Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1980 года по МПК F02B53/12 

Изобретение относится к двигателестроенпю, в частности к роторно-поршневым двигателям внутреннего сгорания с трохоидальной рабочей камерой.

Известен роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания с трохоидальной рабочей камерой, содержащий установленные в -корпусе форсунки впрыска топлива, устройство воспламенения топливо-воздушной смеси в Еиде спирали накаливания и каналы впуска воздушного заряда и отвода отработавших газов 1.

Недостатком известного двигателя является конструктивная сложность выполнения устройства воспламенения в виде спирали накаливания, а также необходимость затраты электроэнергии для ее питания, производимой, например, генератором, отбираюш,им для .работы полезную мощность с двигателя. При этом энергия тепла отработавших газов тратится впустую.

Целью изобретения является повышение надежности воспламенения смеси и использование тепла отработавших газов.

Цель достигается тем, что устройство воспламенения топливо-воздущной смеси выполнено в виде тепловой трубы, причем последняя имеет П-образный профиль и его поперечная часть расположена в корпусе вдоль образующей камеры, в зоне малой оси трохоиды, а концы продольных частей размещены в канале отвода отработавших газов.

Иа фнг. 1 дан двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез Л-Л на фиг. .1.

Двнгатель имеет корпус 1 с трохоидальной рабочей камерой 2, в которой размещен трехвершпнный ротор-поршень 3,

10 совершающий в ней планетарное движение.

В корпусе / в зоне расположения камеры 4 сгорания размещено устройство 5 воспламенения смеси и форсунк1И 6 и 7

15 впрыска топлива. В корпусе 1 имеется канал 8 впуска воздушного заряда и канал 9 отвода отработавших газов.

Устройство воспламенения выполнено в виде заполненной теплоносителем 10 (на20пример, натрием) тепловой трубы 11, причем последняя имеет П-образный проф.иль 12, поперечная часть которого расположена в корпусе / вдоль образующей камеры .2 в зоне малой оси трохоиды, а концы 13

25 и М продольных частей профиля размещены в канале 9 отвода отработавших газов. При этом тепловая труба // покрыт.а теплоизолятором 15, кроме концов 13 и 14.

В зоне расположения камеры 4 сгора30ния имеется пусковая или дублирующая

свеча 16 зажигания, снабженная тепловым прерывателем механизмом, связанным с тепловой трубкой //. (Прерывательный механизм на чертеже не показан. Он может быть вынолнеп в виде термореле, отключающего пусковую свечу 16 при достижении поперечной частью профиля 12 необходимой для воспламенения амеси в камере сгорания температуры).

Работает предлагаемый двигатель следующим образом.

Запуск двигателя я вывод его на рабочий режим осуществляется с иомощью искровой свечи 16 зажигания и вышеупомянутого термореле, отключающего свечу 16 в момент .начала работы устройства 5 воспламенения.

В период запуска двигателя и выхода его на рабочий режим отработавщие выпускггые газы устремляются из рабочей камеры 2 в канал 9 отвода газов. (Температура выпускных газов в канале выпуска роторно-иорщпевых двигателей на малом газе составляет 350-400° С, а на минимальных режимах- lOOO-l 100° С).

В канале 9 выпускные газы отдают энергию (тепло) концам 13 и 14 тепловой трубы //. Теплоиоеитель 10 передает это тепло с минимальными потерями в поперечную часть нрофиля 12 трубы 11. При этом потери тепла теплоносителем 10 сводятся к Минимуму за счет теплоизолятора 15. При такой передаче тепла теплоносиелем 10 поперечная часть тепловой трубы, учитывая потери тепла, принимает температуру: на малом газе 300-350° С, на максимальных режимах 700-800° С.

Известно, что температ фа самовоснламенения некоторых видов топлива в зависимости от давления (например, керосин и бензин) состаВиТяет приблизительно 350° С при давлении 5 кг/см.

В роторно-поршневых двигателях /(авлепие сжатия, равное 5 кг/см, имеет место па режимах малого газа, когда дроссель спускного канала 8 минимально открыт. На режимах выше малого газа давление сжатия повышается до 12-18 кг1см, что обеспечивает условия самовоспламенения топлива в составе тонливо-воздушной смеси при более низких температурах 200- 250° С.

В этой связи, температура, которую принимает поперечная часть профиля 12 тепловой трубы 11, достаточна для поджи- аиия топливо-воздушной смеси в камере 4, образующейся в момент нахождения ротора-поршпя 3 в верхней мертвой точке, когда форсунки 5 и 7 впрыскивают в сжатый в камере 4 воздушный заряд топливо.

В момент вступления устройства 5 воспламенения в работу пусковая свеча 16 автоматически отключается.

В связи с тем, что .работа пусковой свечп 16 кратковремениа (в основном: запуск, прогрев, остановка) ресурс этой свечи значительно увеличивается, а механизм управления ее иекрообразовапием максимально упрощается.

В то ж-е время наличие 2-х дублируюидих систем зажигания, работающих на различных иринципах, нредельио увеличивает надежиость и безотказность системы зажигания роторно-поршневых двигателей,

I;TO позволяет применять их, например, в .1-хиации.

Конструкция устройства воспламенения п предлагаемом двигателе позволяет утилизировать тепло отработавших газов для

работы этого устройства, упростить его -.аиструкцию, повысить надежность воснламенения смеси и обеснечить большую эффективность воспламенения и сгорания смеси за счет относительно большой плоИ1ади поперечной части тепловой трубы, являющейся поверхностью калильной свечи зажигания, и большей продолжительности температурного воздействия иа воспламеняемую смесь. В свою очередь, это

дает возможность применять для работы двигателя низкосо-ртные виды топлива и одповремеино снизить токсичиость выбрас)1ваемых в атмосферу выхлопных газов.

Ф о 5 м у л а и 3 о б р е т е н и я

Роторно-норшневой двигатель внутреннего сгорания с трохоидальной рабочей

камерой, содержащий установленные в корпусе форсунки впрыска топлива, устройство воспламенения топливо-воздушной смеси и каналы впуска воздушного заряда и отвода отработавших газов, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с иелью новышения надежности воспламенения смеси и использования тепла отработавших газов, устройство воспламеиения топливо-воздушной смеси выполнено в виде тепловой тпрубы,

причем последпяя имеет П-образный профиль и его поперечная часть расположена в корпусе вдоль образующей камеры, в зоне малой оси трохоиды, а концы продольных частей размещены в канале отвода

отработавших газов.

Источник информации, нринятый во 1;инмание при экспертизе:

1. Патент ФРГ Дд 1451770, кл. F 02 В 55-14, онублик. 1970.