РОТОРНО-ЛОПАСТНОЙ ДВИГАТЕЛЬ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к двигателям внутреннего сгорания.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известен роторно-поршневой двигатель Феликса Ванкеля (см. патент DE 1137901 B, F01C 19/04, 1962(1)). Двигатель Ванкеля состоит из корпуса, внутренняя поверхность которого выполнена по эпитрохоиде с впускными и выпускными окнами для газообмена и треугольного ротора. Сам ротор расположен на валу, содержащем эксцентрик и установленном на подшипниках, расположенных в боковых крышках статора [1].
Недостатки роторно-поршневого двигателя Ванкеля следующие: соединение ротора с выходным валом через эксцентриковый механизм, являясь характерной особенностью РПД Ванкеля, вызывает давление между трущимися поверхностями, что в сочетании с высокой температурой, приводит к дополнительному износу и нагреву двигателя. В связи с этим возникает повышенное требование к периодической замене масла. Ресурс при правильной эксплуатации достаточно велик, но не замененное вовремя масло неизбежно приводит к необратимым последствиям, и двигатель выходит из строя.
Известны применяемые в настоящее время поршневые двигатели внутреннего сгорания, являющие самым распространенным ДВС и основным видом автомобильного двигателя. Двигатели внутреннего сгорания преобразуют химическую энергию топлива в механическую работу, использующие в качестве источника энергии жидкое топливо (бензин, дизельное топливо) или природный газ.
В зависимости от вида применяемого топлива различают следующие поршневые ДВС: бензиновые и дизельные двигатели.
Альтернативными видами топлива, используемыми в двигателях внутреннего сгорания, являются природный газ, спиртовые топлива - метанол и этанол, водород [2].
Техническими недостатками этих ДВС являются: большая масса движущихся частей и большое количество деталей двигателя; возвратно-поступательное движение поршня, ограничивающее частоту вращения и являющееся причиной появления неуравновешенных сил инерции и моментов от них; низкий коэффициент полезного действия, так как из всех ходов поршня только один является "рабочим", остальные "холостыми"; высокий уровень шума; токсичность отработавших газов.
Данные технические решения приняты за прототип, так как обладают максимальной совокупностью общих с полезной моделью существенных признаков.
ЦЕЛЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ И ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ
Задача полезной модели состоит в том, чтобы создать двигатель внутреннего сгорания с наименьшей площадью трения деталей двигателя для обеспечения повышения оборотов двигателя и его мощности.
Технический результат - упрощение конструкции и материалоемкости двигателя внутреннего сгорания, уменьшение массы движущихся частей, уменьшение количества деталей.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Предлагаемое в полезной модели решение указанной выше задачи, достижение поставленной цели и требуемого технического результата обеспечивается тем, что в двигателе внутреннего сгорания, содержащем, по крайней мере, одну секцию, состоящую из корпуса с торцевыми крышками и ротора с валом, согласно изобретения
ротор содержит пазы, которые делят его, по крайней мере, на три равных сектора, в которых расположены лопасти.
При этом корпус в своей внутренней части образует цилиндр содержащий, по крайней мере, один "рабочий" сектор и, по крайней мере, две выемки, расположенные друг за другом.
Выемки содержат окна: выемки с впускными окнами - всасывающие, выемки с выпускными окнами - выхлопные.
В торцевых крышках расположены фигурные кулачки, точно повторяющие контур цилиндра.
Камера сгорания образуется, когда две соседние лопасти, находятся в "рабочем" секторе.
Каждая лопасть содержит два поводка, расположенных с двух торцов лопасти, которые приводят ее в движение, описывая фигурные кулачки, точно повторяющие контур цилиндра.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сущность полезной модели поясняется чертежами:
На фиг. 1 изображена схема роторно-лопастного двигателя по полезной модели, содержащая:
корпус 1; впускные окна 2; выпускные окна 3; всасывающая выемка 4; выхлопные выемки 5; камера сгорания 6; ротор 7; лопасти 8; вал ротора 11.
На фиг. 2 изображена схема роторно-лопастного двигателя по полезной модели, содержащая:
корпус 1; впускные окна 2; выпускные окна 3; всасывающая выемка 4; выхлопные выемки 5; ротор 7; лопасти 8; вал ротора 11.
На фиг. 3 изображена схема ротора с лопастями по полезной модели, содержащая:
ротор 7; лопасти 8; поводки привода заслонок 9; кулачки 10; вал ротора 11
На фиг. 4 изображена схема ротора с лопастями по полезной модели, содержащая:
ротор 7; лопасти 8; поводки привода заслонок 9; кулачки 10; вал ротора 11
Ниже полезная модель более подробно рассмотрена со ссылками на прилагаемые к описанию чертежи, на которых в качестве примеров показаны предпочтительные, но необязательные варианты возможного осуществления полезной модели, конструктивного выполнения и функционирования предлагаемой в полезной модели двигателя внутреннего сгорания.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Отличительными особенностями заявляемого двигателя внутреннего сгорания являются:
круговое вращение ротора;
наличие, по крайней мере, одной секции двигателя;
наличие ротора разделенного пазами, по крайней мере, на три равных сектора, в которых расположены лопасти;
наличие корпуса, который в своей внутренней части образует цилиндр содержащий, по крайней мере, один "рабочий" сектор и, по крайней мере, две выемки, расположенные друг за другом;
выемки с впускными окнами - всасывающие, выемки с выпускными окнами - выхлопные;
наличие торцевых крышек, содержащих фигурные кулачки, точно повторяющие контур цилиндра;
отличие в том, что при нахождении двух соседних лопастей в "рабочем" секторе образуется камера сгорания;
привод в движение каждой лопасти с помощью двух поводков, расположенных с двух торцов лопасти и описывающих фигурные кулачки, точно повторяющие контур цилиндра.
Работа двигателя внутреннего сгорания по полезной модели осуществляется следующим образом и будет показана на примере роторно-лопастного двигателя (Фиг. 1 и 2):
Работа роторно-лопастного двигателя (Фиг. 1 и 2) осуществляется следующим образом. При движении ротора 7, первая лопасть входит во всасывающую выемку 4, открываются впускные окна 2, объем увеличивается, создается разрежение. В зону разрежения через впускные окна 2 поступает горючая смесь, начинается всасывание. Первая лопасть заходит в "рабочий" сектор, вторая лопасть закрывает впускные окна 2 и сжимает рабочую смесь, объем уменьшается, происходит сжатие. В конце такта сжатия обе эти лопасти находятся в "рабочем" секторе, образуя камеру сгорания 6. Сжатая рабочая смесь воспламеняется, происходит сгорание. Образующиеся в процессе сгорания газы, расширяясь, совершают работу, направленную на вращение ротора 7. Первая лопасть входит в выхлопную выемку 5, объем увеличивается, начинается расширение. Ротор 7 продолжает вращение, открываются выпускные окна 3, через которые осуществляется удаление продуктов сгорания. Объем начинает уменьшаться, вторая лопасть закрывает выпускные окна 3. Весь цикл завершен за пол-оборота ротора 7. Такие два цикла проходят каждые две соседние заслонки за оборот двигателя.
Таким образом, двигатель внутреннего сгорания по полезной модели обеспечивает возможность достижения требуемого технического результата, а именно упрощение конструкции и материалоемкости путем уменьшения количества деталей, их массы и повышения его компактности.
Отдельные детали и узлы заявляемого двигателя внутреннего сгорания могут быть изготовлены с использованием известных в машиностроительной отрасли материалов и технологий.
Конкретные размеры и отдельные особенности конструктивного исполнения отдельных деталей и узлов могут быть выбраны из стандартных типоразмеров и стандартов промышленного машиностроения.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. DE 1137901 B, F01C 19/04, 1962(1).
2. _combustion_engine.html