ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ОСИНИНА Российский патент 2005 года по МПК F02B53/00 F01C1/344 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к роторным машинам объемного расширения, и может быть использовано в различных энергетических установках для преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения вала.

Известен роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания конструкции Ф.Ванкеля. Этот двигатель включает корпус с профилированной рабочей камерой, выполненной по эпитрохоиде, с форсункой для подачи топлива в камеру сгорания, а также установленный в рабочей камере вращающийся ротор, сопряженный с внутренней огибающей профиля рабочей камеры и выполненный трехгранной конструкции. Установленный на валу ротор жестко соединен с зубчатым колесом, которое входит в зацепление с неподвижной шестерней. Ротор с зубчатым колесом обкатывается вокруг шестерни. Его грани скользят по эпитрохоидальной поверхности рабочей камеры и отсекают переменные объемы камер в рабочей камере. Применена система водяного охлаждения. Такая конструкция позволяет осуществить цикл без применения специального механизма газораспределения.

Однако в известной конструкции расположение рабочих камер по периферии ротора, т.е. на значительном расстоянии от оси его вращения, приводит к большому расходу топлива для осуществления рабочего цикла, который осуществляется недостаточно быстро, что требует системы водяного охлаждения, усложняя конструкцию. Кроме этого, при трехгранной конструкции ротора недостаточен объем захватываемого им воздуха, что требует создания дополнительного давления с помощью компрессора для осуществления максимально полного сгорания топлива в достаточно большом объеме камеры, что также усложняет конструкцию двигателя.

Наличие шестеренчатых механизмов передач для привода, эксцентрично расположенного относительно оси привода трехгранного ротора, вызывает вибрации конструкции, и, следовательно, необходима постановка усложняющего конструкцию противовеса для нормализации работы двигателя. Также усложняет конструкцию необходимость постановки клапанов при нагнетании, выхлопе и подаче сжатого воздуха в камеру сгорания. В известном двигателе не выполняется непрерывный рабочий цикл, так как рабочий ход осуществляется не за целый оборот ротора, что приводит к увеличению непродуктивного расхода топлива. Конструкция известного двигателя в достаточно большой степени металлоемка.

Известен роторный ДВС (патентное свидетельство №544245 США, кл. F 02 В 53/00, опуб. 1970 г.) представляет собой корпус с полостью цилиндрической формы, в которой расположен ротор, имеющий разделительные пластины, посредством которых за счет смещения оси вращения ротора относительно геометрического центра цилиндрической полости корпуса (при вращении ротора) образуются рабочие объемы, необходимые для образования и протекания термодинамических циклов роторного ДВС.

В данном роторном ДВС при вращении ротора за счет перемещения разделительных пластин вдоль радиуса ротора на переменные расстояния от центра ротора происходит смещение центра масс вращения ротора с разделительными пластинами, что ведет при увеличении оборотов роторного ДВС к повышенным нагрузкам на подшипниковые узлы вращения ротора, а это не дает развивать большие обороты, а следовательно, повышать удельную мощность роторного ДВС.

Задачей настоящего изобретения является снижение расхода топлива, упрощение конструкции двигателя, снижение его металлоемкости, повышение количества тепла, способность быть утилизированным на выхлопе.

Технический результат достигается тем, что в данном изобретении пластины имеют небольшую площадь трения. Двигатель более простой конструкции с меньшим количеством деталей, рабочие пластины имеют постоянную площадь при давлении газа.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен ДВС в изометрическом виде спереди, на фиг.2 - сзади, на фиг.3 двигатель изображен в разрезе, на фиг.4 - разнесенный вид, на фиг.5 - ротор, на фиг.6 и 7 - боковые крышки корпуса, на которых установлены или изготовлены заодно полукольца с угловыми срезами, на фиг.8 изображен механизм, в котором происходит смешивание и сгорание топливовоздушной смеси, на фиг.8.1 - сборка механизма, показанного на фиг.8, на фиг.9 - работа механизма.

ДВС состоит (фиг.4) из корпуса 1, ротора 2, механизма 8, пластин 4, трубопровода 5, крышек корпуса 6-7 передней крышки двигателя 9, задней крышки двигателя 15, свечи зажигания 10. Ротор 2 (см. фиг.5) двигателя выполнен в виде цилиндра 26 и обода 27, соединенных перегородкой 28 перпендикулярно оси вращения, делящей ротор на переднюю и заднюю части. В перегородке 28 ротора (см. фиг.5) имеются проточки 18, а в ободе и цилиндре - пазы 17 для установки и перемещения пластин с одной стороны ротора на другую параллельно оси вращения. Крышки корпуса 6 задняя и 7 передняя (см. фиг.6-7) имеют полированную внутреннюю поверхность с закрепленными или изготовленными заодно полукольцами с угловыми срезами 25, 26, на которых находятся отверстия 12 (фиг.6, 7) с проточками 27 на длину углового среза полукольца для подачи или удаления рабочей среды. Механизм 8 (см. фиг.8) состоит из корпуса 24 в виде полого цилиндра, в котором радиально расположены отверстие для подачи сжатого воздуха 5, отверстие для подачи топлива 3, свеча зажигания топливовоздушной среды 10, отверстие для выхода рабочего газа 21 и отверстие для очистки полости от газа 11. Внутри полого цилиндра находится ротор 19 с радиально расположенными полостями, исполняющими роль смесителя топливовоздушной смеси и камеры сгорания (в дальнейшем камеры сгорания).

Двигатель работает следующим образом (см. фиг.3).

При вращении ротора 2 пластины 4, находящиеся в задней части ротора 2, через воздухоочиститель 13 и отверстие 12 в полукольце 25 всасывают воздух и нагнетают через отверстие 12 находящиеся на другой стороне полукольца 25 в трубопровод 5, далее, упираясь в угловой срез полукольца 25 по направляющим пазам 17 через прямоугольное отверстие 18 в роторе, переходят в переднюю часть ротора 2. Так как объем камеры сгорания меньше объема нагнетаемого воздуха, в трубопроводе 5 создается давление воздуха. Вращение ротора механизма 8 производится от двигателя посредством ременной передачи или иным способом. При вращении ротора механизма 8 (см. фиг.9) происходит поочередное совмещение радиально расположенных камер сгорания с отверстием, к которому подведен трубопровод 5, и заполнение их сжатым воздухом. Далее камеры, поворачиваясь, через отверстие 3 заполняются топливом, таким образом в камере образуется топливовоздушная смесь. При дальнейшем повороте камера проходит через свечу зажигания 10, происходит воспламенение смеси и далее через отверстие в корпусе механизма 8 и патрубок, через отверстие 12 в полукольце 26 происходит расширение газа, создавая давление на пластины 4, расположенные в передней части ротора 2. Пластины 4, упираясь в пазы 17 ротора, заставляют ротор 2 вращаться. С противоположной стороны пластины отработанный газ выталкивается в отверстие, находящееся на противоположном угловом срезе полукольца 26, и далее через трубопровод 14 из двигателя. Пластины, находящиеся в передней части ротора, доходя до противоположного углового среза полукольца 26, упираясь в него, переходят по направляющим пазам 17 через прямоугольное отверстие 18 в заднюю часть ротора 2. Оставшийся отработанный газ в камере сгорания выходит через отверстие 11.

Предлагаемый двигатель в данном изобретении пластины имеет небольшую площадь трения. Двигатель более простой конструкции с меньшим количеством деталей, рабочие пластины имеют постоянную площадь при давлении газа.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является упрощение конструкции двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит корпус с передней и задней крышками, в котором размещен на валу ротор. Ротор выполнен в виде цилиндра и обода, соединенных перпендикулярно оси вращения перегородкой, делящей ротор на переднюю и заднюю части. В ободе и цилиндре ротора выполнены прорези и пазы для установки пластин, перемещающихся с одной стороны ротора на другую параллельно оси вращения. Согласно изобретению крышки корпуса двигателя имеют внутреннюю поверхность с закрепленными или изготовленными заодно полукольцами с угловыми срезами, в которые упираются пластины, а на угловых срезах находятся отверстия с проточками для подачи и удаления рабочей среды. 10 ил.

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с передней и задней крышками, в котором размещен на валу ротор, выполненный в виде цилиндра и обода, соединенных перпендикулярно оси вращения перегородкой, делящей ротор на переднюю и заднюю части, причем в ободе и цилиндре ротора выполнены прорези и пазы для установки пластин, перемещающихся с одной стороны ротора на другую параллельно оси вращения, крышки корпуса двигателя имеют внутреннюю поверхность с закрепленными или изготовленными заодно полукольцами с угловыми срезами, в которые упираются пластины, а на угловых срезах находятся отверстия с проточками для подачи и удаления рабочей среды.