РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2001 года по МПК F02B53/00 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания, а также может быть использовано в качестве гидравлических вакуумных пневматических насосов.

Известен роторно-поршневой двигатель (РПД) Ф. Ванкеля (см. журнал "За рулем", 1970 г., N 12).

Двигатель имеет поршень-ротор с тремя выступами, под воздействием специального эксцентрика совершает эпициклическое движение. При этом выступы ротора все время контактируют с внутренней поверхностью неподвижного статора. Внутри ротора имеется зубчатый венец, который обкатывается вокруг шестерки вала и приводит ее во вращательное движение вместе с валом.

Недостатком такого движения является нежелательный прорыв сжатой смеси из одной камеры в другую и вибрации, которые увеличиваются за счет сил инерции, растущих с увеличением скорости вращения ротора.

Также известен роторный двигатель, авторское свидетельство СССР N 1017803, 1983 г., содержащий корпус с профилированной рабочей поверхностью, торцевые крышки, цилиндрический ротор, установленный на валу и снабженный качающимися поршнями, контактирующими с профилированной рабочей поверхностью корпуса и образующими надпоршневые и поршневые объемы, газообмена, выполненную в виде впускных и выпускных окон и свечи зажигания.

Анализ конструкции этого двигателя показывает технологическую сложность изготовления его деталей, узлов, невозможность достаточно надежных уплотнений камер переменного объема.

Предлагаемый двигатель лишен этих недостатков, это видно из его конструкции и описания принципа работы.

Задачей предлагаемого технического решения является создание надежного в работе, простого и технологичного в изготовлении двигателя внутреннего сгорания.

Техническим результатом является устранение недостатков предыдущих предлагаемых ДВС. Этот технический результат достигается тем, что предлагаемый двигатель, состоящий из неподвижного корпуса с внутренней цилиндрической поверхностью впускных и выпускных окон, камеры сжатой горючей смеси, клапана перепускного из камеры сжатия в камеру сжатой горючей смеси и выпускного окна из камеры сжатой горючей смеси в камеру сгорания, ротора с двумя выступами-поршнями по внешней поверхность, прилегающими к внутренней цилиндрической поверхности и стенкам корпуса, двух заслонок с параллельными боковыми плоскостями для равномерного прилегания торцевой части заслонок к внешней поверхности ротора, изготовленных в профиль в форме дуги, радиально к внешней поверхности ротора перемещающихся в корпусе, в пазах такого же профиля, прилегающих к внутренним стенкам корпуса и внешней поверхности ротора.

Для надежного прилегания к внешней поверхности ротора в герметически закрытые пазы, в которых перемещаются заслонки из камер, по каналам подается сжатый газ в паз на наружные торцы заслонок, и возможно прижимание заслонок пружинами, как варианты создание механической связи перемещения ротора и заслонок рычажные, кулачковые и т.п. механизмы.

При этом создается надежное уплотнение заслонок с внутренними стенками корпуса, ротора со стенками корпуса, конструкция ротора симметрична, центр тяжести совпадает с осью вращения ротора, что устраняет ударные и вибрационные нагрузки.

Предлагаемый двигатель прост по конструкции и технологичен в изготовлении. Автором из "Науки и техники" не известна указанная выше совокупность существующих признаков, характеризующих сущность заявленного изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна". По мнению авторов, сущность заявляемого изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.

Предлагаемое решение позволяет создать простой в изготовлении и надежный в работе двигатель внутреннего сгорания.

Конструкция двигателя не создает ударные и вибрационные нагрузки, но позволяет создать надежные равномерные прилегания между поверхностями ротора, корпуса и заслонками, ограничивающими камеры переменного объема, позволяет подобрать оптимальное нелинейное изменение объема камер и их количество.

Это является новым средством совокупности признаков, которые отличают заявленное техническое решение от прототипа.

Поэтому можно сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень". Совокупность существующих признаков, характеризующих предлагаемый двигатель, может быть многократно использована, что подтверждается описанием работы двигателя и поэтому соответствует критерию "промышленная применимость".

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематически изображен поперечный разрез двигателя, также разрез по плоскости А-А, на котором виден разрез камеры сжатой смеси, перепускного клапана и выпускного окна в камеру сгорания.

Он состоит из неподвижного корпуса 1, ротора 2, заслонки 3, камеры заслонок 4, газовых каналов к камерам заслонок 5, пружины заслонок 6, камеры сжатой смеси 7, клапана перепускного 8, окна выпускного в камеру сгорания 9, свечи или форсунки 10, камеры переменного объема 11, окна впускного 12, окна выпускного 13, вала ротора 14.

Работа двигателя осуществляется следующим образом. При вращении вала 14 приводится в движение ротор 2 с двумя выступами-поршнями, прилегающими к внутренней цилиндрической поверхности, к стенкам корпуса 1, перемещает радиально в корпусе 1 две заслонки 3, прилегающие к внутренним поверхностям корпуса 1, внешней поверхности ротор 2 и создает камеры переменного объема 11.

Так, при вращении по часовой стрелке, объем левой нижней камеры 11 увеличивается, через впускное окно 12 происходит впуск горючей смеси, эта смесь сжимается в левой верхней камере 11 и через перепускной клапан 8 заполняет камеру сжатой горючей смесью 7, в период заполнения камеры сжатой горючей смесью из камеры сжатия выпускное окно 9 в камеру сгорания закрыто поверхностью выступа-поршня ротора, горючая смесь из камеры сжатой смеси через выпускное окно 9, открывающееся перемещением выступа-поршня, поступает в правую верхнюю камеру 11, воспламеняется свечой или форсункой 10, расширяясь, действует на выступ-поршень ротора 2 и вращает ротор 2, вал 14, при дальнейшем повороте ротора открывается выпускное окно 13 и происходит выпуск отработанных газов, затем поршень ротора через правую нижнюю камеру 11, выпускное окно 13 выталкивает оставшиеся отработанные газы.

Заслонки для плотного прилегания к внешней поверхности ротора прижимаются пружинами 6, или подается сжатый газ из камеры 11 по газовым каналам 5 в герметически закрытые пазы 4 на внешние торцы заслонок.

Таким образом, в четырех камерах 11, образуемых между двумя поршнями ротора 2, двумя заслонками 3 и внутренними поверхностями корпуса 1. происходит последовательно впуск горючей смеси, сжатие, воспламенение, расширение продуктов сгорания, очистки отработанных газов, т.е. осуществляются все процессы, происходящие в ДВС.

Предлагаемая конструкция позволяет изготавливать двигатель из материалов и по технологии, которые используются при изготовлении поршневых двигателей, а также из металлокерамики. Без камеры сжатой горючей смеси можно использовать ее в качестве вакуумных, пневматических, гидравлических насосов.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания. Изобретение позволяет повысить надежность в работе, технологичность в изготовлении, упростить изготовление двигателя. Роторный двигатель внутреннего сгорания состоит из неподвижного корпуса с впускными и выпускными окнами. Выступы-поршни ротора прилегают к внутренним поверхностям корпуса. Заслонки расположены радиально к внешней поверхности ротора и прилегают к внутренней поверхности корпуса и внешней поверхности ротора. Камеры переменного объема ограничены внутренней поверхностью корпуса, внешней поверхностью ротора и заслонками 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Роторный двигатель внутреннего сгорания, состоящий из неподвижного корпуса с впускными и выпускными окнами, ротора с выступами-поршнями, прилегающими к внутренним поверхностям корпуса, заслонок, расположенных радиально к внешней поверхности ротора, прилегающих к внутренней поверхности корпуса и внешней поверхности ротора, камер переменного объема, ограниченных внутренней поверхностью корпуса, внешней поверхностью ротора и заслонками, камеры сжатой горючей смеси на корпусе, клапана перепускного из камеры сжатия, окна выпускного в камеру сгорания, отличающийся тем, что камера сжатой горючей смеси на корпусе вынесена за камеры сжатия и сгорания через перепускной клапан и выпускное окно, конструкция ротора симметрична, центр тяжести совпадает с осью вращения ротора. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что геометрия конструкции внешней поверхности ротора, внутренней поверхности корпуса, заслонок выбрана таким образом, что создано равномерное прилегание, уплотнение поверхностей корпуса, ротора, заслонок, ограничивающих образованные камеры переменного объема, позволяет подобрать оптимальное нелинейное изменение объема камер и их количество.