РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ДОДОНОВА Российский патент 1995 года по МПК F02B53/00 

Изобретение относится к роторно-поршневым двигателям внутреннего сгорания и может быть использовано в любой области, где необходимо производство двигателей внутреннего сгорания, преимущественно в автомобилестроении.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с рабочей камерой, роторы поршни, размещенные в последней на валу и снабженные уплотнениями в виде радиальных пластин, расположенные в обоймах на вершинах каждого ротора поршня, и силовой механизм с телескопическими штангами, имеющими среднюю и концевые части и шарниры, причем роторы-поршни выполнены в виде пластин, шарнирно соединенных с телескопическими штангами [1]
Недостатками известного устройства являются неуравновешенность ротора и существенное истирание уплотнений, обусловленное конструкцией ротора-поршня, что затрудняет его эксплуатацию.

Цель изобретения формирование надежной системы ротор поршень рабочая камера.

На фиг. 1 и 2 изображено предлагаемое устройство, разрез по плоскости, перпендикулярной к оси вращения; на фиг. 3 то же, разрез по оси вращения; на фиг. 4 и 5 уплотнительные элементы; на фиг 6 и 7 рабочая плоскость (поршень); на фиг. 8 графическая методика определения формы направляющих; на фиг. 9-12 схемы работы устройства; на фиг. 13 индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

Предлагаемое устройство состоит (фиг. 1-3) из следующих основных частей.

Корпус 1 выполнен в виде эллипса или овала, с торцовых сторон закрыт двумя крышками 2, через центры которых проходит вал 3. На валу расположены телескопические штанги 4, внутри которых находятся пружины (не показаны). Штанги 4 при помощи пальцев подсоединены к двум рабочим плоскостям 5, которые выполняют функцию поршней. Рабочие плоскости 5 соединены между собой телескопическими штангами 6, внутри которых находятся пружины (не показаны). Штанги 6 подсоединяются к рабочим плоскостям 5 шарнирно при помощи пальцев. Заодно с крышками 2 выполнены направляющие элементы 7. Конструктивно форма элементов 7 задается траекторией движения рабочих плоскостей 5. Направляющие элементы 7 опираются на вал 3 через подшипники. Корпус 1 снабжен впускным окном 8 и выпускным окном 9. Между окнами 8 и 9 расположена маслосборная канавка 10, из которой масло через отверстие 11 отводится в картер 12. В корпусе 1 расположена свеча зажигания 13, либо форсунка подачи топлива, если двигатель дизельный.

Основу уплотнений рабочей камеры (фиг. 4-7) составляет уплотнительный элемент 14.

Рабочая плоскость 5 снабжена несколькими уплотнительными поясами, каждый из которых состоит из четырех уплотнительных элементов 14. Уплотнительные элементы прижимаются к корпусу 1 и его крышкам 2 при помощи пружин с колпачками 15, которые расположены в специальных отверстиях рабочих плоскостей 5.

Предлагаемое устройство работает следующим образом (фиг. 9-12).

В начале цикла рабочая плоскость 5 (для удобства изображена одна рабочая плоскость) находится в положении, изображенном на фиг. 9, что в сравнении с обычным поршневым двигателем соответствует верхней мертвой точке в начале такта впуска. Впускное окно 8 и выпускное окно 9 в этот момент сообщаются друг с другом через рабочую секцию, объем которой в данный момент минимален. Благодаря инерции столба газа в выпускном патрубке, в рабочей секции и в впускном патрубке создается эффект эжекции, что приводит к продувке рабочей секции. При вращении вала 3 против часовой стрелки рабочая плоскость 5 из положения, изображенного на фиг. 9, посредством штанги 4 начинает перемещаться в направлении вращения. При этом рабочая секция разобщается с выпускным окном 9. Заканчивается процесс продувки и начинается процесс впуска, который происходит за счет увеличения объема рабочей секции и создаваемого при этом разрежения. При вращении вала 3 рабочая плоскость 5 своей поверхностью, обращенной к валу 3, скользит по поверхности направляющих элементов 7, на которые для уменьшения трения подается масло. Взаимное расположение поверхности рабочей камеры и направляющих элементов 7 таково, что каждому конкретному углу поворота вала 3 соответствует только одно конкретное положение рабочей плоскости 5. При вращении вала 3 против часовой стрелки рабочая плоскость 5 переходит из положения, изображенного на фиг. 9, в положение, изображенное на фиг. 10. При этом объем рабочей секции постоянно увеличивается и горючая смесь за счет разрежения заполняет рабочую секцию. При нахождении рабочей плоскости 5 в положении, показанном на фиг. 10, впускное окно 8 еще не перекpыто и горючая смесь по инерции продолжает заполнять рабочую секцию, что повышает коэффициент наполнения. При дальнейшем вращении вала 3 впускное окно 8 перекрывается и начинается процесс сжатия. По приходу рабочей плоскости 5 в положение, изображенное на фиг. 11, процесс сжатия заканчивается. За несколько десятков градусов угла поворота вала 3 до этого положения (20-30^о) происходит подача напряжения на свечу зажигания (впрыск топлива). Начинается процесс сгорания топлива.

Возможности предлагаемого устройства в отношении экономичности рассматриваются на примере, когда его корпус 1 выполнен в виде овала. Точки 17 и 18 (см. фиг. 11) являются точками сопряжения дуг с различными радиусами, из которых состоит овал.

Между точками 17 и 18 радиус кривизны поверхности рабочей камеры остается неизменным. Поэтому при движении рабочей плоскости 5 между точками 17 и 18 объем рабочей секции не изменяется, и подвод тепла происходит при постоянном объеме. Таким образом, до начала процесса расширения успевает сгореть больше топлива, чем в существующих двигателях внутреннего сгорания. Поэтому предлагаемое устройство более экономично.

Использование: в автомобилестроении, а именно в роторно-поршневых двигателях внутреннего сгорания. Сущность изобретения: роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания содержит корпус с рабочей камерой и роторы поршни. Роторы поршни размещены на валу и снабжены уплотнениями в виде радиальных пластин, шарнирно соединенных телескопическими штангами с силовым механизмом. Силовой механизм снабжен кулачком, а роторы поршни установлены с возможностью движения по поверхности кулачка и связаны между собой при помощи телескопических штанг. Рабочая камера двигателя имеет овальное или эллиптическое сечение. Конструкция двигателя обеспечивает равномерное распределение нагрузки на радиальные уплотнения, повышает срок службы уплотнительных элементов. 2 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с рабочей камерой, роторы-поршни, размещенные в последней на валу и снабженные уплотнениями в виде радиальных уплотнительных пластин, расположенных в обоймах на вершинах каждого ротора-поршня, и силовой механизм с телескопическими штангами, имеющими среднюю и концевые части и шарниры, причем роторы-поршни выполнены в виде пластин, шарнирно соединенных телескопическими штангами, отличающийся тем, что силовой механизм снабжен кулачком, роторы-поршни установлены с возможностью движения по поверхности кулачка и расположения к его поверхности по касательной и связаны между собой попарно при помощи телескопических штанг, шарниры штанг установлены в средней части соответствующих поршней, а средние части штанг жестко на валу. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что рабочая камера выполнена с овальным сечением. 3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что рабочая камера выполнена с эллиптическим сечением.