close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY14040

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.02.28
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 14040
(13) C1
(19)
F 02B 53/00
РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ
ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (ВАРИАНТЫ)
(21) Номер заявки: a 20071041
(22) 2007.08.17
(43) 2009.04.30
(71) Заявитель: Потис Валерий Михайлович (BY)
(72) Автор: Потис Валерий Михайлович
(BY)
(73) Патентообладатель: Потис Валерий Михайлович (BY)
(56) SU 1831576 A3, 1993.
BY 8504 C1, 2006.
SU 1442683 A1, 1988.
RU 2175720 C2, 2001.
RU 2031248 C1, 1995.
US 4590761 A, 1986.
BY 14040 C1 2011.02.28
(57)
1. Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, включающий вал, на котором
жестко установлен выполненный в виде плоского цилиндра с двумя симметрично расположенными на его цилиндрической части лопастями ротор, заключенный в статор, включающий в себя цилиндрическую часть и две боковины с посадочным местом для вала в
каждой из них и имеющий окно для впуска горючей смеси, окно для выпуска отработанных газов и камеру сгорания со свечой зажигания или форсункой, отличающийся тем,
Фиг. 1
BY 14040 C1 2011.02.28
что лопасти ротора выполнены подвижными и подпружинены торцевыми частями к внутренней цилиндрической поверхности статора, на котором размещены две неподвижные
лопасти, разделяющие внутренний объем двигателя на компрессорную часть для выполнения тактов впуска и сжатия рабочей смеси, и силовую часть, предназначенную для выполнения тактов рабочего хода и выпуска отработанных газов; каждая неподвижная
лопасть на статоре включает прилегающую к цилиндрической поверхности ротора цилиндрическую часть, на которой расположены подпружиненные и прилегающие к цилиндрической поверхности ротора уплотнительные пластины, сопряженные скошенными
торцевыми поверхностями со скошенными поверхностями уплотнительных пластин на
боковинах статора, которые подпружинены к пластинам на неподвижных лопастях и к боковинам ротора, а на боковинах подвижных лопастей ротора, прилегающих к боковинам
статора, выполнены уплотнительные пластины, подпружиненные к боковинам и к цилиндрической части статора; цилиндрические поверхности неподвижных лопастей, контактирующие с цилиндрической поверхностью ротора, с одной стороны переходят в
криволинейную поверхность с увеличением радиуса до определенного от оси вала размера цилиндрической части статора в виде части убывающей одновитковой спирали Архимеда или другой криволинейной поверхности для обеспечения вывода подвижных
лопастей из рабочих камер при взаимодействии этих криволинейных поверхностей с торцевыми поверхностями подвижных лопастей ротора; камера сгорания расположена за одной из неподвижных лопастей на статоре от направления вращения ротора и выполнена в
виде стакана, соосно соединенного с шестерней, зацепленной с другой шестерней, соосной с валом и по диаметру больше первой в два раза, с возможностью вращения камеры
сгорания для обеспечения закачки в нее сжатой рабочей смеси через выполненное в стакане окно при сопряжении его с выходящим из рабочей камеры компрессорной части перепускным каналом для обеспечения сопряжения окна в стакане с рабочей камерой
силовой части в такте рабочего хода и для обеспечения сопряжения окна в стакане с выпускным окном для выпуска отработанных газов из камеры сгорания, при этом внешняя
часть стакана камеры сгорания выполнена конусной и подпружинена к конусной посадочной части в статоре для самоуплотнения и исключения заклинивания при температурном расширении вращающейся камеры сгорания; свеча зажигания или форсунка
установлена на боковине статора и своей рабочей частью сообщается с внутренней полостью стакана камеры сгорания для обеспечения зажигания сжатой рабочей смеси в камере
сгорания; за другой неподвижной лопастью на статоре выполнено окно для впуска горючей смеси в рабочую камеру компрессорной части, а перед этой неподвижной лопастью
выполнено окно для выпуска отработанных газов после рабочего хода; на базе двух упомянутых шестерен выполнен масляный насос для перекачки жидкой смазки к элементам
двигателя, при этом уплотнительная пластина, выполненная на неподвижной лопасти,
размещенной между впускным и выпускным отверстиями на статоре, а также уплотнительные пластины на боковинах статора, сопряженные скошенными торцевыми поверхностями с этой пластиной, выполнены маслосъемными.
2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что для уплотнения подвижных лопастей
ротора и боковин статора каждая подвижная лопасть ротора выполнена разделенной на
две части с рассечением лопасти плоскостью по диагонали торцевой части, каждой боковой частью подпружиненная к боковине статора, а торцевыми частями - к внутренней цилиндрической поверхности статора.
3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что выполнен карбюраторным и содержит
свечу зажигания с постоянной нитью накаливания, которая установлена в посадочной части статора для стакана камеры сгорания, с возможностью контакта нити накаливания со
сжатой рабочей смесью для ее поджога после окончания закачки в камеру сгорания.
4. Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, включающий вал, на котором
жестко установлен выполненный в виде плоского цилиндра с двумя симметрично распо2
BY 14040 C1 2011.02.28
ложенными на его цилиндрической части лопастями ротор, заключенный в статор, включающий в себя цилиндрическую часть и две боковины с посадочным местом для вала в
каждой из них и имеющий окно для впуска горючей смеси, окно для выпуска отработанных газов и камеру сгорания со свечой зажигания или форсункой, отличающийся тем,
что лопасти ротора, прилегающие к внутренней цилиндрической части статора, с одной
стороны переходят в криволинейную поверхность с уменьшением радиуса до определенного от оси вала размера цилиндрической поверхности ротора для обеспечения вывода из
рабочих камер двух выдвижных лопастей, размещенных на цилиндрической части статора, при взаимодействии этих криволинейных поверхностей и торцевых частей выдвижных
лопастей, подпружиненных к цилиндрической поверхности ротора и делящих внутренний
объем двигателя на компрессорную часть для выполнения тактов впуска и сжатия, и силовую часть для выполнения тактов рабочего хода и выпуска; при этом лопасти ротора
снабжены подпружиненными к внутренней цилиндрической поверхности статора уплотнительными пластинами, сопряженными скошенными торцевыми частями с уплотнительными пластинами на боковинах ротора, которые подпружинены к боковинам статора и к
уплотнительным пластинам на лопастях ротора, а на боковинах статора вдоль выдвижных
лопастей выполнены уплотнительные пластины, подпружиненные к боковинам выдвижных лопастей и к боковинам ротора; камера сгорания расположена за одной из неподвижных лопастей на статоре от направления вращения ротора и выполнена в виде стакана,
соосно соединенного с шестерней, зацепленной с другой шестерней, соосной с валом и по
диаметру больше первой в два раза, с возможностью вращения камеры сгорания для обеспечения закачки в нее сжатой рабочей смеси через окно в стакане при сопряжении его с
выходящим из рабочей камеры компрессорной части перепускным каналом для обеспечения сопряжения окна в стакане с рабочей камерой силовой части в такте рабочего хода и
для обеспечения сопряжения окна в стакане с выпускным окном для выпуска отработанных газов из камеры сгорания, при этом внешняя часть стакана камеры сгорания выполнена конусной и подпружинена к конусной посадочной части в статоре для
самоуплотнения и исключения заклинивания при температурном расширении вращающейся камеры сгорания; свеча зажигания или форсунка установлена на боковине статора
и своей рабочей частью сообщается с внутренней полостью стакана камеры сгорания; за
другой неподвижной лопастью на статоре выполнено окно для впуска горючей смеси, а
перед этой неподвижной лопастью выполнено окно для выпуска отработанных газов; на
базе двух упомянутых шестерен выполнен масляный насос для перекачки жидкой смазки
к элементам двигателя, при этом уплотнительная пластина, выполненная на неподвижной
лопасти, размещенной между впускным и выпускным отверстиями на статоре, а также
уплотнительные пластины на боковинах статора, сопряженные скошенными торцевыми
поверхностями с этой пластиной, выполнены маслосъемными.
5. Двигатель по п. 4, отличающийся тем, что выполнен карбюраторным и содержит
свечу зажигания с постоянной нитью накаливания, которая установлена в посадочной части статора для стакана камеры сгорания, с возможностью контакта нити накаливания со
сжатой рабочей смесью для ее поджога после окончания закачки в камеру сгорания.
Изобретение относится к двигателестроению и может использоваться в качестве силовой установки.
Известным аналогом является роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания
пат. RU 2027883 C1, авторы Каверин И.В. и Коробов С.П., Россия. Двигатель содержит
ротор-поршень, установленный в полости корпуса с возможностью вращения вместе с валом двигателя и механически связанный с ним, а также камеру сгорания, в виде полости
между неподвижным корпусом и подвижным ротором-поршнем. Полость корпуса выполнена цилиндрической, разделена перегородкой, по крайней мере, на две секции, одна из
3
BY 14040 C1 2011.02.28
которых является компрессорной, а другая рабочей. В каждой секции установлены жестко
закрепленные на валу роторы-поршни, имеющие форму плоских кулачков с криволинейной рабочей поверхностью, большая часть которой является цилиндрической. Рабочая поверхность роторов соприкасается с подвижными затворами, жестко закрепленными на
валах, параллельных оси двигателя, и установлены во впускном и выпускном каналах
корпуса. Полости компрессорной и рабочей секций сообщены между собой каналом с
клапанным или золотниковым механизмом, имеющим привод от вала двигателя.
Наиболее близким аналогом изобретения является роторный двигатель пат.
SU 1831576 A3, МПК F 01C, 1/06, 1/356, содержащий корпус с цилиндрической расточкой, в которой установлен ротор с выступом, контактирующий с поверхностью расточки.
Подпружиненный разделитель установлен в пазу корпуса. Рабочий торец разделителя
имеет скошенную с двух сторон поверхность. Впускной и выпускной каналы размещены в
разделителе и выполнены в виде прямоугольного поперечного сечения. Выступ ротора
выполнен профилированным и снабжен уплотнительным элементом в виде прямоугольной пластины.
Однако эти аналоги не нашли промышленного применения из-за сложности конструкции.
Задачей изобретения является создание упрощенной конструкции роторнопоршневого двигателя.
Для пояснения устройства и работы двигателя прилагаются следующие графические
материалы:
фиг. 1. Поперечный разрез двигателя (вариант 1);
фиг. 2. Продольный разрез двигателя (вариант 1);
фиг. 3. Продольный разрез двигателя с подвижными лопастями, рассеченными по диагонали торцевой части (вариант 1);
фиг. 4. Вид на рассеченную подвижную лопасть со стороны торцевой части (вариант 1);
фиг. 5. Поперечный разрез двигателя (вариант 2);
фиг. 6. Продольный разрез двигателя (вариант 2);
фиг. 7. Разрез вдоль выдвижной лопасти.
Это достигается (вариант 1) построением роторно-поршневого двигателя внутреннего
сгорания, состоящего из вала, на котором жестко установлен ротор в виде плоского цилиндра с двумя симметрично расположенными на его цилиндрической части лопастями.
Ротор заключен в статор, включающий в себя цилиндрическую часть и две боковины с
посадочным местом для вала двигателя на каждой из них. Лопасти ротора выполняются
подвижными и подпружиненными торцевыми частями к внутренней цилиндрической поверхности статора. На внутренней цилиндрической части статора размещены две неподвижные лопасти, разделяющие внутренний объем двигателя на компрессорную часть,
для выполнения тактов впуска и сжатия рабочей смеси, и силовую часть, предназначенную для выполнения тактов рабочего хода и выпуска отработанных газов. Каждая неподвижная лопасть на статоре включает в себя цилиндрическую часть, прилегающую к
цилиндрической поверхности ротора, на которой выполнена подпружиненная и прилегающая к цилиндрической поверхности ротора уплотнительная пластина. Эти пластины сопряжены скошенными торцевыми поверхностями со скошенными поверхностями
уплотнительных пластин на каждой боковине статора, которые подпружинены к пластинам на неподвижных лопастях и к боковинам ротора двигателя. На боковинах подвижных
лопастей ротора, прилегающих к боковинам статора, для уплотнения выполняются уплотнительные пластины, подпружиненные к боковинам и к цилиндрической части статора.
Цилиндрические поверхности неподвижных лопастей, контактирующие с цилиндрической поверхностью ротора, с одной стороны переходят в криволинейную поверхность с
увеличением радиуса до определенного от оси вала размера цилиндрической части стато4
BY 14040 C1 2011.02.28
ра, в виде части убывающей одновитковой спирали Архимеда, или другой криволинейной
поверхности, для обеспечения вывода подвижных лопастей из рабочих камер при взаимодействии этих криволинейных поверхностей с торцевыми поверхностями лопастей на роторе. Камера сгорания расположена за одной из неподвижных лопастей на статоре, от
направления вращения ротора, выполнена в виде стакана, соосно соединенного с шестерней, зацепленной с другой шестерней, соосной с валом двигателя и больше первой в два
раза. Камера сгорания имеет возможность вращения: для обеспечения закачки в нее сжатой рабочей смеси через окно в стакане при сопряжении его с перепускным каналом, выходящим из рабочей камеры компрессора; для обеспечения сопряжения окна в стакане с
рабочей камерой силового агрегата в ходе рабочего хода; для обеспечения сопряжения
окна в стакане с выпускным окном для выпуска отработанных газов из камеры сгорания.
Внешняя часть стакана камеры сгорания выполняется конусной и подпружиненной к конусной посадочной части на статоре для самоуплотнения и исключения заклинивания при
температурном расширении вращающейся камеры сгорания. Свеча зажигания (или форсунка) устанавливается на боковине статора и своей рабочей частью сообщается с внутренней полостью стакана камеры сгорания для обеспечения зажигания сжатой рабочей
смеси в камере сгорания. За другой неподвижной лопастью на статоре выполнено окно
для впуска горючей смеси в рабочую камеру компрессора, а перед этой неподвижной лопастью выполнено окно для выпуска отработанных газов после рабочего хода двигателя.
На базе двух шестерен двигателя выполняется масляный насос для перекачки жидкой
смазки к элементам двигателя, при этом уплотнительная пластина, выполненная на неподвижной лопасти, размещенной между впускным и выпускным отверстиями на статоре, а
также уплотнительные пластины на боковинах статора, сопряженные скошенными торцевыми поверхностями со скошенными торцевыми поверхностями уплотнительной пластины на неподвижной лопасти, подпружиненные к этой пластине и к ротору двигателя,
выполняются маслосъемными в системе смазки двигателя.
Возможно уплотнение подвижных лопастей ротора с боковинами статора, где каждая
подвижная лопасть ротора выполняется разделенной на две части рассечением лопасти
плоскостью по диагонали торцевой части, каждой боковой частью подпружиненная к боковине статора, а торцевыми частями - к внутренней цилиндрической поверхности статора.
Для зажигания рабочей смеси в карбюраторных двигателях возможно использовать свечу зажигания с постоянной нитью накаливания, которая устанавливается в посадочной части статора для стакана камеры сгорания, с возможностью контактирования нити
накаливания со сжатой рабочей смесью для поджога после окончания закачки в камеру сгорания.
Это достигается (вариант 2) построением роторно-поршневого двигателя внутреннего
сгорания, состоящего из вала, на котором жестко установлен ротор в виде плоского цилиндра с двумя симметрично расположенными на его цилиндрической части лопастями,
заключенный в статор, включающий в себя цилиндрическую часть и две боковины с посадочным местом для вала двигателя на каждой из них. Лопасти ротора, прилегающие к
внутренней цилиндрической части статора, с одной стороны переходят в криволинейную
поверхность с уменьшением радиуса до определенного размера цилиндрической поверхности ротора, для обеспечения вывода из рабочих камер двух выдвижных лопастей, размещенных на цилиндрической части статора, при взаимодействии этих криволинейных
поверхностей и торцевых частей выдвижных лопастей, подпружиненных к цилиндрической поверхности ротора. Выдвижные лопасти на статоре делят внутренний объем двигателя на компрессорную часть, для выполнения тактов впуска и сжатия, и силовую часть,
для выполнения тактов рабочего хода и выпуска. Для лучшего уплотнения между ротором
и статором двигателя, лопасти ротора снабжены подпружиненными к внутренней цилиндрической поверхности статора уплотнительными пластинами. Эти пластины сопряжены
скошенными торцевыми частями с уплотнительными пластинами на боковинах ротора,
5
BY 14040 C1 2011.02.28
которые подпружинены к боковинам статора и к уплотнительным пластинам на лопастях
ротора. На боковинах статора вдоль выдвижных лопастей выполнены уплотнительные
пластины, подпружиненные к боковинам выдвижных лопастей и к боковинам ротора. Камера сгорания расположена за одной из неподвижных лопастей на статоре, от направления вращения ротора, выполнена в виде стакана, соосно соединенного с шестерней,
зацепленной с другой шестерней, соосной с валом двигателя и больше первой в два раза.
Камера сгорания имеет возможность вращения: для обеспечения закачки в нее сжатой рабочей смеси через окно в стакане при сопряжении его с перепускным каналом, выходящим из рабочей камеры компрессора; для обеспечения сопряжения окна в стакане с
рабочей камерой силового агрегата в ходе рабочего хода; для обеспечения сопряжения
окна в стакане с выпускным окном для выпуска отработанных газов из камеры сгорания.
Внешняя часть стакана камеры сгорания выполняется конусной и подпружиненной к конусной посадочной части на статоре для самоуплотнения и исключения заклинивания при
температурном расширении вращающейся камеры сгорания. Свеча зажигания (или форсунка) устанавливается на боковине статора и своей рабочей частью сообщается с внутренней полостью стакана камеры сгорания. За другой неподвижной лопастью на статоре
выполнено окно для впуска горючей смеси, а перед этой неподвижной лопастью выполнено окно для выпуска отработанных газов. На базе двух шестерен двигателя выполняется
масляный насос для перекачки жидкой смазки к элементам двигателя, при этом уплотнительная пластина, выполненная на неподвижной лопасти, размещенной между впускным
и выпускным отверстиями на статоре, а также уплотнительные пластины на боковинах
статора, сопряженные скошенными торцевыми поверхностями со скошенными торцевыми
поверхностями уплотнительной пластины на неподвижной лопасти, подпружиненные к
этой пластине и к ротору двигателя, выполняются маслосъемными в системе смазки двигателя.
Для зажигания рабочей смеси в карбюраторных двигателях возможно использовать свечу зажигания с постоянной нитью накаливания, которая устанавливается в посадочной части статора для стакана камеры сгорания, с возможностью контактирования нити
накаливания со сжатой рабочей смесью для поджога после окончания закачки в камеру сгорания.
Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (фиг. 1, 2, вариант 1) состоит из
вала 1, на котором жестко устанавливается ротор 2. Ротор выполнен в виде плоского цилиндра, снабженного двумя симметрично расположенными подвижными лопастями 3,
торцевыми частями прилегающими и подпружиненными к цилиндрической части статора
4, в котором помещен ротор. Статор состоит из цилиндрической части, заключенной между двумя боковинами с посадочным местом для вала на каждой из них. На внутренней цилиндрической части статора 4 выполнены две неподвижные лопасти 5, 6. Неподвижные
лопасти включают в себя цилиндрические части 5, 6, прилегающие и контактирующие с
цилиндрической поверхностью ротора, переходящие с одной стороны в криволинейные
поверхности 7, 8 с увеличением радиуса до определенного от оси вала размера цилиндрической части 9 статора. Криволинейная поверхность может быть выполнена в виде части
убывающей одновитковой спирали Архимеда, или другой криволинейной поверхности,
для обеспечения вывода подвижных лопастей из рабочих камер при взаимодействии этих
криволинейных поверхностей с торцевыми поверхностями лопастей на роторе. Цилиндрические части неподвижных лопастей снабжены уплотнительными пластинами 10, подпружиненными и прилегающими к цилиндрической поверхности ротора. На боковинах
статора между уплотнительными пластинами 10 на неподвижных лопастях 5, 6 и валом
двигателя выполнены уплотнительные пластины 11. Пластины сопряжены скошенными
торцевыми поверхностями со скошенными поверхностями уплотнительных пластин 10 на
неподвижных лопастях, подпружиненные к этим пластинам и к боковинам ротора двигателя. На боковинах подвижных лопастей ротора, прилегающих к боковинам статора, вы6
BY 14040 C1 2011.02.28
полняются уплотнительные пластины 12, подпружиненные к боковинам статора и к его
цилиндрической части. На фиг. 2 показан вариант с подпружиненными пружинами, расположенными под углом к уплотняющей пластине, что обеспечивает прижимание пластины к боковине статора и к его цилиндрической части. Неподвижные лопасти на статоре
разделяют внутренний объем двигателя на компрессорную часть, для выполнения тактов
впуска и сжатия, и силовую части, для выполнения тактов рабочего хода и выпуска, а
вместе с подвижными лопастями ротора делят внутренний объем на отдельные рабочие
камеры (PK). В фазе расположения узлов двигателя на фиг. 1 - это PK 13-15. За одной из
неподвижных лопастей 5 на статоре (от направления вращения вала двигателя) установлена камера сгорания 16 со свечой зажигания или форсункой. Камера сгорания выполнена
в виде стакана, своей осью 17 соединена с шестерней 18, зацепленной со второй шестерней 19, соосной с валом двигателя и по диаметру больше первой в два раза. Камера сгорания, кинетически связанная с валом двигателя, имеет возможность вращения: для
обеспечения закачки сжатой рабочей смеси через окно в стакане 20 и через перепускной
канал 21, выходящий из рабочей камеры компрессора; для обеспечения сопряжения окна в
стакане 20 с рабочей камерой 13 силовой части двигателя в ходе рабочего хода; для обеспечения сопряжения окна в стакане 20 с выпускным каналом 22 для выпуска отработанных газов из камеры сгорания. Внешняя часть стакана камеры сгорания выполняется
конусной и подпружиненной к конусной посадочной части на статоре для самоуплотнения при износе стакана камеры сгорания и для исключения заклинивания при температурном расширении вращающейся камеры сгорания.
Свеча зажигания (или форсунка) устанавливается на боковине статора и своей рабочей
частью сообщается с внутренней полостью камеры сгорания. Перед второй неподвижной
лопастью 6 на статоре выполнено выпускное окно 23 для выпуска отработанных газов из
рабочей камеры 14 после рабочего хода. За лопастью 6 выполнено впускное окно 24 для
впуска горючей смеси или воздуха в рабочую камеру компрессора. На базе шестерен
18,19 двигатель снабжен шестеренчатым масляным насосом, при этом выполняются на
боковине 26 насоса впускной и выпускной каналы 27.
Для лучшего уплотнения подвижных лопастей ротора с боковинами статора, каждую
подвижную лопасть ротора (фиг. 3, 4) возможно выполнить разделенной на две части 3.1,
3.2 рассечением лопасти плоскостью по диагонали торцевой части. Каждая часть боковой
поверхностью подпружинена к боковине статора раздвижными пружинами между этими
частями, а торцевыми поверхностями - к внутренней цилиндрической поверхности статора.
Для зажигания рабочей смеси в карбюраторном двигателе возможно использовать
свечу зажигания 25 (фиг. 1) с постоянной нитью накаливания, которая устанавливается в
посадочной части статора для стакана камеры сгорания, с возможностью контактирования
нити накаливания со сжатой рабочей смесью для поджога после окончания закачки в камеру сгорания. При этом принудительный разогрев нити накаливания требуется только
при запуске двигателя. Далее температура нити будет поддерживаться за счет высокой
температуры горящей рабочей смеси.
Двигатель работает следующим образом. При вращении ротора, в рабочей камере
компрессора создается разряжение между неподвижной лопастью на статоре и подвижной
лопастью на роторе, что способствует закачке рабочей смеси или воздуха через впускное
окно 24 в рабочую камеру компрессора. При этом происходит сжатие, этой же подвижной
лопастью, закаченной в предыдущем такте рабочей смеси. В конце такта сжатия окно 20 в
стакане вращающейся камеры сгорания сопрягается с каналом 21, выходящим из рабочей
камеры компрессора, и происходит закачка сжатой горючей смеси в полость камеры сгорания. По окончании закачки канал 21 отсекается от окна 20, происходит поджог рабочей
смеси, после чего окно 20 открывает полость камеры сгорания в рабочую камеру 13 силовой части двигателя, где происходит рабочий ход. В конце рабочего хода, окно 20 отсекается от рабочей камеры 13 и сопрягается с каналом 22 для выпуска отработанных газов из
7
BY 14040 C1 2011.02.28
камеры сгорания. После этого камера сгорания подготовлена к следующему такту работы.
На фиг. 1 показан момент начала рабочего хода двигателя, где произошел поджог рабочей
смеси в камере сгорания и начался процесс впуска рабочих газов в рабочую камеру силового агрегата. Выпуск отработанных газов из рабочей камеры после рабочего хода двигателя происходит через выпускное окно 23. Один такт работы двигателя, в ходе которого
происходит впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск, составляет 180 градусов оборота вала,
стакан камеры сгорания при этом производит полный оборот в 360 градусов. Угол рабочего хода, определяющийся размерами конструкции узлов в двигателе, равен разности такта
в 180 градусов и сектора выпуска отработанных газов после рабочего хода. В конструкции
двигателя, показанной на фиг. 1, рабочий ход за один такт работы составляет примерно
120 градусов.
Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (вариант 2, фиг. 5, 6) состоит из
общего вала 1, на котором жестко установлен ротор 2. Ротор выполнен в виде плоского
цилиндра с двумя симметрично расположенными лопастями 3 на его цилиндрической части. Ротор помещен в статор 4, включающий в себя цилиндрическую часть, заключенную
между двумя боковинами с посадочным местом для вала на каждой из них. Цилиндрические поверхности лопастей роторов с одной стороны переходят в криволинейную поверхность 5 с уменьшением радиуса до определенного размера цилиндрической части ротора 6
для обеспечения возможности вывода выдвижных лопастей 7, 8 из рабочих камер двигателя. Выдвижные лопасти 7, 8 размещены на цилиндрической части статора и своими
торцевыми частями подпружинены к цилиндрической части ротора при помощи коромысел 9 и пружин. Цилиндрические части лопастей роторов снабжены уплотнительными
пластинами 10, подпружиненными к цилиндрической части статора, которые сопряжены
скошенными торцевыми частями с уплотнительными пластинами 11 на боковинах ротора,
подпружиненными к боковинам статора и к уплотнительным пластинам 10. На боковинах
статора выполнены уплотнительные пластины 12 (фиг. 7), установленные вдоль выдвижных лопастей, подпружиненные к этим лопастям и к боковинам ротора. Выдвижные лопасти роторов разделяют двигатель на компрессорную часть, для выполнения тактов впуска
и сжатия, и силовую часть, для выполнения тактов рабочего хода и выпуска, а вместе с
лопастями на роторе делят внутреннюю полость двигателя на отдельные рабочие камеры
(PK). В фазе расположения узлов двигателя, показанные на фиг. 5, - это PK 13-16. За одной из выдвижных лопастей 7 на статоре (от направления вращения вала двигателя) установлена камера сгорания 17 со свечой зажигания или форсункой. Камера сгорания
выполнена в виде стакана, своей осью 18 соединена с шестерней 19, зацепленной со второй шестерней 20, соосной с валом двигателя и по диаметру больше первой в два раза.
Камера сгорания, кинетически связанная с валом двигателя, имеет возможность вращения: для обеспечения закачки сжатой рабочей смеси через окно в стакане 21 и через перепускной канал 22, выходящий из рабочей камеры компрессора; для обеспечения
сопряжения окна в стакане 21 с рабочей камерой 13 силовой части двигателя в ходе рабочего хода; для обеспечения сопряжения окна в стакане 21 с выпускным каналом 23 для
выпуска отработанных газов из камеры сгорания. Внешняя часть стакана камеры сгорания
выполняется конусной и подпружиненной к конусной посадочной части на статоре для
самоуплотнения при износе стакана камеры сгорания и для исключения заклинивания при
температурном расширении вращающейся камеры сгорания. Свеча зажигания, или форсунка, устанавливается на боковине статора и своей рабочей частью сообщается с внутренней полостью камеры сгорания. Перед второй выдвижной лопастью 8 на статоре, от
направления вращения ротора, выполнено выпускное окно 24 для выпуска отработанных
газов из рабочей камеры 14 после рабочего хода. За лопастью 8 выполнено впускное окно
25 для впуска горючей смеси или воздуха. Для уменьшения мощности пружин на коромыслах 9 и соответственно уменьшения потерь на трение, по крайней мере, одна из выдвижных лопастей 7, расположенная перед камерой сгорания и находящаяся в зоне
8
BY 14040 C1 2011.02.28
высоких температур при работе двигателя, снабжена механизмом гарантированного и
своевременного возврата лопасти в PK, состоящего из рычага с роликом 26, механически
связанного с коромыслом 9, и кулачка 27, кинетически связанного с валом двигателя, с
возможностью воздействия кулачка 27 на ролик 26 для принудительного возврата выдвижной лопасти 7 в рабочую камеру после прохождения под ней лопасти ротора. Другая
выдвижная лопасть 8 не играет большую роль в уплотнении, а являются лишь разделительной между компрессорной и силовой частями двигателя. На базе шестерен 19, 20 двигатель снабжается масляным насосом для перекачки масла в системе смазки и охлаждения
двигателя. Для этого в корпусе 28, в котором размещаются шестерни, выполняются
впускной и выпускной каналы 29.
Работа двигателя варианта 2 не отличается от работы двигателя по варианту 1, только
во втором варианте из рабочих камер выводятся выдвижные лопасти на статоре, одна из
которых снабжена механизмом принудительного и гарантированного возврата лопасти в
рабочую камеру.
Охлаждение и смазка узлов двигателей обоих вариантов традиционны. При этом
смазку трущихся поверхностей роторов и статоров целесообразно производить в месте
расположения лопастей на статоре между впускным и выпускным отверстиями, где
уплотнительные пластины на статоре не играют большую роль в уплотнении, а являются
лишь разделительными, что создает возможность выполнить их маслосъемными.
Источник информации:
1. Патент SU 1831576 A3, МПК F 01C 1/06, 1/356.
2. Патент России 2027883 C1, МПК F 02B 53/00.
Фиг. 2
Фиг. 3
9
BY 14040 C1 2011.02.28
Фиг. 4
Фиг. 5
Фиг. 6
Фиг. 7
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
10
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
252 Кб
Теги
патент, by14040
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа