Привод до двигуна з зовнішнім підводом теплоти

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в двигателях с внешним подводом теплоты. Известны приводы для двигателя с внешним подводом теплоты, содержащие два вала, оси которых расположены в одной плоскости, синхронно взаимосвязаны при помощи цилиндрических пар зубчатых колес и снабжены кривошипами, смещенными по фазовому углу. Каждый из кривошипов связан шатунами с поршнями цилиндров сжатия и расширения [1]. Известные конструкции приводов обеспечивают движение поршней по закону, близкому к гармоническому, что не позволяет приблизиться к идеальному циклу двигателя из-за невозможности увеличения времени нахождения поршней в верхней мертвой точке и сокращения времени их нахождения в нижней мертвой точке. Вследствие этого снижается мощность и экономичность двигателя. В основу изобретения поставлена задача создания привода, обеспечивающего движение поршней по закону, приближающему цикл двигателя к идеальному. В результате этого увеличивается мощность и повышается экономичность двигателя. Поставленная задача решается путем построения привода для двигателя с внешним подводом теплоты, содержащего два вала, связанных при помощи зубчатых колес и снабженных кривошипами, смещенными по фазовому углу, каждый из которых связан шатунами с поршнями цилиндров сжатия и расширения, отличающийся тем, что, зубчатые колеса имеют эллиптическую форму. Благодаря использованию эллиптических колес закон взаимных изменений объемов цилиндров предлагаемого двигателя приближается к закону изменения этих объемов в идеальном двигателе, так как угол фазового сдвига между изменениями объемов полостей сжатия и расширения является переменным по углу поворота колес. Приводным валом может являться любой из валов кривошипов. Таким образом, использование предлагаемого привода позволяет приблизиться к идеальному циклу двигателя и, соответственно, повысить мощность и экономичность двигателя. На чертеже приведена кинематическая схема привода двигателя с внешним подводом теплоты. Двигатель содержит цилиндр расширения 1, цилиндр сжатия 2, нагреватель 3, охладитель 4, регенератор 5; поршни цилиндра сжатия 6, цилиндра охлаждения 7; шатуны 8 и 9, связанные с кривошипами 10 и 11; эллиптические зубчатые колеса 12 и 13, установленные на приводных валах 14 и 15. Кривошипы 10 и 11 смещены по углу поворота относительно друг друга на величину начального фазового сдвига. Двигатель работает следующим образом. При расширении рабочего тела (газа или пара) нагреваемого в нагревателе 3, поршень 6 цилиндра расширения 1 движется от верхней мертвой точки к нижней. Возвратно-поступательное движение поршня при помощи шатуна 8 и кривошипа 10 преобразуется во вращательное движение вала привода 14. Зубчатое колесо 12 эллиптической формы, жестко связанное с этим валом, находится в постоянном зацеплении с другим таким же колесом 13. Зубчатое колесо 13 так же жестко связано с другим валом привода 15 и кривошипом 11. Вращательное движение кривошипа 11с помощью шатуна 9 обеспечивает возвратно-поступательное движение поршня 7, сжимающего газ в цилиндре 2. Охлаждение сжимаемого газа осуществляется в охладителе 4. Регенератор 5 служит для попеременного охлаждения и нагрева рабочего тела, проходящего через него, и, таким образом, повышает экономичность двигателя. Передача с зубчатыми колесами эллиптической формы обеспечивает переменный угол фазового сдвига между взаимными положениями кривошипов 10 и 11 и, соответственно, поршней 6 и 7. Этот угол фазового сдвига зависит от углов поворота валов 14 и 15. Приводным валом может быть любой из валов зубчатых колес. Эллиптические зубчатые колеса обеспечивают увеличение времени нахождения поршней вблизи верхней мертвой точки и сокращение времени пребывания их вблизи нижней мертвой точки. Это позволяет приблизить действительный цикл работы двигателя к идеальному циклу Стирлинга и, таким образом повысить мощность и эффективность двигателя в целом.