РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТОРОИДАЛЬНОГО ТИПА Российский патент 2015 года по МПК F02B55/02 F01C9/00 F01C19/10 

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

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания, включающий корпус с профилированной рабочей поверхностью и торцевыми крышками, ротор, установленный на валу и снабженный качающимися поршнями, контактирующими с профилированной рабочей поверхностью корпуса (см. а.с. СССР 1017803, МПК3 F02B 53/00, опубл. 15.05.1983 г.).

Недостатком такого двигателя является отсутствие надежного и постоянного контакта уплотнений между гранями поршней и профилированной поверхностью корпуса, что снижает мощность двигателя.

Из известных наиболее близким к заявляемому техническому решению является роторный двигатель внутреннего сгорания, включающий неподвижный тороидальный корпус, в котором расположен впускной канал введения топлива и воздуха в полость и напорный канал для отвода продуктов сгорания от двигателя, включая силовую тороидальную полость, в которой размещены два вращающихся диска с парными жесткозакрепленными поршнями. Каждый диск имеет выходной вал, на котором закреплена силовая шестерня, причем вал первого диска вставлен в полость вала второго диска. Поочередное вращение дисков контролируется подпружиненными стержнями (патент US 6341590 A (BARRERA RENE MANUEL), F02B 53/00, опубл. 29.01.2002 г.).

Недостатками прототипа являются сложность в изготовлении, большие нагрузки со стороны поршней на внутреннюю криволинейную поверхность корпуса в результате действия центробежных сил, возникающих при вращении ротора, наличие значительных сил трения поршней с каркасом ротора, которые ведут к снижению ресурса и к.п.д. двигателя,

Предлагаемое изобретение направлено на повышение долговечности работы двигателя за счет устранений действия центробежных сил поршней на внутреннюю криволинейную поверхность корпуса, улучшение качества уплотнений камер переменного объема, повышение мощности и кпд двигателя.

Решение технической задачи достигается тем, что в роторном двигателе, состоящем из неподвижного корпуса с внутренней тороидальной криволинейной замкнутой поверхностью с впускными и выпускными клапанами, установлен дискообразный ротор и два дугообразных поршня с компрессионными кольцами, один из которых крепится к корпусу двигателя, а второй к дискообразному ротору, вал которого установлен в обгонные муфты, с противоположным моментом срабатывания на обоймах валах.

Введение двух симметричных обгонных муфт позволяет последовательно поочередно передавать крутящий момент с вала дискообразного ротора на выходной вал двигателя. Схема устройства двигателя поясняется чертежами, где на фиг.1 показан разрез двигателя; на фиг.2 - правый и левый редукторы.

Роторный двигатель тороидального типа состоит из корпуса 1 с впускными 6 и выпускными 8 клапанами, поршни 2, 4 и свечи зажигания 7, рабочий цилиндр имеет тороидальную конструкцию, в которой расположены два дугообразных поршня 2, 4, имеющие компрессионные кольца 3, 5, причем первый поршень жестко закреплен в корпусе двигателя, а второй жестко крепится на роторе 11, вал которого установлен в подшипниках корпуса 14, причем слева и справа на валу установлены обгонные муфты 12, 16, на обоймах которых закреплены шестерни 13, 15, контактирующие с зубьями левого 20 и правого 18 редукторов, соединенных с выходным валом 17, причем левый редуктор 20 имеет дополнительную шестерню 19 для преобразования прямого вращения в обратное в отличие от правого редуктора, кроме того, внутри корпуса вставлены уплотнительные кольца 9, прилегающие к боковым поверхностям ротора и компрессионным кольцам поршней.

Работает устройство следующим образом.

Прямой ход. Сгорание. При сгорании топливовоздушной смеси в правой части корпуса 1 давление газа действует на дугообразный поршень 5 ротора 11, создавая крутящий момент на валу ротора 11, при этом застопаривается правая обгонная муфта 12 и крутящий момент через правый редуктор 18 передается на выходной вал 17. Двигаясь внутри корпуса 1, поршень 5 ротора обратной поверхностью сжимает топливовоздушную смесь в левой части корпуса, которая поджигается свечой накаливания 7.

Обратный ход. При сгорании поршень 5 двигается в обратном направлении. В этом случае вращающий момент застопаривает левую обгонную муфту 16 и растопаривает правую 12. При этом открывается выпускной клапан правой части корпуса 1 и происходит выпуск отработавших газов. Вращающий момент передается с вала 10 через обгонную муфту 16, шестерню 15 на левый редуктор 20, имеющий дополнительную шестерню 19, поэтому выходной вал 17 вращается в ту же сторону как в первом случае.

Прямой ход. Всасывание. При движении поршня 5 с правой части корпуса в левую происходит разрежение в запоршневом пространстве при открытом впускном клапане 6. Происходит наполнение правой части рабочего цилиндра. В то же время в левой части открыт выпускной клапан 8. При этом происходит выпуск отработавших газов.

Обратный ход. Поршень 5 двигается в правую часть корпуса. При этом в правой части сжимается топливовоздушная смесь при закрытых клапанах 6, 8, а в левой части происходит наполнение рабочего цилиндра и впускной клапан открыт.

Такие циклы, включающие в работу то левый, то правый редукторы, повторяются в процессе эксплуатации двигателя, обеспечивая постоянное вращение выходного вала.

Обтюрация поршней обеспечивается уплотнительными кольцами 9, надетыми на них, уплотнительными компрессионными кольцами 3, 5.

Подобная конструкция позволяет повысить силовую нагрузку на поршень на протяжении всего хода поршня, повысить мощность и кпд двигателя.

Изобретение относится к двигателестроению. Роторный двигатель тороидального типа содержит неподвижный корпус с впускными и выпускными клапанами, поршни и свечи зажигания. Рабочий цилиндр имеет тороидальную конструкцию, в которой расположены два дугообразных поршня, имеющих компрессионные кольца. Первый поршень жестко закреплен в корпусе двигателя. Второй поршень жестко крепится на роторе. Вал ротора установлен в подшипниках корпуса. Слева и справа на валу установлены обгонные муфты с противоположным моментом срабатывания. На обоймах обгонных муфт закреплены шестерни, контактирующие с зубьями левого и правого редукторов. Редукторы соединены с выходным валом. Левый редуктор имеет дополнительную шестерню для преобразования прямого вращения в обратное в отличие от правого редуктора. Внутри корпуса вставлены уплотнительные кольца, прилегающие к боковым поверхностям ротора и компрессионным кольцам поршней. Техническим результатом является повышение долговечности, мощности и кпд двигателя. 2 ил.

Роторный двигатель тороидального типа, содержащий неподвижный корпус с впускными и выпускными клапанами, поршни и свечи зажигания, отличающийся тем, что рабочий цилиндр имеет тороидальную конструкцию, в которой расположены два дугообразных поршня, имеющих компрессионные кольца, причем первый поршень жестко закреплен в корпусе двигателя, а второй жестко крепится на роторе, вал которого установлен в подшипниках корпуса, причем слева и справа на валу установлены обгонные муфты с противоположным моментом срабатывания, на обоймах которых закреплены шестерни, контактирующие с зубьями левого и правого редукторов, соединенных с выходным валом, причем левый редуктор имеет дополнительную шестерню для преобразования прямого вращения в обратное в отличие от правого редуктора, кроме того, внутри корпуса вставлены уплотнительные кольца, прилегающие к боковым поверхностям ротора и компрессионным кольцам поршней.