РОТОРНО-ПЛАСТИНЧАТЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1999 года по МПК F01C1/344 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при конструировании двигателей роторного типа.

Известна конструкция асимметричного двигателя (патент N 2005197, F 01 C 1/344, 20.03.89). Двигатель содержит статор, в расточке которого эксцентрично установлен ротор с лопатками, статор выполнен с профилированным участком со стороны выпускного отверстия, который описан по кривой, образованной концом радиуса-вектора, равного по модулю радиусу исходного цилиндра с центром, смещаемым от оси расточки статора в сторону выпускного отверстия на расстояние, равное сумме эксцентриситета и величины, обратной уменьшению зазора между ротором и исходной цилиндрической поверхностью статора, перпендикулярно к линии, соединяющей оси ротора и расточки статора.

Известна роторно-пластинчатая машина (патент SU N 1838633, F 01 C 1/344, 08.08.91). Она содержит полый цилиндрический ротор с приводом и продольными радиальными пазами с противолежащими дугообразными вогнутыми поверхностями, эксцентрично размещенный в расточке корпуса. Во вкладышах установлены разделительные пластины с проушинами, охватывающими ось, совпадающую с осью расточки корпуса. Вкладыши размещены с возможностью поворота в радиальных пазах ротора и имеют каждый два дугообразных и два плоских контактных участка, расположенных на наружной поверхности каждого вкладыша со стороны паза ротора и со стороны пластины соответственно, с ними взаимодействующих. В одном из двух на каждую пластину вкладышей выполнен сквозной канал, соединяющий между собой полости дугообразными и плоскими контактными участками. Эти полости сообщены с полостью разрежения.

Наиболее близким аналогом является пневматический ротационный двигатель (патент RU N 2018695, F 01 C 1/344, 05.03.91). Двигатель содержит ротор с радиальными пазами, который эксцентрично установлен в статоре с внутренней цилиндрической поверхностью и торцевыми крышками. Разделительные лопасти со скосами на торцевых поверхностях со стороны ротора размещены в пазах с образованием в статоре рабочих камер. На торцевых поверхностях крышек со стороны ротора выполнены конические выступы, продольные оси которых совпадают с продольной осью статора.

Недостатками описанного двигателя является невысокая надежность и сложность конструкции.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении надежности и упрощении конструкции двигателя.

Поставленная задача решена следующим образом. Роторно-пластинчатый двигатель содержит статор, расположенный в нем ротор с радиальными пазами, в которых установлены пластины, контактирующие своими концами с внутренней поверхностью статора. Радиальные пазы выполнены сквозными, проходящими через центр вращения ротора, в пазах установлено n пластин, где n = 1, 2, 3 ..., пластины выполнены П-образной формы, своими П-образными пазами входят одна в другую с возможностью перемещения друг относительно друга, внутренняя поверхность статора в сечении, перпендикулярном оси вращения ротора, выполнена эллипсоподобной, обеспечивающей образование между ней, поверхностью ротора и пластинами камер неодинакового объема, при этом длины пластин, проходящих через ось вращения ротора, равны между собой.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен поперечный разрез двигателя, на фиг. 2 - форма пластин, на фиг. 3 - схема работы двигателя.

Двигатель содержит неподвижный статор 1 в виде цилиндра, внутренняя поверхность которого в сечении, перпендикулярном оси вращения ротора, выполнена эллипсоподобной. В статоре установлен ротор 2 с центром вращения в точке O. Ротор снабжен пластинами 3, установленными в радиальных пазах 4 с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Концы пластин контактируют с внутренней поверхностью статора, имеют П-образную форму и входят своими пазами одна в другую. Внутренняя поверхность статора выполнена так, что пластины, проходящие через ось вращения ротора, равны между собой (AB=A'B'). В статоре расположено устройство впрыска 5, выпускное устройство 6, впускное устройство 7.

Внутренняя поверхность статора, поверхность ротора и пластины образуют камеры неодинакового объема, в которые подается рабочая смесь. Давление рабочей смеси на пластины в процессе наполнения камеры и при расширении заставляет ротор вращаться. При вращении ротора 2 объем рабочей смеси в камере, заключенной между пластинами, поверхностью ротора и внутренней поверхностью цилиндра (камеры I, II, III, IV - на фиг. 3), изменяется от минимального в зоне B до максимального в зоне H.

Двигатель работает следующим образом (фиг. 3).

В камере 1 устройство выпуска 6 переходит из открытого положения в закрытое. Вращение ротора 2 (по стрелке) приводит к увеличению объема рабочей смеси, заключенного между пластинами (положение камер II, III) и, соответственно, увеличивается разряжение. В положении III кратковременно открывается впускное устройство 7 и происходит всасывание рабочей смеси в камеру. За счет вращения ротора происходит дальнейшее уменьшение объема между пластинами и сжатие рабочей смеси до максимума (камера I), выпускное устройство 6 при этом находится в закрытом положении. При дальнейшем вращении ротора до его выхода из зоны В происходит воспламенение рабочей смеси (впрыск топлива). Воспламененная смесь будет оказывать давление на обе пластины, стремясь их раздвинуть, но площадь правой пластины будет увеличиваться быстрее, чем левой и, следовательно, произойдет перемещение пластин и вращение ротора к зоне Н. В этот момент произойдет открытие впускного устройства 7 и часть газов выйдет из объема (камера III), а в камере II происходит расширение воспламененной рабочей смеси и процесс повторяется аналогично выше описанному. При дальнейшем повороте ротора происходит сжатие оставшейся смеси отработанных газов (от камеры IV до камеры I) и выталкивание ее через выпускное устройство 6, которое в этот момент находится в открытом состоянии. После прохождения пластинами зоны В устройство 6 закрывается и цикл повторяется вновь.

Данный двигатель может быть изготовлен с применением известных технологий и материалов.

Роторно-пластинчатый двигатель может быть использован в области машиностроения. Двигатель содержит статор, расположенный в нем ротор с радиальными пазами, в которых установлены пластины, контактирующие своими концами с внутренней поверхностью статора. Радиальные пазы выполнены сквозными, проходящими через центр вращения ротора, в пазах установлено n пластин, где n = 1,2,3. . . . Пластины выполнены П-образной формы, своими П-образными пазами входят одна в другую с возможностью перемещения друг относительно друга. Внутреняя поверхность статора в сечении, перпендикулярном оси вращения ротора, выполнена эллипсоподобной, обеспечивающей образование между ней, поверхностью ротора и пластинами камер неодинакового объема. При этом длины пластин, проходящих через ось вращения ротора, равны между собой. Повышается надежность, упрощается конструкция двигателя. 3 ил.

Роторно-пластинчатый двигатель, содержащий статор, расположенный в нем ротор с радиальными пазами, в которых установлены пластины, контактирующие своими концами с внутренней поверхностью статора, отличающийся тем, что радиальные пазы выполнены сквозными, проходящими через центр вращения ротора, в пазах установлено n пластин, где n = 1, 2, 3,..., пластины выполнены П-образной формы, своими П-образными пазами входят одна в другую с возможностью перемещения друг относительно друга, внутренняя поверхность статора в сечении, перпендикулярном оси вращения ротора, выполнена эллипсоподобной, обеспечивающей образование между ней, поверхностью ротора и пластинами камер неодинакового объема, при этом длины пластин, проходящих через ось вращения ротора, равны между собой.