Роторный двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1993 года по МПК F02B53/00 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к двигателест- роению, и может быть использовано в различных энергетических установках для преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения вала.

Целью изобретения является повышение КПД двигателя и снижение теплонапряженности деталей его конструкции.

Цель достигается следующим образом.

В штоке выпускного клапана, движущегося в направляющей втулке, содержится полость в виде осевого канала, выполненного со стороны тарелки клапана. При этом полость (осевой канал) в верхней части штока имеет кольцевую канавку с радиальным отверстием, посредством которого полость выпускного клапана периодически сообщается с трубопроводом подачи охлаждающей жидкости,

В средней части штока выполнены радиальные отверстия, посредством которых шток соединяется с камерой сгорания (при открытом выпускном клапане). При закрытом положении выпускного клапана- радиальные отверстия перекрываются телом направляющей втулки.

В нижней части штока установлен распылитель (например, в виде прессованной металлической сетки), посредством которого полость штока периодически сообщается с рабочим объемом двигателя, в котором происходят такты расширение - выпуск.

На фиг.1 представлен роторный ДВС: на фиг.2 - разрез А-А: на фиг.З - вал с ротором и профилированными дисками, вы00

о ы

полненными в аксонометрии; на фиг.4 представлен двигатель при осуществлении тактов впуск-сжатие ; на фиг.5. изображен двигатель при осуществлении тактов расширение-выпуск . ; на фиг.б - камера сгорания с открытым выпускным клапаном; на фиг,7 - узел шток клапана - направляющая втулка и канал подвода охлаждающей жидкости; на фиг.8 - разрез Б-Б штока выпускного клапана.

Конструкция роторного ДВС. Роторный ДВС содержит цилиндрический корпус 1, гильзу 2 с образованием кольцевой рабочей камеры 3, в которой установлены поршни 4 ротора 5, жестко закрепленного с валом 6, на котором жестко крепятся профилированные диски 7 с отри- . цательными кулачками 8, воздействующими на толкатели 9, содержащими шток толкателя 10 с головкой толкателя 11. В корпусе двигателя содержатся каналы входа 12 и выхода 13 рабочей среды, а также впускной 14 и выпускной 15 каналы. К корпусу Т жестко крепится корпус камеры сгорания 16 с впускными 17 и выпускными 18 клапанами, расположенными в направляющих втулках 19. Камера сгорания содержит форсунку (свечу зажигания) 20. Кольцевая рабочая камера 3 совместно с головкой толкателя 11, выполняющей функцию разделителя, и поршням образует изменяемые рабочие объемы впуска 21 сжатия 22 расширения 23 и выпуска 24. Полость 25 штока выпускного клапана 18 через распылитель26 сообщается с объемом и заменяемой рабочей камеры 23, з которой происходит такт расширение. .

Одновременно полость 25 сообщается с камерой сгорания 1:6 посредством радиальных отверстий 27. В верхней части штока выпускного клапана 18 содержится кольцевая канавка 28 с радиальным отверстием 29, посредством которой трубопровод подачи охлаждающей жидкости 30 сообщается с полостью 25 выпускного канала 18.

Роторный ДВС работает следующим образом,.

При вращении вала 6, а также жестко скрепленных с ним ротора 5 и профилированных дисков 7 с одной и той же угловой скоростью поршни 4 совершают в кольцевой рабочей камере 3 вращательное движение, захватывая очередную порцию рабочего тела через каждый поворот вала на угол в 180°. При прохождении поршня 4 над толкателем 9 последний проваливается в профиль отрицательного кулачка 8 под действием пружины толкателя и вновь возвращается на место, разделяя .при этом кольцевую рабочую камеру 3 на изменяемые рабочие объемы 21-24. После сжатия в обь- еме 22 рабочее тело нагнетается в камеру сгорания 16. При этом впускной клапан 17 срабатывает автоматически, т.е. без помощи механического привода газораспределения. Выпускной клапан 18 открывается

вследствие повышения давления в камере

сгорания 16 за счет сгорания топлива, поданного в камеру сгорания 16 через форсунку (свечу зажигания) 20. При открытом выпускном клапане 18 трубопровод подачи

охлаждающей жидкости 30 сообщается с полостью штока 25 посредством кольцевой канавки 28 и радиального отверстия 27. При этом происходит подача охлаждающей жидкости в камеру сгорания 16 через радиальные отверстия 27 и одновременно в объем 24, в котором происходит такт расширение через распылитель 26.

Предложенное техническое решение позволяет повысить КПД двигателя путем

увеличения среднего индикаторного давления цикла за счет добавки парциального давления пара, а также снизить теплонапря- женность деталей двигателя (корпуса, камеры сгорания, поршня и гильзы).

ф о р м у л а и з о б р ет е н и:я

Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий полый цилиндрический корпус, ротор с поршнями, разделители, установленные в полости корпуса с образованием изменяемых рабочих объемов впуска- сжатия и расширения-выпуска, и камеру сгорания с впускным и выпускным тарельчатым клапаном с направляющей втулкой, выполненную в корпусе за пределами изменяемых рабочих объемов, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и снижения теплонап- ряженности деталей, двигатель дополнительно снабжен устройством подачи охлаждающей жидкости, выполненным в выпускном клапане

в виде полости в штоке, сообщенной с распылителем и радиальными отверстиями, причем одно из отверстий расположено в верхней части штока клапана с возможностью периодического сообщения с трубопроводом подачи

охлаждающей жидкости через кольцевую канавку, другие - в средней части штока клапана - с возможностью периодического сообщения с камерой сгорания или последующего их перекрытия втулкой клапана, а

распылитель - с возможностью сообщения с изменяемым объемом расширения-выпуска.

ригЈ

Использование: машиностроение, в частности двигателестроение. Цель изобретения - повышение КПД и снижение теплонапряженности деталей двигателя. Сущность: в корпусе двигателя содержатся каналы входа и выхода рабочей среды, а .также впускной и выпускной каналы. К корпусу жестко крепится камера сгорания с впускными м выпускными клапанами, раз- мещенными в направляющих втулках. Кольцевая рабочая камера совместно с поршнями и толкателями, выполняющими функцию разделителей, образует изменяемые рабочие объемы впуска, сжатия, расширения и выпуска. Полость штока выпускного клапана через распылитель сообщается с объемом камеры. Одновременно полость сообщается с камерой сгорания посредством радиальных отверстий. В верхней части штока выпускного клапана содержится кольцевая канавка с радиальным отверстием, посредством которых полость сообщается с трубопроводом подачи охлаждающей жидкости. При открытом выпускном клапане трубопровод подачи охлаждающей жидкости сообщается с камерой сгорания и камерой, в которой происходит такт расширение, 8 ил.