Роторно-поршневая машина Советский патент 1987 года по МПК F01C17/04 

11

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции роторно-поршневых машин, например двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение надежности машины и расширения ее функциональных возможностей путем использования кулачково-рычажного механизма преобразования неравномерного движения лопастей во вращении выходного эксцентрикового вала, имеющего устройство изменения степени сжатия.

На фиг. 1 показана машина с механизмом преобразования движения, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Роторно-поршневая машина состоит из цилиндрического корпуса 1 с крьш1- ками 2, содержащего роликовые упоры 3. Упоры 3 своими подшипниками 4 установлены на пальцах и находятся в постоянном контакте с кулачком 5, который состоит из соединенных (например, сваркой) между собой обода 6, выполненного в виде очерченных по эпитрохоиде и сопряженных между собой Кулаковых выступов (в конкретном примере их два), полудисков 7 и втулки 8. Ротор своим подшипником 9 посажен на эксцентрик вала 10, вращающийся в подшипниках 11, уплотненных сальниками 12, которые помещены в крьш1ках 2 машины. На валу 10 расположен зафиксированный штифтами 13 противовес 14. В проушины полудиска 7 ротора установлены пальцы 15, которые через подшипники 16 и серьги 17 связаны с пальцами 18, установленными в пазах поводков 19 и 20. Эти поводки при помощи стопорных штифтов и болтов закреплены на торцах соосных валов 21 и 22 лопастей двигателя. Пальцы 18 могут перемещаться вдоль пазов поводков 19 и 20 винтами 23, доступ к которым открывается при поочередном совмещении их с отверстиями в верхней части корпуса 1 и обода 6. Соосный вал 21 установлен на эксцентриковом валу 10 при помощи подшипников 24, а соос- ный вал 22 также на подшипнике на валу 21.

Цилиндрический корпус машины закрыт крьщ1кой 2, которая содержит подшипник 11 и сальник 12 эксцентрикового вала 10, а также щелевое отвер42

стие 25 со свечой 26 зажигания,впускные 27 и выпускное 28 газораспределительные окна (фиг. 3).

В корпусе имеется радиальная перегородка 29, разделяющая внутреннюю цилиндрическую полость 30 на рабочий объем 31 и полость 32 механизма преобразования неравномерного вращения лопастей во вращение выходного эксцентрикового вала. В перегородке 29 установлен подшипник 33 соосного вала 22. Торцовые крышки вместе с корпусом стянуты болтами 34 и за исключением крьппки, примыкающей к полости

механизма преобразования,изготовлены охлаждаемыми. В нижней части рабочего объема корпуса машины имеются мас- лоуловительные канавки 35, выход масла из которых соединен маслопроводом

с масляным радиатором, и сопла 36, служащие для смазки и охлаждения рабочих лопастей, осуществляемых путем разбрызгивания ими масла, подаваемого масляным насосом. В соосном валу большего диаметра 22 расположено торцовое уплотнение 37.

Роторно-поршневая машина с механизмом преобразования работает следующим образом.

При первоначальном вращении вал 10 своим эксцентриком взаимодействует через подшипник 9 с кулачком 5, который, обкатываясь наружной поверхностью Кулаковых выступов обода 6 по упорам 3, поочередно заходит одним из них между двух упоров (нд фиг. 2 - верхних), а другим перекатывается по третьему упору. При этом

группа лопастей, кинематически связанных с верхним выступом кулачка, замедляет свое вращение, -а группа лопастей, кинематически связанная с нижним выступом кулачка, ускоряет

свое вращение. При этом между лопастями создаются замкнутые переменные объемы.

Каждая из лопастей работает как своей фронтальной (по ходу вращения),

так и тыльной сторонами.

Так в положении на фиг. 3 лопасть- 38 при перемещении своей фронтальной стороной производит такт сжатия, а тыльной - такт всасывания; лопасть

39 в этот же момент, перемещаясь, тыльной стороной воспринимает силу давления воспламеняющихся газов, а фронтальной - через окно 27 производится выхлоп отработавших газов. Лопасть АО работает в режиме смазки и охлаждения омываясь маслом, направляемым под давлением соплами 36. При дальнейшем ее движении под действи- ем центробежной силы происходит сбрасывание этого масла в сторону корпуса 2, где оно падает в V-образные маслоуловительные канавки 35 и оттуда по трубопроводу в радиатор. Оставшаяся на лопасти масляная пленка смазывает трущиеся поверхности деталей уплотнения лопасти и цилиндра. Такое же движение совершают и другие лопасти, только с разницей в периоде дви- жения по отношению к указанным лопастям.

Сила давления воспламеняющихся газов в рабочем объеме передается на обе группы лопастей одинаково, но лопасти соосного вала 21 не имеют возможности провернуться в обратном (против стрелки) направлении, так ка в данный момент, связанный через по- водок 20 и серьгу 17 с их соосным валом, верхний (фиг. 2) выступ кулачка механизма находится между двух упоров 3, удерживая ее от поворота на валу 10. Поэтому сила давления воспламенившихся газов отжимает одну лопасть от другой и та, проворачивая свой соосный вал 22 и соединенный с ним поводок 19, увлекает за собой нижний (фиг. 2) кулак ротора, ко-з5 ширения функциональных возможностей.

торыи, в свою очередь, проворачивает эксцентрик 10 вала двигателя. Для уравновешивания дисбаланса, создаваемого эксцентриком и ротором, применяется противовес 14, который служит также маховиком двигателя. Для регулировки степени сжатия горючей смеси двигателя применяются болты 23, по которым передвигаются в пазах поводков 19 и 20 пальцы 18. При пе- редвижении пальцев от центра вала угол схождения лопастей увеличивается, а степень сжатия при этом уменьшается. Наибольшего значения степень сжатия достигает при мини-

мальном расстоянии пальцев 15 от оси вращения вала 10.

Применение в роторно-поршневой машине эксцентрикового кулачково- рычажного механизма преобразования движения его рабочих лопастей дает возможность получить точное периодическое движение лопастей с созданием переменных замкнутых объемов между ними, уменьшить давление на рабочие поверхности механизма управления, уменьшить потери на трение в механизме и повысить его надежность, а также сравнительно просто решить вопрос регулировки степени сжатия горючей смеси. Все это дает возможность получить легкий, мощный, высо кооборотный двигатель.

Формула изобретения

1, Роторно-поршневая машина, содержащая цилиндрический корпус,установленные в нем на соосных валах лопасти, образующие камеры переменного объема, эксцентриковый вал, на опорных шейках которого размещены, соос- ные валы лопастей, и механизм преобразования неравномерного вращения лопастей во вращение эксцентрикового вала, связанный серьгами с поводка- ма соответствующих соосных валов, отличающа с целью повьш ения

я с я тем, что, надежности и расмеханизм преобразования вьшолнен в виде кулачка с эпитрохоидной рабочей поверхностью, установленного на эксцентрике вала, и взаимодействующих с кулачком неподвижных роликовых упоров, размещенных равномерно по окружности, соосной с опорными шейками вала, причем кулачок шарнирно связан с серьгами.

2. Машина поп.1, отличающаяся тем, что поводки связаны с серьгами подвижными шарнирами,установленными с возможностью их радиального перемещения в поводках.

J/37 33 29 ЪА, W 2:5 20 1

I III

2i 22 2Ъ

-2. -6

. 1

75 7

J4

J4

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности. Рорторно-поршневая машина для управления движением ее рабочих лопастей снабжена эксцентриковым кулачково-рычажным механизмом преобразования. Последний выполнен в виде кулачка с эпитрохоидной рабочей поверхностью, установленного на эксцентрике вала, и взаимодействующих с кулачком неподвижных роликовых упоров. Последние размещены равномерно по окружности, соосной с опорными щетками вала. Кулачки шарнирно связаны с серьгами. При работе роторно-поршневой машины эксцентриковый кулачково- рычажный механизм дает возможность создать точное периодическое движение лопастей с образованием переменных замкнутых объемов между ними. 1 3.п. ф-лы, 3 ил. ОО сл Oi к