РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1999 года по МПК F02B53/00 F01B13/06 

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к двигателям внутреннего сгорания роторно-поршневого типа.

Известен двигатель внутреннего сгорания, включающий корпус, ротор-поршень, лопасти, эксцентриковый вал, впускные и выпускные окна (заявка ПНР, кл. F 02 B 53/00, N 102 242, 19.06.75). Недостатком данного двигателя являются сложность кинематики привода лопастей и действие на механизмы привода значительных сил инерции от вращающихся масс, овальная форма внутренней рабочей поверхности корпуса усложняет герметизацию рабочих камер.

Наиболее близким по всей технической сущности является роторно-поршневый двигатель внутреннего сгорания, включающий корпус с крышками, в котором установлен цилиндрический ротор, закрепленный на эксцентриковом валу, лопасти, планетарный механизм, впускные и выпускные окна (заявка США N 3 953 159, М. кл. F 02 B 53/00, 27.04.76).

Данный двигатель имеет ряд недостатков: наличие в окнах клапанного механизма газораспределения и сложного планетарного механизма привода ротора-поршня.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение конструкции, уменьшение размеров и снижение металлоемкости двигателя.

Поставленная задача достигается тем, что в роторно-поршневом двигателе внутреннего сгорания, включающем корпус с крышками, в котором установлен цилиндрический ротор-поршень, закрепленный на эксцентриковых валах, лопасти, планетарный механизм, впускные и выпускные окна, внутренняя поверхность корпуса выполнена цилиндрической, ротор-поршень установлен не менее чем на двух эксцентриковых валах, равноудаленных от центра корпуса, при этом в центре корпуса установлен ведущий вал, на котором с внешних сторон ротора-поршня жестко крепятся водила с опорами эксцентриковых валов, на концах эксцентриковых валов установлены сателлиты, а к крышкам корпуса прикреплены неподвижные солнечные шестерни. Количество лопастей ротора-поршня нечетное, не менее трех.

Указанные новые признаки в совокупности с известными позволяют существенно упростить конструкцию двигателя, уменьшить его габариты и металлоемкость, снизить механические потери.

На фиг. 1 изображен общий вид двигателя; на фиг. 2 - разрез А-В.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1, имеющий цилиндрическую внутреннюю поверхность с выпускными 2 и впускными 3 окнами, внутри его расположен цилиндрический ротор-поршень 4, опирающийся на шейки 5 эксцентриковых валов 6, планетарный механизм, включающий два водила 7, жестко связанные с ведущим валом 8 и имеющие опоры 9 эксцентриковых валов 6. На эксцентриковых валах 6 закреплены шестерни-сателлиты 10, входящие в зацепление с солнечными шестернями 11. На роторе - поршне 4 в радиальных пазах 12 установлены лопасти 13. Лопасти 13 имеют выступы 14, которые входят в кольцевые проточки 15 боковых крышек 16 двигателя. В торцевых, боковых пазах лопастей 13 и в кольцевых проточках 15 ротора-поршня 4 установлены уплотнительные элементы 17.

Число лопастей 13 должно быть нечетным, не менее трех. Количество впускных 3 и выпускных 2 окон и их расположение определяется числом лопастей:

где Z - количество впускных и выпускных окон системы газораспределения;
n - число (нечетное) лопастей.

На фиг. 1 и 2 представлены схемы пятилопастного двигателя с двумя впускными и двумя выпускными окнами.

Двигатель работает следующим образом.

При вращении ведущего вала 8 под действием водила 7 эксцентриковые валы 6 совершают круговое движение относительно оси ведущего вала 8, при этом сателлиты 10, перекатываясь по неподвижной солнечной шестерне 11, вращают эксцентриковые валы 6 относительно их осей. У пятилопастного двигателя за один оборот ведущего вала 8 эксцентриковые валы 6 делают пять оборотов.

Ротор-поршень 4 совершает сложное движение, которое условно можно разделить на плоско-параллельное относительно осей эксцентриковых валов 6 и вращательное относительно оси ведущего вала 8.

Рабочие полости двигателя (количество их равно количеству лопастей) образуются цилиндрическими поверхностями корпуса 1 и ротора-поршня 4, внутренними поверхностями боковых крышек 16 и боковыми поверхностями соседних лопастей 13.

Каждая наружная поверхность ротора-поршня 4, заключенная между соседними лопастями 13, периодически то приближается к внутренней цилиндрической поверхности корпуса 1, то удаляется от нее. При этом торцевая часть лопастей 13 перемещается относительно цилиндрической внутренней поверхности корпуса 1, периодически открывая и закрывая впускные 3 и выпускные 2 окна, что позволяет за один оборот ведущего вала 8 реализовать в каждой из пяти рабочих камер по два четырехтактных цикла двигателя внутреннего сгорания со сдвигом на 72^o по углу поворота ведущего вала двигателя.

Изобретение может быть использовано в машиностроении, в частности в двигателях внутреннего сгорания роторно-поршневого типа. Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания включает корпус 1 с крышками 16, в котором установлен цилиндрический ротор-поршень 4, закрепленный на эксцентриковых валах 6, лопасти 13, планетарный механизм, впускные и выпускные окна. Ротор-поршень 4 установлен не менее чем на двух эксцентриковых валах 6, равноудаленных от центра корпуса 1. В центре корпуса 1 установлен ведущий вал 8, на котором с внешних сторон ротора-поршня 4 жестко крепятся водила 7 с опорами эксцентриковых валов. На концах эксцентриковых валов 6 установлены сателлиты 10. К крышкам 16 корпуса 1 прикреплены неподвижные солнечные шестерни 11. Количество лопастей ротора-поршня нечетное, не менее трех. Упрощается конструкция, уменьшаются размеры и снижается металлоемкость двигателя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, включающий корпус с крышками, в котором установлен цилиндрический ротор-поршень, закрепленный на эксцентриковом валу, лопасти, планетарный механизм, впускные и выпускные окна, отличающийся тем, что внутренняя поверхность корпуса выполнена цилиндрической, ротор-поршень установлен не менее чем на двух эксцентриковых валах, равноудаленных от центра корпуса, при этом в центре корпуса установлен ведущий вал, на котором с внешних сторон ротора-поршня жестко крепятся водила с опорами эксцентриковых валов, на концах эксцентриковых валов установлены сателлиты, а к крышкам корпуса прикреплены неподвижные солнечные шестерни. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что количество лопастей ротора-поршня нечетное, не менее трех.