РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ШЕЛЕТУНА В.И. Российский патент 1994 года по МПК F02B53/00 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателям внутреннего сгорания, и может быть использовано в роторно-поршневых двигателях.

Известен роторно-поршневой двигатель, содержащий корпус с дисковым ротором, в прорезях которого установлены поршни, систему маслоподачи и систему воздушного охлаждения.

Недостатком известного устройства является то, что оно обладает малой удельной мощностью и все распределительные устройства размещены вне корпуса.

Наиболее близким к предложенному является роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с ротором, имеющим вал и прямоугольные поршни, размещенные в нем с возможностью возвратно-поступательного движения и образующие с внутренними стенкам корпуса рабочие камеры, окна впуска и выпуска, топливную форсунку, установленную в камере, сообщенной с топливным баком, систему смазки, имеющую маслобак.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции, низкий КПД, малый ресурс.

Целью изобретения является повышение КПД путем увеличения объема рабочей камеры при сохранении удельных габаритов двигателя, упрощение конструкции и повышение ресурса.

Указанная цель достигается тем, что поршни выполнены плоскими, ротор снабжен внешним тормозом и выполнен в виде полого цилиндра, во внутренней полости которого на торцевых стенках выполнены пазы для установки плоских прямоугольных поршней, а на наружной поверхности между поршнями - ступенчатые срезы, образующие камеры сжатия перед моментом рабочего хода двигателя, при этом форсунка выполнена в виде пластины с отверстиями, установленной в стенке корпуса со стороны рабочей камеры параллельно оси ротора, а камера форсунки сообщена с топливным баком двумя топливопроводами, подведенными с противоположных сторон камеры, причем по внутренней полости корпуса в торцевых стенках выполнены кольцевые канавки, а поршни снабжены шарнирными щетками, установленными на их концах, примыкающих к стенкам корпуса, и кулачками, размещенными в кольцевых канавках, при этом внутренняя полость ротора сообщена с маслобаком двумя маслопроводами с противоположных сторон, а в поршнях выполнены каналы для сообщения внутренней полости ротора со щетками.

Кроме того, указанная цель достигается тем, что свечи выполнены в виде свечей накаливания.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема двигателя; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - схема подачи топлива и масла; на фиг. 4 - 9 - детали двигателя.

Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из полого корпуса 1 с фланцами 2, платы 3, окон впуска 4 и выпуска 5, отверстий 6, кожуха 7, камеры 8 форсунки, паза 9, форсунки 10, вкладышей 11, правых кулачков 12, левых 13 кулачков, винтов 14 замкнутых канавок 15, штуцеров масла 16, тына 17, свечей 18 зажигания (накаливания) отверстий 19, крепежных отверстий 20, размещенных на крышках 21. Валы ротора проходят через крышки 21 до упора кольцевых выступов 22 во вкладыши 11. Боковины 23 жестко соединены с ротором своими секторами 24 с выемками 25, образующими в роторе полость 26. Сквозные прорези 27 на боковинах 28 являются направляющими для поршней. Со стороны прорезей 27 в секторах 24 выполнены продольные канавки 29. Через отверстия 30 к боковине 23 крепится кольцо 31 с выемками 32. Между выступом 22 и кольцом 31 образуется кольцевая канавка 33, из которой тын 17 направляет масло в полость 26 через штуцер 16 и таким же образом из ротора в маслобак, при этом только в одном штуцере 16 должен быть установлен обратный клапан для создания циркуляции масла, которое поршни перекачивают за счет изменения объема между ними.

Поршни 34 выполнены плоскими в виде параллелепипедов, сплошными с отверстием 35, каналом 36, прорезями 37, приваренной в желобке 38 трубкой 39 для маслоперетечек в канавки 33. Шарнирная щетка 40 с короткими трубками 41 у конца и рисками-лабиринтами 42, контактирующими с цилиндром корпуса 1, соединена шарнирно с поршнем 34 двумя стержнями водила 43, имеющими по прямоугольной головке 44, помещенной в замкнутые канавки 15. Полость ротора заполнена маслом, в прорези 27 уплотнены сальниками 45 с лабиринтами 46 и плоскими пружинами 47. Радиальные торцы поршней контактируют с кулачками 12 и 13 при одновременном их смазывании, а щетки 40 подают масло в лабиринт через отверстие 48. Ротор снабжен валом 49.

Работает двигатель следующим образом.

Ротор заторможен. Подается электропитание на свечу 18 накаливания, затем из топливного бака под давлением топливо подается через регулируемый элемент в рабочую камеру двигателя, где происходит смешивание топлива с воздухом и образуется топливовоздушная смесь. Ротор растормаживается и под воздействием давления топливовоздушной смеси на поршни 34 начинает вращаться.

Таким образом происходит самозапуск двигателя.

Далее его работа происходит следующим образом.

Атмосферный воздух через окно 4 впуска поступает в рабочую камеру, при вращении ротор поршнями 34 увлекает поступивший в рабочую камеру воздух. После образования замкнутого объема между двумя поршнями 34 при дальнейшем движении ротора вследствие уменьшения объема рабочей камеры происходит сжатие воздуха, после чего через отверстия форсунки 10 впрыскивается топливо и образуется топливовоздушная смесь, которая, продолжая сжиматься, превышает давление в топливном баке и частично возвращается в него. Один из поршней 34, перекрывший отверстия форсунки 10, прогоняет смесь далее до соприкосновения с накальным элементом свечи 18. Происходит возгорание топливовоздушной смеси и, следовательно, рабочий ход двигателя. Затем отработанные горячие газы выпускаются через окно 5 выпуска.

Изобретение позволяет значительно повысить КПД двигателя, упростить конструкцию, повысить его долговечность.

Сущность изобретения: содержит полый корпус с кулачками и полым цилиндрическим ротором, имеющим срезы, вал и плоские поршни с шарнирными щетками, размещенные в радиальных пазах ротора с возможностью возвратно-поступательного перемещения, образования с внутренними стенками корпуса рабочих камер и взаимодействия с кулачками, окна впуска и выпуска, свечу зажигания, форсунку, сообщенную с топливным баком, и системы водяного охлаждения и смазки с маслобаком и маслопроводами. Ротор снабжен внешним тормозом, срезы на роторе выполнены ступенчатыми. Форсунка выполнена в виде пластины с отверстиями, установленной в стенке корпуса со стороны рабочей камеры параллельно оси ротора с образованием камеры форсунки, а камера форсунки сообщена с топливным баком двумя топливопроводами, подведенными с противоположных сторон камеры. Во внутренней полости корпуса в его торцевых стенках выполнены замкнутые канавки. Шарнирные щетки установлены на концах поршней с возможностью примыкания к стенкам корпуса и взаимодействия с кулачками, размещенными в кольцевых канавках. Внутренняя полость ротора сообщена с маслобаком двумя маслопроводами, установленными с противоположных сторон корпуса, а в поршнях выполнены каналы, сообщенные с внутренней полостью корпуса и со щетками. 1 з. п. ф-лы, 8 ил.

1. Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий полый корпус с кулачками и полым цилиндрическим ротором, имеющим срезы, вал и плоские поршни с шарнирными щетками, размещенные в радиальных пазах на торцевых стенках ротора с возможностью возвратно-поступательного перемещения, образования с внутренними стенками корпуса рабочих камер и взаимодействия с кулачками, окнами впуска и выпуска, свечу зажигания и форсунку, сообщенную с топливным баком, и системы водяного охлаждения и смазки с маслобаком и маслопроводами, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения ресурса, поршни выполнены в виде прямоугольных параллепипедов, ротор снабжен внешним тормозом, срезы на роторе выполнены ступенчатыми с возможностью образования камер сжатия до момента сообщения со свечой зажигания, форсунка выполнена в виде пластины с отверстиями, установленной в стенке корпуса со стороны рабочей камеры параллельно оси ротора с образованием камеры форсунки, а камера форсунки сообщена с топливным баком двумя топливопроводами, подведенными с противоположных сторон камеры, причем во внутренней полости корпуса в его торцевых стенках выполнены замкнутые канавки, шарнирные щетки установлены на концах поршней с возможностью примыкания к стенкам корпуса, а кулачки размещены в замкнутых канавках и выполнены с возможностью взаимодействия с концами шарнирных щеток, при этом внутренняя полость ротора сообщена с маслобаком двумя маслопроводами, установленными с противоположных торцев корпуса, а в поршнях выполнены каналы, сообщенные с внутренней полостью корпуса и со щетками. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что свеча зажигания выполнена в виде свечи накаливания.