Коловратный двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1950 года по МПК F02B53/04 F16H27/04 F16J15/16 

Известны коловратные двигатели внутреннего сгорания с кольцевыми рабочими полостями круглого или полукруглого сечения, с двухсторонним, по отношению к корпусу, расположением впускного и выпускного клапанов в подобных двигателях карбюраторного типа, а рано и применением фиксаторов (замков) для закрепления обоих поршневых дисков ротора относительно вала двигателя, а также с поворотными запорами- зацепами или рычажно-штыревыми замками, управляемыми неподвижными кулачными выступами.

Отличительной особенностью описываемого двигателя является применение рычажного замка, предназначенного для обеспечения жесткого соединения обоих поршневых дисков ротора с валом на определенных углах поворота их по отношению к корпусу двигателя. Этот замок не подвержен динамическим нагрузкам на его детали в работе и при замыкании.

С целью полной очистки межпоршневого пространства от продуктов сгорания в конце такта выталкивания применено противоположное расположение впускного и выпускного окон с обеих сторон рабочей кольцевой полости. Канавки на поршне для уплотнительных колец выполнены трапецевидными (по сечению), что дает возможность частично воспринимать возникаюш.ие при работе центробежные силы самим поршнем и снизить давление уплотнителей .поршней на зеркало рабочей полости.

На фиг. 1 Изображен продольный разрез двигателя; на фиг. 2 - то же; в поперечном разрезе; на фиг. 3-то же, разрез по муфте свободного хода; на фиг. 4-то же, разрез по кулачковому кольцу; на фиг. 5 - цикловое распределение камер цилиндра с рычажным замком; на фиг. 6- уплотнительное кольцо с поршневой канавкой.

Цилиндр двигателя состоит из частей / и 2 (фиг. 1), плотно соединенных между собой резьбовым соединением. Части 1 и 2 образуют кольцевую рабочую полость 5 круглого или полукруглого сечения.

ЛЬ 85075- 2 С обеих сторон рабочей полости 3 противоположно друг другу расположены впускное и выпускное окна 4 w. 5 (фиг. 1).

По внутреннему диаметру цилиндр имеет расточки, в которые входят диски 5 и 7. Каждый из этих дисков имеет на окружности по четыре поршня 8 (фиг. 2) с уплотнительными кольцами 9 (фиг. 6) трапециевидной формы.

Для обеспечения периодического жесткого соединения обоих поршневых дисков 5 и 7 ротора (фит. 1) с валом 10 на определенных углах поворота их по отношению к цилиндру двигателя применен рычажной замок, не -подверженный в работе при замыкании динамическим нагрузкам на его детали. Рычажный замок управляется при помощи профилированных выступов на кулачном кольце 11 (фиг. 4), который с помощью червячного механизма 12 может иметь угловые перемещения относительно неподвижного цилиндра, -чем достигается изменение момента освобождения поршневых дисков 6 к 7.

Рычажный замок представляет собой двухзвенный шарнир. Звено 13 (фиг. 4) соединено шарнирно с поршневым диском, а конец звена 15 шарнирно соединен с фланцем 16. Фланец в свою очередь закреплен на валу 10 двигателя, причем для уравновешенности ротора и надежности действия всего замыкающего устройства у каждого из двух поршневых ДИСКОВ устанавливается не менее двух расположенных симметрично рычажных замков.

Для обеспечения поршневым диском закономерных движений диски соединены между собой дифференциальной передачей. Каждый из дисков имеет по зубчатому венцу 17 (фиг. 1), которые находятся в зацеплении с зубчатыми венцами 18, смонтированными на крестовине 19, выполненной как одно целое с валом 10 (фиг. 1 и 2). В целях исключения возможности обратного вращения поршней при работе диски снабжены муфтами 20 (фиг. 3) свободного хода.

Работа двигателя происходит следующим образомПоршни 8 обоих дисков 6 н 7 поочередно через каждый цикл выполняют роль ведущих и ведомых.

В процессе работы двигателя в момент начала тактов в цилиндре двигателя (а их одновременно имеется четыре- всасьгоаиие, сжатием, расширение и выхлоп, из которых каждый происходит в четырех частях рабочей полости цилиндра) происходит следующее: производится впрыск топлива в камеру Б сжатия форсунками (не показаны на чертеже). За это Бремя положение поршней 8 и поршневых дисков и 7 фиксируется рычажным замком, связывающим диски с валам 10- Далее происходит начало открытия рычажного замка. Замки ведушего диска накатываются на профилированные выступы кулачкового кольца // (замки ведомого диска находятся в .промежуточном состоянии и не оказывают влияния на процесс цикла) и определяют начало рабочего хода.

В это время камера Л заполняется воздухом с атмосферным давлением, после чего происходит закрытие всасывающих окон 4 движением поршня 8. В камерах Б, когда в-прыск топлива окончился, происходит начало сгорания и момент открытия замка ведущего диска. В камерах В происходит выпуск отработанного газа через выпускные окна 5. В камерах Г происходит продувка от остаточных газов. Воздух, идуший из всасывающих окон 4, продувая камеру, выходит в выпускное окно 5.

Далее происходит остановка ведомого диска и сцепление его через муфту 20 свободного хода с цилиндром; одновременно ведущий диск через зубчатые венцы 18 сцепляется с валом 10 и ведет его.

После открытия рычажного замка диски 5 и 7 и вал 10 получают возможность независимого самостоятельного вращения до момента, когда ведущий диск в силу своей редукции с валом догонит вал и поведет его- Ведомый диск к этому времени полностью погасит обороты и через муфту 20 свободного хода сцепится с цилиндром. В этот момент происходит отставание ведущего диска от вала, т. е. начало передачи кинетической энергии ведущего диска ведомому диску через воздущную подущку камер сжатия. В камерах А, Б, В и Г будет происходить перемена циклов. Рычажный замок приходит в мертвую точку того диска, который за этот цикл не был ведущим. Таким чередованием циклов осуществляется рабочий процесс двигателя.

Предмет изобретения

1.Коловратный двигатель внутреннего сгорания с кольцевой рабочей полостью, с вращающимися в одном направлении с неравными скоростями порщнями, укрепленными на двух дисках, связанных между собой и с валом посредством дифференциала, и с замыкающим органом, предназначенным для фиксирования порщневых дисков относительно вала на определенных углах его поворота по отношению корпуса двигателя, отличающийся тем, что, с целью полной очистки межпоршневых лолостей от продуктов сгорания, впускные ,и выпускные окна расположены одно против другого по обеим сторонам рабочей кольцевой полости.

2.Форма выполнения двигателя по п- 1, отличающаяся тем, что в качестве органа, скрепляющего поршневые диски с валом на определенных углах его поворота относительно корпуса, применен управляемый с помощью профилированных выступов иа кулачном кольце, могущем, с целью изменения момента освобождения поршневых дисков, иметь угловые перемешения относительно корпуса, рычажный замок, сочетающий в себе двухзвенный шарнир, одно из звеньев которого соединено щарнирно с порщневым диском, а конец другого звена шарнирно соединен с фланцем, закрепленным на валу, причем, с целью уравновешенности ротора и надежнОСти действия всего замыкающего устройства, у каждого из двух порщневых дисков устанавливают не менее двух расположенных симметр ично рычажных замков.

3.Форма выполнения двигателя по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью снижения давления уплотнителей порщней на зеркало рабочей полости и частичного восприятия -порщнем центробежных сил, возникающих в уплотнителях, форма сечения их и канавок в порщнях выполнена трапециевидной.

- 3 -№ 85075

::l

№ 85075

Фиг5