РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2000 года по МПК F01C5/02 F02B53/00 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания, и может быть использовано в автомобилестроении.

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания с вращающимся ротором-поршнем по меньшей мере с одной секцией, содержащий впускной воздушный и выпускной коллекторы, топливопроводы, свечи зажигания (см. патент СССР N 639473).

Однако конструкция указанного двигателя сложна в изготовлении, требует высокой точности обработки деталей, для него характерен малый ресурс и трудность отвода тепла. Кроме того, в известном двигателе внутреннего сгорания ограничена возможность изменения степени сжатия рабочей смеси.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка новой конструкции роторно-ленточного двигателя внутреннего сгорания, простой и не требующей высокой точности обработки деталей, с повышенным ресурсом и возможностью изменения степени сжатия рабочей смеси в процессе работы двигателя.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в упрощении конструкции двигателя, уменьшении его размеров, увеличении оборотов и повышении эффективности.

Поставленная задача решается тем, что роторный двигатель внутреннего сгорания по меньшей мере с одной секцией, содержащий впускной воздушный и выпускной коллекторы, топливопроводы, свечи зажигания, снабжен блоком коллекторов, процессором управления работой двигателя, двумя рабочими листами, расположенной вокруг блока коллекторов вплотную к листам упругой металлической бесконечной лентой, заключенной в цепь и имеющей компрессионные и маслосъемные ленты-кольца, клинотормозными механизмами, передающими через звездочки на силовые валы крутящий момент от поступательного движения цепи, причем впускной воздушный и выпускной коллекторы выполнены с электроклапанным механизмом и содержатся в блоке коллекторов, топливопроводы выполнены с электрофорсунками.

Блок коллекторов может быть выполнен раздвижным и снабжен червячно-винтовым механизмом раздвижки.

Упругая лента может охлаждаться в блоке коллекторов охлаждающей жидкостью через теплообменники.

На фиг. 1 изображен двигатель, продольный разрез;
фиг. 2 - разрез А-А на фиг 1;
фиг. 3 - поперечный разрез цепи и ленты;
фиг. 4 - продольный и поперечный разрез клинотормозного механизма.

Предложенный роторный двигатель внутреннего сгорания по меньшей мере с одной секцией (фиг. 1), содержит рабочие листы 6 и 7 с ребрами жесткости-охлаждения 25, расположенные гладкими сторонами внутрь и удерживаемые от соприкосновения втулками 4 по периметру рабочих листов и скрепленные болтами 2. Листы вставлены в корпус 3 с крышкой 5 таким образом, чтобы между ребрами охлаждения-жесткости 25 имелось пространство 24 для пропуска охлаждающей жидкости. К корпусу 3 на болтах 2 крепятся кронштейны 1 для крепления к двигателю сцепления. Между рабочими листами 6 и 7 зажаты две половинки 14 и 14а блока коллекторов - далее на фиг. 2-11 и 11а, которые содержат в себе камеры сгорания 13 и 13а, свечи зажигания 16 и 16а, впускные 17 и 17а и выпускные 12 и 12а электроклапаны соответствующих коллекторов и сами коллекторы с гофрированными вставками 14 для изменения длины при раздвижке половинок блока коллекторов, электрофорсунки 1 и 1а, червячные механизмы 6 раздвижки половинок блока коллекторов 11 и 11а с винтовыми штангами 3 для изменения степени сжатия рабочей смеси, компрессионные пластины 23 и прокладки 15, маслосъемники 20. Вокруг блока коллекторов 11 и 11а расположена упругая металлическая бесконечная лента 19, заключенная в цепь 18, прижимаемая к компрессионным пластинам 23 - успокоителям цепи 5. Цепь 7, 8 (фиг.3) и лента 6 прижимаются к поверхностям рабочих листов 1 посредством подпружиненных 9 компрессионных 3 и 4 и маслосъемных 2 лент-колец. Компрессионные лента-кольца 3 и 4 раздвинуты распорной лентой 5. Между рабочими листами (фиг.2) расположены датчики наполнения 2 и 2а областей газообмена 27 и 27а и процессоры управления работой двигателя 4 и 4а. Между успокоителями цепей 5, которые использованы для прижатия ленты 19 к компрессионным пластинам 23, в зацеплении с цепью 18 расположены механизмы передачи крутящего момента (клинотормозной механизм - фиг.4) на силовые валы 7 и 7а (фиг.2).

Клинотормозной механизм (фиг. 4) состоит из двух корпусов 5, расположенных с обеих сторон звездочки 2, и скрепленный с ней заклепками. Корпусы тормозного механизма 5 расположены в тормозных барабанах 8, вставленных в отверстия рабочих листов 9 на шлицах. В корпусе тормозного механизма 5 по радиальным поверхностям скользит внешний ряд тормозных клиновых колодок 1 и внутренний ряд тормозных колодок 6, в зависимости от направления вращения звездочки 2 прижимающиеся либо к силовому валу 3, вращая его, либо к тормозным барабанам 8, блокируя возвратное вращение звездочки 2, но не препятствуя вращению вала 3.

Таким образом, клинотормозной механизм не позволяет валам принимать крутящий момент, направленный против основного движения или замедления вращения звездочек, и блокирует обратное вращение звездочек.

Роторный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

Запуск двигателя производится подачей сжатого воздуха, который направляется в одну из областей газообмена процессором, управляющим работой электорклапанов, электрофорсунок, свечами зажигания и механизмом изменения степени сжатия (раздвижки).

В процессе работы двигателя по двухтактному рабочему циклу в области газообмена 27 (фиг.2) происходит расширение воспламененного топлива. Расширяющиеся газы вытягивают ленту 19 с цепью 18 через верхнюю звездочку 9, передавая крутящий момент на силовой вал 7; нижняя звездочка 9а в этот момент заблокирована клинотормозным механизмом 8а. В это время в области газообмена 27а лента 19 сжала рабочую смесь до размеров камеры сгорания 13а и процессор воспламеняет рабочую смесь посредством свечи зажигания 16а. После воспламенения рабочей смеси в камере сгорания 13а процессор открывает электроклапаны 12 и выпускает отработанные газы через выпускной коллектор 22 из области газообмена 27 и с небольшим запаздыванием открывает впускной электроклапан 17. Под давлением процессор подает воздух в область газообмена 27, одновременно обдувая и остужая электроды свечи зажигания 16. После продувки области газообмена 27 закрываются все электроклапаны 12 и 17, и по мере уменьшения области газообмена 27 процессор впрыскивает в эту область топливо через форсунку 1. Процесс сжатия в области газообмена 27 продолжается, т.к. лента 19 под действием расширяющихся газов в области газообмена 27а вытягивается в эту область 27а, тем самым сжимая до размеров камеры сгорания 13 рабочую смесь в области газообмена 27. При вытягивании ленты 19 в область 27а цепь 18 вращает звездочку 9а, передавая крутящий момент на силовой вал 7а через клинотормозной механизм 8а, а верхняя звездочка 9 заблокирована клинотормозным механизмом 8, т.к. он позволяет ленте 19 совершить возвратное движение.

При сжатии рабочей смеси в области газообмена 27 до размеров камеры сгорания 13 происходит воспламенение смеси и расширяющиеся газы начинают вытягивать ленту 19 через верхнюю звездочку 9, а нижняя звездочка 9а будет заблокирована. В области газообмена 27а в это время начнут происходить циклы выпуска отработанных газов, продувка, сжатие и впрыск топлива по мере увеличения области газообмена 27. Далее процесс повторяется, когда в одной из областей газообмена происходит процесс расширения воспламененных газов, т.е. такт рабочего хода, то в другой области газообмена происходят такты выпуска отработанных газов, продувка, впрыск топлива и, в конечном счете, воспламенение, т. е. начало рабочего хода, а в другой области газообмена начинают повторяться процессы, только происшедшие в первой области газообмена; при этом лента может вращаться только в одну сторону, т.к. клинотормозные механизмы блокируют вращение звездочек в обратную сторону, не препятствуя вращению силовых валов. Маховик 19 (фиг. 1), находящийся в зацеплении с шестернями 22, насаженными на силовые валы 7 и 7а (фиг.2), придает им однонаправленное одинаковое вращение и после нескольких рабочих циклов лента 19 с цепью 18 приобретает устойчивое поступательное движение. В дальнейшем силы инерции не позволят ленте останавливаться и блокировать звездочки 9 и 9а от обратного вращения, и хотя двухтактный рабочий цикл будет продолжаться, лента 19 с цепью 18 будет вращаться безостановочно вокруг половинок 11 и 11а блока коллекторов, подкручивая в тактах рабочего хода силовые валы 7 и 7а.

Предложенное выполнение двигателя внутреннего сгорания роторно-ленточным позволяет выбрать оптимальный режим работы двигателя, изменяя степень сжатия рабочей смеси, улучшить полноту сгорания топлива и повысить экономичность.

Охлаждение роторной ленты производится охлаждающей жидкостью в моменты после тактов рабочего хода в блоке коллекторов через теплообменники 31, 31а (фиг. 2). Смазка рабочих листов для лучшего скольжения роторной ленты достигается разбрызгиванием масла на рабочие листы через масленки 28, смазка внутренней поверхности ленты осуществляется масленками 30, 30а, сбор излишков масла происходит через маслоприемники 29.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания, и может быть использовано в автомобилестроении. Технический результат заключается в упрощении конструкции двигателя, уменьшении его размеров, увеличении оборотов и повышении эффективности. Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит два рабочих листа 24, размещенный между ними блок коллекторов 11, имеющий впускной 21 и выпускной 22 коллекторы с электроклапанным механизмом 12 и 17, упругую металлическую ленту 19, заключенную в цепь 18 и снабженную компрессионными 23 и маслосъемными 20 лентами-кольцами, которая расположена вокруг блока коллектора 11 в притирку к листам 24, топливопроводы 10 с электрофорсунками 1, свечи зажигания 16, процессор управления 4 и клинотормозные механизмы 8, передающие через звездочки 9 на силовые валы 7 крутящий момент от поступательного движения цепи, причем блок коллекторов 11 выполнен раздвижным и снабжен червячно-винтовым механизмом 6 раздвижки его половинок 11 и 11а. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Роторный двигатель внутреннего сгорания по меньшей мере с одной секцией, содержащий впускной воздушный и выпускной коллекторы, топливопроводы, свечи зажигания, отличающийся тем, что снабжен блоком коллекторов, процессором управления работой двигателя, двумя рабочими листами, расположенной вокруг блока коллекторов вплотную к листам упругой металлической бесконечной лентой, заключенной в цепь и имеющей компрессионные и маслосъемные ленты-кольца, клинотормозными механизмами, передающими через звездочки на силовые валы крутящий момент от поступательного движения цепи, причем впускной воздушный и выпускной коллекторы выполнены с электроклапанным механизмом и содержатся в блоке коллекторов, топливопроводы выполнены с электрофорсунками. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что блок коллекторов выполнен раздвижным и снабжен червячно-винтовым механизмом раздвижки. 3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что упругая лента охлаждается в блоке коллекторов охлаждающей жидкостью через теплообменники.