РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТЮРИНА Российский патент 2002 года по МПК F02B53/00 

Роторный двигатель Тюрина относится к роторным двигателям внутреннего сгорания и может найти применение в автомобильной и авиационной отраслях промышленности.

Известны роторные двигатели внутреннего сгорания, содержащие ротор, размещенный в статоре, шиберные пластины, установленные на роторе с возможностью перемещения относительно него и взаимодействуя с фигурной цилиндрической поверхностью статора. В статоре в местах сжатия топливовоздушной смеси установлены свечи зажигания [1, 2].

Недостатком этих конструкций является их невысокая мощность, связанная с трудностями уплотнения рабочих камер, и невысокая надежность, вызванная повышенным износом трущихся деталей при возникновении центробежных сил, действующих на шиберные пластины.

Известен также роторный двигатель внутреннего сгорания, принятый за прототип, состоящий из статора в виде двух блоков с подпружиненными шиберами. Внутри блоков на подшипниках установлен вал с ротором, расположенным между блоками, ротор на торцевых поверхностях, обращенных к блокам, имеет выступы и впадины, образующие рабочие камеры, в которых установлены патрубки для подачи горючей смеси, отвода отработавших газов и свечи зажигания [3].

Недостатком данной конструкции является невысокая надежность, вызванная сложностью охлаждения ротора и подшипников, а также большим количеством трущихся деталей.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка роторного двигателя внутреннего сгорания, обладающего повышенными мощностью и надежностью за счет уменьшения трущихся деталей, улучшения системы охлаждения и уплотнения рабочих камер.

Указанный технический результат достигается тем, что роторный двигатель содержит статор, в подшипниках которого установлен на валу ротор в виде двух блоков, размещенных по обе стороны от статора. Статор снабжен свечами зажигания и вставками, в пазах которых размещены шиберы с возможностью перемещения и ролики, между вставками установлены уплотнители. Торцы блоков, обращенные в сторону статора, имеют расположенные по окружности выступы и впадины, образующие рабочие камеры. Для подачи горючей смеси в обоих блоках выполнены впускные окна и центробежные нагнетатели, связанные с пустотелым валом. Для отвода отработавших газов в блоках выполнены выпускные окна, связанные кольцевыми проточками на торцах статора с радиальным каналом в статоре. Свечи зажигания могут быть установлены в блоках. Блоки снабжены неподвижными кожухами с каналами для охлаждающей жидкости. Между блоками и кожухами имеется жидкость. Между статором и ротором установлены кольцевые уплотнения, движение шиберов в обе стороны обеспечивают поверхности рабочих камер.

На фиг.1 изображен главный вид роторного двигателя Тюрина;
на фиг.2 - сечение А-А по фиг.1;
на фиг.3 - развертка по окружности роторного двигателя Тюрина.

Роторный двигатель Тюрина (фиг.1 - 3) содержит статор 1, имеющий форму диска с каналами для охлаждения 2, со вставками 3, в пазах которых размещены шиберы 4 с возможностью перемещения, в центральной части ротора установлены подшипники 5, в которых укреплен пустотелый вал с ротором, выполненным в виде двух блоков 7, 8, размещенных по обе стороны от статора. Торцевые поверхности блоков, обращенные к статору, имеют расположенные по окружности выступы 9 и впадины 10, образующие рабочие камеры, количество которых кратно четырем, причем в каждой первой из четырех, приходящейся на впадину, выполнены впускные окна 11, в каждой третьей - свечи зажигания 12, в каждой четвертой - выпускные окна 13. Свечи зажигания могут быть установлены не в статоре, а в блоках. Для подачи горючей смеси в камере всасывания в обоих блоках выполнены впускные окна и центробежные нагнетатели 15, связанные с пустотелым валом. Для отвода отработавших газов оба блока снабжены выпускными окнами, связанными с радиальным каналом 16, выполненным в статоре, кольцевыми проточками 17, выполненными на торцах статора или блоков. Блоки закрыты кожухами 18 с каналами для охлаждающей жидкости, между блоками и кожухами имеется жидкость. Торцы статора и блоков имеют кольцевые уплотнения 19. Легкость хода шиберов обеспечивают ролики 20, размещенные во вставках, между вставками установлены уплотнители шиберов 21. На торцевой поверхности статора выполнены кольцевые выборки 22.

Роторный двигатель Тюрина работает аналогично четырехтактному двигателю внутреннего сгорания. При запуске двигателя в камере, образованной торцевыми поверхностями блока 9 (или 10) и статора 1 и двумя соседними шиберами 4, происходит процесс всасывания при прохождении через камеру участка блока со впадиной 10 и впускным окном 11, т.к. объем камеры увеличивается и в разряженное пространство устремляется горючая смесь через пустотелый вал 6, центробежный нагнетатель 15 и впускное окно 11. Затем через камеру проходит выступ 9 блока, объем камеры уменьшается, происходит сжатие. После участка выступа, где смесь сжата между соседними шиберами, следует участок впадины 10, когда один из шиберов опускается во впадину, а другой еще находится на выступе, происходит воспламенение горючей смеси свечой зажигания 14 (или 12). Воспламенившаяся смесь создает крутящий момент. Пройдя участок впадины, шибер поднимается по наклонной стене, на которой находится выпускное окно 13, связанное с радиальным каналом 16 в статоре кольцевой проточкой 17, через эту систему отработавшие газы выбрасываются наружу.

Каждая из камер данного двигателя проходит все вышеуказанные процессы.

Применение роторного двигателя Тюрина позволит увеличить удельную мощность и повысить надежность по сравнению с роторным двигателем внутреннего сгорания, принятого в данном изобретении за прототип, за счет применения более эффективного уплотнения и уменьшения механических потерь на трение шиберов.

Источники информации
1. Патент Германии 347163, кл. 46а⁵, опубл. 1920 г.

2. Заявка Франции 2338384, кл. F 02 B 53/02, опубл. 1977 г.

3. Патент Российской Федерации 2063527, кл. 6 F 02 В 53/00, опубл. 1996 г.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания. Изобретение позволяет повысить мощность и надежность. Роторный двигатель содержит статор со вставками, в пазах которых размещены шиберы с возможностью перемещения. В центральной части статора установлены подшипники, в которых крепится пустотелый вал с ротором, у которого торцы, обращенные в сторону статора, имеют расположенные по окружности впадины и выступы, образующие рабочие камеры, количество которых кратно четырем. В каждой первой из четырех камер, приходящейся на впадину, выполнены впускные окна, в каждой третьей камере - свечи зажигания, в каждой четвертой - выпускные окна. Ротор выполнен в виде двух блоков и расположен по обе стороны от статора. Впускные окна и центробежные нагнетатели связаны с пустотелым валом. Выпускные окна связаны с радиальным каналом, выполненным в статоре. Впускные и выпускные окна выполнены в обоих блоках. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Роторный двигатель, содержащий статор со вставками, в пазах которых размещены шиберы с возможностью перемещения, в центральной части статора установлены подшипники, в которых крепится пустотелый вал с ротором, у которого торцы, обращенные в сторону статора, имеют расположенные по окружности впадины и выступы, образующие рабочие камеры, количество которых кратно четырем, причем в каждой первой из четырех, приходящейся на впадину, выполнены впускные окна, в каждой третьей - свечи зажигания, в каждой четвертой - выпускные окна, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде двух блоков и расположен по обе стороны от статора, впускные окна и центробежные нагнетатели связаны с пустотелым валом, выпускные окна связаны с радиальным каналом, выполненным в статоре, причем впускные и выпускные окна выполнены в обоих блоках. 2. Роторный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что свечи зажигания установлены на статоре. 3. Роторный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что оба блока снабжены кольцевыми проточками на торцах статора или блока. 4. Роторный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что блоки закрыты кожухами с каналами для охлаждающей жидкости, между блоками и кожухами имеется жидкость. 5. Роторный двигатель по п. 1, отличающийся тем, что торцы статора и блоков имеют кольцевые уплотнения.