РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в автомобилестроении, судостроении, тракторостроении и других областях, где применяются двигатели внутреннего сгорания.
По патенту RU 2133845 известен роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с внутренней цилиндрической полостью и камерами сгорания, снабженными перекрывающимися перепускными каналами, ротор и систему заслонок, установленных в пазах корпуса и контактирующих с профилированной внешней поверхностью ротора, где внутренняя цилиндрическая полость разделена на самостоятельные полости сжатия и расширения, сообщающиеся между собой через четное число равномерно размещенных по окружности камер сгорания, ротор состоит из установленных на общем валу и размещенных в полостях сжатия и расширения дисков, на внешних поверхностях которых выполнены чередующиеся с цилиндрическими частями сегментообразные вырезы, которые вместе с заслонками образуют переменные рабочие объемы для осуществления термодинамических процессов и количество которых в два раза меньше количества камер сгорания, диски развернуты относительно друг друга так, что напротив каждого сегментообразного выреза одного расположена цилиндрическая часть другого, заслонки попарно размещены около каждой камеры сгорания, причем одна из заслонок каждой пары установлена в полости сжатия, а другая в полости расширения.
Недостатком известного устройства является сложность и низкая надежность конструкции.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является известный по патенту RU 2040698 РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий два спаренных корпуса, установленные развернутыми на 90°, торцевые крышки, роторы с продувочными и рабочими поршнями, выемки в теле ротора для перепуска рабочей среды и механизм синхронизации движения поршней, включающий эксцентриковый вал, где спаренные корпуса состоят из керамических полуцилиндрических корпусов двигателя в металлических обрамлениях и жестко соединенных с ними металлических дуговых корпусов компрессоров, выполненных заодно с выступами, а торцевые крышки выполнены керамическими с металлическими обрамлениями, при этом металлические обрамления торцевых крышек выполнены заодно с консолями, на которых свободно насажены роторы с рабочим и продувочными поршнями, причем лобовые размеры продувочных поршней больше, чем у рабочих поршней.
Торцевое уплотнение ротора и рабочего поршня выполнено в виде расточек, суживающихся к периферии и сопряженных с ними, установленных на гофрированных пружинах двух дуговых пластин ротора, дуговой пластины рабочего поршня и двух прямых пластин рабочего поршня трапецеидального сечения, имеющих сопряженные косые срезы, при этом уплотнение радиального зазора рабочего поршня выполнено в виде радиальных уплотнительных пластин, установленных в корпусе двигателя с двух сторон выпускного окна, уплотнение продувочного поршня выполнено лабиринтовым.
Недостатками известного устройства являются:
- Сложность конструкции;
- Низкая мощность двигателя;
- Низкая надежность конструкции.
Техническим результатом заявленной полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно:
- Упрощение и повышение надежности конструкции за счет уменьшения количества используемых деталей;
- Повышение мощности двигателя за счет новой системы формирования рабочих камер.
Технический результат достигается тем, что в роторном двигателе, содержащем корпус с выступами, ротор с поршнями, размещенный внутри корпуса, впускные и выпускные окна, устройство для воспламенения рабочей смеси, согласно полезной модели, выступы на внутренней поверхности корпуса во фронтальной проекции выполнены в виде секторов, ограниченных дугой по внутреннему периметру, и расположены симметрично друг относительно друга с возможностью образования между поршнями ротора и выступами корпуса камер сгорания с переменным рабочим объемом.
Ротор с помощью пальца и шатуна соединен с коленчатым валом, центр коренной шейки расположен на линии, соединяющей центры пальца при крайних положениях ротора, центр шатунной шейки расположен на расстоянии, равном половине расстояния между центрами пальца при крайних положениях ротора.
Выполнение выступов на внутренней поверхности корпуса во фронтальной проекции в виде секторов, ограниченных дугой по внутреннему периметру, и расположение их симметрично друг относительно друга в совокупности с поршнями ротора позволяет за одно колебание ротора производить два рабочих цикла в противоположных камерах сгорания переменного объема, что значительно увеличивает мощность двигателя.
Соединение ротора с помощью пальца и шатуна с коленчатым валом ограничивает угол поворота ротора 60 градусами, расположение центра коренной шейки на линии, соединяющей центры пальца при крайних положениях ротора, расположение центра шатунной шейки на расстоянии, равном половине расстояния между центрами пальца при крайних положениях ротора, позволяет преобразовывать колебательное движение ротора во вращательное.
Сущность заявленной полезной модели поясняется рисунками.
На рис.1 изображен поперечный разрез роторного двигателя.
На рис.2 изображен поперечный разрез роторного двигателя.
На рис.3 изображена схема соединения ротора с коленчатым валом.
Роторный двигатель, содержащий корпус 1 с выступами 2, ротор 3 с поршнями 4, размещенный внутри корпуса 1, выпускные 5 и впускные 13 окна, устройство для воспламенения рабочей смеси 6, согласно полезной модели, выступы 2 на внутренней поверхности корпуса 1 во фронтальной проекции выполнены в виде секторов, ограниченных дугой по внутреннему периметру и расположены симметрично друг относительно друга с возможностью образования между поршнями 4 ротора 3 и выступами 2 корпуса 1 камер сгорания 7 с переменным рабочим объемом.
Ротор 3 с помощью пальца 8 и шатуна 9 соединен с коленчатым валом 10, центр коренной шейки 11 расположен на линии соединяющей центры пальца 8 при крайних положениях ротора 3, расстояние между центрами коренной шейки 11 и шатунной шейки 12 равно половине расстояния между центрами пальца 8 при крайних положениях ротора 3.
Роторный двигатель может быть выполнен спаренным. При таком варианте исполнения два корпуса развернуты друг относительно друга под углом 90 градусов, две шатунные шейки также развернуты друг относительно друга под углом 90 градусов. С боков корпусы закрыты крышками. В средней крышке в выемку через дугообразные щели выступают пальцы, которые при помощи шатунов соединяют роторы с коленчатым валом.
Двигатель может быть выполнен двухкамерным, если в корпусе выполнен один выступ, а на роторе один поршень, в таком случае угол поворота ротора будет составлять 120 градусов.
Двигатель может быть выполнен четырехкамерным, если в корпусе выполнены два выступа, а на роторе два поршня, в таком случае угол поворота ротора будет составлять 60 градусов.
Двигатель может быть выполнен шестикамерным, если в корпусе выполнены три выступа, а на роторе три поршня, в таком случае угол поворота ротора будет составлять 40 градусов.
Роторный двигатель работает следующим образом: при крайнем положении ротора в двух камерах сгорания закончилось сжатие воздуха, происходит впрыск топлива и начинается рабочий ход, в это время в двух других камерах происходит продувка, поскольку впускные и выпускные окна открыты. Под давлением газа в первых двух камерах ротор начинает поворачиваться против часовой стрелки. В камерах, где происходила продувка, вначале перекроется впускное, а затем выпускное окно, начинается сжатие. В конце рабочего хода вначале откроется выпускное окно, газы из камеры выйдут в атмосферу, затем откроется впускное окно, начинается продувка камер. Затем процесс повторяется в обратном направлении и, таким образом, ротор совершает колебательные движения. За один оборот коленвала происходит четыре рабочих хода. Усилие можно снимать, как с коленчатого вала, так и с вала ротора через механизм, преобразующий колебательные движения вала ротора во вращательное движение приводного вала.