РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области двигателестроения и может быть использована в автомобилестроении, тракторостроении и других областях, где применяются двигатели внутреннего сгорания.:
Известен роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий неподвижный цилиндрический корпус, внутри которого установлен ротор с двумя выступами, прилегающими к внутренним поверхностям корпуса, заслонки, расположенные радиально к внешней поверхности ротора, камеры переменного объема, ограниченные внутренней поверхностью корпуса, внешней поверхностью ротора и заслонками, камеру сжатой топливной смеси на корпусе, вынесенную за пределы камер сжатия и сгорания, клапан перепускной из камеры сжатия, окно выпускное в камеру сгорания, при этом ротор имеет симметричную конструкцию, центр тяжести совпадает с осью вращения ротора (см. патент РФ №2161708 на изобретение, заявлен 21.04.1998, МПК F02B 53/00).
Роторный двигатель по патенту №2161708 на изобретение выбран в качестве ближайшего аналога, поскольку по технической сущности и достигаемому эффекту он ближе других к заявляемой полезной модели.
Недостатком известного роторного двигателя внутреннего сгорания является низкий КПД. Это происходит из-за того, что, во-первых, путь рабочих газов от камеры сгорания до выпускного окна довольно короткий - приблизительно равен одной трети периметра корпуса, во-вторых, за этот короткий путь не успевает полностью сгорать топливная смесь, которая выбрасывается в атмосферу, что неэкономично.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение КПД роторного двигателя и повышение его экономичности.
Технический результат заключается в увеличении пути прохождения рабочих газов от камеры сгорания до выпускного окна, улучшении очистки камеры сгорания от выхлопных газов, более полном сгорании топливной смеси.
Указанная задача достигается в варианте 1 тем, что в роторном двигателе внутреннего сгорания, содержащем снабженный системой охлаждения неподвижный цилиндрический корпус, внутри которого установлен ротор, камеру впрыска и поджига топливной смеси на корпусе, выступающую за его пределы, со свечей зажигания и окном впускным для топливной смеси, камеру сгорания топливной смеси, камеру удаления выхлопных газов, окно впускное топливной смеси и окно выпускное для выхлопных газов на корпусе, согласно полезной модели, ротор представляет собой трубу с выполненными в ней камерой сгорания топливной смеси и камерой удаления. выхлопных газов, снабженными крышками, установленными с возможностью открывания-закрывания камер, на каждой из крышек закреплен кронштейн, выполненный с возможностью скольжения его свободного конца по направляющему контуру, имеющему яйцеобразную форму с выступом, направленным в сторону камеры впрыска и поджига топливной смеси, также снабженной крышкой, установленной с возможностью открывания-закрывания.
В роторном двигателе внутреннего сгорания обе камеры, выполненные в роторе, расположены друг за другом так, что одна стенка у них общая, при этом обе стенки камер и их крышки имеют выгнутую поверхность.
В роторном двигателе внутреннего сгорания крышки камер, выполненных в роторе, установлены шарнирно.
В роторном двигателе внутреннего сгорания крышка камеры впрыска и поджига топливной смеси установлена шарнирно, а сама крышка имеет выгнутую поверхность.
В роторном двигателе внутреннего сгорания свободный конец кронштейна снабжен лапой для взаимодействия с направляющим контуром.
Указанная задача достигается в варианте 2 тем, что в роторном двигателе внутреннего сгорания, содержащем снабженный системой охлаждения неподвижный цилиндрический корпус, внутри которого установлен ротор, камеру впрыска и поджига топливной смеси на корпусе, выступающую за его пределы, со свечей зажигания и окном впускным для топливной смеси, камеру сгорания топливной смеси, камеру удаления выхлопных газов, окно впускное топливной смеси и окно выпускное для выхлопных газов на корпусе, согласно полезной модели, ротор представляет собой трубу с выполненными в ней камерой сгорания топливной смеси и камерой удаления выхлопных газов, снабженными крышками, установленными с возможностью открывания-закрывания камер, на каждой из крышек закреплен кронштейн, выполненный с раздвоенным свободным концом для обеспечения скольжения по двум направляющим контурам, имеющим яйцеобразную форму с выступом, направленным в сторону камеры впрыска и поджига топливной смеси, также снабженной крышкой, установленной с возможностью открывания-закрывания.
В роторном двигателе внутреннего сгорания обе камеры, выполненные в роторе, расположены друг за другом так, что одна стенка у них общая, при этом обе стенки камер и крышки имеют выгнутую поверхность.
В роторном двигателе внутреннего сгорания крышки камер, выполненных в роторе, установлены шарнирно.
В роторном двигателе внутреннего сгорания крышка камеры впрыска и поджига топливной смеси установлена шарнирно, а сама крышка имеет выгнутую поверхность.
В роторном двигателе внутреннего сгорания раздвоенный свободный конец кронштейна снабжен лапами для взаимодействия с направляющими контурами.
Исследования, проведенные по источникам патентной и научно-технической информации, показали, что заявляемый роторный двигатель внутреннего сгорания не известен и не следует явным образом из изученного уровня техники, то есть соответствует критерию «новизна».
Предлагаемое устройство может быть изготовлено в промышленных условиях цехов больших и средних машиностроительных заводов с использованием современных известных технологий, материалов и стандартного оборудования, которое выпускается как отечественной, так и зарубежной промышленностью.
Следовательно, заявляемое устройство соответствует критерию «промышленная применимость».
Предлагаемая совокупность существенных признаков придает заявляемой полезной модели новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.
Под давлением рабочих газов ротор проходит более 50% пути вдоль периметра корпуса, почти в два раза больший путь, чем в ближайшем аналоге, вследствие более полного сжигания топливной смеси и ее более полного выхлопа из камеры удаления выхлопных газов. Удаление значительно большего количества отработанных (выхлопных) газов осуществляется за счет их вытеснения крышками камер.
Предлагаемый роторный двигатель внутреннего сгорания поясняется чертежами, где представлено на:
Фиг.1 - поперечный разрез заявляемого двигателя по варианту 1;
Фиг.2 - разрез А-А фиг.1;
Фиг.3 - вид в изометрии фрагмента двигателя по варианту 2.
Заявляемый роторный двигатель внутреннего сгорания содержит неподвижный цилиндрический корпус 1, снабженный системой (на чертеже не обозначена) охлаждения. В верхней части корпуса 1 выполнена камера 2 впрыска и поджига топливной смеси (далее камера 2 впрыска), выступающая за его пределы и снабженная крышкой 3, установленной шарнирно с возможностью открывания - закрывания, посредством рычажной системы (на чертеже не показана), относительно оси 4, закрепленной на цилиндрической поверхности корпуса 1. Верхняя стенка камеры 2 впрыска и крышка 3 повторяют форму цилиндрической поверхности корпуса 1. Камера 2 впрыска снабжена свечей 5 зажигания и окном 6 впускным, предназначенным для впуска топливной смеси. Внутри корпуса 1, установлен ротор 7, представляющий собой трубу с двумя выполненными в ней, например литьем, камерами: одна из них является камерой 8 сгорания топливной смеси (далее камерой сгорания), а другая -камерой 9 удаления выхлопных газов. Обе камеры 8 и 9 почти одинаковы по объему и конфигурации, при этом расположены друг за другом так, что одна стенка у них общая. Полости камер 8 и 9 открыты со стороны цилиндрической поверхности ротора и снабжены крышками 10 и 11 соответственно, установленными шарнирно с возможностью поворота относительно осей 12 и 13 соответственно, установленных на цилиндрической поверхности ротора 7. Стенки камер 8 и 9, а также крышек 10 и 11 выполнены с выгнутой поверхностью, при этом одна из стенок и упирающаяся в нее в крайнем нижнем положении крышка 10, 11, повторяют форму цилиндрической поверхности ротора 7. На каждой из крышек 10 и 11 закреплен кронштейн 14 и 15 соответственно, предназначенный для скольжения по направляющему контуру 16 свободным концом. Направляющий контур 16 установлен неподвижно на оси 17 двигателя и имеет яйцеобразную форму с выступом 18, направленным в сторону камеры 2 впрыска. Для удобства скольжения кронштейны 14 и 15 снабжены лапами: по варианту 1 одной лапой 19, по варианту 2 кронштейн выполнен с раздвоенным концом и двумя лапами 20. Крышки 3, 10 и 11 всех трех камер 2, 8, 9 двигателя снабжены компрессионными, маслосъемными уплотнениями (на чертеже не показаны), выполненными из полосок, изготовленных, например из чугуна или из керамики, позволяющими изолировать камеры от остального пространства двигателя. Корпус 1 снабжен окном 21 впускным для впуска топливной смеси и окном 22 выпускным для удаления выхлопных газов.
Предлагаемый роторный двигатель внутреннего сгорания используется следующим образом.
Ротор 7 приводится во вращение стартером (на чертеже не показан), а топливная смесь через окно 21 впускное поступает в открытую камеру 8 сгорания, крышка 10 которой находится в крайнем нижнем положении. Одновременно вводится топливная смесь в камеру 2 впрыска через окно 6 впускное. Когда лапа 19 (в варианте 1) или лапы 20 (в варианте 2) наезжают на выступ 18, крышка 10 камеры 8 сгорания поднимается. Одновременно рычажная система, управляющая крышкой 3, поднимает ее, и в камерах 2 впрыска и 8 сгорания производится сжатие топливной смеси. При поджигании топливной смеси создается давление, и образовавшиеся рабочие газы вращают ротор 7 против часовой стрелки. Когда лапа 19 или лапы 20 соскальзывают с выступа 18 и скользят по поверхности направляющего контура 16, крышка 10 опускается в крайнее нижнее положение, а крышка 3 отбрасывается давлением в крайнее верхнее положение и удерживается там рычажной системой. По мере продвижения лапы 19 или лап 20 по направляющему контуру 16 крышка 10 начинает перемещаться в крайнее верхнее положение, сжимая отработанные газы, и, оказавшись перед окном 22 выпускным, полностью выталкивает их наружу корпуса 1 двигателя. Как понятно из фиг.1, длина рабочего хода ротора 7 превышает 50% длины периметра корпуса 1, что обеспечивает высокий КПД заявляемого роторного ДВС. Камера 9 удаления выхлопных газов, идущая следом за камерой 8 сгорания, принимает остатки отработанных газов из камеры 2 впрыска при движении крышек 3 и 11 в крайнее нижнее положение. Выхлоп отработанных газов производится через окно 22 выпускное так же, как аналогичный выхлоп осуществлялся из камеры 8 сгорания. Затем камера 8 снова подходит к окну 21 впускному, и цикл повторяется. Тем самым, обеспечивается практически полное удаление газов, что значительно повышает экономичность и экологическую безопасность роторного двигателя внутреннего сгорания.
Заявляемая полезная модель обладает рядом преимуществ по сравнению с ближайшим аналогом:
- повышение КПД;
- повышение экономичности;
- повышение экологической безопасности.