МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗ РОТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
MECHANISM OF GAS DISTRIBUTION OF PHASES OF INTERNAL COMBUSTION ROTOR ENGINE

Предлагаемое изобретение относится к области двигателей внутреннего сгорания, а именно механизмам газораспределения фаз роторного двигателя, может быть использовано в машиностроении и автомобильной промышленности.
Известен роторно-поршневой четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий неподвижный корпус с внутренней цилиндрической рабочей полостью и торцевые крышки с газораспределительным механизмом и свечой зажигания на каждой крышке, внутри которого с возможностью вращения установлен ротор, консольные валы которого закреплены в крышках корпуса, и два поршня, создающие в корпусе четыре рабочих камеры. На внутренней рабочей полости корпуса под углом к его оси выполнена кольцевая направляющая канавка, ротор выполнен плоским в виде усеченного с двух сторон оси цилиндра и концентрично помещен внутри корпуса, поршни выполнены сегментовидными, установлены с двух сторон ротора с возможностью скольжения вдоль его оси, при этом каждый из них имеет бобышку, которой он входит в кольцевую направляющую канавку (см. заявка РФ 94012316, 1 02 В 53/00, опубл. 1995).
Признаки, совпадающие: содержит корпус с внутренней рабочей полостью и рабочие камеры, ротор, вал с кулачками.
Причины, препятствующие поставленной задаче, - конструктивная сложность, неудобство в эксплуатации.
Известно устройство регулирования фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус, раздельные кулачковые валы для впускных и выпускных клапанов, кинематически связанные между собой при помощи цепного привода, каретку с двумя натяжными роликами и механизм управления положением натяжных роликов, с целью упрощения и снижения габаритов каретка выполнена в виде двух поворотных рычагов, несущих на себе по одному натяжному ролику, которые одним концом шарнирно закреплены на корпусе и снабжены механизмом синхронизации поворота, а другим концом связаны с механизмом управления положением натяжных роликов, при этом механизм синхронизации поворота рычагов выполнен в виде двух взаимодействующих между собой зубчатых секторов, неподвижно закрепленных на поворотных рычагах, а механизм управления положением натяжных роликов выполнен в виде гидроцилиндра (см. пат. SU №1645583 А1 02 Е 13/02, бюл. №16, 1991).
Признаки, совпадающие: содержит корпус, механизм синхронизации поворота (в заявляемом зубчатая передача), кулачковый вал.
Причины, препятствующие поставленной задаче, - конструктивная сложность, неудобство в эксплуатации, требуется отладка и синхронизация регулировок, что снижает надежность.
За прототип принят механизм газораспределения фаз роторного двигателя внутреннего сгорания, содержащий всасывающие и выхлопные клапаны газораспределения, которые взаимодействуют с кулачками распределительного вала посредством подпружиненного штока с компенсатором зазора, причем распределительный вал связан зубчатой передачей с рабочим валом, а рабочий вал посредством закрепленного на нем эксцентрика взаимодействует с роликом, смонтированным в устройстве регулировки рабочего зазора между ротором и заслонками в камерах сгорания, и связанного с последними посредством дополнительно введенного вала (см. патент RU №2265731 C1 F01L 1/44, бюл. №34, 2005).
Признаки, совпадающие: содержит зубчатую передачу, рабочий вал, эксцентрик, ротор, заслонки в камерах сгорания, дополнительный вал.
Причины, препятствующие поставленной задаче: конструктивная сложность, потребность дополнительной регулировки, что снижает надежность и усложняет обслуживание, особенно в условиях эксплуатации.
Задача изобретения - упрощение конструкции, повышение надежности и эффективности в условиях эксплуатации механизма газораспределения фаз роторного двигателя внутреннего сгорания.
Для достижения технического результата уплотнение обеспечивается встроенными в золотнике уплотнительными пластинами и уплотнительными кольцами, уплотнительные пластины прижимаются к рабочей поверхности золотниковой рубашки плоскими пружинами, создавая уплотнение по всему периметру впускных и выхлопных каналов золотника, зубчатая передача соединена мелким зубом со втулкой, соединенной шпонкой с золотником, при регулировке фаз газораспределения прижимными гайками создается зазор между втулкой и зубчатой передачей, регулировку производят при переходе с одного вида топлива на другой.
Технический результат заключается в том, что механизм газораспределения фаз роторного двигателя внутреннего сгорания содержит рабочий вал, который посредством закрепленного на нем эксцентрика взаимодействует с роликом, смонтированным в устройстве регулировки рабочего зазора между ротором и заслонками в камерах сгорания, рабочий вал в свою очередь связан зубчатой передачей с золотниковым устройством, включающим золотник с уплотнением, а уплотнение обеспечивается встроенными в золотнике уплотнительными пластинами и уплотнительными кольцами, уплотнительные пластины прижимаются к рабочей поверхности золотниковой рубашки плоскими пружинами, создавая уплотнение по всему периметру впускных и выхлопных каналов золотника, зубчатая передача соединена мелким зубом со втулкой, соединенной шпонкой с золотником, при регулировке фаз газораспределения прижимными гайками создается зазор между втулкой и зубчатой передачей, регулировку производят при переходе с одного вида топлива на другой.
Это позволяет при простой и надежной конструкции механизма обеспечить как эффективность сборки в заводских условиях, так и непосредственно обслуживание в условиях эксплуатация.
Механизм газораспределения фаз роторного двигателя внутреннего сгорания содержит рабочий вал 1, который посредством закрепленного на нем эксцентрика 2 взаимодействует с роликом 3, смонтированным в устройстве регулировки рабочего зазора между ротором 4 и заслонками 5 в камерах сгорания, и связанного с последними посредством дополнительно введенного вала 6, при этом рабочий вал 1 в свою очередь связан зубчатой передачей 7 с золотниковым устройством, включающим золотник 8 с уплотнительными пластинами 9, прижимающимися к внутренней поверхности рубашки 13 пружинами 16 и уплотнительными кольцами 10, впускные 11 и выхлопные 12 пазы которого выполнены перпендикулярно друг другу, при этом золотник 8 размещен в рубашке 13, которая фиксируется в корпусе двигателя болтом 15.
Предлагаемый механизм газораспределения фаз роторного двигателя внутреннего сгорания поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен его продольный разрез, на фиг.2 - местный вид I, фиг.1, на фиг.3 - разрез А-А, на фиг.4 - разрез Б-Б.
Работа механизма газораспределения фаз роторного двигателя внутреннего сгорания.
Начало работы соответствует запуску двигателя, например посредством стартера (не показано), при этом осуществляется поворот рабочего вала 1, который приводит в движение посредством зубчатой передачи 7 во вращательное движение распределительный вал. Рабочий вал 1, посредством закрепленного на нем эксцентрика 2 взаимодействует с роликом 3, который смонтирован в устройстве регулировки рабочего зазора между ротором 4 и заслонками 5 в камерах сгорания и связан с последними посредством дополнительно введенного вала 6. А рабочий вал 1 в свою очередь связан зубчатой передачей 7 с золотниковым устройством. Их количество соответствует числу камер сгорания. Золотниковые устройства расположены по наружному периметру корпуса 14 роторного двигателя.
Вращение золотника 8 производится посредством зубчатой передачи 7. Золотник 8 установлен, например, в подшипниках качения при этом зазор между золотником 8 и рубашкой 13 должен быть минимальным, а уплотнение обеспечивается встроенными в золотнике 8 уплотнительными пластинами 9 и уплотнительными кольцами 10. В осевом положении золотник 8 может фиксироваться, например, крышками.
Вращающийся золотник 8 с поперечно выполненными впускными пазами 11 и выхлопными пазами 12, размещенный в рубашке 13 в соответствии цикла работы двигателя, например в соответствии с диаграммой работы, распределяет по впускными каналам нагнетающий воздух в камеру сгорания, а по выхлопным каналам осуществляется удаление отработанных газов рабочей смеси из камер сгорания. Каналы, выполненные в рубашке 13, совмещаются с каналами корпуса 14 роторного двигателя. Золотниковая рубашка от проворота фиксируется, например болтом 15. Нагнетание воздуха и удаление отработанных газов рабочей смеси осуществляется через коллектор корпуса двигателя 14.
За четыре такта работы двигателя по циклу золотник 8 производит ½ оборота. Повтор следующих четырех тактов работы двигателя по циклу каналы золотника работают с поворотом на 180°, таким образом, за четыре оборота главного вала двигателя золотник производит один оборот. Таким образом, за два оборота рабочего вала 1 осуществляется в одной из камер сгорания четыре такта: первый - нагнетание воздуха; второй - сжатие воздуха; третий - впрыск топлива (жидкого или газообразного) с подачей искры зажигания - осуществляется горение рабочей смеси; четвертый - удаление отработанных газов.
При переходе в процессе работы двигателя с жидкого топлива на газообразное с целью его экономичного расходования имеется в золотниковом устройстве регулировка фаз газораспределения. Устройство и регулировка заключаются в следующем: на золотнике 8 крепится втулка 17, соединены между собой шпонкой 18. Приводная зубчатая передача 7 соединена мелким зубом со втулкой 17 и прижимаются между собой гайками 20 с фиксацией от проворота шайбой 19. При регулировке гайками 20 создаем зазор между 17 и зубчатой передачей 7, затем разворачиваем золотник 8 на требуемый и заданный угол по фазе, после чего снова соединяем детали мелким зубом.
Данную регулировку целесообразно производить при переходе с одного вида топлива на другой на длительное время.
Применение данной конструкции в роторных двигателях внутреннего сгорания повышает эксплуатационные возможности регулировки при обслуживании, экономию топлива, сокращение засорения окружающей среды.