Система уплотнений роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F02B55/00 

Ш2.Э

Изобретение относится к системам уплотнений рабочих объемов роторно-порш- невых двигателей внутреннего сгорания.

Известна система уплотнений рабочих объемов роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания, содержащая установленные в канавках лопасти-поршня серповидные разрезные уплотнительные кольца с наружной рабочей поверхностью, прямоугольные торцовые уплотнительные элементы, установленные в пазах корпуса по обе стороны ротора и контактирующие с его торцовыми поверхностями, и дополнительные уплотнительные элементы, выполненные в виде П-образных пластин.

Известна также система уплотнений ро- торно-поршневого двигателя внутреннего сгорания, содержащая расположенные в канавках лопасти-поршня радиальные уплотнительные элементы, контактирующие с поверхностью рабочей камеры, торцовые уплотнения, установленные в пазах корпуса по обе стороны ротора, и дополнительные уплотнительные элементы, размещенные в канавках на стенках пазов ротора и выполненные в виде П-образных пластин, верхняя перемычка которых расположена перпендикулярно плоскости вращения ротора, а ножки направлены в сторону оси вращения ротора.

Недостатком этой системы уплотнений является то, что она не обеспечивает полную герметизацию рабочей камеры. Имеет место утечка заряда от 10 до 15% через переменные по величине зазоры между плоскостью торцового уплотнения, боковой поверхностью ножки П-образной пластины, стенкой лопасти-поршня и стенкой паза ротора. В данном устройстве нарушен принцип замкнутости различных типов уплотнений и непрерывности их контакта в течение всего времени рабочего цикла, т.е. неразрывности контактов уплотнительных элементов рабочих камер двигателя.

Цель изобретения - повышение герметичности рабочих объемов.

Указанная цель достигается тем, что в системе уплотнений роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания, содержащей расположенные в канавках лопасти- поршня радиальные уплотнительные элементы, контактирующие с поверхностью рабочей камеры, торцовые уплотнения, установленные в пазах корпуса по обе сторо- ны ротора, и дополнительные уплотнительные элементы, размещенные в канавках на стенках пазов ротора и выполненные в виде П-образных пластин, верхняя перемычка которых расположена перпендикулярно плоскости вращения ротора, а

ножки направлены в сторону оси вращения ротора, согласно изобретению ножки П-образных пластин снабжены в нижней части выступами, контактирующими с торцовыми

уплотнениями, и расположены параллельно одна другой.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, поперечный разрез (по валу); на фиг.2 - то же, про- дольный разрез; на фиг.З - система уплотнений в теле ротора (узел I на фиг.1); на фиг.4 - вид по стрелке А на фиг.З; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг,4.

5 Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания содержит корпус 1 с рабочей камерой 2, очерченной в продольном сечении двумя дугами окружности и двумя отрезками прямых, а в поперечном 0 окружностью. В корпусе 1 установлены вал 3 с ротором 4, снабженным пазами для размещения лопастей-поршней 5. Последние установлены на направляющих элементах 6, несущих ролики 7, обкатывающиеся по про5 филированной беговой дорожке 8 корпуса 1. Соединение направляющего элемента 6 с- лопастью-поршнем 5 осуществляется при помощи шарнира 9. Лопасти-поршни 5 снабжены также боковыми стабилизатора0 ми-вытеснитепями 10 и ведущим пояском 11. В канааке, выполненной на ведущем пояске 11, установлены радиальные уплотнительные элементы 12, контактирующие с тороидальной поверхностью рабочей каме5 ры 2.

8 пазах корпуса 1 по обе стороны ротора 4 установлены торцовые уплотнения 13, поджимаемые к торцам ротора 4 с помощью пружин 14, В канавках на стенках пазов

0 ротора 4 размещены дополнительные уплотнительные элементы, выполненные в виде П-образных пластин 15, верхняя перемычка 16 которых расположена перпендикулярно плоскости вращения ротора

5 4, а ножки 17 направлены в сторону оси вращения ротора 4. Ножки 17 П-образных пластин 15 расположены параллельно одна другой и снабжены в нижней части выступами 18, контактирующими с торцовыми уплотне0 ниями 13. Длина выступов 18 ножек 17 в радиальном направлении больше величины смещения центра е, образующего попуторои- дальную рабочую поверхность камеры 2. В корпусе 1 двигателя выполнены также

5 впускной 19 и выпускной 20 каналы и установлена свеча 21 зажигания (или форсунка для впрыска топлива).

Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

При вращении вала 3 с ротором 4 и лопастями-поршнями 5 в рабочей камере 2 образуются полости изменяемых объемов, в которых протекают термодинамические процессы. Всасывание топливовоздушного (или воздушного) заряда осуществляется через впускной канал 19 с последующим сжатием заряда в уменьшающейся по объему полости, заключенной между поверхностями рабочей камеры 2, ротора 4 и переднего торца лопасти-поршня 5. Сжатый заряд воспламеняется свечой зажигания 21 или в него форсункой впрыскивается топливо, что приводит к сгоранию топливовоздушной смеси и повышению давления продуктов сгорания. Продукты сгорания воздействуют на задний торец лопасти-поршня 5, приводя во вращение ротор 4 и вал 3. Отработавшие газы поступают в выпускной канал 20 и выпускаются в атмосферу, после чего цикл повторя- ется. Причем рабочий цикл совершается за 360° поворота ротора во всах четырех камерах. Каждый процесс (такг) совершается за 90° поворота ротора 4

Дополнительные уплотнительные зле- менты, выполненные с параллельными ножками 17, снабженными в нижней части выступами 18, контактируют с торцовыми уплотнениями 13, обеспечивая неразрывность контакта между ними. В радиальном направлении длина выступов 18 больше величины смещения центра, образующего полутороидальную рабочую поверхность камеры 2, что также способствует обеспечению неразрывности контакта торцовых уп- лотнений 13 с уплотнениями, выполненными в канавках лопасти-поршня 5. Для устойчивости нахождения в канавке и надежности уплотнения оптимальными являются следующие соотношения соответ- ствующих величин:

L (1,1...1,2}е; lo 0,51; Ко 0.5К, где L - длина выступа 18 в радиальном направлении;

I - ширина ножки 17 дополнитепьно о уплотнительного элемента по глубине пэзл в роторе;

to - ширина выступа 18,

К - суммарная толщина ножки 17 допол нительного уплотнительного элемента;

Ко-толщина выступа 18.

Изобретение позволяет повысить герметичность рабочих обьемов за счет уменьшения утечек через зазоры между плоскостью торцового уплотнения, боковой поверхностью ножки П-образной пластины, стенкой лопасти-поршня и стенкой паза ротора и обеспечить непрерывность контакта дополнительных уплотнительных элементов и торцовых уплотнений. Предлагаемая система уплотнений обеспечивает высокую степень герметизации рабочих камер, что повышает мощность, удельные мощностные и экономические показатели роторно-порш- невого двигателя на 10... 15%.

Формула изобретения

Система уплотнений роторно-поршне- вого двигателя внутреннего сгорания, содержащая расположенные в каньвках лопасти-поршня радиальные уплотнительные элементы, контактирующее с поверхно стью рабочей камеры, торцовые уплотнения, установленные в пазах корпуса по обе стороны ротора, и дополнительные уплотнительные элементы, размещенные в канавках на стенках пазов ротора и выполненные в виде П-образных пластин, верхняя перемычка которых расположена перпендикулярно плоскости вращения ротора, а ножки направлены в сторону оси вращения ротора, от л ичающаяся тем, что, с целью повышения герметичности рабочих обьемов, ножки П-образных пластин снабжены в нижней части выступами, контактирующими с торцовыми уплотнениями, и расположены параллельно одна другой.

м

оэ г- п с г- гА

№

Сущность изобретения; система уплотнений содержит установленные в канавках лопасти-поршня 5 радиальныеуплотнительные элементы, контактирующие с поверхностью рабочей камеры, торцовые уплотнения 13, расположенные в пазах корпуса по обе стороны ротора, и дополнительные уплот- нительные элементы 15 в виде П-образных пластин, размещенные в канавках ча стенках пазов ротора, Для повышения герметичности рабочих объемов ножки П-образных пластин, обращенные к оси вращения ротора, расположены параллельно одна другой и снабжены в нижней части выступами 18, контактирующими с торцовыми уплотнениями 13. 5 ил.