РОТОРНЫЙ ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК F02B53/00 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в качестве легких автономных силовых установок и двигателя легких механических транспортных средств.

Известны двухтактные кривошипные поршневые двигатели (Моргулис Ю. Б. Двигатели внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1972), имеющие низкую эконо- мичность, вследствие выброса части горючей смеси в выхлоп при продувке. Из-за большой составляющей силы, прижимающей поршень к цилиндру, КПД преобразующего механизма составляет в среднем 0,7.

Недостатки этих двигателей - большие габариты, вес, ухудшенный процесс горения смеси топлива с маслом, ухудшаю- щий экономичность.

Известны двигатели на основе "косой шайбы" (1), имеющие хорошие условия газообмена, но большое трение в преобразующем механизме, не позволяющее широко применять схему. Прототипом является роторный двигатель (2), представляющий двухкаскадную комбинированную машину с нагнетателем полусфероидального типа, использующимся для первичного сжатия и последующего наддува роторного пластинча- того двигателя.

В полусфере размещен полусферический рабочий элемент с конусным основанием и хвостовиком, размещенным в эксцентриковом подшипниковом узле. Полусферический элемент зафиксирован от вращения делителем в виде пластины и при круговых качающихся движениях образует две изменяемые в объеме полости. Полости ограничены дисковой и полусферической частями корпуса, конусной частью рабочего элемента и делителем в виде сегментной пластины.

Такая конфигурация камеры сжатия имеет малую степень сжатия и потому полусфероидальный механизм не может самостоятельно применяться в качестве двигателя, а используется лишь для первоначального сжатия и наддува второго каскада двигателя. Сложный механизм не позволяет использовать раздельную смазку барботажем (разбрызгиванием). В целом конструкция сложная, имеет много трущихся пар и большие потери на трение, особенно во втором каскаде. В сумме двигатель имеет единственное преимущество перед известными кривошипными двигателями - ровный крутящий момент на валу.

Целью изобретения является упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей двигателя путем использования раздельной системы смазки и управляемой степени сжатия, что повышает надежность, улучшает весовые показатели, сообщает наивысшую расчетную экономичность для каждого вида топлива и на всех режимах.

Цель достигается тем, что двигатель дополнительно снабжен сферическим золотником, сопряженным с поверхностью корпуса и выполненным с возможностью перекрытия впускного и выпускного окон и окружного смещения совместно с хвостовиком ротора, нагнетательная полость и рабочая камера выполнены в виде единой шаровой полости корпуса, разделитель и ротор выполнены соответственно в виде части сферического пояса и шарового пояса и шарнирно связаны между собой, перепускной канал выполнен в средней части шарнира ротора с возможностью периодического сообщения нагнетательной полости с рабочей камерой, механизм изменения наклона хвостовика ротора выполнен в виде тяги, кинематически связанной с подшипниковым узлом и приводом и установленной соосно выходному валу, в выходном валу выполнена окружная направляющая, сопряженная с поверхностью подшипникового узла, а разделитель кинематически связан с окружной направляющей корпуса.

Корпус выполнен в виде двух жестко связанных между собой полусфер, в одной из которых выполнена направляющая для разделителя, а в другой установлен выходной вал.

На фиг. 1 изображен предлагаемый двигатель, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Роторный двухтактный двигатель содержит сферический разъемный полый корпус 1, в одной части которого размещен выводной вал 2 на подшипниках, а в другой выполнена направляющая внутри сферы. Вал 2 содержит коробчатый узел 3 для размещения подвижного подшипникового узла 4 с наклонной осью и соосное сверление для размещения управляющей тяги 5, контактирующей с одной стороны с подшипниковым узлом 4, а с другой - с приводом для изменения степени сжатия. Вал 2 на выходе снабжен уплотнением 6. Ротор 7 имеет элементы уплотнения 8, перепускной канал 9 и хвостовик 10, размещенный в подшипниковом узле 4. Сферический золотник 11 имеет зацепление 12 с коробчатой частью 3 вала 2. Разделитель 13 связан с корпусом 1 и в его направляющей через шарики 14, содержит элементы уплотнения 15 и шарнирно скреплен с ротором 7 через втулки 16 и пальцы 17. В корпусе 1 выполнены впускное окно 18 для впуска смеси из карбюратора (не показан), выхлопное окно 19, отверстие для свечи зажигания 20 и другие необходимые приливы и окна (не показаны). С обеих сторон разделителя 13 образованы рабочая 21 и нагнетательная 22 полости, изменяющиеся асинхронно.

Роторный двухтактный двигатель содержит корпус со сферической рабочей камерой и нагревательной полостью, установленный в ней ротор с хвостовиком и подшипниковым узлом, разделитель, направляющую, силовой механизм и механизм изменения наклона хвостовика и его привод, впускное и выпускное окна и перепускной канал. Двигатель дополнительно снабжен сферическим золотником, сопряженным с поверхностью корпуса и выполненым с возможностью перекрытия впускного и выпускного окон и окружного смещения совместно с хвостовиком ротора. Нагревательная полость и рабочая камера выполнены в виде единой шаровой полости корпуса. Разделитель и ротор выполнены соответственно в виде части шарового пояса и шарового пояса и шарнирно связаны между собой. Перепускной канал выполнен в средней части шарнира ротора с возможностью периодического сообщения нагревательной полости с рабочей камерой. Механизм изменения наклона хвостовика выполнен в виде тяги, кинематически связанной с подшипниковым узлом и приводом и установленной соосно в выходном валу, в котором выполнена окружная направляющая, сопряженная с поверхностью подшипникового узла, а разделитель кинематически связан с окружной направляющей корпуса. Корпус при этом выполнен в виде двух жестко связанных между собой полусфер, в одной из которых выполнена окружная направляющая для разделителя, а в другой установлен выходной вал. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. РОТОРНЫЙ ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий корпус со сферической рабочей камерой и нагнетательной полостью, установленный в ней ротор с хвостовиком и подшипниковым узлом, разделитель, силовой механизм, механизм изменения наклона хвостовика и его привод, впускное и выпускное окна и перепускной канал, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения функциональных возможностей, двигатель дополнительно снабжен сферическим золотником, сопряженным с поверхностью корпуса и выполненным с возможностью перекрытия впускного и выпускного окон и окружного смещения совместно с хвостовиком ротора, нагнетательная полость и рабочая камера выполнены в виде единой шаровой полости корпуса, разделитель и ротор выполнены соответственно в виде части шарового пояса и шарового пояса и шарнирно связаны между собой, перепускной канал выполнен в средней части шарнира ротора с возможностью периодического сообщения нагнетательной полости с рабочей камерой, механизм изменения наклона хвостовика выполнен в виде тяги, кинематически связанной с подшипниковым узлом и приводом и установленной соосно в выходном валу, в котором выполнена окружная направляющая, сопряженная с поверхностью подшипникового узла, а разделитель кинематически связан с окружной направляющей корпуса. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде двух жестко связанных между собой полусфер, в одной из которых выполнена окружная направляющая для разделителя, а в другой установлен выходной вал.