Роторная машина Советский патент 1988 года по МПК F01C9/00 

12 J3

/« V

(Л

со к|

4;

Изобретение позволяет снизить потери на трение и повысить надежность уплотнения. В шаровом основании 4 и в сферической поверхности корпуса 1 машины выполнены направляющие в виде кольцевых заглублений 8 и 9, образующих сегментную проточ

Фиг. 2

ку для размещения лопатки 7, в торцовых стенках которой выполнены ка- напки для размещения шарикоподшипников. Глубина канавок меньше глубины проточки, а в стенках заглублений размещены торцовые уплотнительные элементы 16 и 17 лопатки. Лопатка представляет собой плоскую .конструкцию, имеет каналы для циркуляции хладагента. Между наклонным диском 5 и поршнем может быть установлен шарикоподшипник. С корпусом 1 может быть соединен открытым торцом картер, выполненньп в виде стакана. В

. 1 ,

Изобретение относится к роторным машинам и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания.

Цель изобретения - снижение потерь на трение и повьдиение надежно- сти уплотнения.

На фиг. 1 показана роторная ма- Ешпа с установленной в ней лопаткой на фиг. 2 лопатка, поперечньй разрез; на фиг. 3 - двигатель с лопатками без крьш1ки; на фиг. 4 - фазы а к

6работе лопаток; на фиг. 5 - роторная машина, пример исполнения.

Роторная машина содержит сферический корпус 1 с крьш1кой 2, вал 3, размещенный в шаровом основании 4 и снабжениьй. на1шош1ым диском 5, свя- заннын с поршнем 6, и лопатки 7, выполненные 13 виде части сектора.

Кольцевые заглубления 8 и 9, вы- полненшле на сферической поверхности корпуса 1 и шаровом основании 4, образуют в корпусе 1 сегментную проточку, Б которой установлена лопатка 7. В торцовых стенках лопатки 7 выполнены канавки 10 и 11, в которых размещены шарикоопоры в виде сегментных шарикоподшипников с сепараторами 12, которые удерживают шарики 13 и 14 в заглублениях 8 и 19 шириной d для толщины лопатки t. Шарикоподшипники расположены с двух сторон от лопатки

7в кольцевых заглублениях 8 сферической поверхности корпуса 1 и крышки 2 и кольцевых заглублениях 9 шаро во го основания 4. Крьш1ка 2 имеет радстенках корпуса и шаровом основании могут быть выполнены полости охлаждения. Каждая лопатка находится в iблагоприятном режиме для длительной ее работы. Она как бы подвешена на шарнкоопорах, поэтому максимально снижены потери на трение, а сама лопатка не изнашивается. Износ элементов 16 и 17 выравнен путем разновеликой толщины, поэтому при прове- дении ремонтов и технического обслуживания достаточно их заменить и лопатка вновь пригодна к работе. 4 э.п ф-лы, 5 ил.

альные прорези и пазы с уплотнитель- ными элементами, с которыми взаимодействуют боковые поверхности лопато

Чтобы предгэтвратить прорыв газов в смежную камеру сгорания, корпус 1 двигателя и шаровое основание 4 головки двигателя снабжены продольными проточками 15 шириной Ь, в которых укреплены подпружиненные уплотнительные элементы 16 и 17, взаимодейст- вумщие с боковой поверхностью лопатки 7 и выполненные, например, из ма- лоизнашивающейся металлокерамики.

Лопатка 7 представляет собой плоскую конструкцию, внутри которой выполнена полость 1В шириной с с подводными 19 и о-гаодными 20 каналами, которые примыкают И взаимодействуют с каналами внутри полого поршня 6.

Рабочая камера машины ограничена с двух сторон лопатками 7, поршнем 6, крышкой 2 и корпусом 1, шаровым основанием 4 голювки двигателя.

Машина может быть дополнительно снабжена шарикоподшипником 21, установленным между наклонным диском и поршнем 6, а также картером 22, выполненным в виде стакана, соединенного открытым торцом со сферическим корпусом 1.

В стенках корпуса 1 и шаровом основании 4 могут быть выполнены полости 23 и 24 охлаждения соответственно, сординенные между собой.

Роторная машина работает следующим образом.

i

в процессе работъ каждая из лопаток 7 совершает возвратно-постулатч-- лыюе движение (качательное пйге-ме- щение по дуге окружности на 30-60),, как показано стрелками А и В. Во время входа лопатки 7 в крышку 2, через которую происходит отвода и подвод охлаждающей смазки, во внутреннюю полость 18 лопатки 7 по входному каналу 19 попадает масло, омывает лопатку 7 изнутри и, охладив ее, выходит по каналам 20 в полости, сопряженные с поршнем 6, а часть ее в подшипники шариксопор. Лопатка 7 скользит Е шарикоопорах, которые надежно удерживают каждую лопатку 7 на ее траектории в заглублениях 8 и 9, не давая ни отклонений, ни перекосов. Таким образом, каждая лопатка 7 находится в благоприятном режиме для д,пительной ее работы, она как бы подвешена на шарикоопорах, поэтому максимально снижены потери на трение а сама лопатка 7 не изнашивается и моторесурс двигателя с такими лопатками существенно возрастает за счет обеспечения хорошей ремонтоспо- собности. Сегментная проточка по радиусу R должна быть больше размера М Лопатки примерно на 5-6 ми. Размер М лопатки, в свою очередь, больше радиального размера К камеры сгорания, т.е. для обеспечения работы лопатки 7 в режиме трения-качения необходимо выполнение условия Р М ь- К.

Одним из основных показателей, влияющих на срок службы лопатки и двигателя, является показатель ре- монтоспособности, характеризующий свойство лопатки, заключающееся в предупреждении причин повреждений и их устранении путем проведения ремонтов и технического обслуживания. Ремонтировать лопатку труднее, чем заменить уплотнительные элементы 16 и 17 шарикоопоры, причем толщина их сверху больше, чем толщина элементов 16 и 17, расположенных ближе к центру шарового основания 4 головки двигателя. Это обуслолаено тем, что ресурс работы элеменгов 16 и 17 дол;5(:ен быть примерно одинаков, ибо путь, который проходит лопатка 7 в кольцевом заглублении 8 будет больше, чем путь, который она проходит в кольцевом заглублении 9, поэтому износ уп- а:отнительных элементов 16 и 17 должен быть выравнен путем их разновели5

0

5

7414кои толщины при глубине заделки Т. Ралиусы R и R канавок на лопатке 7 дсхпжны быть больше диаметра шариков „ 13 и 14. При этом сами шарики 13 и 14 выполнены разных диаметров - соответственно S и V, для того, чтобы при выработке ресурса двигателя oini были бы равно изношены, а - хо воз- 0 можно тогда, когда при выпслчен)-; лопатки соблюдается соотношен;.;.

R S

R V

где S и V - диаметры шариков; I

R - радиус канавки наружной;

R - радиус канавки внутренней, поэтому в поперечном сечении лопатка должна быть по ширине t выполнена с углом jb наклона ее боковых стенок, образующих полость шириной с.

Таким образом, шарикоопоры разновелики и представляют собой двухрядные сегментные подшипники, обоймами для которых служат с одной стороны канавки на лопаТке 7, а с другой стороны - соответств тощие кольцевые заглубления 8 и 9, выполненные в корпусе 1 и в шаровом основан5п-1 4 ма- и;ины. Рабочий вал 3 установлен на подг1:ипниковых опорах в головке машины. Если учесть, что опт5ш;гльнь й угол Р) качания поршня 6 составляет бо, то камера сгорания между конической поверхностью крьияки 2, двумя смежными лопаткаг-ш 7 и поршнем 6 имеет изменяющуюся форму, В каждой из камер сгорания каждая лопатка 7 одним своим концом связана с поршнем 6, а дру гим концом входит в прорези и пазы крышки 2, внутренняя полость 18 лопатки 7 заполнена маслом для смазки и охлаждения при работе двигателя.

При проведении ремонтов и технического обслуживания, вследствие одинакового износа уштоткительных элементов 16 и 17, а также шарикоопор, до- стйточно их заменить и лопатка вновь пригодна к длительной работе. При перекатывании поршня 6 по конусной поверхности 2 (при переходе из фазы а в фазу б) лопатки 7 поочередно входят и выходят из крьш1ки 2 и каждая из рабочих имеет и зону повьшеяного давления (возле лопатки 7), и зону пониженного давления (возле смежной лопатки). Такая работа способствует интенсивному переметиваиию впрыснутого топлива

0

5

0

5

0

5

Рабочий

JfOff

К он пpecCUR

Фиг. ti

г