РОТОРНАЯ МАШИНА Российский патент 2009 года по МПК F01C1/352 F01C19/00 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в транспортном двигателестроении при решении проблемы снижения удельной массы, габаритов и удельного расхода топлива силовых установок.

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с цилиндрической расточкой, и эксцентрично установленный ротор с диаметральными профилированными пазами и размещенными в них разделительными пластинами, имеющими возможность радиального перемещения в пазах ротора и образования в корпусе рабочих камер, и газообменные окна, выполненные на противоположных торцевых крышках корпуса в зоне наибольшего объема рабочих камер (DE, заявка 4117936, Кл. F01C 1/39, 1992).

Недостатком этого двигателя являются потери на трение пластин о корпус и ротор, большие утечки рабочей среды по гребням пластин из-за их линейного контакта с корпусом, большая удельная масса и радиальные габариты, диктуемые необходимостью ограничивать вылет пластин из пазов ротора по условиям заклинивания, а также большая масса и габариты системы охлаждения из-за необходимости утилизировать тепло, выделившееся в результате высоких механических потерь.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является роторная машина, содержащая корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды, соосно установленное в корпусе статорное кольцо, эксцентрично установленный в корпусе ротор, разделительные пластины, имеющие возможность образования в статорном кольце рабочих камер, при этом корпус выполнен из секций, статорное кольцо выполнено неподвижным в виде гильзы, ротор содержит отверстия для установки полых пальцев с прорезями, в которые вставлены одним концом пластины с проушинами на противоположном конце для установки независимо друг от друга на вал, расположенный соосно оси статорного кольца (см. US 2001011 А, 14.05.1935, F04C 2/352).

Недостатками прототипа являются высокие потери на трение пластин о статорное кольцо и утечки рабочей среды.

Задачей изобретения является повышение коэффициента полезного действия роторной машины.

Техническим эффектом заявляемого решения является уменьшение действующих в кинематическом механизме сил, компактное размещение систем и узлов двигателя, что обеспечит уменьшение удельной массы и габаритов двигателя и снижение удельного расхода топлива.

Технический результат достигается тем, что роторная машина содержит корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды, соосно установленное в корпусе статорное кольцо, эксцентрично установленный в корпусе ротор, разделительные пластины, имеющие возможность образования в статорном кольце рабочих камер, при этом корпус выполнен из секций, статорное кольцо выполнено неподвижным в виде гильзы, а в роторе выполнены отверстия для установки полых пальцев с прорезями, в которые вставлены одним концом пластины с проушинами на противоположном конце для установки независимо друг от друга на вал, расположенный соосно оси статорного кольца, при этом корпус выполнен из семи секций, с отверстиями для системы охлаждения, соединенных шпильками, а ротор выполнен из двух секций, статорное кольцо установлено в четвертой секции корпуса, причем пластины на торцевых поверхностях пластин содержат прямоугольные уплотнения, а на верхней и нижней поверхностях содержат подпружиненные уплотнения.

В прорези пальцев установлены уплотнительные элементы.

Подпружиненные уплотнения соединены с пластиной по типу «выступ-паз».

В этой конструкции четыре пластины в виде лопастей вращаются по своей траектории, независимо от положения ротора, так как установлены на валу, расположенном эксцентрично валу ротора. При вращении изменяется угол между пластинами, изменяя в статорном кольце объем рабочих камер. Предлагаемая конструкция исключает заклинивание пластин, расположение пластин на самостоятельном валу позволяет уменьшить высоту пластин и диаметр ротора, а за счет этого и диаметральный размер всего кинематического механизма. А установка вала в подшипниках по обе его стороны исключает заклинивание и смещение.

На фиг.1 - изображена роторная машина, поперечный разрез.

На фиг.2 - сечение по Б-Б.

На фиг.3 - общий вид пластины с уплотнениями.

Роторная машина содержит корпус 1, состоящий из семи секций («а», «б», «в», «г», «д», «ж», «з»), установленное в нем статорное кольцо 2 в виде гильзы, эксцентрично размещенный в кольце 2 ротор 3, полые пальцы 4 с прорезями, пластины 5 с уплотнениями, вал 6 для установки пластин, отверстие 7 для установки свечи, канал 8 для выпуска смеси отработанных газов, канал 9 для всасывания горючей смеси, отверстия 10 для болтов, отверстия 11 для охлаждения, шестерню 12 отбора мощности ротора, радиальные подшипники 13 ротора, турбину 14 наддува горючей смеси, боковые крышки 15 корпуса, карбюратор 16, подшипники 17 вала пластин, торцевые прямоугольные уплотнения 18, подпружиненные уплотнения 19.

I камера - начало рабочего хода

II камера - рабочий ход

III камера - всасывания

IV камера - сжатия

От вала отбора мощности через зубчатое соединение вращение передается ротору, происходит запуск двигателя.

В камере I от свечи происходит зажигание, что является началом рабочего хода. В камере II - продолжение рабочего хода, при повороте пластины на 180°, торцевым уплотнением 18 пластины открывается выхлопное окно. Через канал 9 горючая смесь поступает в камеру III, в камере IV происходит сжатие рабочей смеси. Цикл повторяется.

Предлагаемая конструкция роторной машины может быть использована в качестве компрессора, насоса.

Данная конструкция роторной машины позволяет значительно повысить коэффициент полезного действия, за счет снижения потерь на трение, уменьшения удельного расхода топлива.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в транспортном двигателестроении при решении проблемы снижения удельной массы, габаритов и удельного расхода топлива силовых установок. Роторная машина содержит корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды, соосно установленное в корпусе статорное кольцо, эксцентрично установленный в корпусе ротор, разделительные пластины, имеющие возможность образования в статорном кольце рабочих камер. Статорное кольцо выполнено неподвижным в виде гильзы. В роторе выполнены отверстия для установки полых пальцев с прорезями, в которые вставлены одним концом пластины с проушинами на противоположном конце для установки независимо друг от друга на вал, расположенный соосно оси статорного кольца. Корпус выполнен из семи секций с отверстиями для системы охлаждения, соединенных шпильками. Ротор выполнен из двух секций. Статорное кольцо установлено в четвертой секции корпуса. Пластины на торцевых поверхностях содержат прямоугольные уплотнения, а на верхней и нижней поверхностях - подпружиненные уплотнения. Изобретение направлено на повышение коэффициента полезного действия за счет снижения потерь на трение, уменьшения удельного расхода топлива. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Роторная машина, содержащая корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды, соосно установленное в корпусе статорное кольцо, эксцентрично установленный в корпусе ротор, разделительные пластины, имеющие возможность образования в статорном кольце рабочих камер, при этом корпус выполнен из секций, статорное кольцо выполнено неподвижным в виде гильзы, а в роторе выполнены отверстия для установки полых пальцев с прорезями, в которые вставлены одним концом пластины с проушинами на противоположном конце для установки независимо друг от друга на вал, расположенный соосно оси статорного кольца, отличающаяся тем, что корпус выполнен из семи секций с отверстиями для системы охлаждения, соединенных шпильками, а ротор выполнен из двух секций, статорное кольцо установлено в четвертой секции корпуса, причем пластины на торцевых поверхностях содержат прямоугольные уплотнения, а на верхней и нижней поверхностях - подпружиненные уплотнения.

2. Роторная машина по п.1, отличающаяся тем, что в прорези пальцев установлены уплотнительные элементы.

3. Роторная машина по п.1, отличающаяся тем, что подпружиненные уплотнения соединены с пластиной по типу «выступ-паз».