RU2697779C1

RU2697779C1 - Blade engine

Info

Publication number: RU2697779C1
Application number: RU2018123128A
Authority: RU
Inventors: Вадим Вениаминович Клементьев
Priority date: 2018-06-25
Filing date: 2018-06-25
Publication date: 2019-08-19

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine building, particularly, to vane-type internal combustion engines, and can be used for creation of volumetric pumps and compressors. Essence of invention consists in the fact that blade engine with semirevolving converting mechanism comprises housing 1 with working chambers, in which on axles 2 there arranged are blades 3, dividing each of working chambers into two working volumes A and B. Ends of shanks 4 blades are hinged with cross-bar 5, in longitudinal slot 6 of which there is slide 7 hingedly fixed on crank 8, installed in engine housing. Engine mechanism is made parallelogram and is arranged behind plane passing through semi-axles 2.

EFFECT: technical result is simple design, providing uniformity of cyclic swinging of blades, higher specific energy parameters of engine.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к лопастным двигателям внутреннего сгорания и может быть использовано при создании объемных насосов и компрессоров.The invention relates to mechanical engineering, in particular, to vane internal combustion engines and can be used to create volumetric pumps and compressors.

Известны поршневые кривошипно-шатунные двигатели внутреннего сгорания, в которых возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращение коленчатого вала посредством кривошипно-шатунного механизма (КШМ).Known piston crank engines of internal combustion, in which the reciprocating motion of the piston is converted into rotation of the crankshaft by means of a crank mechanism (KShM).

Недостатком таких двигателей является высокая сложность реализации принципа двойного действия, когда рабочий цикл организуется с обеих сторон одного и того же поршня, и связанное с этим относительное снижение удельных энергетических показателей, что обусловлено необходимостью обеспечения достаточной простоты конструкции и надежной работы КШМ.The disadvantage of such engines is the high complexity of the implementation of the double-action principle, when the duty cycle is organized on both sides of the same piston, and the relative decrease in specific energy indices associated with this, due to the need to ensure sufficient design simplicity and reliable operation of the crankshaft.

Известен роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания (Патент РФ №2474705 «Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания» МПК F02B 55/02 (2006.01), F01C 1/07 (2006.01)), содержащий корпус с рабочей камерой, в которой размещены лопасти, ползун, кривошипы, кинематически связанные с ползуном.Known rotary vane internal combustion engine (RF Patent No. 2474705 "Rotary vane internal combustion engine" IPC F02B 55/02 (2006.01), F01C 1/07 (2006.01)), comprising a housing with a working chamber in which the blades are located, a slider , cranks kinematically connected with a slider.

Недостатками этого двигателя являются высокая сложность, низкие технологичность, надежность и удельные энергетические показатели, обусловленные конструкцией.The disadvantages of this engine are high complexity, low manufacturability, reliability and specific energy performance due to the design.

Известен роторно-лопастный двигатель с параллелограммно-кривошипным преобразователем вращения (Патент РФ №2436964 «Роторно-лопастный двигатель с параллелограммно-кривошипным преобразователем вращения (вариант 1-й)» МПК F01C 9/00 (2006.01), F01C 1/07 (2006.01)), содержащий корпус с рабочей камерой, в которой размещены лопастные рабочие органы, кривошипный вал.Known rotary vane engine with a parallelogram-crank rotation converter (RF Patent No. 2436964 "Rotary vane engine with a parallelogram-crank rotation converter (option 1)" IPC F01C 9/00 (2006.01), F01C 1/07 (2006.01) ), comprising a housing with a working chamber, in which the blade working bodies, the crank shaft are placed.

Недостатками этого устройства, наряду со сложной конструкцией, низкими технологичностью, надежностью и удельными энергетическими показателями, является наличие ударных нагрузок в механизме при работе, обусловленное кинематической схемой.The disadvantages of this device, along with a complex design, low manufacturability, reliability and specific energy performance, is the presence of shock loads in the mechanism during operation, due to the kinematic scheme.

Наиболее близким к заявляемому объекту устройством является роторно-поршневая машина (Патент DE 2808769 А1 «Роторно-поршневая машина» F01C 9/00), содержащая лопастную часть, включающую, как минимум, два лопастных рабочих органа, в одном из вариантов исполнения сопрягаемую с четырехзвенным шарнирным механизмом, который, в свою очередь, может содержать соединительное звено, сочлененное со взаимно-перпендикулярной кулисой, с размещенным в ней ползуном, установленным на кривошипе выходного вала.The closest to the claimed object device is a rotary piston machine (Patent DE 2808769 A1 "Rotary piston machine" F01C 9/00), containing a blade part, including at least two blade working bodies, in one embodiment, mating with a four-link articulated mechanism, which, in turn, may contain a connecting link articulated with a mutually perpendicular link, with a slider placed in it, mounted on the crank of the output shaft.

Недостатками этой машины являются значительные масса и габариты звеньев механизма и машины в целом, отсутствие конструктивной простоты ввиду наличия большого числа деталей, обладающих сложными геометрией и технологией изготовления, неравномерность качательного движения лопастей, низкие удельные энергетические показатели.The disadvantages of this machine are the significant mass and dimensions of the links of the mechanism and the machine as a whole, the lack of structural simplicity due to the presence of a large number of parts with complex geometry and manufacturing technology, uneven rocking motion of the blades, low specific energy indicators.

Технической задачей изобретения является создание лопастного двигателя новой конструкции, с механизмом преобразования качательного движения лопастей во вращение выходного вала параллелограммного типа, что позволит упростить конструкцию, обеспечить равномерность циклического качательного движения лопастей, повысить удельные энергетические показатели.An object of the invention is the creation of a new-design vane engine with a mechanism for converting the swinging motion of the blades into rotation of the output shaft of the parallelogram type, which will simplify the design, ensure uniform cyclic swinging motion of the blades, and increase specific energy indices.

Технический результат достигается тем, что в лопастном двигателе, содержащем корпус с рабочими камерами и размещенными в них лопастными рабочими органами, выполненными заодно с хвостовиками и установленными на полуосях, звено, шарнирно соединяющее лопастные рабочие органы, ползун, кривошип, согласно изобретению, двигатель содержит параллелограммный механизм, образованный хвостовиками лопастных рабочих органов, соединительным звеном и корпусом, размещенный за плоскостью, проходящей через оси лопастных рабочих органов, в котором траверса, соединяющая лопастные рабочие органы, выполнена с продольным пазом для размещения ползуна.The technical result is achieved by the fact that in a rotary engine containing a housing with working chambers and bladed working bodies located therein, made integral with the shanks and mounted on the axle shafts, a link articulating the bladed working bodies, the slider, crank, according to the invention, the engine contains a parallelogram a mechanism formed by the shanks of the blade working bodies, the connecting link and the housing, located behind a plane passing through the axis of the blade working bodies, in which the grass the RSA connecting the blade working bodies is made with a longitudinal groove for accommodating the slider.

Упрощение конструкции определяется уменьшением числа и снижением геометрической, конструктивной и технологической сложности деталей двигателя.Simplification of the design is determined by reducing the number and reducing the geometric, constructive and technological complexity of engine parts.

Выполнение двигателя, включающего параллелограммный механизм, образованный хвостовиками лопастных рабочих органов, соединительным звеном и корпусом, размещенный за плоскостью, проходящей через оси лопастных рабочих органов, в котором траверса, шарнирно связанная с хвостовиками лопастей, всегда оказывается параллельной своим крайним верхнему и нижнему положениям, позволяет обеспечить равномерность циклического качательного движения лопастей за счет одинаковости времени перемещения лопастей из одного крайнего положения в другое и обратно при равномерном вращении кривошипа.The execution of the engine, including a parallelogram mechanism formed by the shanks of the blade working bodies, the connecting link and the housing, located behind a plane passing through the axis of the blade working bodies, in which the beam, pivotally connected to the shanks of the blades, always turns out to be parallel to its extreme upper and lower positions, allows to ensure the uniformity of the cyclic swinging motion of the blades due to the same time of movement of the blades from one extreme position to another of inverse at the uniform rotation of the crank.

Размещение ползуна, шарнирно укрепленного на кривошипе, в продольном пазу траверсы позволяет обеспечить минимальное число деталей, связывающих лопасти с кривошипом, что обусловливает снижение массы и увеличение удельной мощности двигателя. Повышение удельных энергетических показателей двигателя достигается также за счет снижения геометрической, конструктивной и технологической сложности основных деталей двигателя.Placing the slider pivotally mounted on the crank in the longitudinal groove of the traverse allows you to provide a minimum number of parts connecting the blades to the crank, which leads to a decrease in mass and an increase in the specific power of the engine. The increase in specific energy indicators of the engine is also achieved by reducing the geometric, structural and technological complexity of the main engine parts.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена схема лопастного двигателя с параллелограммным преобразующим механизмом.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of a vane engine with a parallelogram converting mechanism.

Лопастной двигатель с параллелограммным преобразующим механизмом содержит корпус 1 с двумя рабочими камерами, в которых на полуосях 2 размещены лопасти 3, делящие каждую из рабочих камер на два рабочих объема А и Б. Концы хвостовиков 4 лопастей шарнирно связаны с траверсой 5, в продольном пазу 6 которой размещен ползун 7, шарнирно укрепленный на кривошипе 8, установленном в корпусе двигателя.A rotary vane engine with a parallelogram converting mechanism comprises a housing 1 with two working chambers, in which blades 3 are placed on the axle shafts 2, dividing each of the working chambers into two working volumes A and B. The ends of the shafts of the 4 blades are pivotally connected to the traverse 5, in a longitudinal groove 6 which placed the slider 7, pivotally mounted on the crank 8 mounted in the engine housing.

Лопастной двигатель с параллелограммным преобразующим механизмом работает следующим образом: процессы рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания, осуществляющиеся в рабочих объемах А и Б таким образом, что одноименные процессы, например, расширение рабочего тела, происходят попеременно в каждом из объемов, заставляют лопасти 3, кинематически связанные посредством траверсы 5, совершать циклическое угловое синфазное перемещение, то есть, качательное движение, из одного крайнего положения (например, как показано на фиг., из левого) в другое, за счет чего траверса 5, взаимодействуя с ползуном 7 через продольный паз 6, побуждает кривошип, связанный шарнирно с ползуном 7, к совершению вращательного движения, при этом траверса 5 совершает плоскопараллельное движение, возникающий крутящий момент снимается с оси кривошипа, а равномерность угловой скорости вращения кривошипа обеспечивается конструктивной схемой и маховыми массами двигателя.A rotary vane engine with a parallelogram converting mechanism operates as follows: the processes of the working cycle of an internal combustion engine, carried out in the working volumes A and B in such a way that the processes of the same name, for example, the expansion of the working fluid, occur alternately in each of the volumes, cause the blades 3, kinematically connected by means of traverse 5, to perform a cyclic angular in-phase movement, that is, rocking movement, from one extreme position (for example, as shown in Fig., from the left) to it, due to which the yoke 5, interacting with the slider 7 through the longitudinal groove 6, causes the crank pivotally connected to the slider 7 to perform a rotational movement, while the yoke 5 performs plane-parallel motion, the resulting torque is removed from the axis of the crank, and the uniformity is angular the crank speed is provided by the structural scheme and the flywheel masses of the engine.

Таким образом, создание лопастного двигателя новой конструкции с механизмом преобразования качательного движения лопастей во вращение выходного вала параллелограммным типа позволяет упростить конструкцию, обеспечить равномерность циклического качательного движения лопастей, повысить удельные энергетические показатели.Thus, the creation of a new-design vane engine with a mechanism for converting the oscillating motion of the blades into the rotation of the output shaft of the parallelogram type makes it possible to simplify the design, ensure uniform cyclic oscillating motion of the blades, and increase specific energy indicators.

Claims

A vane engine comprising a housing with working chambers and bladed working bodies located therein, made integral with the shanks and mounted on the axle shafts, a link articulating the bladed working bodies, a slider, a crank, characterized in that the engine contains a parallelogram mechanism formed by the shanks of the bladed working organs, the connecting link and the housing, located behind a plane passing through the axis of the blade working bodies, in which the beam connecting the blade working bodies, you olnena with a longitudinal groove to accommodate slide.