РОТОРНО-ЛОПАСТНАЯ МАШИНА Российский патент 2004 года по МПК F02B53/02 F01C1/344 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при производстве насосов компрессоров, ДВС и других машин.

Известна роторно-лопастная машина, содержащая цилиндрический корпус и ротор с двумя подпружиненными лопастями, расположенный с возможностью касания по линии с цилиндрической поверхностью корпуса (см. SU 1733642 A1, F 01 C 1/344, 15.05.1992 г.).

Известна роторно-лопастная машина, содержащая цилиндрический корпус с приливом и диаметрально противоположными внутренними выступами, образующие две камеры, размещенные в корпусе ротор с двумя подпружиненными лопастями, впускной и выпускной клапаны в нижней части корпуса по обе стороны от выступа, в приливе корпуса выполнена камера сгорания, расположенная по обе стороны от вертикальной оси машины, в которой размещены пластинчатые клапаны, один для впуска горючей смеси, другой для выпуска сгоревших газов (см. FR 2045163 А, F 02 B 53/00, 26.02.1971 г.).

Известна роторно-лопастная машина, содержащая цилиндрический корпус с приливом, размещенный в корпусе ротор с двумя подпружиненными лопастями, контактирующий с подпружиненной деталью с скругленной гранью в приливе корпуса, а с торцевой поверхности уплотнен подпружиненным диском, наружный диаметр которого равен цилиндрической части корпуса, впускной и выпускной клапаны, а в приливе корпуса выполнена камера сгорания, расположенная по обе стороны от вертикальной оси машины, в которой размещены подпружиненные клапаны: один для впуска горючей смеси, другой для выпуска сгоревших газов (см. заявка №2001100584/06/000541 от 16.05.2002).

Однако у данной роторно-лопастной машины недостаточна равномерность вращения вала ввиду того, что за один оборот лопасти совершается один рабочий ход, а наличие подпружиненных клапанов в камере сгорания требует тарировки пружин клапанов, а пружина клапана для выпуска сгоревших газов не может обеспечить максимальный выход газов, так как давление их по мере выхода из-под клапана уменьшается, что и приведет к неполному освобождению камеры сгорания от сгоревших газов, а следовательно, и к снижению мощности двигателя.

Целью настоящего изобретения является повышение равномерности вращения вала и повышение мощности двигателя.

Указанная цель достигается тем, что цилиндрический корпус выполнен с тремя рабочими камерами, образованными тремя цилиндрическими поверхностями, сопряженными плавно друг с другом в виде трех выступов, а центры цилиндрических поверхностей лежат на вершинах равностороннего треугольника, центр которого совпадает с центром ротора, касающегося с тремя выступами своими тремя подпружиненными лопастями с углом между ними в 120 градусов, а в каждом из трех выступов смонтирована камера сгорания с впускными и выпускными клапанами, жестко смонтированными на качающемся коромысле, ось которого разделяет его на длинное и короткое плечо, на котором жестко закреплен выпускной пластинчатый клапан, а само коромысло подпружинено на оси и имеет изгиб, позволяющий открываться впускному клапану и закрываться выпускному и наоборот, а ротор торцевой поверхностью уплотнен подпружиненным диском, наружный обвод которого копирует внутреннюю поверхность корпуса.

Существенными отличиями данной заявки является то, что цилиндрический корпус с тремя рабочими камерами, образованными тремя цилиндрическими поверхностями, плавно сопряженными друг с другом в виде трех выступов, а ротор оснащен тремя подпружиненными лопастями с углом между ними в 120 градусов и своей торцевой поверхностью подпружиненным диском, наружный обвод которого копирует внутреннюю поверхность корпуса. В каждом из трех выступов смонтирована камера сгорания с впускными и выпускными клапанами, жестко смонтированные на качающемся коромысле, ось которого разделяет его на длинное и короткое плечо, на котором жестко закреплен выпускной пластинчатый клапан, а само коромысло подпружинено на оси и имеет изгиб, позволяющий открываться впускному клапану и закрываться выпускному и наоборот.

На чертеже представлен общий вид роторно-лопастной машины, сечение по I-I и узел А с сечением по II-II.

Пример конкретного выполнения.

Роторно-лопастная машина состоит из корпуса 1 с тремя рабочими камерами 2, плавно сопряженными в выступах 3. Внутри корпуса 1 размещен ротор 4 с тремя лопастями 5, подпружиненными пружинами 6. Ротор 4 смонтирован на валу 7 и опирается на шарикоподшипники 8, установленные в боковых крышках 9 корпуса 1. Ротор 4 сбоку уплотнен подпружиненным диском 10, боковая поверхность которого копирует внутреннюю полость корпуса 1. В каждом из выступов 3 симметрично его оси смонтированы всасывающий клапан 11 и выхлопной клапан 12, а также и камера сгорания 13, оснащенная выпускным пластинчатым клапаном 14 и впускным клапаном 15, жестко смонтированными на коромысле 16, подпружиненным пружиной кручения 17. Ось 18 коромысла 16 смонтирована на двух ушках 19, установленных на днище 20 камеры сгорания 13. В выступах 3 размещена подпружиненная прямоугольная деталь с скругленной гранью 21, контактирующая с боковой поверхностью ротора 4. Свеча зажигания 22 расположена в камере сгорания 13. В каждом из выступов 3 выполнены окна: одно 23 для выпуска отработанных газов, другое 24 для всасывания горючей смеси.

Работа роторно-лопастной машины.

При работе роторно-лопастной машины в режиме ДВС вращение от стартера передается валу 7 ротора 4 (механизм передачи вращения условно не показан), выхлопной клапан 12 в каждом из выступов 3 закрыт, а всасывающий клапан 11 открыт (механизм открытия и закрытия клапанов условно не показан). Лопасть 5 в каждой из рабочих камер 2 засасывает горючую смесь через окно 24 и открытый всасывающий клапан 11, а следующая за ней лопасть 5 сжимает горючую смесь, которая, преодолевая сопротивление пружины 17, открывает клапан 15 и закрывает с помощью коромысла 16 клапан 14, происходит зажигание горючей смеси от свечи 22, давление газов закрывает клапан 15 и открывает выпускной клапан 14 и, действуя на лопасть 5, поворачивает ротор 4 вместе с валом 7. В конце поворота лопасти 5 открывается выхлопной клапан 12 и сгоревшая смесь через окно 23 выходит наружу. Таким образом в каждой из трех рабочих камер 2 за один оборот ротора 4 происходит по одному рабочему ходу, что позволяет повысить равномерность вращения вала 7, а ротор 4 выполняет роль маховика.

Технико-экономическая или иная эффективность.

ДВС на основе роторно-лопастной машины полностью уравновешен, а наличие надежного управления клапанами в камере сгорания позволяет повысить экономию топлива, повысить мощность двигателя.

Простота изготовления двигателя по сравнению с кривошипно-шатунным двигателем значительно снизит затраты на его изготовление.

Изобретение позволяет осуществить двигатель, состоящий из нескольких секций.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к роторно-лопастным двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности работы машины. Сущность изобретения заключается в том, что машина, цилиндрический корпус машины выполнен с тремя рабочими камерами, образованными тремя цилиндрическими поверхностями, плавно сопряженными друг с другом в виде трех выступов. Центры цилиндрических поверхностей лежат на вершинах равностороннего треугольника, центр которого совпадает с центром ротора, касающегося с тремя выступами своими тремя подпружиненными лопастями с углом между ними 120 градусов. В каждом из трех выступов смонтирована камера сгорания с впускным и выпускным пластинчатыми клапанами, жестко смонтированными на качающемся коромысле. На коротком плече коромысла жестко закреплен выпускной пластинчатый клапан. Коромысло подпружинено на оси и имеет изгиб, позволяющий открываться впускному клапану и закрываться выпускному и наоборот, а ротор своей торцевой поверхностью уплотнен подпружиненным диском, наружный обвод которого копирует внутреннюю поверхность корпуса. 1 ил.

Роторно-лопастная машина, содержащая цилиндрический корпус с приливом и диаметрально противоположными выступами, образующие две камеры, впускное и выпускное окна, расположенные в нижней части корпуса по обе стороны нижнего выступа, и ротор с двумя подпружиненными лопастями с возможностью касания обоих выступов, в приливе корпуса размещена камера сгорания, в которой размещены подпружиненные клапаны, один для впуска горючей смеси, другой для выпуска сгоревших газов, ротор по боковой поверхности уплотнен подпружиненной деталью со скругленной гранью, расположенной в приливе корпуса, а с торцевой поверхностью ротор уплотнен подпружиненным диском, диаметр которого равен цилиндрической части корпуса, отличающаяся тем, что цилиндрический корпус выполнен с тремя рабочими камерами, образованными тремя цилиндрическими поверхностями, плавно сопряженными друг с другом в виде трех выступов, а центры цилиндрических поверхностей лежат на вершинах равностороннего треугольника, центр которого совпадает с центром ротора, касающегося с тремя выступами своими тремя подпружиненными лопастями с углом между ними 120°, а в каждом из трех выступов смонтирована камера сгорания с впускным и выпускным пластинчатыми клапанами, жестко смонтированными на качающемся коромысле, ось которого разделяет его на длинное и короткое плечи, на котором жестко закреплен выпускной пластинчатый клапан, а само коромысло подпружинено на оси и имеет изгиб, позволяющий открываться впускному клапану и закрываться выпускному и наоборот, а ротор своей торцевой поверхностью уплотнен подпружиненным диском, наружный обвод которого копирует внутреннюю поверхность корпуса.