включается усилитель компрессии - происходит воспламенение горючей смеси. Лопасть 15 продолжает находиться в зоне тактов наполнения и выпуска. Лопасть 29 входит в нейтральную зону.When turning the blade 15 to 162 °. The discharge valve 40 is closed, the compression amplifier is turned on - ignition of the combustible mixture occurs. The blade 15 continues to be in the zone of the strokes of the filling and release. Vane 29 enters the neutral zone.

При повороте лопасти 15 на 180°. Открыт клапан выпускной 67, открывается клапан догрузки 72, закрывается клапан впуска 63. Лопасть 29 находится в нейтральном положении. Лопасть 15 продолжает находиться в зоне тактов выпуска и впуска.When the blade 15 is rotated 180 °. The outlet valve 67 is open, the after-loading valve 72 is opened, the inlet valve 63 is closed. The blade 29 is in the neutral position. The blade 15 continues to be in the zone of the exhaust and intake strokes.

При повороте лопасти 15 на 202°. Открывается клапан рабочего хода 60, открыты клапаны выпускной 67, догрузки 72. Начало тактов рабочего хода и сжатия лопастью 29. Лопасть 15 продолжает находиться в зоне тактов выпуска и впуска.When turning the blade 15 to 202 °. The valve of the working stroke 60 is opened, the valves of the exhaust 67, the loading 72 are open. The beginning of the strokes of the working stroke and compression by the blade 29. The blade 15 continues to be in the area of the strokes of the exhaust and intake.

При повороте лопасти 15 на 270°, клапаны рабочего хода 60, выпускной 67 и догрузки 72 открыты. Лопасть 15 продолжает находиться в зоне тактов выпуска и впуска. Лопасть 29 находится в зоне тактов рабочего хода и сжатия.When the blades 15 are rotated by 270 °, the valves of the stroke 60, exhaust 67 and afterload 72 are open. The blade 15 continues to be in the zone of the exhaust and intake strokes. The blade 29 is in the zone of the strokes of the stroke and compression.

При повороте лопасти 15 примерно на 338° (так как точность поворота в градусах будет определена при испытании двигателя), закрываются клапаны выпускной 67 и догрузки 72, все остальные клапаны уже закрыты, кроме клапана рабочего хода 60. В таком положении лопасть 15 входит в нейтральную зону при 360°. Лопасть 29 продолжает находиться в зоне тактов рабочего хода и сжатия. Эта позиция подобна исходной, выше описанной изначально.When the blade 15 rotates by approximately 338 ° (since the turning accuracy in degrees will be determined during engine testing), the valves of the outlet 67 and the afterload 72 are closed, all other valves are already closed, except for the stroke valve 60. In this position, the blade 15 enters into neutral zone at 360 °. The blade 29 continues to be in the zone of the strokes of the stroke and compression. This position is similar to the initial one described above initially.

Все клапаны (кроме клапана разгрузки 121, который открывается автоматически при повышении давления сжатия свыше допустимого) и плунжер усилителя компрессии приводятся в действие толкателями, через посредство коромысел, получая толчки от кулачков, расположенных на беговых дорожках кулачковых дисков: заднего 38 и переднего 58 (фиг. 5). Продолжительность времени нахождения в нажатом состоянии клапанов и плунжера определяется длиной поверхности зоны поднятости кулачка, каждого из них.All valves (except the unloading valve 121, which opens automatically when the compression pressure rises above the permissible one) and the compression amplifier plunger are driven by pushers through the rocker arm, receiving shocks from the cams located on the treadmills of the cam discs: rear 38 and front 58 (Fig. . 5). The length of time the valves and plunger are pressed is determined by the length of the surface of the cam elevation zone, each of them.

Claims

An ejector-diesel engine of a rotor-vane type containing a fixed stator with two end caps and a combustion chamber separated from the working cavity of the stator by discharge and working valves, a compression amplifier eccentrically mounted in the cylindrical working cavity of the stator rotor with radial grooves in which there are not less than two blades, inlet and outlet, loading and unloading valves, afterburner, mixture preparation and fuel supply system, characterized in that the rotor is equipped with a remescheniya blades in a frame secured to the blades rotating around a neck of the eccentric fixed reference axis; sealing devices of blades in the form of strip metal compression and oil scraper rectangles; equipped with sealing metal axially undulating rings mounted between the contacting circular parts of the stator and the rotating parts of the rotor; radial grooves of the rotor are equipped with single or double row bearing bearings of the blades moving along them; equipped with an oil system for lubrication and cooling of rubbing parts and bearings; equipped with an ejection-metering device for supplying pulverized fuel.