РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК F02B53/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для привода машин и механизмов.

Известен роторный двигатель, вращающийся цилиндрический корпус которого промежуточной плитой разделен на две секции: компрессорную и двигательную, каждая из которых состоит из гильзы и ротора и радиально расположенной перегородки-поршень, соединяющих их шарнирно, закрепленной на внутренней поверхности гильзы двойным шарниром, закрыт с торцов крышками, выходные валы роторных секций и крышки вращающегося корпуса установлены в подшипники неподвижных боковых стоек защитного кожуха таким образом, что при их совместном вращении поверхности гильзы и ротора каждой секции контактируют, камера сгорания выполнена сферической и размещена в роторе двигательной секции и связана с компрессорной тангенциальными каналами и органами газообмена. Вращающийся корпус и расположенный внутри ротор связаны между собой зубчатым механизмом синхронизации.

Недостатком известного роторного двигателя является наличие прямоугольных рабочих камер, уплотнение которых на практике создает большие трудности, а наличие сдвоенного шарнира, с помощью которого перегородка-поршень закреплена на внутренней поверхности, в еще большей степени усложняет эту задачу.

Практическая работоспособность такого двигателя может не состояться.

Технической задачей изобретения является повышение работоспособности роторного двигателя.

Поставленная задача достигается тем, что в известном роторном двигателе прямоугольные рабочие камеры, образованные цилиндрическими поверхностями гильзы и ротора, закрытые с торцов плоскими поверхностями промежуточной плиты и крышками, заменены сферической кольцевой камерой, выполненной в корпусе компрессорной и двигательной секций, удален сдвоенный шарнир по причине его ненадобности, а постоянный контакт перегородки-поршень с поверхностью сферической кольцевой камеры обеспечивается пружинами, вмонтированными в перегородку-поршень и вставленными в направляющий паз ротора, вращение с одинаковой угловой скоростью корпуса и ротора обеспечивается как и в известной конструкции зубчатым механизмом синхронизации вращения, что обеспечивает надежность газораспределения в рабочих циклах роторного двигателя.

Сферическая кольцевая камера предопределяет наличие перегородки-поршня и ротора овальной формы и установку на них подковообразных компрессионных колец, загнутые концы которых вставлены в замки самоподжимных торцовых колец, в направляющие пазы этих колец вставлены ленточные пружины. Компрессионные кольца ротора вставлены в замок, опираются на упругую кольцевую пружину, вставленную в кольцевой паз самоподвижных торцовых колец. Перегородка-поршень опирается на пружины, вставленные в направляющий паз ротора, в свою очередь, компрессионные кольца перегородки-поршня опираются на пружины, вмонтированные в перегородку-поршень.

Упрощен способ подачи искры на свечу зажигания, установленную в предкамере промежуточной плиты, контакт от свечи зажигания выведен на наружную поверхность вращающегося корпуса, и в определенный момент контактирует с контактом, установленным на неподвижном защитном кожухе, импульс тока на первичной обмотке индукционной катушки индуктирует высокое напряжение во вторичной обмотке, и далее, вызывая искровой разряд на контактах свечи зажигания.

Механизм газораспределения состоит из неподвижного упора, установленного на неподвижном защитном кожухе, и коромысла, оба плеча которого подпружинены, причем сила пружин закрытия клапана превышает силу пружин открытия клапана в момент, когда коромысло набегает на упор, преодолевает силу упругости пружины, открывает клапан, пропуская горючую смесь в рабочую секцию.

На фиг. 1 изображен роторный двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 - роторная секция в месте поперечного разъема; на фиг. 3 - поперечный разрез промежуточной плиты в месте установки перепускного клапана и свечи зажигания.

Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит вращающийся корпус с цилиндрической внутренней полостью, состоящий из двух секций, компрессорной и двигательной, установленный в подшипники боковых стоек 1 и 2 неподвижного защитного кожуха 3.

Компрессорная секция содержит сферическую кольцевую рабочую камеру 4, ротор 5, перегородку-поршень 6, которая снабжена двумя компрессорными кольцами 7, с противоположной стороны перегородки-поршень вмонтированы две опорные пружины 8, вставленные в направляющий паз ротора 5. На роторе через определенное расстояние выполнены направляющие пазы, в которые вставлены подковообразные компрессионные кольца 9, загнутые концы которых заходят в замки самоподвижных торцовых колец 10, опирающихся на упругую кольцевую пружину 11. Самоподвижные кольца 10 вставлены в кольцевой паз по торцам ротора, куда предварительно запасованы ленточная пружина 12, самоподвижные кольца 10, уплотняются в кольцевой выточке ротора уплотнительными кольцами 13 и 14. Установка компрессионных и уплотнительных колец для обеих секций идентична.

Двигательная секция содержит сферическую кольцевую рабочую камеру 15, ротор 16, перегородку-поршень 17, имеющая два компрессионных кольца 18, с противоположной стороны в перегородку-поршень вмонтированы две пружины 19, компрессорная и двигательная секции промежуточной плитой 20 разделены на две изолированные секции и сообщаются между собой каналами 21 и 22, в канале промежуточной плиты установлен перепускной клапан 23, в предкамере 24 установлена свеча 25, имеющая выходной контакт 26, который при вращении корпуса контактирует с контактом 27, закрепленный на неподвижном защитном кожухе 3. Зубчатый механизм синхронизации вращения цилиндрического корпуса и подвижных роторов состоит из ведущей шестерни 28, ведомой шестерни 29, вала с шестерней 30, входящей в зацепление с зубчатым венцом 31. Механизм открытия клапана 23 состоит из коромысла 32, оба плеча которого находятся под воздействием пружин 33 и 34, коромысло при вращении ротора взаимодействует с упором 35. В роторе 16 двигательной секции выполнена сферическая камера сгорания 36 топливной смеси, связанная с компрессорной и двигательной секциями тангенциальными каналами и органами газообмена. В камере сгорания 36 имеется входной канал 37, окно 38 и с выходом в расширительную полость сферической кольцевой камеры 15, и далее через выхлопное окно в выхлопной коллектор 39.

Предлагаемый роторный двигатель работает следующим образом.

При вращении роторов за перегородкой-поршнем 6 происходит увеличение рабочего объема камеры компрессионной секции, в образовавшееся разрежение через окно в опорной стойке корпуса горячая смесь поступает в кольцевую полость, расположенную по периметру зубчатого венца 32, и далее через всасывающее окно в кольцевую сферическую камеру компрессорной секции, заполнение камеры происходит до того момента, пока перегородка-поршень 6 не пройдет линию касания поверхностей. Заполненная горючей смесью камера окажется в замкнутом объеме и при дальнейшем вращении корпуса происходит сжатие горючей смеси впереди перегородки-поршня, за ней в это же время происходит заполнение сферической кольцевой камеры топливной смесью.

Сжатие топливо-воздушной смеси будет происходить до тех пор, пока не откроется впускной клапан 23, это произойдет в тот момент, когда один конец коромысла 32 набежит на упор 35, горючая смесь из компрессорной секции по каналам 21 в промежуточной плите при открытом клапане 23 поступит в предкамеру 24 и далее по каналу 22 и каналу 37 в роторе рабочей секции поступает в сферическую камеру 36 сгорания топлива и далее через окно 38 - в расширительную полость сферической кольцевой камеры 15. Воспламенение горючей смеси произойдет от свечи 25 в предкамере промежуточной плиты 20 в тот момент, когда закроется впускной клапан 23, а выходной контакт 26 вращающегося корпуса соприкоснется с неподвижным контактом 27, установленным на неподвижном защитном кожухе 3, импульс тока на массу в обмотке низкого напряжения индукционной катушки вызовет высокое индукционное напряжение во вторичной обмотке и искровой разряд на контактах свечи зажигания 25. Расширившийся объем газов сгоревшей смеси воздействует на перегородку-поршень 17, создает вращательный момент в результате эксцентричного расположения ротора 16 в полости двигательной секции.

Использование: в машиностроении для привода машин и механизмов. Рабочие камеры 4, 15 компрессорной и двигательной секций выполнены в виде кольцевой сферы. Контактирующие с ней поверхности перегородки-поршня 6, 17 и ротора 5, 16 выполнены в виде овала и уплотнены подковообразными компрессионными кольцами 9, загнутые концы которых установлены в замки самоподжимных торцевых колец 10. Механизм синхронизации косвенно выполняет функции газораспределительного механизма, что упрощает конструкцию двигателя и повышает его работоспособность. 3 ил.

Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий вращающийся корпус, установленный в подшипниках неподвижных боковых стоек, с цилиндрической внутренней полостью, разделенной промежуточной плитой на две секции, компрессорную и двигательную, каждая из которых включает ротор и перегородку-поршень, расположенную в его пазу, сферическую камеру сгорания, выполненную в роторе двигательной секции, связанную с компрессорной и двигательной секциями тангенциальными каналами и органами газообмена, зубчатый механизм синхронизации вращающегося корпуса и подвижных роторов, а также свечу зажигания, отличающийся тем, что рабочие камеры компрессорной и двигательной секций выполнены в виде кольцевой сферы, контактирующие с ней поверхности перегородки-поршня и ротора выполнены в виде овала и уплотнены подковообразными компрессионными кольцами, загнутые концы которых установлены в замки самоподжимных торцевых колец, в направляющих пазах которых размещены ленточные пружины, компрессионные кольца роторов установлены с упором на упругую кольцевую пружину, установленную в кольцевом пазу самоподжимных торцевых колец, каждая перегородка-поршень установлена с опорой со стороны направляющего паза на опорные пружины, а компрессионные кольца установлены с опорой на пружины, расположенные в перегородках-поршнях, при этом свеча зажигания установлена в предкамере, выполненной в промежуточной плите.