ДВИГАТЕЛЬ ФОКИНА Российский патент 2010 года по МПК F02B55/02 F01C1/356 F01C5/02 

Изобретение относится к приводам машин, а именно к двигателям внутреннего сгорания.

Из уровня техники известен роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания - двигатель Фокина, содержащий корпус с цилиндрической рабочей камерой и разделителями полостей всасывания и нагнетания, роторно-поршневую группу с гибким колесом-поршнем и генератором волн с устройством уплотнения радиального зазора (заявка на изобретение RU 2007109717 A, F02B 53/00, 2008).

Одной из основных задач при проектировании двигателей внутреннего сгорания является обеспечение необходимого высокого качества уплотнения в подвижном соединении поршень - корпус.

Поставленная задача решается в предлагаемом двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус с цилиндрической рабочей камерой и разделителями полостей всасывания и нагнетания, гибкое колесо-поршень и генератор волн с устройством уплотнения радиального зазора, путем создания лабиринтного уплотнения за счет выполнения гибкого колеса-поршня многослойным, состоящим из чередующихся колец с шириной, равной ширине рабочей камеры, и укороченных колец, в совокупности обеспечивающих ступенчатое изменение торцевого зазора и образующих лабиринтное уплотнение торцевого зазора в подвижном соединении гибкого колеса-поршня с фланцем и крышкой двигателя.

Для уменьшения трудоемкости изготовления гибкого колеса-поршня оно может быть выполнено в виде многослойной ленточной пружины со ступенчато изменяющейся шириной соседних колец.

При этом концы многослойной ленточной пружины колеса-поршня фиксируются к прилегающим кольцам сваркой или склеиванием.

Фиксация многослойной ленточной пружины колеса-поршня может быть также осуществлена ее посадкой внутрь внешнего и на внутреннее цилиндрические в исходном состоянии дополнительные кольца колеса-поршня.

Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания иллюстрируется фиг.1 и 2, где на фиг.1 изображен поперечный разрез двигателя, а на фиг.2 - фрагмент сечения гибкого колеса-поршня со ступенчато изменяющейся шириной соседних колец.

Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания состоит из корпуса 1 с цилиндрической рабочей камерой, разделителей 2 полостей всасывания и нагнетания, гибкого колеса-поршня 3, генератора 4 волн, уплотнителей 5 радиального зазора.

Деформированное генератором 4 волн гибкое колесо-поршень 3, обкатываясь по внутренней поверхности рабочей камеры корпуса 1, образует с цилиндрической поверхностью рабочей камеры и разделителями 2 полости переменного объема, используемые для выполнения циклов всасывания, сжатия, воспламенения сжатой топливно-воздушной смеси и расширения, выхлопа отработавших газов.

Сжатый воздух из полостей перед катящейся волной гибкого колеса-поршня 3 перепускается в полость подготовки топливной смеси, расположенную в корпусе 1 или в сопряженных с ним фланце или крышке, и затем топливная смесь впрыскивается в полость за уходящей волной гибкого колеса-поршня 3 и разделителем 2 с воспламенением от свечи зажигания или других устройств воспламенения.

Уплотнение радиального зазора между корпусом 1 и гибким колесом-поршнем 3 осуществляется уплотнителями 5 за счет пружин предварительного поджатия и центробежных сил инерции от масс уплотнителей 5, вращающихся вместе с генератором 4 волн.

Торцевой зазор в подвижном соединении гибкого колеса-поршня 3 с крышкой и фланцем двигателя уплотняется лабиринтным способом за счет выполнения гибкого колеса-поршня 3 многослойным, состоящим из чередующихся колец с шириной, равной ширине рабочей камеры, и укороченных колец, расположенных между ними.

Устройства впуска и выпуска, каналы соединения полостей, а также крышка и фланец двигателя условно не показаны.

Камеры двигателя полностью симметричны относительно центральной оси двигателя и давление газов на гибкое колесо-поршень 3 в диаметрально противоположных камерах преобразуется в чистый крутящий момент, заставляющий вращаться генератор 4, расположенный внутри гибкого колеса-поршня 3, с частотой n₄.

Конструкция предлагаемого двигателя внутреннего сгорания абсолютно симметрична и вследствие этого полностью уравновешена, разгружена от радиальных неуравновешенных сил, действующих на опоры выходного вала, характеризуется сравнительной простотой и технологичностью в изготовлении, высокой ремонтоспособностью.

Выполнение соосно нескольких одиночных секций, смещенных в угловом направлении с необходимым шагом, позволяет обеспечить требуемую величину и равномерность крутящего момента на выходном валу.

Применение многослойного гибкого колеса-поршня с лабиринтным уплотнением торцевого зазора существенно улучшает компрессионные свойства двигателя.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания содержит корпус с цилиндрической рабочей камерой и разделителями полостей всасывания и нагнетания, гибкое колесо-поршень и генератор волн с устройством уплотнения радиального зазора. Гибкое колесо-поршень выполнено многослойным, состоящим из чередующихся колец с шириной, равной ширине рабочей камеры, и укороченных колец. Кольца в совокупности образуют лабиринтное уплотнение торцевого зазора в подвижном соединении гибкого колеса-поршня с фланцем и крышкой двигателя. Гибкое колесо-поршень может быть выполнено в виде многослойной ленточной пружины со ступенчато изменяющейся шириной соседних колец. Концы многослойной ленточной пружины колеса-поршня фиксируются к прилегающим кольцам сваркой или склеиванием. Фиксация многослойной ленточной пружины колеса-поршня может быть обеспечена ее посадкой внутрь внешнего и на внутреннее цилиндрические в исходном состоянии тонкостенные кольца колеса-поршня. Техническим результатом является повышение качества уплотнения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с цилиндрической рабочей камерой и разделителями полостей всасывания и нагнетания, гибкое колесо-поршень, генератор волн с устройством уплотнения радиального зазора, отличающийся тем, что гибкое колесо-поршень выполнено многослойным, состоящим из чередующихся колец с шириной, равной ширине рабочей камеры, и укороченных колец, в совокупности образующих лабиринтное уплотнение торцевого зазора в подвижном соединении гибкого колеса-поршня с фланцем и крышкой двигателя.

2. Двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что гибкое колесо-поршень выполнено в виде многослойной ленточной пружины со ступенчато изменяющейся шириной соседних колец.

3. Двигатель внутреннего сгорания по п.2, отличающийся тем, что концы многослойной ленточной пружины колеса-поршня фиксируются к прилегающим кольцам сваркой или склеиванием.

4. Двигатель внутреннего сгорания по п.2, отличающийся тем, что фиксация многослойной ленточной пружины колеса-поршня обеспечивается ее посадкой внутрь внешнего и на внутреннее цилиндрические в исходном состоянии тонкостенные кольца колеса-поршня.