РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2010 года по МПК F02B53/08 F01C1/352 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания.

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий неподвижный корпус с компрессорной секцией и, по крайней мере, с одной рабочей секцией, крышки корпуса с подшипниковыми опорами, в которых установлен цилиндрический ротор с как минимум одной лопастью в компрессорной секции и как минимум с одной лопастью в рабочей секции, воздушный ресивер, сепаратор-ресивер и распределитель, компрессорная и рабочая секции содержат размещенные в пазах корпуса седла, в которых с возможностью радиального перемещения расположены подпружиненные поршни-перегородки с уплотнениями, крышки седел с отверстиями подачи сжатого газа для управления положением поршней-перегородок, подпоршневую полость (см. описание изобретения к патенту РФ №2275507, МГЖ P01C 1/356, P02B 53/08, публикация 27.04.2006 г.).

Недостатком этого известного роторного двигателя является то, что процесс сгорания топлива происходит при постоянном давлении, что ведет к снижению термического К.П.Д.

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий:

- корпус с впускным коллектором, каналами нагнетания сжатого воздуха, обратными клапанами, перепускными каналами, камерами сгорания по две на каждую рабочую полость с форсунками подачи топлива, впускными двухседельными клапанами с электромагнитным приводом, обратными клапанами;

- подшипниковые опоры, в которых установлен цилиндрический ротор с впускными окнами, со шкивом привода синхронизирующих валов, с лопастями наддува воздуха, лопастями с уплотнениями на гребнях, по краям которых в пазах установлены уплотнительные кольца;

- клапаны-перегородки с уплотнениями, сопряженные с профилированной поверхностью ротора, установленные на валах с кулачками, взаимодействующими с кулачками синхронизирующих валов, вращающихся с ведомыми шкивами за счет ременной передачи от ведущего шкива;

- воздушный ресивер;

- корпуса демпфирующих устройств с демпфирующими пружинами, возвратными пружинами, поршнями, обратными клапанами, уплотнениями, перепускными каналами;

- выпускные коллекторы (см. описание изобретения к патенту РФ №2321753, МПК P01C 1/352, P02B 53/08, публикация 10.04.2008 г.).

Недостатком этого известного двигателя, принятого за прототип, является ненадежность механизма фиксации и перемещения клапанов-перегородок.

Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности работы механизма фиксации и перемещения клапанов-перегородок.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что роторный двигатель внутреннего сгорания содержит: корпус, ротор с лопастями, рабочие камеры сгорания, форсунки подачи топлива, воздушный ресивер, клапаны-перегородки при перемещении в положение "закрыто", образующие совместно с профилированной поверхностью ротора, лопастями и корпусом рабочие полости, ведущий вал с центральной шестерней, диаметрально противоположно расположенные цилиндры с двумя встречными поршнями с шатунами и шарнирами в каждом, наклонный диск, соединенный через подшипники с наклонными шайбами с цапфами, удерживаемыми от вращения рычагами, качающимися в опорах, ресивер, компенсирующие камеры сгорания, содержащие поршни, соединенные штоками с клапанами-перегородками, впускные каналы, выпускные каналы, перепускные каналы, клапаны, соединяющие рабочие камеры сгорания с впускными каналами и с рабочими полостями, клапаны, соединяющие рабочие и компенсирующие камеры сгорания, клапаны, соединяющие компенсирующие камеры сгорания с выпускными и впускными каналами, клапаны, соединяющие перепускные каналы с ресиверами и выпускными каналами, распределительные валы, осуществляющие управление клапанами и клапанами-перегородками через коромысла и штоки, зубчатое колесо привода распределительных валов, сателлиты; причем наклонные диски воздействуют на наклонные шайбы, передающие через шатуны усилие на поршни, вытесняющие воздух в воздушный ресивер, в компенсирующих камерах сгорания штоки с поршнями воспринимают усилие газа и служат для компенсации усилия газа в рабочих полостях, направленное на перемещение клапанов-перегородок в положение "открыто" в течение цикла рабочего хода, а также для их торможения и движения в положение "закрыто" при поступлении сжатого воздуха из воздушного ресивера в компенсирующие камеры сгорания, в конце рабочего хода перепускные каналы через клапаны, в момент начала перемещения клапанов-перегородок в положение "открыто", соединены с ресивером, который выравнивает давления выхлопных газов при перемещении клапанов-перегородок.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан роторный двигатель, общий вид в продольном разрезе; на фиг.2 - то же, поперечный разрез А-А; на фиг.3 - то же, поперечный разрез В-В. Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит:

- корпус 1 с диаметрально противоположно расположенными цилиндрами 2 с двумя встречными поршнями 3 с шатунами 4 и шарнирами 5 в каждом, компенсирующими камерами сгорания 6, рабочими камерами сгорания 7, клапанами 8 (соединяют впускные каналы 38 с рабочими камерами сгорания 7), клапанами 9 (соединяют рабочие камеры сгорания 7 и компенсирующие камеры сгорания 6), клапанами 10 (соединяют рабочие камеры сгорания 7 с рабочими полостями), клапанами 11 (соединяют компенсирующие камеры сгорания 6 с выпускными каналами 39), клапанами 12 (соединяют перепускные каналы 17 с ресиверами 37), клапанами 13 (соединяют впускные каналы 38 с компенсирующими камерами сгорания 6), клапанами 14 (соединяют перепускные каналы 17 с выпускными каналами 39), форсунками 15 подачи топлива в рабочие камеры сгорания 7, форсунками 16 подачи топлива в компенсирующие камеры сгорания 6, перепускными каналами 17;

- клапаны-перегородки 18, соединенные штоками 19 с поршнями 20 и штоками 21 с коромыслами 22;

- ротор 23 с лопастями 24, зубчатым колесом 25 привода распределительных валов 26, сателлитами 27, наклонными дисками 28;

- наклонные шайбы 29 с цапфами 30, соединенными через подшипники 31 с наклонными дисками 28 и удерживаемыми от вращения рычагами 32;

- центральную шестерню 33;

- ведущий вал 34 с центральной шестерней 35;

- воздушный ресивер 36;

- ресивер 37;

- впускные каналы 38;

- выпускные каналы 39.

Роторный двигатель работает следующим образом. Вращающиеся с ротором 23 наклонные диски 28 воздействуют через подшипники 31 на сбегающую сторону наклонных шайб 29, которые через цапфы 30, шарниры 5, шатуны 4 передают усилие на поршни 3, заставляя их возвратно-поступательно двигаться. Рычаги 32 препятствуют вращению наклонных шайб 29. При движении поршней 3 происходит наполнение цилиндров 2 воздухом и вытеснение его в воздушный ресивер 36. Циклы впуска и сжатия. Исходное положение перед началом рабочего хода клапанов 8, 9, 10, 11, 12 "закрыто", клапанов 13, 14 "открыто". Клапаны-перегородки 18 перемещаются в положение "закрыто". В момент касания клапанами-перегородками 18 лопастей 24 клапаны 10 открываются и начинается подача рабочего газа из рабочих камер сгорания 7 в рабочие полости, образованные профилированной поверхностью ротора 23, корпусом 1, лопастями 24, клапанами-перегородками 18. Начало цикла рабочего хода. За счет подачи рабочего газа из камеры сгорания 7 в рабочие полости происходит торможение клапанов-перегородок 18. В положении клапанов-перегородок 18 "закрыто" происходит закрытие клапанов 13, впрыск топлива через форсунки 16 в компенсирующие камеры сгорания 6, открытие клапанов 9. Поршни 20, соединенные штоками 19 с клапанами-перегородками 18, компенсируют усилия газа в рабочих полостях, направленные на перемещение клапанов-перегородок 18 в положение "открыто" в течение цикла рабочего хода. В конце рабочего хода при приближении лопастей 24 к клапанам-перегородкам 18 клапаны 9 закрываются, клапаны 8 открываются, рабочие камеры сгорания 7 продуваются сжатым воздухом из воздушного ресивера 36 по впускным каналам 38, клапаны 10 закрываются, рабочие камеры сгорания 7 наполняются сжатым воздухом, клапаны 8 закрываются, через форсунки 15 впрыскивается топливо. При достижении лопастями 24 перепускных каналов 17 происходит выравнивание давления с обеих сторон клапанов-перегородок 18, клапаны 11, 12 открываются, клапаны 14 закрываются, давление в компенсирующих камерах сгорания 6 снижается до атмосферного. Давление в рабочих полостях и ресивере 37 выравнивается. За счет давления выхлопных газов в рабочих полостях и ресивере 37 происходит перемещение клапанов-перегородок 18 в положение "открыто", освобождая проход лопастям 24 и выпуская выхлопные газы в выпускные каналы 39. Клапаны 13 открываются, клапаны 11 закрываются, клапаны 14 открываются. Окончание цикла рабочего хода и начало цикла выпуска. При открытии клапанов 13 и поступлении сжатого воздуха из воздушного ресивера 36 по впускным каналам 38 в компенсирующие камеры сгорания 6 происходит торможение клапанов-перегородок 18 и движение в положение "закрыто". Оставшиеся выхлопные газы вытесняются лопастями 24 через клапаны 14 в выпускные каналы 39. Окончание цикла выпуска. Штоки 21, соединяющие клапаны-перегородки 18 с коромыслами 22, служат для коррекции траектории перемещения клапанов-перегородок 18. Управление клапанами 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 и клапанами-перегородками 18 осуществляется от распределительных валов 26, приводимых от зубчатого колеса 25. Вращение ротора 23, являющегося водилом планетарного редуктора, включающего в себя центральную шестерню 33, сателлиты 27, центральную шестерню 35, передается на ведущий вал 34.

Реализация изобретения позволит повысить надежность работы механизма фиксации и перемещения клапанов-перегородок роторного двигателя.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания. Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит: корпус (1), ротор (23) с лопастями (24), компенсирующие камеры сгорания (6), рабочие камеры сгорания (7), форсунки (16), воздушный ресивер (36), клапаны-перегородки (18), ведущий вал (34) с центральной шестерней (35), цилиндры (2) с встречными поршнями (2) с шатунами (4) и шарнирами (5), наклонный диск (28), ресивер (37), впускные (38), выпускные (39) и перепускные каналы (17), клапаны (8-14), распределительные валы (26), зубчатое колесо (25) привода распределительных валов (26), сателлиты (27). Клапаны-перегородки (18) в положении "закрыто", образуют совместно с поверхностью ротора (23), лопастями (24) и корпусом (1) рабочие полости. Компенсирующие камеры сгорания (6) содержат поршни (20), соединенные штоками (19) с клапанами-перегородками (18). Распределительные валы (26) управляют клапанами (8-14) и клапанами-перегородками (18) через коромысла (22) и штоки (21). Наклонные диски (28) воздействуют на наклонные шайбы (29). Наклонные шайбы (29) передают усилие на поршни (3). Поршни (3) вытесняют воздух в воздушный ресивер (36). Наклонные шайбы (29) удерживаются от вращения рычагами (32). В течение цикла рабочего хода штоки (19) с поршнями (20) воспринимают усилие газа в компенсирующих камерах сгорания (6) и компенсируют усилие газа в рабочих полостях, направленное на перемещение клапанов-перегородок в положение "открыто". При поступлении сжатого воздуха из воздушного ресивера в компенсирующие камеры сгорания (6) штоки (19) перемещают клапаны-перегородки (18) в положение "закрыто". Перепускные каналы (17) через клапаны (12) соединены с ресивером (37). В конце рабочего хода ресивер (37) выравнивает давление выхлопных газов при перемещении клапанов-перегородок (18). Технический результат заключается в повышении надежности работы механизма фиксации и перемещения клапанов-перегородок. 3 ил.

Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий: корпус, ротор с лопастями, рабочие камеры сгорания, форсунки подачи топлива, воздушный ресивер, клапаны-перегородки, при перемещении в положение "закрыто", образующие совместно с профилированной поверхностью ротора, лопастями и корпусом рабочие полости, отличающийся тем, что содержит ведущий вал с центральной шестерней, диаметрально противоположно расположенные цилиндры с двумя встречными поршнями с шатунами и шарнирами в каждом, наклонный диск, соединенный через подшипники с наклонными шайбами с цапфами, удерживаемыми от вращения рычагами, качающимися в опорах, ресивер, компенсирующие камеры сгорания, содержащие поршни, соединенные штоками с клапанами-перегородками, впускные каналы, выпускные каналы, перепускные каналы, клапаны, соединяющие рабочие камеры сгорания с впускными каналами и с рабочими полостями, клапаны, соединяющие рабочие и компенсирующие камеры сгорания, клапаны, соединяющие компенсирующие камеры сгорания с выпускными и впускными каналами, клапаны, соединяющие перепускные каналы с ресиверами и выпускными каналами, распределительные валы, осуществляющие управление клапанами и клапанами-перегородками через коромысла и штоки, зубчатое колесо привода распределительных валов, сателлиты; причем наклонные диски воздействуют на наклонные шайбы, передающие через шатуны усилие на поршни, вытесняющие воздух в воздушный ресивер, в компенсирующих камерах сгорания штоки с поршнями воспринимают усилие газа и служат для компенсации усилия газа в рабочих полостях, направленное на перемещение клапанов-перегородок в положение "открыто" в течение цикла рабочего хода, а также для их торможения и движения в положение "закрыто" при поступлении сжатого воздуха из воздушного ресивера в компенсирующие камеры сгорания, в конце рабочего хода перепускные каналы через клапаны, в момент начала перемещения клапанов-перегородок в положение "открыто", соединены с ресивером, который выравнивает давления выхлопных газов при перемещении клапанов-перегородок.