РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК F02B53/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве роторного двигателя, а также компрессора или насоса.

Известен роторный двигатель, содержащий круговую камеру с перегородками, секторный поршень, закрепленный на валу и расположенный между боковыми крышками и перегородками, образованные между поршнем и перегородками камеры переменного объема, каналы газораспределения, свечи зажигания и силовой узел, включающий установленный в корпусе подшипников с возможностью осевого перемещения силовой вал, который расположен поперек оси вала поршней и связан с ним посредством шарнирно-закрепленной на конце Г-образной цапфы, цилиндрический конец которой с возможностью осевого перемещения расположен в подшипнике поперек оси шкворня, а шкворень установлен в проеме на конце вала поршня. Особенностью двигателя является возможность изменения амплитуды поршня, достигается изменением расстояния между осью вала поршня и осью шарнира Г-образной цапфы, причем уменьшение расстояния вызывает увеличение амплитуды поршня и повышение степени сжатия рабочего тела, а увеличение расстояния между осями вызывает уменьшение амплитуды поршня и степени сжатия. Однако на участке опасного сечения Г-образной цапфы при работе машины возникают высокие нагрузки, вызывающие скручивание и поломку цапфы. Как показал анализ, механизм для изменения амплитуды поршня известного роторного двигателя не обладает надежностью.

С целью повышения надежности механизма для изменения амплитуды поршня предлагается роторный двигатель, который содержит силовой узел, отличающийся тем, что на силовом валу двигателя выполнена щека кривошипа с поперечным пазом и буртами, в пазу с возможностью перемещения расположен корпус подшипника хвостовика цапфы, установленной на шкворне вала поршней, причем паз и корпус подшипника выполнены по дуге окружности с центром на оси вала поршней, а корпус подшипника через серьгу шарнирно соединен с толкателем муфты, установленной с возможностью осевого перемещения на шейке силового вала и связанной с щекой через блокирующие стержни, на подшипниках муфты установлена обойма, соединенная с корпусом двигателя через винтовой механизм, причем его винты связаны между собой зубчатыми колесами и на оси одного винта закреплена рукоятка, а в корпусе двигателя расположена круговая, рабочая камера, свечи зажигания, окна газораспределения и секторный поршень с уплотнениями, установленный на валу.

На фиг.1 показан разрез силового узла; на фиг.2 - разрез хвостовика цапфы; на фиг.3 - pазpез щеки; на фиг.4 - разрез муфты.

В корпусе силового узла 1 на подшипниках 2,3 установлен вал 4, включающий щеку 5, поперечный паз 6 с буртами 7 и корпус подшипника 8 с расположенным в нем хвостовиком цапфы 9.

Корпус подшипника 8 через серьгу 10 и толкатель 11 соединен с муфтой 12, где установлены стержни-блокираторы 13, подшипники 14 и обойма 15, соединенная с корпусом 1 через винты 16, где установлены ограничительные шайбы 17 и шестерни 18, находящиеся в зацеплении с шестерней 19, на одном винте 16 закреплена рукоятка 20.

Корпус двигателя 21 содержит камеру 22, окно газораспределения 23, свечу зажигания 24 и поршень 25 с уплотнениями 26, установленный на валу 27, а вал 27 через шкворень 28 соединен с цапфой 9.

Работа роторного двигателя. Вращение вала 4, щеки 5 и подшипника 8 вызывает круговое перемещение хвостовика цапфы 9 и качательное движение шкворня 28, вала 27 и поршня 25, при этом объем между поршнем и перегородкой камеры 22 циклично изменяется и реализуется рабочий процесс двигателя.

Вращение рукоятки 20, шестерен 18, 19 и винтов 16 вызывает осевое перемещение обоймы 15, подшипников 14, муфты 12, стержней 13, толкателя 11, серьги 10, корпуса подшипника 8 и оси хвостовика цапфы 9 относительно оси вала 4, при этом стержни-блокираторы 13 препятствуют произвольному повороту муфты 12 относительно щеки 5. Изменение амплитуды качания поршня 25 позволяет изменять режим работы машины, увеличивая расстояние между осями вала 4 и хвостовика цапфы 9 повышают степень сжатия, уменьшая расстояние между осями понижают степень сжатия. Изменяя режим работы машины, достигают снижения токсичности выпуска и улучшения экологии среды, достигают облегчения пуска двигателя при низких температурах, а в машинах объемного вытеснения достигают изменения производительности без изменения скорости вращения привода. Заявленный механизм позволяет изменять амплитуду качания поршня на работающем двигателе, например, с помощью регулятора нагрузки.

Сущность изобретения: роторный двигатель содержит полый корпус, симметрично полости которого установлены качающийся ротор с поршнями, силовой и поршневой валы, механизмы преобразования движения и изменения степени сжатия и установлены свечи зажигания, а на ее поверхности выполнены окна впускного и выпускного каналов, причем силовой вал расположен перпендикулярно поршневому и связан с ним механизмом преобразования движения, включающим шкворень и цапфу с подшипником. Механизм изменения степени сжатия включает муфту осевого перемещения толкателя с кинематически связанными внутренней и наружной частями, внутренняя часть которой жестко связана с толкателем, а наружная - с устройством фиксации от вращения и винтовым механизмом, и выполнен в виде фланца с поперечным пазом и буртиками, которые выполнены по дуге окружности, соосной с поршневым валом, и размещенного в нем и сопряженного с его внутренней поверхностью корпуса подшипника цапфы, установленной на шкворне поршней, корпус подшипника хвостовика цапфы соединен кинематически с толкателем и внутренней частью муфты осевого перемещения посредством шатуна. Устройство фиксации от вращения внешней части муфты выполнено в виде стержней, параллельных оси силового вала и имеющих винтовую нарезку, сопряженную с поверхностью отверстий внешней части муфты, и установленных в корпусе с возможностью синхронного вращения от кинематически связанных шестерен винтового механизма. Окна впускного и выпускного канала газораспределения расположены в плоскости симметрии полости, перпендикулярной плоскости качания поршней по ее разные стороны. 4 ил.

РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий полый корпус, в симметричной полости которого установлены качающийся ротор с поршнями, силовой и поршневой валы, механизмы преобразования движения и изменения степени сжатия, причем на поверхности полости выполнены окна впускного и выпускного каналов и установлены свечи зажигания, силовой вал расположен перпендикулярно к поршневому валу и связан с ним механизмом преобразования движения, выполненным в виде шкворня и цапфы с подшипником, а механизм изменения степени сжатия включает толкатель, муфту его осевого перемещения с кинематически связанными внутренней и наружной частями, внутренняя часть которой жестко связана с толкателем, а наружная - с устройством фиксации от вращения и винтовым механизмом, отличающийся тем, что механизм изменения степени сжатия снабжен фланцем с поперечным пазом и буртиками, размещенным в нем и сопряженным с его внутренней поверхностью корпусом подшипника хвостовика цапфы, установленным на шкворне поршней, которые выполнены по дуге окружности, соосной с поршневым валом, причем корпус подшипника хвостовика цапфы соединен кинематически с толкателем и внутренней частью муфты осевого перемещения посредством шатуна, устройство фиксации от вращения внешней части выполнено в виде стержней, параллельных оси силового вала, имеющих винтовую нарезку, сопряженную с отверстиями внешней части муфты, и установленных в корпусе с возможностью синхронного вращения от кинематически связанных шестерен винтового механизма, а окна впускного и выпускного каналов расположены в плоскости симметрии полости, перпендикулярной плоскости качания поршней по ее разные стороны.