РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2022 года по МПК F02B53/08 

Известен двигатель (заявка RU 2014116077, 2014 г.), содержащий корпус с цилиндром, основной вал, ротор-поршень, диск-заслонку и механизм поворота диска-заслонки, который состоит из вала привода диска-заслонки, к одному концу которого прикреплен диск-заслонка, а к другому коническая шестерня, входящая в зацепление с конической шестерней промежуточного вала, на втором конце которого прикреплена цилиндрическая ведомая шестерня, цилиндрическая ведущая шестерня прикреплена к основному валу и входит в зацепление с ведомой шестерней, прикрепленной к промежуточному валу, ротор-поршень прикреплен к основному валу, основной вал прикреплен к корпусу с возможностью вращения, диск-заслонка выполнен с возможностью перекрытия цилиндра, в диске-заслонке сделан вырез, позволяющий избежать столкновения лопасти ротор-поршня и диска-заслонки, ротор-поршень представляет собой диск, к которому прикреплены лопасти с возможностью движения в цилиндре, в корпусе установлены свеча зажигания, топливная форсунка, и выполнены впускное и выпускное отверстия.

У этого двигателя есть недостаток - сжатый воздух подают в камеру сгорания от компрессора по магистрали для сжатого воздуха. На преодоление сопротивления магистрали расходуется часть мощности компрессора и двигателя вцелом. Это устройство принято за прототип предлагаемого изобретения. Задача изобретения - устранение отмеченного недостатка прототипа. Техническим результатом изобретения является повышение КПД двигателя за счет исключения магистрали из конструкции двигателя, - размещения компрессора непосредственно у камеры сгорания. Технический результат обеспечивается тем, что к валу привода диска-заслонки прикреплен второй диск-заслонка, второй диск-заслонка выполнен с возможностью перекрытия цилиндра, во втором диске-заслонке сделан вырез, позволяющий избежать столкновения ротор-поршня и диска-заслонки, ко второму диску-заслонке прикреплены лопасти, выполненные с возможностью закачивания воздуха в сектор цилиндра, ограниченный диском-заслонкой и лопастью ротор-поршня.

Изобретение поясняется рисунками:

Фиг. 1 - общий вид двигателя со стороны верхней крышки корпуса (со стороны основного вала).

Фиг. 2 - общий вид двигателя со стороны нижней крышки корпуса (со стороны механизма поворота дисков-заслонок).

Фиг. 3 - верхняя крышка корпуса двигателя. Цифрами обозначено: 1 - впускное отверстие; 2 - выпускное отверстие; 3 - топливная форсунка, к которой присоединена топливная магистраль (не показана); 4 - свеча зажигания, к которой присоединен провод высокого напряжения (не показан).

Фиг. 4 - ротор-поршень.

Цифрами обозначено: 5 - лопасть ротор-поршня №1. Фиг. 5 - нижняя крышка корпуса двигателя.

Фиг. 6 - механизм поворота дисков-заслонок. Цифрами обозначено: 6 - основной вал; 8 - ведущая шестерня; 9 - ведомая шестерня; 7 - промежуточный вал; 11 - вал привода дисков-заслонок; 10 - диск-заслонка №1; 12 - диск-заслонка №2.

Фиг. 7, 8 - вал привода дисков-заслонок, с прикрепленными к нему дисками-заслонками. Цифрами обозначено: 11 - вал привода дисков-заслонок; 10 - диск-заслонка №1; 12 - диск-заслонка №2; 13 - лопасть.

Фиг. 9 - первый шаг работы двигателя. Цифрами обозначено: 5 - лопасть ротор-поршня №1; 14 - лопасть ротор-поршня №2; 10 - диск-заслонка №1; 12 - диск-заслонка №2.

Фиг. 10 - второй шаг работы двигателя. Цифрами обозначено: 3 - топливная форсунка; 4 - свеча зажигания; 5 - лопасть ротор-поршня №1; 14 - лопасть ротор-поршня №2; 10 - диск-заслонка №1; 12 - диск-заслонка №2.

В качестве примера взят двигатель с трехлопастным ротором. Двигатель состоит из корпуса, основного вала 6 (Фиг. 6), ротор-поршня (Фиг. 4), двух дисков-заслонок 10, 12 (Фиг. 7, 8) и механизма поворота заслонок (Фиг. 6). Корпус состоит из двух крышек - верхней (Фиг. 3) и нижней (Фиг. 5). Ротор-поршень прикреплен к основному валу. Основной вал прикреплен к корпусу с возможностью вращения. Диски-заслонки перекрывают цилиндр. В каждом диске-заслонке сделан вырез, позволяющий избежать столкновения лопасти ротора-поршня и диска-заслонки. Ротор-поршень представляет собой диск, к которому прикреплены лопасти 5 (Фиг. 4). Лопасти прикреплены к диску на одинаковом расстоянии друг от друга. В корпусе сделана тороидальная канавка - цилиндр, в котором двигаются лопасти ротор-поршня. В корпусе установлены свеча зажигания 4, топливная форсунка 3, сделаны впускное 1 и выпускное 2 отверстия (Фиг. 3). Механизм поворота дисков-заслонок состоит из вала привода дисков-заслонок 11, к одному концу которого прикреплены диски-заслонки, а к другому - коническая шестерня, входящая в зацепление с конической шестерней промежуточного вала 7, на втором конце которого прикреплена цилиндрическая ведомая шестерня 9 (Фиг. 6). Цилиндрическая ведущая шестерня 8 прикреплена к основному валу 6 и входит в зацепление с ведомой шестерней 9 (Фиг. 6). Передаточное число пары шестерен ведущая/ведомая равно числу лопастей, т.е. за время, в течение которого ротор-поршень поворачивают на угол, равный углу между лопастями, каждый диск-заслонка совершает полный оборот.

Двигатель работает следующим образом. Процесс работы двигателя условно разбит на два шага.

Первый шаг (Фиг. 9). В сектор цилиндра, ограниченный диском-заслонкой №2 (12) и лопастью ротор-поршня №2(14) через форсунку впрыснули топливо и с помощью свечи смесь подожгли. Давление в секторе цилиндра увеличилось и вызвало поворот ротор-поршня по стрелке А. Продукты сгорания, образовавшиеся на предыдущем шаге, покидают сектор цилиндра, ограниченный лопастью ротор-поршня №1 (5) и диском-заслонкой №1 (10), через выпускное отверстие по стрелке С. Оба диска-заслонки поворачивают по стрелке В.

Второй шаг (Фиг. 10). Оба диска-заслонки поворачивают по стрелке В. Диск-заслонка №1 (10) перекрыл цилиндр. Сектор диска-заслонки №2, содержащий лопасти, оказался напротив цилиндра, засасывает воздух через впускное отверстие по стрелке Д и закачивает воздух в сектор цилиндра, ограниченный диском-заслонкой №2 (12) и лопастью ротор-поршня №2(14). Продукты сгорания, образовавшиеся на предыдущем шаге, покидают сектор цилиндра, ограниченный лопастью ротор-поршня №1 (5) и диском-заслонкой №1 (10), через выпускное отверстие по стрелке С.

Далее первый и второй шаги совершают попеременно.

Изобретение может быть использовано в роторно-поршневых двигателях. Двигатель содержит корпус с цилиндром, основной вал, ротор-поршень, два диска-заслонки (10), (12) и механизм поворота заслонок. Ротор-поршень прикреплен к основному валу. Основной вал прикреплен к корпусу с возможностью вращения. Диски-заслонки (10), (12) выполнены с возможностью перекрытия цилиндра. В каждом диске-заслонке (10), (12) сделан вырез, позволяющий избежать столкновения лопасти (5) ротора-поршня и диска-заслонки (10), (12). Ротор-поршень представляет собой диск, к которому прикреплены лопасти (5), с возможностью движения в цилиндре. В корпусе установлены свеча зажигания (4), топливная форсунка (3) и выполнены впускное и выпускное отверстия. Механизм поворота дисков-заслонок состоит из вала привода дисков-заслонок, к одному концу которого прикреплены диски-заслонки (10), (12), а к другому - коническая шестерня, входящая в зацепление с конической шестерней промежуточного вала. На втором конце промежуточного вала прикреплена цилиндрическая ведомая шестерня. Цилиндрическая ведущая шестерня прикреплена к основному валу и входит в зацепление с ведомой шестерней. Ко второму диску-заслонке (12) прикреплены лопасти (13), выполненные с возможностью закачивания воздуха в сектор цилиндра, ограниченный диском-заслонкой и лопастью ротора-поршня. Технический результат заключается в размещении лопастей для закачивания воздуха непосредственно у камеры сгорания двигателя. 10 ил.

Двигатель, содержащий корпус с цилиндром, основной вал, ротор-поршень, диск-заслонку и механизм поворота диска-заслонки, который состоит из вала привода диска-заслонки, к одному концу которого прикреплен диск-заслонка, а к другому коническая шестерня, входящая в зацепление с конической шестерней промежуточного вала, на втором конце которого прикреплена цилиндрическая ведомая шестерня, цилиндрическая ведущая шестерня прикреплена к основному валу и входит в зацепление с ведомой шестерней, прикрепленной к промежуточному валу, ротор-поршень прикреплен к основному валу, основной вал прикреплен к корпусу с возможностью вращения, диск-заслонка выполнен с возможностью перекрытия цилиндра, в диске-заслонке сделан вырез, позволяющий избежать столкновения лопасти ротора-поршня и диска-заслонки, ротор-поршень представляет собой диск, к которому прикреплены лопасти с возможностью движения в цилиндре, в корпусе установлены свеча зажигания, топливная форсунка и выполнены впускное и выпускное отверстия, отличающийся тем, что к валу привода диска-заслонки прикреплен второй диск-заслонка, второй диск-заслонка выполнен с возможностью перекрытия цилиндра, во втором диске-заслонке сделан вырез, позволяющий избежать столкновения ротора-поршня и диска-заслонки, ко второму диску-заслонке прикреплены лопасти, выполненные с возможностью закачивания воздуха в сектор цилиндра, ограниченный диском-заслонкой и лопастью ротора-поршня.