close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

аксиальный роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
RU
(19)
(11)
2 300 649
(13)
C2
(51) МПК
F02B 53/02 (2006.01)
F02B 55/02 (2006.01)
F02G 3/00 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2005128235/06, 31.08.2005
(72) Автор(ы):
Карасев Анатолий Владимирович (RU)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
31.08.2005
(73) Патентообладатель(и):
Карасева Алиса Никифоровна (RU)
(45) Опубликовано: 10.06.2007 Бюл. № 16
R U
Адрес дл переписки:
195030, Санкт-Петербург, пр-кт Ударников, 41,
корп. 1, кв.437, А.Н. Карасевой
2 3 0 0 6 4 9
R U
(57) Реферат:
Изобретение
относитс к
области
двигателестроени , в частности к роторным
двигател м внутреннего сгорани . Изобретение
позвол ет повысить КПД аксиального роторнолопастного двигател . Двигатель содержит
установленный на валу ротор с радиальными
пазами, в которых с возможностью возвратнопоступательного движени размещены лопасти,
камеры сгорани , статор. Статор содержит
коаксиальные
цилиндрические
трубчатые
элементы соответственно большего и меньшего
диаметров, между которыми размещены кольцевые
элементы с волнообразными поверхност ми,
образующими гребни и впадины. Волнообразные
поверхности обращены друг к другу, эквидистантны
и
совместно
с
наружной
поверхностью
цилиндрического трубчатого элемента меньшего
диаметра,
внутренней
поверхностью
цилиндрического трубчатого элемента большего
диаметра и поверхностью ротора образуют
рабочие камеры. В гребн х кольцевых элементов с
волнообразными поверхност ми с чередованием
через один гребень выполнены впускные и
выпускные каналы. Камеры сгорани выполнены в
виде
полых
цилиндров,
разделенных
перегородками
на
две
секции,
радиально
установленных с возможностью вращени в
свободных от впускных и выпускных каналов
гребн х кольцевых элементов с волнообразными
поверхност ми. В каждой секции камеры сгорани выполнены впускное и выпускное окна. В
кольцевых
элементах
с
волнообразными
поверхност ми в зоне впускных и выпускных окон
выполнены соответственно нагнетательные и
выпускные отверсти . На роторе укреплены
сектора, вход щие в зацепление с передаточными
элементами, наход щимис в контакте с камерой
сгорани , дл ее поворота на 180 градусов. 3 ил.
Страница: 1
RU
C 2
C 2
(54) АКСИАЛЬНЫЙ РОТОРНО-ЛОПАСТНОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
2 3 0 0 6 4 9
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: US 1745682 А, 04.02.1930. US 2920610
А, 12.01.1960. US 4848295 А, 18.07.1989. WO
93/16273 A1, 19.08.1993. RU 2266413 C2,
10.05.2005.
C 2
C 2
2 3 0 0 6 4 9
2 3 0 0 6 4 9
R U
R U
Страница: 2
RUSSIAN FEDERATION
RU
(19)
(11)
2 300 649
(13)
C2
(51) Int. Cl.
F02B 53/02 (2006.01)
F02B 55/02 (2006.01)
F02G 3/00 (2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2005128235/06, 31.08.2005
(72) Inventor(s):
Karasev Anatolij Vladimirovich (RU)
(24) Effective date for property rights: 31.08.2005
(73) Proprietor(s):
Karaseva Alisa Nikiforovna (RU)
(45) Date of publication: 10.06.2007 Bull. 16
R U
Mail address:
195030, Sankt-Peterburg, pr-kt Udarnikov, 41,
korp. 1, kv.437, A.N. Karasevoj
C 2
2 3 0 0 6 4 9
R U
and outlet ports.
Sectors secured on rotor
engage with transfer members in contact with
combustion chamber to turn it through 180°.
EFFECT: increased efficiency of axial rotaryvane engine.
3 dwg
Страница: 3
EN
C 2
(57) Abstract:
FIELD:
mechanical
engineering;
internal
combustion rotary engines.
SUBSTANCE: proposed engine has rotor with
radial slots fitted on shaft with vanes installed
for
reciprocating
in
rotor
slots,
and
also
combustion chambers and stator. Stator contains
coaxial cylindrical tubular member of larger and
smaller diameters between which ring members with
wavy surfaces forming crest and troughs are
arranged.
Wavy surfaces are pointed to each
other, being equidistant, and they form working
chambers
together
with
outer
surface
of
cylindrical tubular member of smaller diameter,
inner surface of cylindrical tubular member of
larger diameter and surface of rotor.
Inlet and
outlet channels are made with alternation in
every second crest of ring members with wavy
surfaces. Combustion chambers are made in form
of hollow cylinders divided by partitions into
two sections installed radially for rotation in
crests of ring members with wavy surfaces free
from inlet and outlet channels.
Inlet and outlet
ports are made in each section of combustion
chamber. Delivery and exhaust holes are made in
ring members with wavy surfaces in zone of inlet
2 3 0 0 6 4 9
(54) AXIAL ROTARY-VANE INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU 2 300 649 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Изобретение относитс к области машиностроени и, в частности, к двигателестроению.
Известен роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорани (ДВС), включающий
статор, коаксиальные цилиндрические трубчатые элементы, между которыми размещены
кольцевые элементы с обращенными друг к другу эквидистантными поверхност ми,
образованными в виде совокупности ступенчато сопр женных плоскостей; устройство
также имеет ротор с лопаст ми, установленный на валу. Рабоча камера находитс между
эквидистантными поверхност ми кольцевых элементов и коаксиальными поверхност ми
цилиндров. Часть рабочей камеры в определенный момент выполн ет функцию камеры
сгорани , US 4401070.
Недостатком устройства вл етс то обсто тельство, что часть воспламененной смеси
возвращаетс в зону сжати , что обусловливает низкий коэффициент полезного действи (КПД). Кроме того, устройство весьма сложно по конструкции и в изготовлении ввиду
наличи внутренних каналов в роторе и статоре.
Более простую конструкцию имеет аксиальный роторно-лопастной двигатель
внутреннего сгорани по патенту US 5551853, содержащий статор, включающий
коаксиальные цилиндрические трубчатые элементы, между которыми размещены
кольцевые элементы с волнообразными поверхност ми, имеющими гребни и впадины.
Волнообразные поверхности обращены друг к другу, эквидистантны и совместно с
наружной поверхностью цилиндрического трубчатого элемента меньшего диаметра и
внутренней поверхностью цилиндрического трубчатого элемента большего диаметра
образуют рабочую камеру. Устройство также содержит установленный на валу ротор с
радиальными пазами, в которых с возможностью возвратно-поступательного движени в
пределах рабочей камеры размещены лопасти. Устройство имеет камеры сгорани ,
выполненные в роторе. В гребн х кольцевых элементов с волнообразными поверхност ми
с чередованием через один гребень выполнены впускные и выпускные каналы.
Данное техническое решение прин то за прототип насто щего изобретени .
Недостатком прототипа вл етс низкий коэффициент полезного действи . Это
объ сн етс тем, что значительна часть воспламененной рабочей смеси выбрасываетс в
атмосферу через выпускной канал с противоположной свече зажигани стороны ротора.
Кроме того, устройство по патенту US 5551853 требует минимум 6 лопастей дл полного
рабочего цикла двигател , при этом при сжатии рабочей смеси используетс только часть
объема рабочей камеры между двум соседними лопаст ми. Это обусловливает
невысокую степень сжати рабочей смеси и, соответственно, также негативно вли ет на
КПД.
Следует также указать, что часть объема рабочей камеры в зоне зажигани сообщаетс с частью объема рабочей камеры в зоне сжати , в результате чего газы, образовавшиес при сгорании смеси, перемешиваютс со свежим зар дом рабочей смеси, ухудша ее
качество и, соответственно, дополнительно снижа КПД.
Задачей насто щего изобретени вл етс повышение коэффициента полезного
действи аксиального роторно-лопастного двигател внутреннего сгорани .
Согласно изобретению эта задача решаетс за счет того, что в аксиальном роторнолопастном двигателе внутреннего сгорани , содержащем установленный на валу ротор с
радиальными пазами, в которых с возможностью возвратно-поступательного движени размещены лопасти, камеры сгорани , статор, включающий коаксиальные цилиндрические
трубчатые элементы, между которыми размещены кольцевые элементы с волнообразными
поверхност ми, имеющими гребни и впадины, при этом волнообразные поверхности
обращены друг к другу, эквидистантны и совместно с наружной поверхностью
цилиндрического трубчатого элемента меньшего диаметра, внутренней поверхностью
цилиндрического трубчатого элемента большего диаметра и поверхностью ротора
образуют рабочие камеры, причем в кольцевых элементах с волнообразными
поверхност ми в гребн х с чередованием через один гребень выполнены впускные и
выпускные каналы, камеры сгорани выполнены в виде полых цилиндров, разделенных
перегородками на две секции, радиально установленных с возможностью вращени в
Страница: 4
DE
RU 2 300 649 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
свободных от впускных и выпускных каналов гребн х кольцевых элементов с
волнообразными поверхност ми, при этом в каждой секции камеры сгорани выполнены
впускное и выпускное окна, а в кольцевых элементах с волнообразными поверхност ми в
зоне впускных и выпускных окон выполнены соответственно нагнетательные и выпускные
отверсти .
За вителем не вы влены технические решени , идентичные насто щему изобретению,
что позвол ет сделать вывод о его соответствии критерию "новизна".
Благодар реализации отличительных признаков насто щего изобретени в
совокупности с признаками, приведенными в ограничительной части формулы
изобретени , достигаютс важные новые свойства за вленного объекта. Кажда лопасть
сжимает полный объем рабочей камеры, таким образом, за вленна машина имеет
значительно (в несколько раз) бульшую степень сжати рабочей смеси; исключаетс перемешивание свежего зар да с отработавшими газами, свежий зар д подаетс из
рабочей камеры в одну секцию камеры сгорани , а воспламенение газов в этот момент
происходит в другой секции камеры сгорани с последующим выбросом из нее
отработавших газов.
В результате значительно повышаетс коэффициент полезного действи двигател .
Указанные обсто тельства обусловливают, по мнению за вител , соответствие
насто щего изобретени критерию "изобретательский уровень".
Сущность изобретени по сн етс чертежами, где изображено:
на фиг.1 - разрез двигател по оси ротора;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2.
Аксиальный роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорани содержит статор 1,
включающий коаксиальные цилиндрические трубчатые элементы 2 и 3, между которыми
размещены кольцевые элементы 4 и 5 с волнообразными поверхност ми, образующими
гребни 6 и впадины 7. Волнообразные поверхности кольцевых элементов обращены друг к
другу и эквидистантны. На валу 9 установлен ротор 10 с радиальными пазами 11, в
которых с возможностью возвратно-поступательного движени размещены лопасти 12 с
уплотнени ми 13 по концам. Волнообразные поверхности кольцевых элементов совместно
с наружной поверхностью цилиндрического элемента 3 меньшего диаметра, внутренней
поверхностью цилиндрического трубчатого элемента 2 большего диаметра и поверхностью
ротора 10 образуют рабочие камеры 8. В гребн х 6 кольцевых элементов 4 и 5 с
чередованием через один гребень выполнены впускные 14 и выпускные 15 каналы. Камеры
сгорани 16 выполнены в виде полых цилиндров, разделенных перегородками на две
секции 17 и 18. Камеры сгорани в виде полых цилиндров установлены радиально с
возможностью вращени в свободных от впускных и выпускных каналов гребн х кольцевых
элементов 4 и 5 с волнообразными поверхност ми. Кажда секци камеры сгорани имеет
впускное окно 19 и выпускное окно 20. В кольцевых элементах 4 и 5 в зоне впускных
окон 19 выполнены нагнетательные отверсти 21, а в зоне выпускных окон 20 - выпускные
отверсти 22. На роторе 10 укреплены фрикционные сектора 23, сопр женные с
фрикционными передаточными элементами 24, наход щимис в контакте с камерами
сгорани 16. Чтобы показать взаимодействие фрикционных секторов 23, фрикционного
передаточного элемента 24 с камерой сгорани 16, условно повернем ротор 10 в
положение, при котором фрикционные секторы 23 и ось лопасти 12 на фиг.1 показаны
пунктиром. При этом ось лопасти 12 повернута (смещена) от середины фрикционных
секторов 23 с учетом рассто ни между ос ми фрикционного передаточного элемента 24 и
камеры сгорани 16. В секци х 17 и 18 камер сгорани 16 установлены свечи 25
зажигани . В за вленной конструкции предусмотрены системы охлаждени и смазки (на
чертежах не показаны).
Пуск аксиального роторно-лопастного двигател осуществл етс посредством стартера
(на чертежах не показан).
Ротор 10 вращаетс в направлении против часовой стрелки (фиг.2), что соответствует
Страница: 5
RU 2 300 649 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
его направлению движени вверх на фиг.1 и 3, показанному стрелками на этих рисунках.
При вращении ротора 10 за лопастью 12 в рабочей камере 8 создаетс разр жение и
через впускной канал 14 рабоча камера 8 заполн етс свежим зар дом топливовоздушной
смеси. Одновременно лопастью 12 сжимаетс свежий зар д топливовоздушной смеси,
заполнивший рабочую камеру 8 в предыдущем цикле и наход щийс перед лопастью. Этот
зар д через нагнетательное отверстие 21 и впускное окно 19 заполн ет секцию 17 камеры
сгорани 16. При дальнейшем вращении ротора 10 лопасть 12 перемещаетс за гребень 6
кольцевого элемента 5 с волнообразной поверхностью. При этом фрикционный сектор 23
входит в зацепление с фрикционным передаточным элементом 24, наход щимс в
контакте с камерой сгорани 16. Камера сгорани 16 поворачиваетс в направлении
движени часовой стрелки и ее поворот осуществл етс на 180 градусов к моменту
достижени лопастью 12 положени за гребнем 6 и выпускным отверстием 22 кольцевого
элемента 5; при этом секци 17 камеры сгорани 16 занимает положение, которое
занимала секци 18. В секции 17 воспламен етс посредством свечи 25 сжата топливовоздушна смесь; сгоревша смесь расшир етс , проход через выпускное окно 20
и выпускное отверстие 22 в рабочую камеру 8, оказыва давление на лопасть 12. Лопасть
12 передает через стенки паза 11 усилие ротору 10, который продолжает вращение в
заданном направлении, перемеща лопасть 12 в положение следующей лопасти 12,
котора вытесн ет отработавшие газы предыдущего рабочего цикла через выпускной канал
15. В конкретном примере герметичность в рабочих камерах 8 обеспечиваетс подпружиненными уплотнени ми 13, размещенными по концам лопастей 12. При
дальнейшем вращении ротора 10 и прохождении лопастью 12 нижнего гребн 6 кольцевого
элемента 5 один полный рабочий цикл двигател завершаетс и начинаетс второй
рабочий цикл, полностью повтор ющий первый, и т.д. При вращении ротора 10 лопасти 12
вращаютс вместе с ним и одновременно совершают возвратно-поступательные движени между кольцевыми элементами 4 и 5. В левой и правой половинах аксиального роторнолопастного двигател рабочие циклы протекают одинаково, но со смещением во времени,
обусловленным соответствующим смещением рабочих камер 8, впускных 14 и выпускных
15 каналов и камер сгорани 16.
Принима за вленную конструкцию за единичный модуль, можно увеличивать мощность
аксиального роторно-лопастного двигател , объедин на одном валу несколько модулей.
Формула изобретени Аксиальный роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорани , содержащий
установленный на валу ротор с радиальными пазами, в которых с возможностью
возвратно-поступательного движени размещены лопасти, камеры сгорани , статор,
включающий коаксиальные цилиндрические трубчатые элементы соответственно большего
и меньшего диаметров, между которыми размещены кольцевые элементы с
волнообразными поверхност ми, образующими гребни и впадины, при этом
волнообразные поверхности обращены друг к другу, эквидистантны и совместно с
наружной поверхностью цилиндрического трубчатого элемента меньшего диаметра,
внутренней поверхностью цилиндрического трубчатого элемента большего диаметра и
поверхностью ротора образуют рабочие камеры, причем в гребн х кольцевых элементов с
волнообразными поверхност ми с чередованием через один гребень выполнены впускные
и выпускные каналы, отличающийс тем, что камеры сгорани выполнены в виде полых
цилиндров, разделенных перегородками на две секции, радиально установленных с
возможностью вращени в свободных от впускных и выпускных каналов гребн х кольцевых
элементов с волнообразными поверхност ми, при этом в каждой секции камеры сгорани выполнены впускное и выпускное окна, а в кольцевых элементах с волнообразными
поверхност ми в зоне впускных и выпускных окон выполнены соответственно
нагнетательные и выпускные отверсти , при этом на роторе укреплены сектора, вход щие
в зацепление с передаточными элементами, наход щимис в контакте с камерой сгорани ,
дл ее поворота на 180°.
Страница: 6
CL
RU 2 300 649 C2
Страница: 7
DR
RU 2 300 649 C2
Страница: 8
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
473 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа