РОТОРНО-ПЛАСТИНЧАТЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2017 года по МПК F01C1/344 

Описание патента на изобретение RU2630643C1

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при конструировании двигателей роторного типа.

Известна конструкция асимметричного двигателя (см. RU №2005197, F01C 1/344, 1989). Двигатель содержит статор, в расточке которого эксцентрично установлен ротор с лопатками, статор выполнен с профилированным участком со стороны выпускного отверстия, который описан по кривой, образованной концом радиуса-вектора, равного по модулю радиусу исходного цилиндра с центром, смещаемым от оси расточки статора в сторону выпускного отверстия на расстояние, равное сумме эксцентриситета и величины, обратной уменьшению зазора между ротором и исходной цилиндрической поверхностью статора, перпендикулярно к линии, соединяющей оси ротора и расточки статора.

Известна роторно-пластинчатая машина (см. SU №1838633, F01C 1/344, 1991). Она содержит полый цилиндрический ротор с приводом и продольными радиальными пазами с противолежащими дугообразными вогнутыми поверхностями, эксцентрично размещенный в расточке корпуса. Во вкладышах установлены разделительные пластины с проушинами, охватывающими ось, совпадающую с осью расточки корпуса. Вкладыши размещены с возможностью поворота в радиальных пазах ротора и имеют каждый два дугообразных и два плоских контактных участка, расположенных на наружной поверхности каждого вкладыша со стороны паза ротора и со стороны пластины соответственно, с ними взаимодействующих. В одном из двух на каждую пластину вкладышей выполнен сквозной канал, соединяющий между собой полости дугообразными и плоскими контактными участками. Эти полости сообщены с полостью разрежения.

Известен пневматический ротационный двигатель (см. RU №2018695, F01C 1/344, 1991). Двигатель содержит ротор с радиальными пазами, который эксцентрично установлен в статоре с внутренней цилиндрической поверхностью и торцевыми крышками. Разделительные лопасти со скосами на торцевых поверхностях со стороны ротора размещены в пазах с образованием в статоре рабочих камер. На торцевых поверхностях крышек со стороны ротора выполнены конические выступы, продольные оси которых совпадают с продольной осью статора.

Недостатками описанного двигателя являются невысокая надежность и сложность конструкции.

Известен также роторно-пластинчатый двигатель, содержащий статор, внутренняя поверхность которого в сечении, перпендикулярном оси вращения ротора, выполнена в виде замкнутой кривой, стенки которого параллельны оси вращения ротора, выполненного со сквозным радиальным пазом, проходящим через центр вращения ротора, в котором установлена с возможностью возвратно-поступательного движения пластина, контактирующие своими концами, снабженными уплотнениями, с внутренней поверхностью статора, причем полость статора содержит свечу зажигания, впускное и выпускное окно (см. RU №2139992, F01C 1/344, 1998).

Недостатком описанного двигателя является его неработоспособность, поскольку при отсутствии задания местоположения оси вращения ротора и неопределенности сечения полости статора, которое задано как «эллипсоподобное», непонятно как сможет проворачиваться ротор.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в обеспечении работоспособности двигателя.

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в том, что обеспечена «привязка» оси вращения ротора к продольной оси полости статора, позволяющая при поперечной подвижности пластины беспрепятственно вращаться ротору в пределах контура поперечного сечения полости статора, в постоянном контакте с ним.

Для решения поставленной задачи роторно-пластинчатый двигатель, содержащий статор, внутренняя поверхность которого в сечении, перпендикулярном оси вращения ротора, выполнена в виде замкнутой кривой, стенки которого параллельны оси вращения ротора, выполненного со сквозным радиальным пазом, проходящим через центр вращения ротора, в котором установлена с возможностью возвратно-поступательного движения пластина, контактирующие своими концами, снабженными уплотнениями, с внутренней поверхностью статора, причем полость статора содержит свечу зажигания, впускное и выпускное окно, отличается тем, что очертания внутренней поверхности статора, заданы выражением в полярных координатах:

,

где R - радиальное расстояние в плоскости перпендикулярной оси вращения ротора от нее до точки на поверхности полости статора, м;

D - ширина пластины, м;

1≤N<∞ - ряд натуральных чисел, задающий значение вариантов очертания внутренней поверхности статора;

1≤n<∞ - ряд натуральных чисел, задающий значение множителя ϕ

hn = R/H - коэффициент смещения пластины;

Н - длина пластины, м;

ϕ - угол поворота пластины; град,

причем ось ротора проходит через точку R=0 и совпадает с осью полости статора.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 дан поперечный разрез двигателя; на фиг. 2 - форма пластин; на фиг. 3 - схема работы двигателя, на фиг. 4-5 варианты профиля статора, причем, на фиг. 4 вариант с наибольшим значением R по оси У, а на фиг. 5 с наименьшим значением R по оси У.

Роторно-пластинчатый двигатель содержит неподвижный статор 1, выполненный, как цилиндр, внутренняя поверхность 2 которого, в сечении, перпендикулярном оси 3 вращения ротора 4, выполнена в виде замкнутой кривой очертания внутренней поверхности статора, заданы выражением в полярных координатах:

где R - радиальное расстояние в плоскости перпендикулярной оси вращения ротора от нее до точки на поверхности полости статора, м;

D - ширина пластины, м;

1≤N<∞ - ряд натуральных чисел, задающий значение вариантов очертания внутренней поверхности статора;

1≤n<∞ - ряд натуральных чисел, задающий значение множителя ϕ

hn=R/H - коэффициент смещения пластины;

Н - длина пластины, м;

ϕ - угол поворота пластины; град.

При этом ось 3 вращения ротора 4 проходит через точку R=0 и совпадает с осью 5 полости 2 статора 1.

Ротор 4 снабжен пластиной 5, установленной в его радиальном пазу 6 (проходящем через ось 3 вращения ротора и являющейся его осью симметрии), с возможностью возвратно-поступательного перемещения. По периметру пластины 5, где она контактируют с поверхностью внутренней полости 2 статора 1, размещены уплотнения (на чертежах не показаны) выполненные известным образом. Таким образом, внутренняя поверхность статора 1 выполнена так, что пластина 5, при повороте на произвольный угол, разделяет полость 2 на две камеры неодинакового объема (кроме положения, когда пластина ориентирована в плоскости симметрии полости 2 статора 1), в одну из которых подается рабочая смесь, а из другой осуществляется сброс отработанных газов. Для этого двигатель содержит свечу зажигания 7, впускное 8 и выпускное 9 окна, которые могут быть выполнены, как на стенках статора, так и его торцах. При этом свеча зажигания 7, предпочтительно, размещена в плоскости симметрии полости 2 статора 1, впускное 8 и выпускное 9 окна размещены симметрично относительно упомянутой плоскости, они снабжены клапанами известной конструкции, обеспечивающими их срабатывание.

Давление рабочей смеси на пластину 5 в процессе наполнения горючим соответствующей камеры и при расширении газов в ней при воспламенении горючего заставляет ротор 4 поворачиваться, одновременно из второй камеры, происходит сброс отработанных газов. При вращении ротора 4 объем рабочей смеси в камере, заключенной между пластинами, поверхностью ротора и внутренней поверхностью полости 2 статора 1, изменяется от минимального в зоне до максимального.

Двигатель работает следующим образом.

В первой камере 10 впускное 8 окно переходит из закрытого положения в открытое. В результате происходит впрыск топлива и последующее его воспламенение свечой зажигания 7. Давление рабочей смеси на пластину 5 вызывает вращение ротора 4 (против часовой стрелки), т.к. площадь пластины с разных сторон вращения ротора неодинакова. После поворота на угол 180°, сжатые газы (продукты воспламенения и горения топлива) оказываются о второй камере 11, а в первой камере 10 оказывается объем разряженных газов (которых ушли через выпускное 9 окно), вытесненный туда при развороте пластины 5.

При этом во второй камере 11 под давлением газов открывается выпускное окно 9, а в первой камере 10 впускное 8 окно переходит из закрытого положения в открытое. В результате происходит впрыск топлива и последующее его воспламенение. Давление рабочей смеси на пластину 5 вызывает вращение ротора 4 (против часовой стрелки) т.к. площадь пластины с разных сторон вращения ротора неодинакова и противодавления газов во второй камере 11 нет ( отработанные газы выброшены из полости 2 статора 1).

Далее все повторяется.

Данный двигатель может быть изготовлен с применением известных технологий и материалов.

Похожие патенты RU2630643C1

название год авторы номер документа
РОТОРНО-ПЛАСТИНЧАТЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 1999
  • Анфисов В.Б.
RU2171896C1
РОТОРНО-ПЛАСТИНЧАТОЕ УСТРОЙСТВО 2013
  • Филиппов Сергей Николаевич
  • Козко Алексей Владиславович
RU2541059C1
Роторный детонационный двигатель 2020
  • Санько Юрий Тимофеевич
RU2754834C1
Роторно-поршневой двигатель и способ его работы 2022
  • Гук Павел Сергеевич
RU2781726C1
РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2010
  • Мясников Виктор Васильевич
RU2524795C2
РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ КУРОЧКИНА 1994
  • Курочкин Андрей Геннадьевич
RU2099556C1
РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ 2016
  • Чепелев Николай Иванович
RU2613012C1
РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С РЕГУЛИРУЕМОЙ СТЕПЕНЬЮ СЖАТИЯ 2023
  • Азаренков Андрей Александрович
  • Терешкин Борис Юрьевич
RU2799697C1
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СТЕПЕНИ СЖАТИЯ РОТОРНО-ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ 2023
  • Азаренков Андрей Александрович
  • Терешкин Борис Юрьевич
RU2817203C1
Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания 2019
  • Кинзябаев Венир Назибович
RU2734069C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 630 643 C1

Реферат патента 2017 года РОТОРНО-ПЛАСТИНЧАТЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при конструировании двигателей роторного типа. Роторно-пластинчатый двигатель содержит статор 1, внутренняя поверхность которого в сечении, перпендикулярном оси 3 вращения ротора 4, выполнена в виде замкнутой кривой, стенки которого параллельны оси вращения ротора 4. Ротор 4 выполнен со сквозным радиальным пазом 6, проходящим через центр вращения ротора 4. В пазу 6 установлена с возможностью возвратно-поступательного движения пластина 5, контактирующая своими концами, снабженными уплотнениями, с внутренней поверхностью статора 1. Полость статора 1 содержит свечу зажигания 7, впускное и выпускное окно 8 и 9. Очертания внутренней поверхности статора 1 заданы выражением в полярных координатах. Ось 3 ротора 4 совпадает с осью полости статора 1. Изобретение направлено на обеспечение работоспособности двигателя за счет обеспечения привязки оси вращения ротора 4 к продольной оси полости статора 1, позволяющей при поперечной подвижности пластины 5 беспрепятственно вращаться ротору 4 в пределах контура поперечного сечения полости статора 1 в постоянном контакте с ним. 5 ил.

Формула изобретения RU 2 630 643 C1

Роторно-пластинчатый двигатель, содержащий статор, внутренняя поверхность которого в сечении, перпендикулярном оси вращения ротора, выполнена в виде замкнутой кривой, стенки которого параллельны оси вращения ротора, выполненного со сквозным радиальным пазом, проходящим через центр вращения ротора, в котором установлена с возможностью возвратно-поступательного движения пластина, контактирующая своими концами, снабженными уплотнениями, с внутренней поверхностью статора, причем полость статора содержит свечу зажигания, впускное и выпускное окно, отличающийся тем, что очертания внутренней поверхности статора заданы выражением в полярных координатах:

где R - радиальное расстояние в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора, от нее до точки на поверхности полости статора, м;

D - ширина пластины, м;

1≤N<∞ - ряд натуральных чисел, задающий значение вариантов очертания внутренней поверхности статора;

1≤n<∞ - ряд натуральных чисел, задающий значение множителя ϕ;

hn=R/H - коэффициент смещения пластины;

Н - длина пластины, м;

ϕ - угол поворота пластины; град,

при этом ось ротора проходит через точку R=0 и совпадает с осью полости статора.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2630643C1

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ РОТАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 1991
  • Васильев В.А.
  • Рабинов А.И.
  • Букин Е.В.
  • Ведерников Г.В.
RU2018695C1
US 4133617 A, 09.01.1979
WO 9705391 A1, 13.02.1997
ПОСРЕДНИК ПО ПРЕДОСТАВЛЕНИЮ СОДЕРЖИМОГО И ОБЕСПЕЧЕНИЮ ЗАЩИТЫ В СИСТЕМЕ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ 2003
  • Брайтбах Томас
RU2373656C2
Устройство для получения экспериментальных переломов костей конечностей 1986
  • Дюсупов Ахметкали Зайнолдаевич
  • Нагибин Владимир Иванович
SU1442198A1

RU 2 630 643 C1

Авторы

Хазанов Александр Алексеевич

Даты

2017-09-11Публикация

2016-04-05Подача