Двухсекционный роторный двигатель внутреннего сгорания Российский патент 2019 года по МПК F02B53/08 F01C1/46 F02B55/14 

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано во всех областях, где применяются двигатели внутреннего сгорания, а также в насосокомпрессоростроении.

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания в котором КОРПУС, диск ротора и подпружиненные лопатки образуют замкнутые рабочие камеры переменного объема.

(см.патент рф NQ 2411377 опубл. от 27.04.09 г)

Этому техническому решению присущи недостатки. Поверхности соприкасающееся торцевой части лопаток и внешней ротора имеют малую площадь соприкосновения и нет равномерного плотного прилегания, в периоды изменения объема камер возможна утечка, перетекание заряда из камер. Необходимо приложения больших сил на прижатие лопаток к внешней поверхности, что приводит к повышенным механическим потерям.

Ближайшим аналогом предлагаемой заявки на изобретение является духсекционный роторный двигатель, состоящий из корпуса с секцией впуска и сжатия секцией сгорания и вытеснения. Каждая секция состоит из ротора с выступами-поршнями на внешней поверхности ротора прилегающих к внутренней поверхности секций, заслонок прилегающих к внутренней поверхности секции и к внешней поверхности ротора расположенных радиально, камер переменного объема, ограниченных внутренней поверхностью секций, внешней поверхностью выступов-поршней и заслонками, камеры сжатой горючей смеси на корпусе, перепускного клапана из камеры сжатия в камеру сжатой горючей смеси и камеру сгорания, выпускных окон из камеры вытеснени), двуплечих рычагов, осей рычагов.

(см.патент РФ 23100830 публ.от 10.11.07 г)

Автором этого изобретение является автор данной заявки, т.е. заявку можно рассматривать, если есть такая форма, как дополнение к этому изобретению.

Этому техническому решению также присущи недостатки:

1.Геометрические параметры камеры сгорания и ее конфигурация не способствуют организации качественного смесеобразования и сгорания горючей смеси, создают повышенные тепловые и газодинамические потери.

2. Сложность обеспечение надежного уплотнения рабочих полостей.

3. Повышенная теплонапряженность деталей.

Задачей изобретения является повышения коэфиециента полезного действия, мощности и надежности.

Задача достигается в двухсекционном роторном двигателе состоящим из корпуса с двумя секциями одинаковой конструкции, каждая секция состоит из ротора с выступами-поршнями на внешней поверхности ротора, прилегающие к внутренней поверхности секции, у вершин роторов на внешней поверхности выполнены окна впуска из камеры сжатия в камеру сгорания, окна выпуска из камеры сгорания в камеру расширения топливовоздушной смеси, перпендикулярно боковым стенкам ротора у вершин выполнены сквозные цилиндрические отверстия для установки в них втулок камер сгорания с рычагом для поворота втулки, заслонок прилегающих к внутренней поверхности секции и внешней поверхности ротора, расположенных радиально, торцевая часть прилегающих к ротору заслонок в профиль имеет, два под определенным углом изгиба в форме дуг окружности попеременно равномерно плотно прилегающих к внешней поверхности выступов-поршней роторов в рабочие периоды изменения объема камер, двуплечих рычагов, осей рычагов, окон впуска в камеры впуска и окон выпуска из камер вытеснения в корпусах секций, камер сгорания в роторах изготовленных в форме цилиндрической втулки, закрытой с торцов, имеющую внутреннею сферическую форму и окно для впуска и выпуска топливовоздушной смеси, рычаг для поворота камеры в роторе на определенный угол с возможностью его фиксации. Данная конструкция двигателя имеет преимущества по сравнению с прототипом.

1. Конструкция камер сгорания отсутствие в них каналов перетекания рабочего тела, клапанов усугубляющих газодинамические потери, оптимальные геометрические параметры и ее конфигурация способствуют организации качественного смесеобразования и сгорания горючей смеси снижает газодинамические и тепловые потери повышают коэффициент полезного действия.

2. Изгибы на торцевой части заслонок в форме дуг окружностей по переменно прилегающие к внешней поверхности выступов-поршней повышают надежность устройства уплотнения.

3. В двух секционном роторном двигателе в отличии от прототипа где секция впуска и сжатия и отдельно секция сгорания и вытеснения в каждой секции происходит полный рабочий цикл впуск сжатие сгорания, вытеснение что снижает теплонапреженность деталей двигателя.

Чертежи поясняющие изобретение:

фиг. 1 - продольный разрез А-А секции двигателя где видны: разрез корпуса секции с пазами для перемещения заслонок, окно впуска в камеру сжатия окно выпуска из камеры вытеснения ротора с окнами впуска в камеру сгорания и окнами выпуска из камеры сгорания в роторе, разрезы втулок камер сгорания установленных в роторах, в которых видны камеры сгорания в втулках, окна для впуска и выпуска топливовоздушной смеси, рычаги поворота втулки камеры сгорания, заслонки, двуплечие рычаги заслонок, оси рычагов.

фиг. 2 - разрез Б-Б где видны разрезы двух секций, секции одинаковой семеричной конструкции в которых видны: разрез ротора и разрезы камер сгорания в роторах.

фиг. 3 - проекция ротора на которой видны прорези окон впуска и выпуска.

фиг.4 - продольный разрез ротора А-А в котором видны разрезы установленных камер сгорания, окна в втулках камер сгорания, рычаги поворота втулок камер сгорания и окна в роторе для впуска и выпуска горючей смеси.

фиг. 5 - Проекция втулки камеры сгорания с рычагом для поворота втулки.

фиг. 6 - разрез по А-А на котором видна внутренняя форма камеры сгорания и окно камеры сгорания.

Двигатель состоит из неподвижных секций 1 и 2 роторов 3 и 4, впускных окон в камеру сгорания 5, выпускных окон из камеры сгорания 6 в роторах, заслонок 7 и 8 рычагов заслонок 9, камер сгорания 10, рычагов поворота втулок камер сгорания 11, окно впуска, выпуска камер сгорания 12, свечи или форсунки 13, камер переменного объема 14, впускных окон секций 1_5, выпускных окон секции 16, вал роторов 17, осей рычагов 18 кулачковое устройство для поворота рычагов - втулок 19.

Работа двигателя осуществляется следующим образом: При вращении вала 17 приводится в движении ротора 3 и 4 с выступами поршнями, прилегающими к внутренним цилиндрическим поверхностям секции 1 и 2, к боковым стенкам секций, перемешают радиально в секциях 1 и 2 заслонки 7 и 8,прилегающие к внутренним поверхностям секции 1 и 2 внешним поверхностям роторов 3 и 4, и создаются камеры переменного объема 14.

Так при вращении валом роторов 3 и 4 по часовой стрелке, объем левой нижней камеры 14, увеличивается в секции 1, через впускное окно 16 происходит впуск горючей смеси, это смесь сжимается в левой верхней камере 14, секции 1, через впускное окно 5 в роторе 3 совмещенное с оном 12 в втулке камеры сгорания, горючая смесь поступает в камеру сгорания затем после завершения цикла сжатия, рычагом поворота втулки 11, поворачивает на определенный угол втулку камеры сгорания 10, до совмещения окна 12 с выпускным окна 6 ротора с фиксацией рычага поворота в таком положении до завершения цикла сгорания и вытеснения, на период цикла впуска сжатия окно 6, сгорания и вытеснения окно 5 ротора 3 закрыто внешней поверхностью втулки камеры сгорания, поступающая из камеры сгорания через окна 6, 12 горючая смесь поступает в верхнюю правую камеру 14 секции 1, воспламеняется свечей или форсункой, расширяясь действует на выступ-поршень ротора 3 и вращает вал 17 ротор 4 секции 2.

При дальнейшем повороте ротора 3 открываются выпускные окна 16 и происходит выпуск отработанных газом, затем поршни-выступы ротора 3 из правой верхней камеры выталкивают оставшиеся отработанные газы.

В секции 2 двигателя происходит такой же, как в секции 1, рабочий цикл в камерах переменного объема 14: впуск сжатие, сгорание, вытеснение. Для равномерного плотного прилегания профилей соприкасающихся поверхностей выступов-поршней и заслонок в образованных камерах каждая заслонка 5 и 6 соединена с двуплечим рычагом 7, с осью качания рычага 18. Таким образом, в 8 камерах 14 образуемых четырьмя выступами роторов 3 и 4 четырьмя заслонками 7 и 8 и внутренними поверхностями секции 1 и 2 происходит последовательно впуск горючей смеси, сжатие воспламенение, расширение продуктов сгорания, очистка от отработанных газов, т.е. осуществляются все процессы, происходящие в ДВС.

Без камеры сгорания данная конструкция может быть использована в насосокомпрессоростроении.

Изобретение относится к области роторных двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что каждая секция двигателя состоит из ротора с выступами-поршнями на внешней поверхности ротора. Заслонки прилегают к внутренней поверхности секции и к внешней поверхности ротора и расположены радиально. Камеры переменного объема ограничены внутренней поверхностью секций, внешней поверхностью выступов-поршней и поверхностью заслонок. Двигатель содержит также камеры сжатой горючей смеси, камеры сгорания и камеры вытеснения. Заслонки соединены с двуплечим рычагом, имеющим ось качания. Камера сгорания в роторе изготовлена в форме цилиндрической втулки, закрытой с торцов, и имеет внутреннюю сферическую форму и окно для впуска и выпуска топливовоздушной смеси. Камера имеет рычаг для поворота камеры в роторе на определенный угол с возможностью его фиксации. 6 ил.

Двухсекционный роторный двигатель состоит из корпуса с двумя секциями одинаковой конструкции, каждая секция содержит ротор с выступами-поршнями на внешней поверхности ротора, прилегающими к внутренней поверхности секции, у вершин ротора на внешней поверхности выполнены в установленных у вершин ротора камерах сгорания окна впуска в камеру сгорания и окна выпуска из камеры сгорания, заслонки прилегающие к внутренней поверхности секции и внешней поверхности ротора, расположенные радиально, камеры переменного объема, ограниченные внутренней поверхностью секции, внешней поверхностью выступов поршней и заслонками, камеры сгорания в форме втулки с рычагом для поворота втулки в роторе и окном на внешней поверхности втулки в камеру сгорания, расположенную внутри втулки, двуплечие рычаги и оси рычагов, отличающийся тем, что камеры сгорания выполнены в форме цилиндрических закрытых с торцов втулок с окном на внешней поверхности втулки в камеру сгорания сферической формы, расположенную внутри втулки, устанавливаются в плотно прилегающие цилиндрические отверстия в боковых стенках у вершин роторов с рычагом для поворота втулки в роторе на определенный угол с возможностью его фиксации.