Axiale Verbrennungsmotoren U.G. Macomber (USA). Axial-Verbrennungsmotoren Axialmotor-Funktionsprinzip und -Gerät

02.07.2023

Die Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren, nämlich Wankelmotoren. Das durch die Erfindung gelöste technische Problem besteht darin, die Zuverlässigkeit der Struktur zu erhöhen, insbesondere den Verschleiß der Schaufeldichtungen zu reduzieren. Der Motor umfasst Abdeckungen, zwischen denen der Rotor auf der Achse montiert ist, in deren Führungsschlitzen die Schaufeln eingebaut sind. Die Klinge hat die Form eines abgeflachten Zylinders und auf ihrer Seitenfläche befinden sich zwei diametral gegenüberliegende tangentiale Rillen. Die Abdeckungen weisen auf der dem Rotor zugewandten Seite ringförmige Aussparungen auf, die einen durch den Rotor geteilten Ringkanal für den Durchtritt des Arbeitsmediums bilden. Der ringförmige Kanal hat einen durch die Achse verlaufenden Querschnitt und die Form eines Kreises mit einem Durchmesser, der dem Durchmesser der Klinge entspricht. Der Kanal biegt sich wellenförmig entlang einer Sinuskurve symmetrisch zum durchschnittlichen Abschnitt des Rotors senkrecht zur Achse. Die Abdeckungen verfügen über Fenster für Lufteinlass und Abgase. Im Körper jedes Deckels befinden sich mit dem Kanal verbundene Kammern, in denen Kraftstoffeinspritzdüsen und ggf. Warmwasserbereiter untergebracht sind. Die Dichtungsringe werden frei in den Nuten der Schaufeln eingebaut, die an der Seitenfläche ihrer Scheibenabschnitte angebracht sind. 4 Abb.

Die Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren, nämlich Wankelmotoren. Bekannter Rotationskolbenmotor Wankel [AF Krainev. Wörterbuch-Nachschlagewerk über Mechanismen. - M.: Mashinostroenie, 1987, S. 40]. Im Motor ist ein dreiflächiger Rotor in einem zylindrischen Gehäuse untergebracht, dessen Profil dem Epitrochoid nachempfunden ist. Der Rotor ist auf einer Exzenterwelle drehbar gelagert und starr mit einem Zahnrad verbunden, das mit einem Festrad zusammenwirkt. Ein Rotor mit einem Zahnrad rollt über ein feststehendes Rad, sodass seine Kanten an der Innenfläche des Körpers entlang gleiten und die variablen Volumina der Kammern des Innenkanals abschneiden. Dabei wird der Kanal für den Durchtritt des Arbeitsmediums zwischen der Innenfläche des Gehäuses und der Oberfläche des Rotors gebildet. Das Gehäuse ist mit Fenstern zur Zufuhr von Kraftstoffgemisch und Abgasen sowie einer mit dem Kanal verbundenen Kammer mit einer darin eingebauten Zündkerze ausgestattet. Der Motor verfügt nicht über massive Teile, die eine Hin- und Herbewegung ausführen, was die Laufruhe erhöht und den Geräusch- und Vibrationspegel während des Betriebs reduziert. Die Konstruktion weist jedoch Nachteile auf, die mit dem Vorhandensein von Zahnrädern und einer Exzenterwelle verbunden sind, was die Zuverlässigkeit des Betriebs verringert. Als Prototyp ausgewählter Rotations-Axialmotor [Anmeldung PCT 94/04794, MKI F 01 C 1/344, Publ. 03.03.94]. Der Motor hat ein Gehäuse, in dessen Inneren ein Scheibenrotor mit in seinen Schlitzen eingebauten Schaufeln auf der Drehachse befestigt ist. Korpus aus zwei miteinander verbundenen massiven Deckeln. In der ringförmigen Aussparung jedes Deckels auf der Seite des Rotors ist ein herausnehmbarer Einsatz eingebaut, der die Konfiguration des Kanals für den Durchgang des Arbeitsmediums bildet. Somit kann davon ausgegangen werden, dass jede Abdeckung aus Verbundwerkstoff besteht. Diese Technik wird im Prototyp verwendet, um die Herstellbarkeit einer massiven Abdeckung mit einem Kanal einer bestimmten Konfiguration zu verbessern, die durch die Form der Klinge und das Gesetz ihrer axialen Hin- und Herbewegung bestimmt wird. Der Prototyp verwendet Flügel in Form von rechteckigen Platten, deren kurze, den Deckeln zugewandte Seiten einen Radius aufweisen. Eine entsprechende Querschnittsform weist ein ringförmiger Kanal für den Durchtritt des Arbeitsmediums auf, der durch die Rotorscheibe in zwei volumengleiche Teile geteilt wird. In der Richtung entlang der Rotorachse wellenförmig ist der Kanal gemäß einem periodischen Gesetz, symmetrisch zum durchschnittlichen Querschnitt des Rotors, senkrecht zur Rotorachse. Eine Welle in einer Ebene hat die Form eines Trapezes. Die Abdeckungen sind mit Fenstern für die Luftzufuhr und den Abgasauslass sowie einer mit dem Kanal verbundenen Kammer ausgestattet, in der der Kraftstoffinjektor installiert ist. Der Prototyp verfügt im Gegensatz zum oben genannten Gegenstück über einen Axialscheibenrotor und ist vollständig ausgewuchtet und daher zuverlässiger im Betrieb. Allerdings erfahren die Schaufeln während des Triebwerksbetriebs aufgrund der stufenförmigen Kanalbiegungen erhebliche Spitzenbelastungen. Darüber hinaus führt ein komplexes System stationärer Dichtungen am Messer zu einem ungleichmäßigen Verschleiß im Betrieb. Auf der Rundung der Schaufel befindliche Dichtungen verschleißen deutlich schneller als auf geraden Flächen, was zu einem Verlust der Dichtheit der Arbeitskammern und in der Folge zu einem Leistungsabfall oder sogar zum Motorschaden führt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zuverlässigkeit der Struktur zu verbessern. Das Problem wird dadurch gelöst, dass bei einem Rotationsaxialmotor ein Gehäuse aus zwei miteinander verbundenen Deckeln besteht, zwischen denen ein Rotor auf der Achse befestigt ist, an dessen Umfangsteil sich Führungsschlitze befinden, die in radialen Ebenen entlang des Rotors ausgerichtet sind Achse, in der die Schaufeln mit der Möglichkeit ihrer Hin- und Herbewegung in einer Richtung parallel zur Achse des Rotors installiert sind, ist auf der Innenfläche jeder Abdeckung eine ringförmige Aussparung mit einer solchen Konfiguration angebracht, dass beim Verbinden der Abdeckungen eine Für den Durchgang des Arbeitsmediums wird ein ringförmiger Kanal gebildet, dessen Form durch die Achse der Rotorblätter verläuft und wellenförmige Krümmungen gemäß einem periodischen Gesetz aufweist, symmetrisch zum durchschnittlichen Abschnitt des Rotors, senkrecht zu seiner Achse, während die Schaufeln mit Dichtungselementen ausgestattet sind, ist der periphere Teil des Rotors mit installierten Schaufeln innerhalb des Ringkanals platziert, und jede Abdeckung ist mit Fenstern für die Luftzufuhr zum Ringkanal und den Austritt der Abgase ausgestattet, wie z sowie eine mit dem Ringkanal verbundene Kammer, in der ein Kraftstoffinjektor eingebaut ist, weist erfindungsgemäß jede Schaufel die Form eines abgeflachten Zylinders auf, an dessen Seitenfläche zwei diametral gegenüberliegende tangentiale Nuten angebracht sind Die Möglichkeit, die Schaufel im Führungsschlitz des Rotors zu platzieren, die Dichtungselemente sind an der Seitenfläche der Scheibenteile der Schaufel angebracht, um ihnen eine freie Bewegung entlang des Umfangs der Scheibenteile der Schaufel, des Kanals, zu ermöglichen wellenförmig entlang einer Sinuskurve gebogen. Die Erfindung wird anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert:

Abbildung 1 – isometrische Ansicht der Gesamtansicht des Motors,

Abbildung 2 - Isometrie der Klinge mit Dichtungselementen,

Abb.3 - Schnitt A-A in Abb. 1 (am Deckel und am Rotoranschluss),

Abb.4 – Diagramm des Arbeitsprozesses des Motors (Scan auf der Ebene des ringförmigen Abschnitts entlang der Mittellinie des Kanals). Der Motor umfasst eine obere Abdeckung 1 und eine untere Abdeckung 2, die durch Bolzen 3 über einen Abstandshalter 4 verbunden sind. Der Rotor 5 ist auf der Achse 6 mit der Möglichkeit der Drehung auf Lagern 7 befestigt. In den Führungsschlitzen des Rotors 5 auf seiner Im Umfangsteil sind die Schaufeln 8 frei eingebaut und haben die Form eines abgeflachten Zylinders. Die Abdeckungen 1, 2 weisen auf der dem Rotor 5 zugewandten Seite ringförmige Aussparungen 9 auf, die so ausgebildet sind, dass beim Zusammenfügen der Abdeckungen zu einem einzigen Gebilde ein ringförmiger Kanal 10 für den Durchgang des Arbeitsmediums, geteilt, entsteht durch den Rotor 5. Der Ringkanal 10 weist im Querschnitt durch die Achse 6 die Form eines Kreises mit einem Durchmesser auf, der dem Durchmesser der Schaufel entspricht. Der ringförmige Kanal 10 verläuft wellenförmig entlang der Sinuskurve 11 symmetrisch um den mittleren Abschnitt des Rotors 5, senkrecht zur Achse 6. Die Abdeckungen 1, 2 weisen Fenster 12 für den Lufteinlass und Fenster 13 für Abgase auf. Im Körper jedes Deckels befinden sich Kammern 14, die mit dem Kanal 10 verbunden sind und in denen Kraftstoffeinspritzdüsen 15 und gegebenenfalls Warmwasserbereiter (in den Figuren nicht dargestellt) untergebracht sind. Die Klinge 8 weist auf der Seitenfläche zwei diametral gegenüberliegende tangentiale Rillen 16 auf. Dichtelemente - Ringe 17 - können frei in die an der Seitenfläche der Scheibenabschnitte der Schaufeln 8 angebrachten Nuten eingebaut werden. Der Kanal 10 wird durch den Rotor in zwei Teile geteilt, die jeweils bedingt in Zonen unterteilt werden können: 18 - Lufteinlasszone, 19 - Kompressionszone, 20 - Arbeitshubzone, 21 - Abgasauslasszone. In diesem Fall ist jeder Arbeitsbereich des oberen Teils des Kanals gegenüber einem ähnlichen Arbeitsbereich des unteren Teils des Kanals um einen bestimmten Winkel verschoben. Für den Fall, dass die „Sinuswelle“ des Kanals zwei Perioden hat, wie in FIG. In 4 beträgt der Verschiebewinkel 90°. Bei Motoren höherer Leistung und damit verbundenem großem Rotordurchmesser empfiehlt es sich, die Anzahl der Kanalbiegeperioden zu erhöhen. In diesem Fall wird der Verschiebungswinkel kleiner sein. Der Motor funktioniert wie folgt. Im ersten Moment dreht der Startmechanismus den Rotor 5 und die Schaufeln 8 beginnen sich entlang des Kanals 10 zu bewegen. Gleichzeitig wird Luft durch das Fenster 12 in das Volumen zwischen benachbarten Schaufeln 8 in Zone 18 gesaugt oder injiziert Nachdem beide Flügel das Fenster passiert haben, verringert sich das Volumen zwischen ihnen und die Luft wird komprimiert (Zone 19). In der Zone 20 des Arbeitstakts wird Kraftstoff aus der Kammer 14 über die Düse 15 der Druckluft zugeführt, die sich bei einem hohen Verdichtungsverhältnis spontan entzündet, oder mit einem Warmwasserbereiter gezündet wird. Der Druck der expandierenden Gase wirkt auf die Schaufeln 8 und dreht den Rotor 5. Die Abgase treten durch die Fenster 13 in Zone 21 aus. Darüber hinaus wird die Verbrennung durch eine kontinuierliche Kraftstoffzufuhr durch die Düse 15 aufrechterhalten. Bei laufendem Motor Die Schaufeln 8 führen eine komplexe Bewegung aus: Hin- und Herbewegung in den Schlitzen des Rotors 5 und translatorische Bewegung im Ringkanal 10. Die Abdichtung der Arbeitskammern zwischen den Schaufeln erfolgt durch Ringe 17. Aufgrund der Tatsache, dass die Ringe sind Sie sind frei in den Nuten der Klingen eingebaut, gleiten während der Bewegung der Klingen entlang der Nut, ändern ständig ihre Position und verschleißen daher gleichmäßig. Die sinusförmige Form des Kanals 10 sorgt für einen ruhigen Lauf der Schaufeln, was deren Verschleiß im Vergleich zum Prototyp reduziert und die Betriebssicherheit erhöht. Der erfindungsgemäße Motor kann gemäß dem beschriebenen Zyklus mit jedem flüssigen Kohlenwasserstoffkraftstoff betrieben werden, ohne dass die Konstruktion geändert werden muss. In besonderen Fällen, wenn der Schaufeldurchmesser zur Erzielung einer hohen Motorleistung deutlich vergrößert wird, kann er sich einem kritischen Wert nähern. Um dies zu vermeiden, sind in den Abdeckungen mehrere konzentrische Kanäle und im Rotor mehrere konzentrische Reihen von Schlitzen angebracht, in denen entsprechend viele Schaufeln mit kleinerem Durchmesser eingebaut sind. Die Erfindung findet industrielle Anwendung in der Automobilindustrie, in der Flugzeugindustrie und kann in tragbaren Kraftwerken eingesetzt werden.

BEANSPRUCHEN

Rotierender Axialmotor, einschließlich eines Gehäuses, das aus zwei miteinander verbundenen Deckeln besteht, zwischen denen ein auf der Achse befestigter Rotor installiert ist, an dessen Umfangsteil sich in radialen Ebenen entlang der Achse des Rotors ausgerichtete Führungsschlitze befinden, in denen Schaufeln installiert sind Mit der Möglichkeit ihrer Hin- und Herbewegung in einer Richtung parallel zur Rotorachse ist auf der Innenfläche jedes Deckels eine ringförmige Aussparung mit einer solchen Konfiguration angebracht, dass beim Verbinden der Deckel ein ringförmiger Kanal für den Durchgang des Arbeitsmediums entsteht Fluid hat der Kanal in dem durch die Rotorachse verlaufenden Abschnitt die Form einer Schaufel und wellt sich entlang eines periodischen Gesetzes, symmetrisch in Bezug auf den durchschnittlichen Abschnitt des Rotors, senkrecht zu seiner Achse, während die Schaufeln mit ausgestattet sind Dichtungselemente, der periphere Teil des Rotors mit installierten Schaufeln befindet sich innerhalb des Ringkanals, und jede Abdeckung ist mit Fenstern für die Luftzufuhr zum Ringkanal und den Abgasen sowie einer mit dem Ringkanal verbundenen Kammer ausgestattet in dem ein Kraftstoffinjektor eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schaufel die Form eines abgeflachten Zylinders hat, auf dessen Seitenfläche sich zwei diametral gegenüberliegende tangentiale Nuten befinden, die mit der Möglichkeit versehen sind, die Schaufel in den Führungsschlitz des Rotors zu platzieren Die Dichtungselemente sind an der Seitenfläche der Scheibenteile der Schaufel angebracht und können sich frei entlang des Umfangs der Scheibenteile der Schaufel bewegen. Der Kanal ist wellenförmig entlang einer Sinuskurve gebogen.

Die Erfindung bezieht sich auf den Motorenbau. Das technische Ergebnis besteht in der Möglichkeit, einen Axialkolbenmotor zu schaffen, der sich durch erhöhte Zuverlässigkeit und kleine Abmessungen auszeichnet, bei dem sich der Frischladedruck im Betrieb ändert. Erfindungsgemäß umfasst der Motor einen Zylinderblock mit Arbeitszylindern und Verdichterzylindern. Im Zylinderblock ist eine Kurbelwelle mit Kurbel eingebaut, die sich in Lagern drehen kann. Die paarweise in den Zylindern angeordneten Kolben des Arbeitsteils und die Kolben des Verdichterteils haben zur Verhinderung einer axialen Drehung eine unrunde Form, beispielsweise oval. Die Kolben sind durch Stangen über Kugelgelenke mit den Hebeln der Taumelscheibe verbunden, in die koaxial dazu ein Loch eingebracht ist, auf dessen beiden Seiten sich symmetrisch Lagerstützen befinden, die die Taumelscheibe mit der Kurbel verbinden. Im Gehäuse ist ein Querträger auf zwei gegenüberliegenden Zapfen schwenkbar gelagert, und die Taumelscheibe ist auf zwei gegenüberliegenden Zapfen schwenkbar ausgeführt, die im Querträger schwenkbar gelagert sind. Gleichzeitig enthält der Motor zusätzlich einen Kompressor mit elektrischem Antrieb aus dem Bordnetz, der zugeschaltet wird, um vor dem Starten des Motors Druck im Empfänger zu erzeugen und ggf. das Verdichtungsverhältnis zu erhöhen. Darüber hinaus sind der Auslass des Kompressorabschnitts und der Auslass des Kompressors durch den Luftbehälter mit den Einlassventilen des Zylinderkopfs des Arbeitsabschnitts verbunden. 2 Abb.

Zeichnungen zum Patent der Russischen Föderation 2301896

Die Erfindung bezieht sich auf den Motorenbau, insbesondere auf Axialkolben-Verbrennungsmotoren mit Zylinderachsen, die in der gleichen Ebene wie die Antriebswellenachse liegen, und mit einer Taumelscheibe.

Es ist ein Axialkolbenmotor bekannt, bestehend aus einem Zylinderblock, im Zylinderblock eingebauten Kolben mit Pleueln, einer Antriebswelle, einer Taumelscheibe mit darauf montierter Taumelscheibe, verbunden mit den Pleueln, einem weiteren Kolben mit einer Pleuelstange in jedem Zylinder mindestens eine hohle Zwischenwelle, eine zusätzliche Taumelscheibe mit darauf montierter Taumelscheibe, verbunden mit den Pleueln gegenüberliegender Kolben, und beide Taumelscheiben sind auf jeder hohlen Zwischenwelle montiert, mit der jede Zwischenwelle verbunden ist die Antriebswelle ist über zylindrische Zahnräder verbunden, und jede Taumelscheibe ist über Kegel- und Stirnräder mit der Antriebswelle verbunden (siehe Beschreibung der Erfindung zum Patent der Russischen Föderation Nr. 2163682, IPC F02B 75/32, F02B 75/26, F01B 3/02, Veröffentlichung 27.02.2001).

Der Nachteil des bekannten Motors ist der geringe Wirkungsgrad aufgrund der großen Anzahl von Gängen.

Es ist ein Axialkolbenmotor bekannt, bestehend aus einem in einem Gehäuse auf Gleitlagern gelagerten Gehäuse mit der Möglichkeit der Drehung einer Antriebswelle mit einer ersten Symmetrieachse und mit einer Kurbel, einem Zylinderblock, dessen Achsen parallel zur ersten sind Achse der Antriebswelle, Kolben mit in den Zylindern befindlichen Pleuelstangen, eine Schrägscheibe mit einer zweiten Achse und einem zentralen Stift, der schwenkbar mit der Möglichkeit des Schwenkens mit einer Kurbel verbunden ist, während die Taumelscheibe mittels Pleuelstangen schwenkbar verbunden ist Zu den Kolben ist das Kreuz mit zwei gegenüberliegend auf der dritten Achse liegenden Zapfen, die im Gehäuse wälzgelagert schwenkbar gelagert sind, zusätzlich ist die Taumelscheibe mit zusätzlich zwei gegenüberliegend auf der vierten Achse liegenden Zapfen gefertigt, die schwenkbar gelagert sind im Kreuz mittels Wälzlagern, während die vierte Achse senkrecht zur dritten Achse steht und sich in einem gemeinsamen Punkt mit der ersten, zweiten und dritten Achse schneidet (siehe Beschreibung des Gebrauchsmusters zum Patent der Russischen Föderation Nr. 40393, IPC F01B 3/02, Veröffentlichung 10.09.2004).

Der Nachteil dieses als Prototyp betrachteten Motors besteht in der freitragenden Anordnung der Antriebswelle, wodurch sich die Größe des Motors erhöht, die Belastung des mit der Kurbel verbundenen Gelenks des zentralen Stifts zunimmt und daher die Zuverlässigkeit des Motors verringert wird Motor als Ganzes.

Das Ziel der beanspruchten Erfindung besteht darin, die Zuverlässigkeit zu erhöhen, die Abmessungen zu reduzieren und das Verdichtungsverhältnis während des Betriebs von Axialkolbenmotoren zu ändern.

Der Kern der Erfindung liegt darin, dass der Axialkolbenmotor einen Zylinderblock mit Zylindern des Arbeitsabschnitts und mit Zylindern des Kompressorabschnitts, eine Kurbelwelle mit einer Kurbel und mit der ersten Symmetrieachse enthält, die sich in der befindet gleiche Ebene, ist im Zylinderblock mit der Möglichkeit der Drehung in Lagerstützen mit Zylinderachsen eingebaut, Kolben des Arbeitsabschnitts und Kolben des Kompressorabschnitts sind paarweise in den Zylindern angeordnet, um eine axiale Drehung mit einer unrunden Form zu verhindern ( zum Beispiel oval), mit Stangen, einer Taumelscheibe mit Hebeln, mit einer zweiten Symmetrieachse und mit einem dazu koaxialen Loch, auf dessen beiden Seiten symmetrisch Lagerstützen angeordnet sind, die die Taumelscheibe mit der Kurbel verbinden, während die Taumelscheibe verbunden ist durch Kugelscharniere, die entlang ihrer Hebel zu den Stangen und Kolben gleiten, das Kreuz mit zwei gegenüberliegenden Zapfen auf der dritten Achse, die im Gehäuse in den Lagerstützen schwenkbar gelagert sind, außerdem ist die geneigte Unterlegscheibe mit der Möglichkeit des Schwenkens versehen Auf zwei gegenüberliegend auf der vierten Achse liegenden Zapfen, die im Kreuz in Lagerstützen schwenkbar gelagert sind, während die vierte Achse senkrecht zur dritten Achse steht und sich in einem gemeinsamen Punkt mit der ersten, zweiten und dritten Achse schneidet, enthält der Motor zusätzlich ein Zylinderkopf der Kompressorsektionen, ein elektrisch angetriebener Kompressor aus dem Bordnetz, der vor dem Anlassen des Motors eingeschaltet wird und ggf. das Verdichtungsverhältnis erhöht, ein Luftbehälter, eine Nockenwelle mit Nocken zur Steuerung der Einlass- und Auslassventile des Zylinderkopfes des Arbeitsabschnitts durch Drücker, der auf der Fortsetzung der ersten Achse im Zylinderblock in Lagerhalterung installiert ist, während der Auslass des Kompressorabschnitts und der Auslass des Kompressors durch den Luftbehälter mit dem verbunden sind Einlassventile des Zylinderkopfes.

Das Wesentliche der Erfindung wird durch Zeichnungen veranschaulicht, in denen:

Abbildung 1 zeigt einen Axialkolbenmotor, eine Gesamtansicht im Längsschnitt;

Abbildung 2 – das Gleiche, Querschnitt a-a.

Der Axialkolbenmotor enthält einen Zylinderblock 1 mit Zylindern 2 des Arbeitsabschnitts und mit Zylindern 3 des Kompressorabschnitts, eingebaut im Zylinderblock 1 mit der Möglichkeit der Drehung in Lagern 4, 5, einer Kurbelwelle 6 mit einer Kurbel 7 und Mit der ersten Symmetrieachse, die in einer Ebene mit den Achsen der Zylinder 2, 3 liegt, sind in den Zylindern 2, 3 paarweise Kolben 8 des Arbeitsabschnitts und Kolben 9 des Kompressorabschnitts angeordnet, um eine axiale Drehung zu verhindern, die eine Nichtdrehung aufweist -kreisförmige Form (zum Beispiel oval), mit Stangen 10, einer geneigten Unterlegscheibe 11 mit Hebeln 12, mit der zweiten eine Symmetrieachse und mit einem dazu koaxialen Loch, auf dessen beiden Seiten Lagerstützen 13, 14 symmetrisch angeordnet sind , die die Taumelscheibe 11 mit der Kurbel 7 verbindet, während die Taumelscheibe 11 mit den Kolben 8 und 9 durch entlang ihrer Hebel 12 verschiebbare Scharniere 15 und Stangen 10 verbunden ist, an der ein Querstück 16 mit zwei Zapfen 17, 18 gegenüberliegend angeordnet ist Die Taumelscheibe 11 weist eine dritte Achse auf, die in Lagerstützen 19, 20 schwenkbar im Zylinderblock 1 gelagert ist, außerdem ist die Taumelscheibe 11 auf zwei gegenüberliegend auf der vierten Achse gelagerten Zapfen 21, 22 schwenkbar ausgeführt, die schwenkbar gelagert sind im Kreuz 16 in den Lagerstützen 23, 24, während die vierte Achse senkrecht zur dritten Achse steht und sich in einem gemeinsamen Punkt mit der ersten, zweiten und dritten Achse schneidet, enthält der Motor zusätzlich einen Zylinderkopf 25 des Kompressorabschnitts, ein Kompressor 26 mit elektrischem Antrieb aus dem elektrischen System, Luftbehälter 27, Nockenwelle 28 mit Nocken 29, 30 zur Steuerung durch die Drücker 31, 32 Einlass-33 und Auslassventile 34 des Zylinderkopfes 35 des Arbeitsabschnitts, der darauf installiert ist die Fortsetzung der ersten Achse im Zylinderblock 1 im Lagerträger 36, während der Ausgang des Kompressorabschnitts und der Kompressorausgang über den Luftbehälter 27 mit den Einlassventilen 33 des Zylinderkopfs 35 des Arbeitsabschnitts verbunden sind. Im Zylinderkopf 35 sind Kraftstoffinjektoren 37 eingebaut.

Der Axialkolbenmotor funktioniert wie folgt. Wenn sich die Kurbelwelle 6 in den Lagern 4, 5 in den Zylindern 3 des Kompressorabschnitts dreht, wird die Luft durch die Kolben 9 komprimiert und in den Luftbehälter 27 gedrückt. Ansaug- und Kompressionszyklen. Wenn sich der Kolben 8 im oberen Totpunkt des Zylinders 2 des Zylinderblocks 1 befindet und sich die Kurbelwelle 6 dreht, schließt das Auslassventil 34 und das Einlassventil 33 öffnet sich im Zylinderkopf 35. Wenn sich der Kolben 8 bewegt In Richtung des unteren Totpunkts wird der Arbeitshohlraum des Zylinders 2 mit Druckluft aus dem Empfänger 27 gefüllt. In der Position des Kolbens 8, in der das Volumen des Überkolbenhohlraums gleich dem Volumen von ist In den Brennraum schließt sich das Einlassventil 33 und Kraftstoff wird durch die Düse 37 eingespritzt. Der Beginn des Hubzyklus. Wenn der Kolben 8 den unteren Totpunkt erreicht (oder mit etwas Vorsprung), öffnet sich das Auslassventil 34. Das Ende des Hubs und der Beginn des Auslasszyklus. Wenn sich Kolben 8 vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt bewegt, werden Abgase entfernt. Die Hubkolben 8 wirken über die Stangen 10 und die Scharniere 15 auf die Hebel 12 der Taumelscheibe 11 und schwingen auf den Stiften 21, 22 in den Lagern 23, 24 des Kreuzes 16 relativ zur Achse IV und zusammen mit dem Kreuz 16 in den Lagern 19, 20 der Blockzylinder 1 um die Achse III. Dadurch wirkt die Schrägscheibe 11 über die Lagerträger 13, 14 auf die Kurbel 7, die mit der Kurbelwelle 6 in den Lagerträgern 4, 5 und mit der Nockenwelle 28 in den Lagerträgern eine Kreisbewegung um die Achse I ausführt 36 mit Nocken 29, 30, die über die Stößel 31, 32 auf die jeweiligen Einlassventile 33 und Auslassventile 34 des Zylinderkopfs 35 des Motors wirken. Der Kompressor 26 wird verwendet, um vor dem Starten des Motors Luftdruck im Luftbehälter 27 zu erzeugen und den Druck während des Betriebs zu erhöhen, um das Kompressionsverhältnis zu erhöhen.

Die beanspruchte Erfindung wird die Zuverlässigkeit verbessern, die Abmessungen reduzieren und das Kompressionsverhältnis während des Betriebs von Axialkolbenmotoren ändern.

BEANSPRUCHEN

Axialkolbenmotor, enthaltend einen Zylinderblock mit Zylindern des Arbeitsabschnitts und mit Zylindern des Kompressorabschnitts, im Zylinderblock drehbar in Lagern montiert, eine Kurbelwelle mit einer Kurbel und mit der ersten Symmetrieachse, die ist in der gleichen Ebene wie die Achsen der Zylinder gelegen, in den Zylindern Paare von Kolben des Arbeitsabschnitts und Kolben des Kompressorabschnitts, um eine axiale Drehung mit einer nicht kreisförmigen Form (z. B. oval) zu verhindern, mit Stangen, eine geneigte Unterlegscheibe mit einer zweiten Symmetrieachse, ein Kreuz mit zwei auf der dritten Achse gegenüberliegenden Zapfen, die im Gehäuse in Lagerstützen schwenkbar gelagert sind, außerdem ist die Taumelscheibe mit der Möglichkeit zum Schwingen auf zwei gegenüberliegenden Zapfen ausgeführt die vierte Achse, die im Kreuz in Lagerstützen schwenkbar gelagert sind, während die vierte Achse senkrecht zur dritten Achse steht und sich in einem gemeinsamen Punkt mit der ersten, zweiten und dritten Achse schneidet, enthält der Motor zusätzlich einen Zylinderkopf des Kompressors Abschnitt, ein Luftbehälter, eine Nockenwelle mit Nocken zur Steuerung der Einlass- und Auslassventile des Zylinderkopfes des Arbeitsabschnitts über Drücker, die in Fortsetzung der ersten Achse im Zylinderblock in einem Lagerträger installiert ist, während der Kompressor Abschnittsauslass und der Kompressorauslass durch den Luftbehälter, der mit den Einlassventilen des Zylinderkopfs verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor zusätzlich einen Kompressor mit elektrischem Antrieb aus dem elektrischen System enthält, der eingeschaltet wird, um vor dem Start Druck im Empfänger zu erzeugen den Motor und erhöhen bei Bedarf das Verdichtungsverhältnis, und die Taumelscheibe hat ein Loch, auf dessen beiden Seiten sich symmetrisch Lagerstützen befinden, die die Taumelscheibe mit der Kurbel verbinden, während die Taumelscheibe durch Kugelgelenke mit den Stangen und Kolben verbunden ist entlang seiner Hebel gleiten.

65 Nanometer sind das nächste Ziel der Anlage Angstrem-T Zelenograd, die 300-350 Millionen Euro kosten wird. Das Unternehmen habe bereits einen Antrag auf ein zinsgünstiges Darlehen für die Modernisierung der Produktionstechnologien bei der Vnesheconombank (VEB) eingereicht, berichtete Vedomosti diese Woche unter Berufung auf Leonid Reiman, Vorstandsvorsitzender des Werks. Jetzt bereitet Angstrem-T die Einführung einer Linie zur Herstellung von Chips mit einer 90-nm-Topologie vor. Die Auszahlung des bisherigen VEB-Darlehens, für das es erworben wurde, beginnt Mitte 2017.

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Axialer ICE-Duke-Motor

Klassischer ICE

Wenn wir den Motor leistungsstärker machen wollen, müssen wir zunächst das Volumen des Brennraums vergrößern. Durch die Vergrößerung des Durchmessers erhöhen wir das Gewicht der Kolben, was sich negativ auf das Ergebnis auswirkt. Indem wir die Länge erhöhen, verlängern wir die Pleuelstange und vergrößern den gesamten Motor. Oder man fügt Zylinder hinzu – was natürlich auch das resultierende Motorvolumen erhöht.

Die ICE-Ingenieure des ersten Flugzeugs standen vor solchen Problemen. Schließlich entwickelten sie ein wunderschönes „Stern“-Motorlayout, bei dem die Kolben und Zylinder in einem Kreis in gleichen Winkeln relativ zur Welle angeordnet sind. Ein solches System ist durch den Luftstrom gut gekühlt, insgesamt jedoch sehr groß. Daher wurde die Suche nach Lösungen fortgesetzt.

Im Jahr 1911 stellte die Macomber Rotary Engine Company aus Los Angeles den ersten axialen (axialen) Verbrennungsmotor vor. Sie werden auch „Fass“-Motoren mit schwingender (oder schräger) Unterlegscheibe genannt. Das ursprüngliche Schema ermöglicht die Anordnung von Kolben und Zylindern um die Hauptwelle herum und parallel dazu. Die Drehung der Welle erfolgt durch die Schwingscheibe, die abwechselnd von den Kolbenstangen gedrückt wird.

Der Macomber-Motor hatte 7 Zylinder. Der Hersteller gab an, dass der Motor mit Drehzahlen zwischen 150 und 1500 U/min laufen könne. Gleichzeitig leistete er bei 1000 U/min 50 PS. Aus den damals verfügbaren Materialien gefertigt, wog es 100 kg und hatte die Abmessungen 710 × 480 mm. Ein solcher Motor wurde in das Flugzeug des Pionierfliegers Charles Francis Walsh „Walsh's Silver Dart“ eingebaut.

Doch nur wenige wissen, dass Delorean das einzigartige Erscheinungsbild des Autos durch einen einzigartigen Motor ergänzen wollte – unter den nach seinem Tod gefundenen Zeichnungen befanden sich auch Zeichnungen eines Axial-Verbrennungsmotors. Den Briefen nach zu urteilen, hatte er bereits 1954 einen solchen Motor konzipiert und begann 1979 ernsthaft mit der Entwicklung. Der DeLorean-Motor hatte drei Kolben, die in einem gleichseitigen Dreieck um die Welle angeordnet waren. Aber jeder Kolben war zweiseitig – jedes Ende des Kolbens musste in einem eigenen Zylinder arbeiten.

Zeichnung aus dem DeLorean-Notizbuch

Aus irgendeinem Grund fand die Geburt des Motors nicht statt – vielleicht weil sich die Entwicklung eines Autos von Grund auf als ziemlich kompliziertes Unterfangen herausstellte. Der DMC-12 war mit einem von Peugeot, Renault und Volvo gemeinsam entwickelten 2,8-Liter-V6-Motor mit einer Leistung von 130 PS ausgestattet. Mit. Der neugierige Leser kann auf dieser Seite die Scans von Deloreans Zeichnungen und Notizen studieren.

Eine exotische Variante des Axialmotors – der „Trbent-Motor“

Solche Triebwerke waren jedoch nicht weit verbreitet – in großen Flugzeugen erfolgte nach und nach der Übergang zu Turbostrahltriebwerken, und in Autos wird bis heute ein Schema verwendet, bei dem die Welle senkrecht zu den Zylindern steht. Es ist nur interessant, warum sich ein solches Schema bei Motorrädern nicht durchgesetzt hat, wo Kompaktheit von Vorteil wäre. Offenbar boten sie im Vergleich zum gewohnten Design keinen nennenswerten Vorteil. Mittlerweile gibt es solche Motoren, aber sie werden hauptsächlich in Torpedos eingebaut – aufgrund ihrer guten Passgenauigkeit im Zylinder.

Eine Variante namens „Cylindrical Energy Module“ mit doppelseitigen Kolben. Senkrechte Stangen in den Kolben beschreiben eine Sinuskurve, die sich entlang einer wellenförmigen Oberfläche bewegt

Das Hauptmerkmal des Axialverbrennungsmotors ist seine Kompaktheit. Zu seinen Möglichkeiten gehört außerdem die Änderung des Verdichtungsverhältnisses (Volumen der Brennkammer) durch einfache Änderung des Winkels der Unterlegscheibe. Dank eines sphärischen Lagers schwingt die Unterlegscheibe auf der Welle.

Allerdings stellte das neuseeländische Unternehmen Duke Engines 2013 seine moderne Version des Axial-Verbrennungsmotors vor. Ihr Aggregat verfügt über fünf Zylinder, aber nur drei Düsen zur Kraftstoffeinspritzung und keine Ventile. Ein interessantes Merkmal des Motors ist auch die Tatsache, dass sich Welle und Unterlegscheibe in entgegengesetzte Richtungen drehen.

Im Inneren des Motors drehen sich nicht nur die Unterlegscheibe und die Welle, sondern auch ein Satz Zylinder mit Kolben. Dadurch konnte auf das Ventilsystem verzichtet werden – im Moment der Zündung passiert der bewegliche Zylinder einfach das Loch, in das der Kraftstoff eingespritzt wird und in dem sich die Zündkerze befindet. Während der Auslassphase passiert der Zylinder die Auslassöffnung für Gase.

Dank dieses Systems ist die Anzahl der notwendigen Kerzen und Düsen geringer als die Anzahl der Zylinder. Und für eine Umdrehung gibt es insgesamt die gleiche Anzahl an Kolbenhüben wie bei einem 6-Zylinder-Motor herkömmlicher Bauart. Gleichzeitig ist das Gewicht des Axialmotors um 30 % geringer.

Darüber hinaus behaupten die Ingenieure von Duke Engines, dass das Verdichtungsverhältnis ihres Motors dem herkömmlicher Gegenstücke überlegen ist und für 91-Benziner 15:1 beträgt (bei Standard-Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge liegt dieser Wert normalerweise bei 11:1). Alle diese Indikatoren können zu einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs und damit zu einer Verringerung der schädlichen Auswirkungen auf die Umwelt führen (oder zu einer Erhöhung der Motorleistung – je nach Ihren Zielen).

Jetzt bringt das Unternehmen die Motoren in den kommerziellen Einsatz. Im Zeitalter bewährter Technologien, Diversifizierung, Skaleneffekte usw. Es ist schwer vorstellbar, wie man die Branche ernsthaft beeinflussen kann. Dafür steht offenbar auch Duke Engines, das seine Motoren für Motorboote, Generatoren und Kleinflugzeuge anbieten will.

Demonstration kleiner Vibrationen des Duke-Motors

Wir sind an die klassische Konstruktion von Verbrennungsmotoren gewöhnt, die es tatsächlich schon seit einem Jahrhundert gibt. Die schnelle Verbrennung des brennbaren Gemisches im Zylinder führt zu einem Druckanstieg, der den Kolben drückt. Das wiederum dreht über die Pleuelstange und die Kurbel die Welle. Wenn wir den Motor leistungsfähiger machen wollen, müssen wir zunächst das Volumen des Brennraums vergrößern. Durch die Vergrößerung des Durchmessers erhöhen wir das Gewicht der Kolben, was sich negativ auf das Ergebnis auswirkt. Indem wir die Länge erhöhen, verlängern wir die Pleuelstange und vergrößern den gesamten Motor. Oder man fügt Zylinder hinzu – was natürlich auch die resultierende Motorgröße erhöht. Die ICE-Ingenieure des ersten Flugzeugs standen vor solchen Problemen. Schließlich entwickelten sie ein wunderschönes „Stern“-Motorlayout, bei dem die Kolben und Zylinder in einem Kreis in gleichen Winkeln relativ zur Welle angeordnet sind. Ein solches System ist durch den Luftstrom gut gekühlt, insgesamt jedoch sehr groß. Daher wurde die Suche nach Lösungen fortgesetzt.

Erster Axialmotor

Im Jahr 1911 stellte die Macomber Rotary Engine Company aus Los Angeles den ersten Motor vor axiale (axiale) Verbrennungsmotoren. Sie werden auch „Fass“-Motoren mit schwingender (oder schräger) Unterlegscheibe genannt. Das ursprüngliche Schema ermöglicht die Anordnung von Kolben und Zylindern um die Hauptwelle herum und parallel dazu. Die Drehung der Welle erfolgt durch die Schwingscheibe, die abwechselnd von den Kolbenstangen gedrückt wird. Der Macomber-Motor hatte 7 Zylinder. Der Hersteller gab an, dass der Motor mit Drehzahlen zwischen 150 und 1500 U/min laufen könne. Gleichzeitig leistete er bei 1000 U/min 50 PS. Aus damals verfügbaren Materialien gefertigt, wog es 100 kg und hatte die Abmessungen 710 x 480 mm. Ein solcher Motor wurde in das Flugzeug des Pionierfliegers Charles Francis Walsh „Walsh's Silver Dart“ eingebaut. Auch die sowjetischen Ingenieure standen nicht daneben. 1916 erschien ein von A. A. Mikulin und B. S. Stechkin entworfener Motor und 1924 ein Motor von Starostin. Vielleicht kennen nur Luftfahrtgeschichtsinteressierte diese Motoren. Es ist bekannt, dass detaillierte Tests im Jahr 1924 erhöhte Reibungsverluste und starke Belastungen einzelner Elemente solcher Motoren ergaben.

Der brillante und leicht verrückte Ingenieur, Erfinder, Designer und Geschäftsmann John Zacharias DeLorean träumte davon, anstelle des bestehenden ein neues Automobilimperium aufzubauen und ein völlig einzigartiges „Traumauto“ zu bauen. Wir alle kennen den DMC-12, der einfach DeLorean genannt wird. Sie wurde nicht nur zum Filmstar im Film „Zurück in die Zukunft“, sondern zeigte auch in allem einzigartige Lösungen – von einer Aluminiumkarosserie über einen Plexiglasrahmen bis hin zu Flügeltüren. Vor dem Hintergrund der Wirtschaftskrise rechtfertigte sich die Produktion der Maschine leider nicht. Und dann wurde DeLorean wegen eines gefälschten Drogenfalls lange vor Gericht gestellt. Doch nur wenige wissen, dass Delorean das einzigartige Erscheinungsbild des Autos durch einen einzigartigen Motor ergänzen wollte – unter den nach seinem Tod gefundenen Zeichnungen befanden sich auch Zeichnungen eines Axial-Verbrennungsmotors. Den Briefen nach zu urteilen, hatte er bereits 1954 einen solchen Motor konzipiert und begann 1979 ernsthaft mit der Entwicklung. Der DeLorean-Motor hatte drei Kolben, die in einem gleichseitigen Dreieck um die Welle angeordnet waren. Aber jeder Kolben war zweiseitig – jedes Ende des Kolbens musste in einem eigenen Zylinder arbeiten. Aus irgendeinem Grund fand die Geburt des Motors nicht statt – vielleicht weil sich die Entwicklung eines Autos von Grund auf als ziemlich kompliziertes Unterfangen herausstellte. Der DMC-12 war mit einem von Peugeot, Renault und Volvo gemeinsam entwickelten 2,8-Liter-V6-Motor mit einer Leistung von 130 PS ausgestattet. Mit.

Eine exotische Variante des Axialmotors – der „Trbent-Motor“

Das Hauptunterscheidungsmerkmal des Axialverbrennungsmotors- Kompaktheit. Zu seinen Möglichkeiten gehört außerdem die Änderung des Verdichtungsverhältnisses (Volumen der Brennkammer) durch einfache Änderung des Winkels der Unterlegscheibe. Dank eines sphärischen Lagers schwingt die Unterlegscheibe auf der Welle.

Allerdings das neuseeländische Unternehmen Duke-Motoren stellte 2013 seine moderne Version des Axial-Verbrennungsmotors vor. Ihr Aggregat verfügt über fünf Zylinder, aber nur drei Einspritzdüsen und keine Ventile. Ein interessantes Merkmal des Motors ist auch die Tatsache, dass sich Welle und Unterlegscheibe in entgegengesetzte Richtungen drehen. Im Inneren des Motors drehen sich nicht nur die Unterlegscheibe und die Welle, sondern auch ein Satz Zylinder mit Kolben. Dadurch konnte auf das Ventilsystem verzichtet werden – im Moment der Zündung passiert der bewegliche Zylinder einfach das Loch, in das der Kraftstoff eingespritzt wird und in dem sich die Zündkerze befindet. Während der Auslassphase passiert der Zylinder die Auslassöffnung für Gase. Das Einlass- und Auslasssystem ähnelt stark einem Zweitaktmotor. Dank dieses Systems ist die Anzahl der notwendigen Kerzen und Düsen geringer als die Anzahl der Zylinder. Und für eine Umdrehung gibt es insgesamt die gleiche Anzahl an Kolbenhüben wie bei einem 6-Zylinder-Motor herkömmlicher Bauart. Gleichzeitig ist das Gewicht des Axialmotors um 30 % geringer. Darüber hinaus behaupten die Ingenieure von Duke Engines, dass das Verdichtungsverhältnis ihres Motors dem herkömmlicher Gegenstücke überlegen ist und für 91-Benziner 15:1 beträgt (bei Standard-Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge liegt dieser Wert normalerweise bei 11:1). Alle diese Indikatoren können zu einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs und damit zu einer Verringerung der schädlichen Auswirkungen auf die Umwelt führen (oder zu einer Erhöhung der Motorleistung – je nach Ihren Zielen). Hauptvorteile: Sehr niedriges Vibrationsniveau. Nur drei Einspritzdüsen und drei Zündkerzen für fünf Zylinder, dazu keine Ventile, die Anzahl der Elemente reduziert sich automatisch um ein Vielfaches. Kann mit einer Vielzahl von Kraftstoffen betrieben werden. Leichter und kompakter als herkömmliche Verbrennungsmotoren.

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