Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к роторным двигателям, и может быть использовано в энергомашиностроении, тепловозостроении, судостроении, авиации и тракторе- и автомобилестроении.
Известно много конструкций роторных двигателей внутреннего сгорания: двигатель Кули (США), Амплебая (Англия), Валиндера и Скоога (Швеция), Ванкеля (ФРГ). Эти двигатели не получили широкого распространения из-за кинематической и технологической сложности, трудности уплотнения, охлаждения, смазки и смесеобразования. Все эти недостатки снижают надежность, моторесурс, экономичность двигателя.
Наиболее близким аналогом является двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндрический корпус с двумя торцевыми крышками, эксцентрично установленный в корпусе ротор с радиальными пазами, в которых размещены лопасти, а также системы топливоподачи и газообмена. Ротор и корпус выполнены сплошными из волокнистого углерод-углеродного композита или термостойкой керамики, лопасти - в виде пакета пластин из углеграфитовой композиции, а в теле ротора между пазами выполнены камеры сгорания в виде цилиндрических или сферических углублений (см. патент RU 2011866, F02B 53/00, 1994, 7 с.).
Недостатком известного двигателя является недостаточно высокая мощность и КПД.
Технической задачей изобретения является повышение мощности и КПД.
Поставленная задача решается тем, что двигатель внутреннего сгорания содержит корпус, внутри которого размещен вал, по меньшей мере, две лопасти, установленные с возможностью вращения вместе с валом, между которыми образованы камеры сгорания, систему подачи топлива, систему отвода отработавших газов и систему зажигания. С внутренней стороны корпуса выполнен выступ в виде втулки, в которой размещена часть упомянутого вала, а каждая лопасть снабжена механизмом поочередной ее фиксации относительно втулки и вала двигателя.
Указанная совокупность существенных признаков обеспечивает повышение мощности и КПД двигателя за счет новой компоновки деталей двигателя и за счет исключения из конструкции двигателя, поршней, деталей кривошипно-шатунного механизма.
В частных вариантах изобретения на втулке выполнен паз, а на валу двигателя несколько пазов, при этом механизм фиксации содержит элементы, выполненные с возможностью поочередного вхождения в упомянутый паз, выполненный на втулке, и в упомянутые пазы, выполненные на валу.
Механизм фиксации может состоять из коромысла, одно плечо которого выполнено с возможностью вхождения и фиксации в упомянутом пазу втулки, а другое - в одном из упомянутых пазов вала двигателя.
Механизм фиксации может дополнительно содержать один элемент, выполненный, например, в виде кнопки, установленной с возможностью взаимодействия с соседней лопастью и воздействия при этом на одно из плеч коромысла для вхождения последнего в упомянутый паз втулки или в один из упомянутых пазов вала, и другой элемент, выполненный в виде отверстия в лопасти, сообщающегося с камерой сгорания и через которое давление газов камеры сгорания передается на другое плечо коромысла с возможностью вхождения последнего в упомянутый паз втулки или в один из упомянутых пазов вала.
На кнопке могут быть выполнены наклонные пазы или выступы, а на одном из плеч коромысла соответствующие им и взаимодействующие с ними выступы или пазы.
Механизм фиксации может состоять из шайбы, имеющей форму сегмента окружности, одна часть которой выполнена с возможностью фиксации в одном из упомянутых пазов вала двигателя, а другая - в упомянутом пазу втулки.
Механизм фиксации может дополнительно содержать один элемент, выполненный, например, в виде кнопки, установленной с возможностью взаимодействия с соседней лопастью и воздействия при этом на одну из частей шайбы для вхождения последней в упомянутый паз втулки или в один из упомянутых пазов вала, и другой элемент, выполненный в виде отверстия в лопасти, сообщающегося с камерой сгорания и через которое давление газов камеры сгорания передается на другую часть шайбы с возможностью вхождения последней в упомянутый паз втулки или в один из упомянутых пазов вала.
На кнопке могут быть выполнены наклонные пазы или выступы, а на одной из частей шайбы соответствующие им и взаимодействующие с ними выступы или пазы.
Сущность изобретения поясняется с помощью чертежей.
На фиг.1, 2 показано поперечное сечение двигателя с вариантом механизма фиксации по п.7: фиг.1 - детали двигателя в частично разобщенном состоянии, фиг.2 - детали двигателя в полностью разобщенном состоянии.
На фиг.3 показан двигатель в изометрии с вариантом механизма фиксации по п.4.
На фиг.4 показана лопасть с механизмом фиксации по п.4 и двумя центрирующими кольцами.
На фиг.5 показана лопасть с механизмом фиксации по п.7 и одним центрирующим кольцом.
На фиг.6 показана часть механизма фиксации по п.5.
На фиг.7 показана часть механизма фиксации по п.8.
На фиг.8-11 показана принципиальная схема работы двигателя.
Двигатель содержит корпус 1, в виде тора, состоящего из двух частей, внутри которого размещен вал 2, по меньшей мере, две лопасти 3, установленные на одном или нескольких центрирующих кольцах 4 с возможностью вращения вместе с валом 2. Форма лопастей 3 повторяет форму внутренней полости корпуса 1. Между лопастями образованы камеры сгорания 5. Двигатель содержит систему подачи топлива, например в виде форсунки 6, систему отвода отработавших газов, например в виде отверстия 7 и систему зажигания, например, в виде свечи 8. С внутренней стороны корпуса выполнен выступ в виде втулки 9, в которой размещена часть упомянутого вала. Лопасть 3 снабжена механизмом поочередной ее фиксации относительно втулки и вала двигателя. Данный механизм размещен в полости, выполненной в лопасти. На втулке 9 выполнен паз 10, а на валу двигателя несколько пазов 11.
Механизм фиксации может состоять из коромысла (фиг.6), одно плечо 12 которого выполнено с возможностью вхождения и фиксации в пазу 10 втулки, а другое 13 - в одном из пазов 11 вала двигателя.
Механизм фиксации может быть выполнен в виде шайбы 14, имеющей форму сегмента окружности, одна часть 15 которой выполнена с возможностью фиксации в одном из пазов 11 вала двигателя, а другая 16 - в пазу 10 втулки.
Механизм фиксации содержит один элемент, выполненный, например, в виде кнопки 17, установленной с возможностью взаимодействия с соседней лопастью и воздействия при этом через наклонные пазы 18 на одно из плеч 12 коромысла или одну из частей шайбы 14, и другой элемент, выполненный в виде отверстия 19 в лопасти, сообщающегося с камерой сгорания и через которое давление газов камеры сгорания передается на другое плечо 13 коромысла или другую часть 16 шайбы.
Работа двигателя осуществляется следующим образом (см. фиг.8-11)
В исходном положении лопасть в положении II зафиксирована механизмом фиксации относительно втулки 9 корпуса в верхней мертвой точке (ВМТ), а лопасти в положении I и в положении III зафиксированы механизмом фиксации относительно вала 2 двигателя. Камера «а» заполнена топливовоздушной смесью (фиг.8). При подаче напряжения на свечу 8, последняя зажигает топливовоздушную смесь в камере «а». Образовавшиеся газы давят на лопасть в положении I, которая поворачивается вместе с валом и с лопастью в положении III по часовой стрелке. Газы из камеры «б» через отверстие 7 газообмена выходят наружу, а камера «в» заполняется новой топливовоздушной смесью (фиг.9). Прекращается подача топливовоздушной смеси в камеру «в». При подходе лопасти в положении III к лопасти в положении II она давит на кнопку 17 лопасти в положении II, которая переключает механизм фиксации лопасти в положении II, т.е. лопасть в положении II фиксируется относительно вала 2 двигателя и поворачивается, а лопасть в положении III фиксируется относительно втулки 9 корпуса в ВМТ (фиг.10, 11).
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ДВИГАТЕЛЬ С РЕГЕНЕРАЦИЕЙ ТЕПЛА | 2005 |
|
RU2357091C2 |
БЕСКРИВОШИПНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | 1996 |
|
RU2115810C1 |
Устройство для изменения степени сжатия поршневого двигателя внутреннего сгорания | 1991 |
|
SU1782291A3 |
РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ЕГО РАБОЧИЙ ЦИКЛ | 2007 |
|
RU2418179C2 |
РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | 1988 |
|
RU2076217C1 |
ТЕПЛОВОЙ РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ | 2013 |
|
RU2564366C2 |
Роторный двигатель | 1988 |
|
SU1778334A1 |
ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | 1989 |
|
RU2084656C1 |
БЕСШАТУННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | 2004 |
|
RU2267016C1 |
РОТОРНЫЙ СФЕРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | 2001 |
|
RU2227211C2 |
Изобретение относится к роторным двигателям. Двигатель внутреннего сгорания содержит корпус, по меньшей мере, две лопасти, систему подачи топлива, систему отвода отработавших газов и систему зажигания. Внутри корпуса размещен вал. Лопасти установлены с возможностью вращения вместе с валом. Между лопастями образованы камеры сгорания. С внутренней стороны корпуса выполнен выступ в виде втулки, в которой размещена часть упомянутого вала. Каждая лопасть снабжена механизмом поочередной ее фиксации относительно втулки и вала двигателя. На втулке выполнен паз, а на валу двигателя несколько пазов, при этом механизм фиксации содержит элементы, выполненные с возможностью поочередного вхождения в упомянутый паз, выполненный на втулке и в упомянутые пазы, выполненные на валу. Техническим результатом является повышение мощности и КПД двигателя. 7 з.п. ф-лы, 11 ил.
РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | 1990 |
|
RU2011866C1 |
РОТОРНО-ПОРШНЕВАЯ МАШИНА С ПЕРЕМЕННОЙ ФИКСАЦИЕЙ ПОРШНЕЙ | 1993 |
|
RU2098636C1 |
РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ) | 1999 |
|
RU2176023C2 |
US 4279577 A, 21.07.1981 | |||
СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО ЛЕЧЕНИЯ ЯЗВЕННОЙ БОЛЕЗНИ ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНОЙ КИШКИ, АССОЦИИРОВАННОЙ С Helicobacter pylori | 2006 |
|
RU2318514C2 |
СМАЗОЧНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ (ВАРИАНТЫ) | 2007 |
|
RU2367676C2 |
Авторы
Даты
2009-02-27—Публикация
2006-12-15—Подача