РОТОРНО-ЛОПАСТНОЙ ДВС Российский патент 2007 года по МПК F01C1/07 

Изобретение относится к тепловым двигателям, преобразующим тепловую энергию топлива в механическую.

Известен роторно-лопастной ДВС, состоящий из корпуса и двух роторов-лопастей, в котором роторы связаны с электродвигателями-генераторами, имеются датчики положения ротора относительно корпуса, система управления электродвигателями-генераторами, при этом каждый ротор может иметь одну или несколько пар лопастей, но одинаковое количество на каждом роторе, пары лопастей равномерно распределены по окружности, соответственно, сколько пар лопастей на одном роторе имеется столько же устройств для зажигания рабочей смеси или впрыскивания топлива и впускных и выпускных окон, так же равномерно распределенных по окружности. (См. патент RU 2237817, кл. F 02 В 53/14, F 01 С 1/063 от 10.10.2004 г.)

Недостатком такого роторно-лопастного ДВС является то, что необходимо иметь два электрогенератора и детали связывающие эти генераторы с роторами ДВС.

Поставленная задача - упростить конструкцию роторно-лопастного ДВС и облегчить его вес.

Для этого в роторно-лопастном ДВС, состоящем из корпуса и двух роторов-лопастей, имеющих одну или несколько пар лопастей, но одинаковое количество на каждом из роторов, соответственно, столько же, сколько и пар лопастей на одном роторе имеется устройств для зажигания рабочей смеси или впрыскивания топлива и впускных и выпускных окон, при этом пары лопастей на роторах и устройства зажигания или впрыскивания топлива и впускные и выпускные окна равномерно распределены по окружности, также имеются датчики положения роторов, имеются устройства, предотвращающие движение лопасти, находящейся в положении задней стенки камеры сгорания, в обратную сторону, роторы-лопасти посажены на один выходной вал, на котором они вращаются и которому, попеременно то один то другой, передают вращательное движение лопастей, во время рабочего хода, с помощью устройства, например, храпового механизма или обгонной муфты, при этом в выходном валу имеются системы отверстий, по одной из которых подается смазывающе-охлаждающее вещество в полости роторов-лопастей, а по другой отводится это вещество, отобравшее тепло у роторов-лопастей. Устройство, которое фиксирует лопасть, находящуюся в положении задней стенки камеры сгорания, и предотвращающее ее движение в обратную сторону, совмещено с датчиком положения ротора, при этом стержень, фиксирующий лопасть, включает или выключает датчик положения ротора. На выходном валу имеются кольца с выступами, а на роторах - впадины, в которые при необходимости входят выступы колец, кольца вращаются вместе с валом и во время работы ДВС отжаты от ротора пружинами, в корпусе ДВС имеются толкатели, с приводами к ним, которые, в определенные моменты, при запуске ДВС, попеременно прижимают то одно, то другое кольцо к роторам, обеспечивают этим вращение роторов, для того чтобы лопасти занимали положение стенок камеры сгорания. На выходном валу имеется приводное устройство, которое приводит в движение масляный насос, закрепленный в корпусе и подающий смазывающе-охлаждающее вещество в полость выходного вала. Между роторами и между роторами и корпусом установлены уплотняющие кольца, а в роторах и корпусе имеются канавки для этих колец, и в лопатках имеются канавки для уплотняющих пластин.

Все это вместе взятое позволит обойтись всего одним валом, и соответственно, при необходимости, всего одним генератором и позволит обеспечить нормальную бесперебойную работу двигателя.

На фиг.1 показан поперечный разрез роторно-лопастного ДВС. На фиг.2 показан продольный разрез роторно-лопастного ДВС.

Роторно-лопастной ДВС состоит из корпуса 1, ротора-лопасти 2, ротора-лопасти 3, выходного вала 4, выхлопных окон 5, впускных окон 6, толкателя 7, стопора-фиксатора 8, приводного кольца 9, стержня-толкателя 10, привода толкателя 11, привода 12, масляного насоса 13, подающего смазывающе-охлаждающее вещество, системы впускных отверстий 14, системы выпускных отверстий 15, уплотнительных колец 16, уплотнительных пластин 17, устройства зажигания или впрыскивания топлива 18, датчиков положения ротора 19.

Работает роторно-лопастной ДВС следующим образом. При запуске срабатывает один из приводов 11 и стержень-толкатель 10 прижимает кольцо 9 к ротору, в это время стартер (не показан) вращает вал, кольцо 9 выступами входит в пазы ротора-лопасти и заставляет его двигаться вместе с валом, пока лопасть ротора не займет положение задней стенки камеры сгорания, после чего срабатывает датчик положения ротора 19 и привод толкателя отключается, после этого срабатывает привод 11 толкателя 10 другого ротора, кольцо 9 этого ротора входит в его пазы и вращает ротор пока его лопасть не займет положение задней стенки камеры сгорания, во время движения лопасть сжимает топливную смесь или воздух и, когда сработает фиксатор 8 этой лопасти, а соответственно, сработает и датчик 19 положения этого ротора, произойдет зажигание рабочей смеси или впрыскивание топлива, в камере сгорания сгорит топливо и лопасть заставит ротор вращаться, толкатель 7 упрется в паз вала 4 и заставит его вращаться то же. В это же время противоположная лопасть этого ротора производит сжатие топливной смеси или воздуха, подготавливая следующий рабочий ход, после того как она подойдет к лопасти другого ротора, которая занимала положение задней стенки камеры сгорания, она будет двигать ее до тех пор, пока та лопасть не займет положение передней стенки камеры сгорания, а сама не займет положение задней стенки камеры сгорания, в это время сработает ее стопор-фиксатор 8, а с ним и датчик 19 этой лопасти, произойдет взрыв топливной смеси и уже другой ротор будет вращать вал 4 и так далее, начинается работа двигателя.

В процессе работы, каждая лопасть совершает рабочий ход, когда на одну ее сторону давят рабочие газы, а другой стороной лопасть выгоняет через выхлопное окно 5 отработавшие газы предыдущего хода, затем одной стороной она сжимает топливную смесь или воздух, подготавливая следующий рабочий ход, а другой стороной лопасть засасывает через впускное окно 6 топливную смесь или воздух для последующего хода, потом она становится в положение задней стенки камеры сгорания, обеспечивая этим возможность осуществить рабочий ход лопастью другого ротора, лопасть, занимающая положение задней стенки, переходит в положение передней стенки, после чего ею совершается новый рабочий ход.

Во время работы ДВС привод 12 насоса 13 заставляет его прокачивать смазывающе-охлаждающее вещество по системам отверстий 14 и 15 в вале 4, которое, попадая в полости роторов-лопастей, смазывает поверхности соприкосновения роторов 2 и 3 с валом 4 и одновременно охлаждает роторы 2 и 3, а уплотняющие кольца 16 предотвращают попадание смазки в рабочие полости ДВС и в то же время препятствуют проникновению горючих газов во внутренние полости ДВС, уплотняющие пластины 17 препятствуют прохождению горючих газов из камеры сгорания в другие полости.

За один полный оборот роторов происходит столько рабочих ходов, сколько лопастей на обоих роторах, умноженное на количество зажигающих устройств, т.е. при четырех лопастях на одном роторе и двух зажигающих устройствах будет шестнадцать рабочих ходов, что соответствует шестнадцатицилиндровому двигателю, при трех парах лопастей на каждом роторе и трех зажигающих устройствах будет тридцать шесть рабочих ходов, что будет соответствовать тридцатишестицилиндровому двигателю и т.д.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторно-лопастным ДВС. Изобретение позволяет упростить конструкцию и облегчить вес роторно-лопастного ДВС. Роторно-лопастной ДВС состоит из корпуса и двух роторов-лопастей, имеющих одну или несколько пар лопастей, но одинаковое количество на каждом из роторов, соответственно столько же, сколько и пар лопастей на одном роторе, имеется устройств для зажигания рабочей смеси или впрыскивания топлива и впускных и выпускных окон. Пары лопастей на роторах и устройства зажигания или впрыскивания топлива и впускные и выпускные окна равномерно распределены по окружности. Также имеются датчики положения роторов, имеются устройства, предотвращающие движение лопасти, находящейся в положении задней стенки камеры сгорания, в обратную сторону. Роторы-лопасти посажены на один выходной вал, на котором они вращаются и которому попеременно то один, то другой передают вращательное движение лопастей во время рабочего хода с помощью устройства, например храпового механизма или обгонной муфты. На выходном валу имеются кольца с выступами, а на роторах - впадины, в которые при необходимости входят выступы колец. Кольца вращаются вместе с валом и во время работы ДВС отжаты от ротора пружинами. В корпусе ДВС имеются толкатели с приводами к ним, которые при запуске ДВС попеременно прижимают то одно, то другое кольцо к роторам, обеспечивая этим вращение роторов. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Роторно-лопастной ДВС, состоящий из корпуса и двух роторов-лопастей, имеющих одну или несколько пар лопастей, но одинаковое количество на каждом из роторов, соответственно столько же, сколько и пар лопастей на одном роторе, имеется устройств для зажигания рабочей смеси или впрыскивания топлива и впускных и выпускных окон, при этом пары лопастей на роторах и устройства зажигания или впрыскивания топлива и впускные и выпускные окна равномерно распределены по окружности, также имеются датчики положения роторов, имеются устройства, предотвращающие движение лопасти, находящейся в положении задней стенки камеры сгорания, в обратную сторону, отличающийся тем, что роторы-лопасти посажены на один выходной вал, на котором они вращаются и которому попеременно то один то другой передают вращательное движение лопастей во время рабочего хода с помощью устройства, например храпового механизма или обгонной муфты, на выходном валу имеются кольца с выступами, а на роторах - впадины, в которые при необходимости входят выступы колец, кольца вращаются вместе с валом и во время работы ДВС отжаты от ротора пружинами, в корпусе ДВС имеются толкатели с приводами к ним, которые при запуске ДВС попеременно прижимают то одно, то другое кольцо к роторам, обеспечивая этим вращение роторов.2. Роторно-лопастной ДВС по п.1, отличающийся тем, что в выходном валу имеются системы отверстий, по одной из которых подается смазывающе-охлаждающее вещество в полости роторов-лопастей, а по другой отводится это вещество, отобравшее тепло у роторов.3. Роторно-лопастной ДВС по п.1, отличающийся тем, что устройство, которое фиксирует лопасть, находящуюся в положении задней стенки камеры сгорания, и предотвращающее ее движение в обратную сторону, совмещено с датчиком положения ротора, при этом стержень, фиксирующий лопасть, включает или выключает датчик положения ротора.4. Роторно-лопастной ДВС по п.1, отличающийся тем, что на выходном валу имеется устройство, которое приводит в движение масляный насос, закрепленный в корпусе и подающий смазывающе-охлаждающее вещество в полость выходного вала.5. Роторно-лопастной ДВС по п.1, отличающийся тем, что между роторами и между роторами и корпусом установлены уплотняющие кольца, а в роторах и корпусе имеются канавки для этих колец и в лопатках имеются канавки для уплотняющих пластин.