Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания Российский патент 2020 года по МПК F02B53/06 F02B53/08 F01C11/00 F01C1/46 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторно-поршневым двигателям внутреннего сгорания.

Предложенный роторно-поршневой двигатель обладает свойством газовой турбины, так как снабжен компрессором, камерой сгорания и турбиной, а по принципу действия является поршневым двигателем внутреннего сгорания с четырьмя тактами работы: впуском, сжатием, рабочим ходом и выпуском.

Известен роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с рабочими камерами, образованными рабочими полостями, в которых установлены вращающиеся ротор компрессора и ротор турбины, выполненные в виде параллельных закрепленных на валу дисков, в одном из которых, в роторе компрессора, с большим диаметром, выполнен радиальный паз с глубиной, плавно увеличивающейся от нулевого до наибольшего значения на первой половине дуги окружности этого диска и плавно уменьшающейся от наибольшего значения до нулевого на второй половине дуги окружности этого диска. Ротор турбины, выполненный в виде диска с меньшим диаметром, снабжен выступом, имеющим возможность контакта с корпусом и подпружиненной рабочей заслонкой. Между роторами расположена камера сгорания, выполненная в виде соосных внешнего, среднего и внутреннего цилиндров, установленных друг в друге. Внешний цилиндр разделен плоскостью, проходящей через оси вала роторов и цилиндров, на полуцилиндры, первый из которых, являющийся корпусом камеры сгорания, жестко закреплен в корпусе двигателя, а второй из которых, одновременно являющийся поршнем, расположен в пазу диска с большим диаметром с возможностью перемещения относительно первого полуцилиндра до прилегания наклонного днища второго полуцилиндра к основанию радиального паза диска. Средний цилиндр и имеющий возможность вращения внутренний цилиндр снабжены каналами для впуска в камеру сгорания рабочей смеси и перепускными каналами для выпуска горящей рабочей смеси. Свеча зажигания установлена в днище внутреннего цилиндра, обращенном в сторону ротора турбины. В данном роторно-поршневом двигателе осуществляется сжатие топлива в роторе компрессора, одновременно - перемещение рабочей смеси в камеру сгорания, где смесь и сгорает. Тепловая энергия передается на ротор турбины, где и превращается в механическую (патент RU 2193676 С2, МПК ⁷ F02B 53/08).

Основным недостатком этого двигателя является невысокая долговечность вследствие сложности с обеспечением длительной работоспособности элементов камеры сгорания, поскольку ее внутренний цилиндр, подверженный влиянию высоких температур, выполнен вращающимся, что может привести к заклиниванию.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус двигателя с являющимися его частью рабочим кольцом компрессора, оснащенным впускным каналом, и рабочим кольцом турбины, оснащенным выпускным каналом, имеющими цилиндрические внутренние поверхности, рабочими камерами, в которых параллельно на валу двигателя установлены вращающийся ротор компрессора, выполненный в виде диска, ось которого смещена относительно оси вращения вала двигателя на величину, не позволяющую внешней поверхности ротора компрессора соприкасаться с внутренней поверхностью рабочего кольца компрессора, и имеющий на внешней поверхности поперечный паз в зоне максимального сближения внешней поверхности ротора компрессора с внутренней поверхностью рабочего кольца компрессора, в котором размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения подпружиненные уплотнительные пластины, и вращающийся ротор турбины, выполненный в виде диска, ось которого смещена относительно оси вращения вала двигателя на величину, не позволяющую внешней поверхности ротора турбины соприкасаться с внутренней поверхностью рабочего кольца турбины и имеющий на внешней поверхности поперечный паз в зоне максимального сближения внешней поверхности ротора турбины с внутренней поверхностью рабочего кольца турбины, в котором размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения подпружиненные уплотнительные пластины. Корпус двигателя помимо рабочих колец компрессора и турбины имеет боковые щеки компрессора и турбины и промежуточную щеку, расположенную между боковыми щеками и отделяющую рабочую полость компрессора от рабочей полости турбины. Так ротор компрессора встроен между боковой щекой компрессора и промежуточной щекой внутри рабочего кольца компрессора, и ротор турбины встроен между промежуточной щекой и боковой щекой турбины. В рабочем кольце компрессора расположена подпружиненная рабочая заслонка компрессора, шириной, равной ширине ротора компрессора, выполненная в виде пластины и установленная в рабочем кольце компрессора с возможностью возвратно-вращательного движения вокруг своей оси, закрепленной в рабочем кольце компрессора, и размещения при максимальном ее рабочем ходе в углублении цилиндрической внутренней поверхности рабочего кольца компрессора. В рабочем кольце турбины расположена подпружиненная рабочая заслонка турбины, шириной, равной ширине ротора турбины, выполненная в виде пластины и установленная в рабочем кольце турбины с возможностью возвратно-вращательного движения вокруг своей оси, закрепленной в рабочем кольце турбины, и размещения при максимальном ее рабочем ходе в углублении цилиндрической внутренней поверхности рабочего кольца турбины. Двигатель снабжен камерой сгорания, корпус которой выполнен в виде вращающегося полого цилиндра с валом на одном из концов, связанным через редуктор с валом двигателя, и с впускным каналом, расположенным над ротором компрессора с возможностью соединения с рабочей полостью ротора компрессора, а также с выпускным каналом, расположенным над ротором турбины с возможностью соединения с рабочей полостью ротора турбины. При этом корпус камеры сгорания расположен над роторами компрессора и турбины в общем отверстии рабочих колец. В корпусе камеры сгорания установлена свеча зажигания. Сжатие рабочей смеси осуществляется первоначально в роторе компрессора, с последующим ее перемещением в камеру сгорания, где смесь и воспламеняется от свечи зажигания и далее поступает в рабочую камеру ротора турбины. Тепловая энергия, получаемая при сгорании топлива, передается на ротор турбины, где и превращается в механическую (патент RU 2687659 С1, МПК F02B 53/08 (2006.01), F01C 11/00 (2006.01), F01C 1/46 (2006.01).

В качестве недостатка вышеуказанного двигателя можно отметить сниженные технико-экономические показатели его работы, за счет наличия механического редуктора для привода вала корпуса камеры сгорания, отсутствия возможности регулирования фазами газораспределения при работе двигателя на различных режимах.

Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении изобретения, заключается в создании роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания с повышенными технико-экономическими показателями.

В роторно-поршневом двигатели внутреннего сгорания, содержащем рабочие камеры, в которых параллельно на валу двигателя установлены вращающийся ротор компрессора, выполненный в виде диска, ось которого смещена относительно оси вращения вала двигателя на величину, не позволяющую внешней поверхности ротора компрессора соприкасаться с внутренней поверхностью рабочего кольца компрессора, и имеющий на внешней поверхности поперечный паз в зоне максимального сближения внешней поверхности ротора компрессора с внутренней поверхностью рабочего кольца компрессора, в котором размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения подпружиненные уплотнительные пластины, и вращающийся ротор турбины, выполненный в виде диска, ось которого смещена относительно оси вращения вала двигателя на величину, не позволяющую внешней поверхности ротора турбины соприкасаться с внутренней поверхностью рабочего кольца турбины, и имеющий на внешней поверхности поперечный паз в зоне максимального сближения внешней поверхности ротора турбины с внутренней поверхностью рабочего кольца турбины, в котором размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения подпружиненные уплотнительные пластины, корпус двигателя с являющимся его частью рабочим кольцом компрессора, имеющим впускной канал, и являющимся его частью рабочим кольцом турбины, имеющим выпускной канал, камеру сгорания, полый корпус которой, выполненный с впускным и выпускным каналами, размещен в рабочих кольцах компрессора и турбины, подпружиненную рабочую заслонку компрессора, установленную в рабочем кольце компрессора с возможностью перемещения, подпружиненную рабочую заслонку турбины, шириной, равной ширине ротора турбины, выполненную в виде пластины, установленной в рабочем кольце турбины с возможностью возвратно-вращательного движения вокруг своей оси, размещенной на переднем конце заслонки по ходу вращения вала двигателя, и размещающуюся при максимальном ее рабочем ходе в углублении цилиндрической внутренней поверхности рабочего кольца турбины, причем задний конец заслонки имеет возможность плотного прилегания за счет пружины к внешней цилиндрической поверхности ротора турбины, боковые щеки компрессора и турбины и промежуточная щека, расположенная между боковыми щеками, а между боковой щекой компрессора и промежуточной щекой внутри рабочего кольца компрессора встроен ротор компрессора, и между промежуточной щекой и боковой щекой турбины внутри рабочего кольца турбины встроен ротор турбины, свечу зажигания, установленную в камере сгорания, согласно изобретению корпус камеры сгорания выполнен прямоугольного поперечного сечения в едином пазу рабочих колец компрессора и турбины. При этом между впускным каналом, выполненным в рабочем кольце компрессора, и впускным каналом корпуса камеры сгорания расположен впускной клапан, выполненный в виде пластины, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения посредством рычажного механизма, соединенного с впускным клапаном, электромагнитом компрессора и возвратной пружиной компрессора, а между выпускным каналом корпуса камеры сгорания и выпускным каналом, выполненным в рабочем кольце турбины, расположен выпускной клапан, выполненный в виде пластины, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения посредством рычажного механизма, соединенного с выпускным клапаном, электромагнитом турбины и возвратной пружиной турбины.

Повышение технико-экономических показателей предлагаемого двигателя обеспечивается за счет введения впускного клапана, установленного между впускным каналом, выполненным в рабочем кольце компрессора, и впускным каналом корпуса камеры сгорания, с механическим приводом, и выпускного клапана, установленного между выпускным каналом корпуса камеры сгорания и выпускным каналом, выполненным в рабочем кольце турбины, с механическим приводом, при исключении вращающихся частей в камере сгорания, что значительно улучшает герметичность камеры сгорания, наличия возможности изменения фаз газораспределения путем изменения времени открытия и закрытия впускного и выпускного клапанов корпуса камеры сгорания электромагнитами компрессора и турбины соответственно, а также отсутствия редуктора для привода корпуса камеры сгорания, что снижает механические потери.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 - разрез по линии А-А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по линии Б-Б фиг. 1; на фиг. 4 - увеличенный вид камеры сгорания, разрез по линии А-А фиг. 1; на фиг. 5 - увеличенный вид камеры сгорания, разрез по линии Б-Б фиг. 1.

Основой предлагаемого роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания являются два ротора, ротор 1 компрессора и ротор 2 турбины, расположенные - параллельно в рабочих камерах, закрепленные на одном валу 3 двигателя на фиксированном расстоянии друг от друга и вращающиеся вместе с валом 3 на подшипниках 4, установленных в корпусе 5 двигателя (фиг. 1). Ротор 1 компрессора выполнен в виде круглого диска, ось которого смещена относительно оси вращения вала двигателя на величину Н, не позволяющую внешней поверхности ротора 1 компрессора соприкасаться с внутренней поверхностью рабочего кольца 6 компрессора (фиг. 2).

Рабочее кольцо 6 компрессора, являющееся частью корпуса 5 двигателя, имеет рабочую цилиндрическую внутреннюю поверхность, обращенную в сторону ротора 1 компрессора, ось которой совпадает с осью вращения вала 3 двигателя. Ширина рабочего кольца 6 компрессора равна ширине ротора 1 компрессора (фиг. 1, 2).

Ротор 1 компрессора встроен между боковой щекой 7 компрессора и промежуточной щекой 8 внутри рабочего кольца 6 компрессора и имеет возможность вращения внутри полости, заключенной между боковой щекой 7 компрессора, промежуточной щекой 8 и внутренней цилиндрической поверхностью рабочего кольца 6 компрессора.

В рабочем кольце 6 компрессора установлена с возможностью перемещения подпружиненная рабочая заслонка компрессора, образованная соединенными окружной рабочей заслонкой 9 компрессора и радиальной рабочей заслонкой 10 компрессора. Окружная рабочая заслонка 9 компрессора выполнена в виде пластины с отверстиями, один конец которой, расположенный в направлении вращения роторов впереди второго конца заслонки 9, соединен с радиальной рабочей заслонкой 10 компрессора, а второй конец рабочей заслонки 9 ротора компрессора, расположенный в направлении вращения роторов позади первого ее конца, закреплен через ось 11 в рабочем кольце 6 компрессора с возможностью совершения возвратно-вращательного движения рабочей заслонки 9 ротора компрессора вокруг оси 11 и вхождения в углубление 12, расположенное на цилиндрической внутренней поверхности рабочего кольца 6 компрессора при максимальном ее рабочем ходе (фиг. 2, 4). Окружная рабочая заслонка 9 расположена таким образом, что ее ось 11 находится справа от ее первого конца вблизи заднего торца углубления 12 по направлению вращения вала 3 двигателя. Радиальная рабочая заслонка 10 компрессора установлена в пазу 13 рабочего кольца 6 компрессора, закреплена через ось 14 с окружной рабочей заслонкой 10 и за счет пружины 15 имеет возможность плотного прилегания к цилиндрической внешней поверхности ротора 1 компрессора. Ширина радиальной рабочей заслонки 10 ротора компрессора равна ширине ротора 1 компрессора, а ее минимальная длина установлена такой, что не позволяет ей отрываться от внешней поверхности ротора 1 компрессора при вращении вала 3 двигателям и выходить из паза 13.

Промежуточная щека 8 расположена между боковой щекой 7 компрессора и боковой щекой 16 турбины. Ротор 2 турбины встроен между промежуточной щекой 8 и боковой щекой 16 турбины внутри рабочего кольца 17 турбины, являющегося частью корпуса 5 двигателя.

Ротор 2 турбины выполнен в виде круглого диска, ось которого смещена относительно оси вращения вала 3 двигателя на величину К, не позволяющую внешней поверхности ротора 2 турбины соприкасаться с внутренней поверхностью рабочего кольца 17 турбины, имеет возможность вращения внутри полости, заключенной между боковой щекой 16 турбины, промежуточной щекой 8 и цилиндрической внутренней поверхностью рабочего кольца 17 турбины (фиг. 1, 3, 5).

Ротор 2 турбины снабжен выступом 18, расположенным на внешней цилиндрической поверхности ротора 2 турбины, шириной, равной ширине ротора 2 турбины и переменной высоты, увеличивающейся от внешней цилиндрической поверхности ротора 2 турбины до максимальной высоты, размер которой позволяет ротору 2 турбины свободно вращаться внутри рабочего кольца 17 турбины, и уменьшающейся до внешней цилиндрической поверхности ротора 2 турбины по окружности, в пределах угла поворота вала двигателя, равного 180°.

В рабочем кольце 17 турбины размещена подпружиненная рабочая заслонка 19 ротора 2 турбины, выполненная в виде пластины, один конец которой, расположенный в направлении вращения роторов позади второго конца заслонки 19 ротора турбины, имеющий закругление, за счет пружины 20 имеет возможность плотного прилегания к внешней цилиндрической поверхности ротора 2 турбины, а второй конец заслонки 19, расположенный в направлении вращения роторов впереди первого ее конца, закреплен через ось 21 в рабочем кольце 17 турбины с возможностью совершения возвратно-вращательного движения рабочей заслонки 19 ротора турбины вокруг оси 21. При этом ось 21 размещена на переднем конце рабочей заслонки 19 ротора турбины по ходу вращения вала 3 двигателя.

На цилиндрической внутренней поверхности рабочего кольца 17 турбины имеется углубление 22, предназначенное для вхождения в него рабочей заслонки 19 ротора турбины при максимальном ее рабочем ходе. Ширина рабочей заслонки 19 ротора турбины равна ширине ротора 2 турбины, а минимальная длина ее установлена такой, что не позволяет ей отрываться от внешней поверхности ротора 2 турбины при вращении вала 3 двигателя. Рабочая заслонка 19 ротора турбины расположена таким образом, что ее ось 21 находится слева от ее первого конца вблизи переднего торца углубления 22 по направлению вращения вала 3 двигателя.

В рабочем кольце 6 компрессора и в рабочем кольце 17 турбины имеется общий паз 23, предназначенный для установки полого корпуса 24 камеры сгорания 25. Корпус 24 камеры сгорания выполнен прямоугольного поперечного сечения, расположен над ротором 1 компрессора и ротором 2 турбины и снабжен впускным каналом 26, расположенным над ротором 1 компрессора и имеющим возможность соединения с впускным каналом 27, выполненным в рабочем кольце 6 компрессора, с конфигурацией, совпадающей с конфигурацией впускного канала 26 (фиг. 1, 2, 4).

Между корпусом 24 камеры сгорания и основанием паза 23, то есть между впускным каналом 27, выполненным в рабочем кольце 6 компрессора, и впускным каналом 26 корпуса камеры сгорания, расположен впускной клапан 28, выполненный в виде пластины, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения за счет рычажного механизма 29, соединяющего впускной клапан 28 со штоком 30 электромагнита 31 компрессора и возвратной пружины 32 компрессора.

В корпусе 24 камеры сгорания выполнен выпускной канал 33, расположенный над ротором 2 турбины и имеющий возможность соединения с выпускным каналом 34, выполненным в рабочем кольце 17 турбины, имеющим конфигурацию, совпадающую с конфигурацией выпускного канала 33 (фиг. 1, 3, 5).

Между корпусом 24 камеры сгорания 25 и основанием паза 23, то есть между выпускным каналом 33 корпуса камеры сгорания и выпускным каналом 34, выполненным в рабочем кольце турбины, расположен выпускной клапан 35, выполненный в виде пластины, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения за счет рычажного механизма 36, соединяющего выпускной клапан 35 со штоком 37 электромагнита 38 турбины и возвратной пружины 39 турбины.

Боковая щека 7 компрессора, рабочее кольцо 6 компрессора, промежуточная щека 8, расположенная между боковой щекой 7 компрессора и боковой щекой 16 турбины, рабочее кольцо 17 турбины и боковая щека 16 турбины стянуты между собой болтами 40, расположенными по окружности двигателя (фиг. 1).

На внешней поверхности ротора 1 компрессора, в зоне ее максимального сближения с внутренней поверхностью рабочего кольца 6 компрессора, выполнен поперечный паз 41, в котором параллельно оси вала 3 двигателя расположены с возможностью возвратно-поступательного перемещения подпружиненные уплотнительные пластины 42 (фиг. 2).

В роторе 2 турбины, на его внешней поверхности, в зоне максимального сближения внешней поверхности ротора 2 турбины с внутренней поверхностью рабочего кольца 17 турбины, выполнен поперечный паз 43, в котором параллельно оси вала 3 двигателя установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения подпружиненные уплотнительные пластины 44 (фиг. 3).

На боковых поверхностях ротора 1 компрессора выполнены кольцевые пазы 45, в которых установлены кольцевые подпружиненные уплотнительные пластины 46, а на боковых поверхностях ротора 2 турбины выполнены кольцевые пазы 47, в которых установлены кольцевые подпружиненные уплотнительные пластины 48 (фиг. 1).

В корпусе 24 камеры сгорания в зоне вращения ротора 2 турбины установлена свеча зажигания 49, связанная с камерой сгорания 25 (фиг. 1, 3, 5).

Рабочая полость 50 компрессора, образованная наружной поверхностью ротора 1 компрессора, внутренней цилиндрической поверхностью рабочего кольца 6 компрессора, боковой щекой 7 компрессора и промежуточной щекой 8, разделена подпружиненной радиальной рабочей заслонкой 10 компрессора и уплотнительными пластинами 42 на камеру впуска 51 и камеру предварительного сжатия 52 (фиг. 2).

Рабочая полость 53 турбины, образованная наружной поверхностью ротора 2 турбины, цилиндрической внутренней поверхностью рабочего кольца 17 турбины, промежуточной щекой 8 и боковой щекой 16 турбины разделена рабочей заслонкой 19 турбины и уплотнительными пластинами 44 на камеру рабочего хода 54 и камеру выпуска 55 (фиг. 3).

В боковой щеке 7 компрессора выполнен впускной канал 56, предназначенный для соединения камеры впуска 51 с впускным трактом системы впуска рабочей смеси (фиг. 1, 2). В боковой щеке 16 турбины выполнен выпускной канал 57, предназначенный для соединения камеры выпуска 55 с атмосферой (фиг. 1, 3).

На конце вала 3 двигателя со стороны ротора 2 турбины расположен маховик 58. Внутри рабочего кольца 6 компрессора и рабочего кольца 17 турбины образованы полости 59 для рубашки системы охлаждения (фиг. 2, 3).

Кроме этого, на чертеже дополнительно обозначено:

- стрелкой на фиг. 2, 3, 4, 5 - направление вращения роторов 1, 2;

- пунктирными линиями на фиг. 2, 3 - канал 56, предназначенный для соединения камеры впуска 51 с впускным трактом системы впуска рабочей смеси и канал 57, предназначенный для соединения камеры выпуска 55 с атмосферой;

- пунктирными стрелками на фиг. 2, 3 - направления движения рабочей смеси и отработавших газов.

Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

Положение подпружиненных уплотнительных пластин 42 ротора 1 компрессора, когда они находятся на наименьшем расстоянии от камеры сгорания 25, принимается за начало работы роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания (фиг. 2, 4). Вращение ротора 1 компрессора и ротора 2 турбины происходит по часовой стрелке со стороны ротора 1 компрессора (фиг. 1, 2, 3). Двигатель работает на жидком или газообразном топливе и имеет стандартные системы питания и зажигания.

Рассмотрим первоначально полный рабочий цикл двигателя от такта впуска до такта выпуска, происходящий с одним зарядом рабочей смеси.

1 такт - впуск - происходит на угле поворота вала 3 двигателя от 0° до 360°. При вращении ротора 1 компрессора за подпружиненной радиальной рабочей заслонкой 10 компрессора создается разряжение, и порция рабочей смеси по впускному каналу 56 поступает в камеру впуска 51 (фиг. 2).

2 такт - сжатие - происходит на угле поворота вала 3 двигателя от 360° до 720° и заканчивается тогда, когда подпружиненная окружная рабочая заслонка 9 компрессора полностью войдет в углубление 12 в рабочем кольце 6 компрессора. В этот момент за счет срабатывания электромагнита 31 компрессора впускной клапан 28 камеры сгорания перекрывает впускной канал 27 в рабочем кольце 6 компрессора, соединяющий камеру предварительного сжатия 52 с камерой сгорания 25 через отверстия в окружной рабочей заслонке 9 компрессора.

На угле поворота вала 3 двигателя от 360° до 520°-540° в зависимости от установки фаз газораспределения рабочая смесь предварительно сжимается в камере предварительного сжатия 52, пока впускной клапан 28 остается закрытым. При угле поворота вала 3 двигателя, равного 520°-540°, впускной клапан 28 открывается, и предварительно сжатая рабочая смесь начинает поступать в камеру сгорания 25 и будет дальше сжиматься в камере сгорания 25 вплоть до достижения угла поворота вала 3 двигателя 700-720°, то есть до момента закрытия впускного клапана 28 (фиг. 1, 2, 4).

3 такт - рабочий ход - происходит на угле поворота вала 3 двигателя от 720° до 1080°. При этом при угле поворота вала 3 двигателя, равном 700° ± угол опережения зажигания, происходит воспламенение рабочей смеси в камере сгорания 25 за счет проскакивания искры в свече зажигания 49 (фиг. 1, 3, 5). В этот же момент за счет срабатывания электромагнита 38 турбины выпускной клапан 35 камеры сгорания открывается, и горящая рабочая смесь устремляется в камеру рабочего хода 54. За счет горения рабочей смеси создается высокое давление, которое воздействует на выступ 18 ротора 2 турбины, заставляя ротор 2 турбины вращаться и создавать крутящий момент на валу 3 двигателя. При угле поворота вала 3 двигателя равного 900°, за счет срабатывания электромагнита 38 турбины выпускной клапан 35 камеры сгорания закрывается, и дальнейшее догорание рабочей смеси происходит в камере рабочего хода 54 до поворота вала 3 двигателя на угол, равный 1080°.

4 такт - выпуск - происходит при вращении вала 3 двигателя от 1080° до 1440°. При этом отработавшие газы из камеры выпуска 55 по каналу 57 выпускаются в атмосферу.

Таким образом, при угле поворота вала 3 двигателя, равном 1440°, заканчивается процесс выпуска, а, следовательно, заканчивается полный рабочий цикл, происшедший в данном роторно-поршневом двигателе с одним зарядом рабочей смеси.

При постоянной работе двигателя происходит следующее. При вращении роторов от 0° до 360° в рабочей полости 50 компрессора происходит одновременно сжатие рабочей смеси в камере предварительного сжатия 52 и впуск рабочей смеси в камеру впуска 51, а в рабочей полости 53 турбины происходит одновременно рабочий ход в камере рабочего хода 54 и выпуск отработавших газов из камеры выпуска 55 (фиг. 1, 2, 3). Таким образом, полный цикл совершается на угле поворота вала 3 двигателя, равном 360°.

Использование предлагаемого изобретения повышает технико-экономические показатели работы двигателя за счет изменения конструкции камеры сгорания, изменения фаз газораспределения путем изменения времени открытия и закрытия впускного и выпускного клапанов корпуса камеры сгорания электромагнитами компрессора и турбины соответственно, а также отсутствия редуктора для привода корпуса камеры сгорания, что снижает механические потери.

Изобретение относится к роторным двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение технико-экономических показателей при исключении вращающихся частей в камере сгорания (КС), улучшение ее герметичности, изменение фаз газораспределения путем изменения времени открытия и закрытия впускного и выпускного клапанов корпуса камеры сгорания электромагнитами компрессора и турбины соответственно, а также при отсутствии редуктора для привода корпуса КС, что снижает механические потери. Сущность изобретения заключается в том, что на валу параллельно установлены вращающиеся ротор компрессора (РК) в виде диска, ось которого смещена относительно оси вращения вала на величину, не позволяющую внешней поверхности РК соприкасаться с внутренней поверхностью рабочего кольца компрессора (РКК), и имеющий на внешней поверхности поперечный паз, в котором размещены перемещающиеся уплотнительные пластины, и ротор турбины (РТ) в виде диска, ось которого смещена относительно оси вращения вала на величину, не позволяющую внешней поверхности РТ соприкасаться с внутренней поверхностью рабочего кольца турбины (РКТ), и имеющий на внешней поверхности поперечный паз, в котором размещены перемещающиеся уплотнительные пластины. РКК со впускным каналом и РКТ с выпускным каналом являются частями корпуса двигателя. Полый корпус камеры сгорания (КС), выполненный с впускным и выпускным каналами, размещен в РКК и РКТ. В РКК и РКТ с возможностью перемещения установлены рабочие заслонки компрессора и турбины соответственно. Между боковыми щеками компрессора и турбины расположена промежуточная щека. Между боковой щекой компрессора и промежуточной щекой внутри РКК встроен РК. Между промежуточной щекой и боковой щекой турбины внутри РКТ встроен РТ. В КС имеется свеча зажигания. Корпус КС выполнен прямоугольного поперечного сечения в едином пазу РКК и РКТ. Между впускным каналом, выполненным в РКК и впускным каналом корпуса КС, расположен впускной клапан в виде пластины с возможностью возвратно-поступательного перемещения путем рычажного механизма, соединенного с впускным клапаном, электромагнитом компрессора и возвратной пружиной компрессора. Между выпускным каналом корпуса КС и выпускным каналом, выполненным в РКТ, расположен выпускной клапан в виде пластины с возможностью возвратно-поступательного перемещения путем рычажного механизма, соединенного с выпускным клапаном, электромагнитом турбины и возвратной пружиной турбины. 5 ил.

Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий рабочие камеры, в которых параллельно на валу двигателя установлены вращающийся ротор компрессора, выполненный в виде диска, ось которого смещена относительно оси вращения вала двигателя на величину, не позволяющую внешней поверхности ротора компрессора соприкасаться с внутренней поверхностью рабочего кольца компрессора, и имеющий на внешней поверхности поперечный паз в зоне максимального сближения внешней поверхности ротора компрессора с внутренней поверхностью рабочего кольца компрессора, в котором размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения подпружиненные уплотнительные пластины, и вращающийся ротор турбины, выполненный в виде диска, ось которого смещена относительно оси вращения вала двигателя на величину, не позволяющую внешней поверхности ротора турбины соприкасаться с внутренней поверхностью рабочего кольца турбины, и имеющий на внешней поверхности поперечный паз в зоне максимального сближения внешней поверхности ротора турбины с внутренней поверхностью рабочего кольца турбины, в котором размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения подпружиненные уплотнительные пластины, корпус двигателя с являющимся его частью рабочим кольцом компрессора, имеющим впускной канал, и являющимся его частью рабочим кольцом турбины, имеющим выпускной канал, камеру сгорания, полый корпус которой, выполненный с впускным и выпускным каналами, размещен в рабочих кольцах компрессора и турбины, подпружиненную рабочую заслонку компрессора, установленную в рабочем кольце компрессора с возможностью перемещения, подпружиненную рабочую заслонку турбины, шириной, равной ширине ротора турбины, выполненную в виде пластины, установленной в рабочем кольце турбины с возможностью возвратно-вращательного движения вокруг своей оси, размещенной на переднем конце заслонки по ходу вращения вала двигателя, и размещающуюся при максимальном ее рабочем ходе в углублении цилиндрической внутренней поверхности рабочего кольца турбины, причем задний конец заслонки имеет возможность плотного прилегания за счет пружины к внешней цилиндрической поверхности ротора турбины, боковые щеки компрессора и турбины и промежуточная щека, расположенная между боковыми щеками, а между боковой щекой компрессора и промежуточной щекой внутри рабочего кольца компрессора встроен ротор компрессора, и между промежуточной щекой и боковой щекой турбины внутри рабочего кольца турбины встроен ротор турбины, свечу зажигания, установленную в камере сгорания, отличающийся тем, что корпус камеры сгорания выполнен прямоугольного поперечного сечения в едином пазу рабочих колец компрессора и турбины, при этом между впускным каналом, выполненным в рабочем кольце компрессора, и впускным каналом корпуса камеры сгорания расположен впускной клапан, выполненный в виде пластины, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения посредством рычажного механизма, соединенного с впускным клапаном, электромагнитом компрессора и возвратной пружиной компрессора, а между выпускным каналом корпуса камеры сгорания и выпускным каналом, выполненным в рабочем кольце турбины, расположен выпускной клапан, выполненный в виде пластины, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения посредством рычажного механизма, соединенного с выпускным клапаном, электромагнитом турбины и возвратной пружиной турбины.