Роторный двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1988 года по МПК F02B53/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания.

Целью изобретения является увеличение надежности роторного двигателя внутреннего сгорания путем стабилизации вращения вала.

На фиг. 1 показан двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 - рабочая камера, поперечный разрез; на фиг. 3 - кинематический привод, поперечный разрез; на фиг. 4 - двигатель с торца с частично оборванным кожухом; на фиг. 5 - механизм привода; на фиг. 6 - сечение А-А на фиг. 5; на фиг. 7 - конец выпуска отработавших газов из рабочей полости и конец сжатия горючей смеси в рабочей полости, положение балансира; на фиг. 8 - то же, положение лопастей; на фиг. 9 - конец впуска горючей смеси и конец расширения рабочего хода, положение балансиров; на фиг. 10 - то же, положение лопастей; на фиг. 11 - конец выпуска отработавших газов и конец сжатия, положение балансиров; на фиг. 12 -- то же, положение лопастей; на фиг. 13 - конец впуска горючей смеси и конец расширения, положение балансиров; на фиг. 14 - то же, положение лопастей.

Двигатель состоит из корпуса 1, боковой крышки 2, образующих кольцевую камеру 3, которая рабочими 4 и вспомогательными 5 лопастями разделена на четыре рабочие 6 и нерабочие 7 полости. На корпусе двигателя предусмотрено для подачи горючей смеси окно 8, а для выхлопа отработавших газов - окно 9. Нерабочие полости 7 при помощи боковых отверстий 10, выполненных в полом рабочем валу 11, сообщены с атмосферой. Лопасти 4 и 5 снабжены канавками 12 для уплотнения, причем вспомогательные лопасти 5 скреплены с полым рабочим валом, на конце которого установлена качающаяся крестовина 13, два. конца которой снабжены зубчатыми секторами 14, которые вместе с другой крестовиной 15 соединены через вал 16 с рабочими лопастями 4, а шестерни 17, подпружиненные спиральными пружинами 18, посажены свободно, как на осях, на спицах 19 зубчатого колеса 20 механизма привода, находящегося в зацеплении с зубчатым колесом 21, установленным на выходном валу 22, образуют механизм привода двигателя. На крестовине 13, посаженной на полый рабочий вал 11, установлен инерционно-центробежный механизм стабилизации угловой скорости, состоящий из двух балансиров 23, подвешенных на диске 24 при ПОМОП1И .шпилек-осей 25 и связанных между собой двумя стяжными пружинами 26. Для ограничения поворота балансиров на диске 24 установлены упоры 27. Балансиры 23 снабжены роликами 28, опирающимися на неподвижный профилированный кулачок 29,

установленный на стойке 30, закрепленной на кожухе двигателя 31 и снабженной рукояткой 32 поворота, позволяющей менять положение кулачка 29. В свободных концах крестовины 15 выполнены пазы 33.

На ободе колеса 20 установлены два кри- вощипных механизма 34, состоящие из обойм 35, кривошипов 36, на мотылевой шейке 37 которых посажены ползуны 38, помещенные в пазах 33.

На одной из коренных шеек кривошипов 36 посажены жестко зубчатые колеса 39, находящиеся в зацеплении с зубчатым колесом 40, закрепленным неподвижно на крышке двигателя 2 и имеющим диаметр в два раза больше колеса 39.

С обратной стороны от кинематического привода на фланце лопастей установлен храповик 41 ручной заводки двигателя, а в корпусе - свеча 42 зажигания.

Двигатель работает следующим обра

зом.

5

При работе двигателя за каждый оборот рабочих органов в каждой рабочей полости происходит четыре такта работы двигателя: всасывание горючей смеси через окно 8, сжа5 тие ее под действием механизма 34, расширение (рабочий ход) и выпуск отработавших газов через окно 9, причем сжатие горючей смеси в одной из рабочих полостей совпадает по времени с выпуском отработавших газов в другой - симметричной, т.е. такты термо динамических процессов в одной рабочей полости сдвинуты по времени относительно другой на 180°.

Порядок чередования термодинамических процессов двигателя определяется работой кривошипного механизма 34, который, обкатываясь колесом 39 по неподвижному зубчатому колесу 40, имеющему диаметр в два раза больший, чем у колеса 39, и воздействуя своим ползуном 38 на стенку прорези 33, выполненной в качающейся кресто0 вине 15, и связанную с ней через коническую шестерню 17 крестовину 13, принуждает их колебаться относительно друг друга, периодически с интервалом в 180°, заставляет сближаться связанные с ними рабочие лос пасти 4 и 5, обеспечивая сжатие горючей смеси в одной из рабочих полостей и выпуск отработавщих газов из симметричной полости через окно 9.

Расщирение рабочей, полости (рабочий ход), следующее за сжатием, сопровождает0 ся резким возрастанием давления газов, приводит к ускорению движения рабочих лопастей 4 и расширению объема симметричной полости 6, благодаря чему происходит засасывание рабочей смеси в последнюю через окно 8.

Указанный процесс сопровождается закручиванием пружин 18, которые, раскручиваясь по окончании рабочего хода, приводят к выравниванию скоростей вспомогательной крестовины 13 и зубчатого колеса 20 и обеспечивают более мягкую работу двигателя.

Совокупная масса вспомогательных лопастей 5 и связанных с ними полого рабочего вала 11, качающейся крестовины 13, диска 24 и балансиров 23 в несколько раз превышает совокупную массу рабочих лопастей 4 и присоединенных к ней деталей, а также шарнирная подвеска балансиров и возможность изменения положения их центра тяжести относительно центра вращения обеспечивают относительно равномерное вра щение вспомогательных рабочих органов и выходного вала двигателя.

При пуске двигателя, который может быть осуществлен вручную, вращая храповик 41, закрепленный на фланце рабочих лопастей 4, или стартером, вращая зубчатое колесо 20,- балансиры 23, взаимодействуя с фигурным кулачком 29, в момент расширения, препятствуют обратному ходу вспомогательных лопастей 5 и только при достижении двигателем определенного числа оборотов, выйдя из контакта с профилированным кулачком 29, под действием центробежных сил начинают выполнять функцию стабилизации числа оборотов двигателя.

Во избежание возможного противодавления со стороны нерабочих полостей 7 последние при помощи боковых отверстий 10, выполненных в полом валу 11, постоянно сообщены с атмосферой.

Ф{/г.2

0

Формула изобретения Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с кольцевой камерой, соосные рабочие валы с установленными на них лопастями, образующими в кольцевой камере рабочие полости, выходной вал и механизм привода лопастей, установленный на рабочих валах, кинематически связывающий их с выходным валом и включающий шестерню, закрепленную жестко на корпусе соосно с рабочими валами, кривощип- ные механизмы, снабженные зубчатыми колесами-сателлитами и ползунами, установленные попарно-противоположно и кинематически связанные с выходным валом, при- 5 чем зубчатые колеса входят в зацепление с неподвижной шестерней, закрепленной на корпусе, а ползуны находятся в пазах крестовины, установленных на рабочих валах, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности, выходной вал и механизм привода снабжены зубчатыми колесами, находящимися в зацеплении, причем зубчатое колесо механизма привода имеет.-внутренние спицы, на рабочих валах установлены зубчатые секторы, в зацеплении с которыми находятся конические шестерни, установленные на спицах и связанные жестко с пружинами кручения, рабочие валы снабжены механизмом стабилизации угловой скорости, состоящим из двух балансиров, связанных между собой пружинами и снабженных роликами, и профилированного кулачка, установленного с возможностью поворота на корпусе машины и снабженного рукояткой для поворота.

20

1Я /

o «л« ,

0

5

0

22

и.г.

3039

36

26

35

Изобретение позволяет увеличить надежность роторного двигателя путем стабилизации вращения вала. На соосных валах установлены лопасти, имеющие механизм привода, кинематически связывающий рабочие валы с выходным валом 22 и включающий шестерню. С выходным валом кинематически связаны сателлиты и ползуны, установленные попарно противоположно. Зубчатое колесо механизма привода имеет внутренние спицы. На рабочих валах установJ7 20 W . лены зубчатые секторы, в зацеплении с которыми находятся конические щестерни 17, установленные на спицах 19 и связанные жестко с пружинами 18 кручения. Вал 11 имеет механизм стабилизации угловой скорости в виде двух балансиров 23, связанных .пружинами и имеющих ролики, и профилированного кулачка 29, установленного с возможностью поворота на корпусе мащины. Порядок чередования термодинамических процессов двигателя определяется работой криво- щипного механизма, который, обкатываясь, воздействует своим ползуном на стенку прорези, выполненной в качающейся крестовине, и связанную с ней через щестерню 17 вспомогательную крестовину, принуждает их колебаться относительно друг друга периодически. Процесс засасывания рабочей смеси сопровождается закручиванием пружин 18, которые, раскручиваясь по окончании рабочего хода, приводят к выравниванию скоростей вспомогательной крестовины и зубчатого колеса 20. 14 ил. S (Л 4 й1 to а 00 ее Фиг.1

(4г.7

6

.8

6

9аг.10

2S

25

25

29

9аг.

9u2.11

Piiz.n

26

25

Фи2.1

9u2.i