Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания "БО-2" Российский патент 2025 года по МПК F01C1/63 F02B55/02 F02B75/28 

Изобретение относится к сфере машиностроения, касается двигателей внутреннего сгорания, в частности - роторно-лопастных ДВС.

Известен «Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания» по патенту РФ №2474705 С2, МПК F01C 1/07, 2011 г.

Известный двигатель имеет силовой блок в составе корпуса с кольцевой рабочей полостью, размещенный в корпусе составной ротор из двух полуроторов с лопастями и блок преобразования неравномерного движения полуроторов в равномерное вращение выходного вала, включающий механическую передачу. В частном случае патентом предполагается размещение на полуроторах по три лопасти.

Более близким к заявляемому объекту устройством является «Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания «БО» по патенту РФ №2802108 С1, МПК F01C 9/00 от 21.02.2023 г. - прототип. Силовой блок известного по патенту двигателя «БО» состоит из корпуса с кольцевой рабочей полостью, с камерой сгорания, оснащенной свечей зажигания, с впускным и выпускным окнами, и размещенный в корпусе составной ротор, состоящий из двух полуроторов на общей оси с лопастями, которые делят кольцевую полость корпуса на камеры переменного объема, а также блок преобразования, содержащий механическую передачу.

Основным недостатком всех роторно-лопастных двигателей включая прототип являются высокие температурные напряжения в корпусе, обусловленные тем, что практически непрерывное горение топлива происходит в одной зоне корпуса.

Целью данного изобретения является снижение температурных напряжений путем равномерного распределения в корпусе рабочих процессов и повышение интенсивности работы двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в роторно-лопастном двигателе «БО-2», силовой блок которого состоит из корпуса с кольцевой рабочей полостью, с камерой сгорания, свечей зажигания, впускным и вьтускным окнами, а также составной ротор, состоящий из двух полуроторов, на каждом полуроторе установлено три лопасти, которые делят кольцевую рабочую полость на шесть камер переменного объема, и блок преобразования с механической передачей. В кольцевой рабочей полости корпуса выполнено три поста, каждый из которых включает камеру сгорания со свечей зажигания, а также выпускное и впускное окна, размещенные по обе стороны от свечи зажигания, при этом окна выполнены в виде углублений во внутренней поверхности корпуса со стороны рабочей полости с каналами, снабженными соответственно выпускным и впускным клапанами, а механическая передача блока преобразования обеспечивает выполнение четырехтактного цикла ДВС через каждые 240 градусов поворота составного ротора, вследствие чего рабочий такт, т.е. горение топлива перемещается внутри рабочей полости корпуса от поста к посту и происходит между разными парами лопастей, выравниваются тепловые нагрузки в двигателе и, кроме того, увеличивается производительность двигателя, так как за два оборота составного ротора в нем происходит 3 полных четырехтактных цикла ДВС.

Суть изобретения поясняется чертежами:

На фиг. 1 изображена в поперечном сечении конструктивная схема силового блока РЛ ДВС «БО-2» с составным ротором. На каждом полуроторе три лопасти. Показана схема расположения и содержание постов в кольцевой рабочей полости двигателя в начальный («нулевой») момент его работы.

На фиг. 2 изображена в поперечном сечении эта же схема в произвольном положении полуроторов после начала рабочего хода на посту I. Показано расположение процессов четырехтактного рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания в шести камерах переменного объема.

На фиг. 3 схематично показан процесс последовательного перемещения тактов четырехтактного цикла работы двигателя внутри кольцевой рабочей полости.

Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания «БО-2» с двумя трехлопастными полуроторами включает силовой блок, в корпусе 1 которого выполнена кольцевая рабочая полость 2 где размещены полуроторы: 3-е лопастями АСЕ и 4 - BDF соответственно. Лопасти полуроторов 3 и 4 делят рабочую полость на 6 камер переменного объема. В корпусе выполнены три поста I, II и III. Каждый пост, включает камеру сгорания со свечей зажигания 5, а также выпускное окно 6 с каналом 7 и клапаном 8 и впускное окно 9 с каналом 10 и клапаном 11, размещенные по обе стороны от каждой свечи зажигания 5. Под камерой сгорания здесь понимается та часть кольцевой полости 2 между лопастями полуроторов, например, С и D или А и В, при их максимальном сближении, где собственно, и производится зажигание горючей смеси. Посты I, II и III размещены равноудаленно по окружности т.е. через каждые 120 градусов. Выпускные 6 и впускные 9 окна выполнены в виде углубления во внутренней поверхности корпуса 1 со стороны рабочей полости 2 с выходными каналами 7 и 10 и установленными в каналах клапанами 8 и 11 соответственно.

Роторно-лопастной двигатель БО-2 работает таким образом:

Из начального «нулевого» положения - фиг. 1, когда все лопасти обоих полуроторов 3 и 4 попарно заняли положение камер сгорания на всех трех постах, на посту I в камере сгорания А - В находится заряд горючей смеси, происходит зажигание, начинается расширение и первый рабочий ход (фиг. 1 и 3). При этом клапаны постов I и III - закрыты. Клапаны поста II - открываются. Лопасть А поворачивается (вращение идет против часовой стрелки), занимает место лопасти F на посту II, при этом на посту И происходит газообмен: такт выпуска и такт впуска. Далее происходит такт сжатия и на посту III - зажигание, клапаны на посту II закрываются, а на посту I - открываются. Происходит второй рабочий ход, т.е. начинается новый четырехтактный цикл ДВС. Процесс продолжается.

Камеры переменного объема определяются по функциям относительно постов (фиг. 2 и 3) и меняются в соответствии с последовательным размещением трех четырехтактных циклов в пределах двух полных оборотов составного ротора, т.е. такт «рабочий ход» каждый раз происходит через 240 градусов - на другом посту и между другой парой лопастей. Это соотношение обеспечивает передаточное отношение механической передачи, которая может быть совмещена с механизмом реверса. И так же меняется промежуточный между двумя рабочими ходами пост, где открываются клапаны 8 и 11, и где происходит газообмен. На фиг. 3 схематично показана последовательность рабочих тактов по постам: I - III - II - I; а порядок открывания обоих клапанов 8 и 11 по постам: II-I-III-II.

Таким образом, в предлагаемом устройстве такт «рабочий ход» осуществляется последовательно на разных постах и между разными парами лопастей, вследствие чего снижаются температурные напряжения т.к. равномерно распределяются внутри корпуса двигателя, а производительность двигателя т.е. его интенсивность увеличивается в полтора раза, т.к. за два оборота составного ротора осуществляется три полных четырехтактных цикла ДВС.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторно-лопастным двигателям внутреннего сгорания. Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания содержит силовой блок в виде корпуса (1) с кольцевой рабочей полостью (2), выпускным (6) и впускным (9) окнами, свечей (5) зажигания и составной ротор в виде двух полуроторов (3, 4) с тремя лопастями каждый, а также блок преобразования с механической передачей. В рабочей полости (2) выполнены три равноудаленных поста, каждый из которых имеет свечу (5) зажигания, а также впускное (9) и выпускное (6) окна. Окна (6, 9) выполнены в виде углублений в поверхности корпуса (1) со стороны рабочей полости (2), переходящих во впускной (10) или выпускной (7) каналы, перекрываемые клапанами (11, 8). Механическая передача обеспечивает выполнение четырехтактного цикла ДВС за время поворота составного ротора на 240°. Технический результат заключается в снижении температурных напряжений. 3 ил.

Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания, содержащий силовой блок в виде корпуса с кольцевой рабочей полостью, выпускным и впускным окнами, свечей зажигания и составной ротор в виде двух полуроторов с тремя лопастями каждый, а также блок преобразования с механической передачей, отличающийся тем, что в рабочей полости выполнены три равноудаленных поста, каждый из которых имеет свечу зажигания, а также впускное и выпускное окна, при этом окна выполнены в виде углублений в поверхности корпуса со стороны рабочей полости, переходящих во впускной или выпускной каналы, перекрываемые клапанами, а механическая передача обеспечивает выполнение четырехтактного цикла ДВС за время поворота составного ротора на 240°.