ШЕСТЕРЕНЧАТЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
GEAR INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Изобретение относится к роторным двигателям и может быть использовано в качестве двигателя, компрессора, гидравлического или пневматического насоса.
Известен шестеренчатый двигатель внутреннего сгорания (патент на ПМ №25549, публ. 10.10.2002), принятый в качестве прототипа, содержащий корпус, в цилиндрических расточках которого размещены ведущая шестерня, находящаяся во внешнем зацеплении с ведомой шестерней, которые жестко закреплены ведущим и ведомым валами. Двигатель выполнен двумя или более секциями, снабженными общим приводным валом, на котором жестко закреплены приводные шестерни, причем ведущая шестерня секции выпуска-сжатия горючей смеси соединена с ведомой шестерней секции рабочего хода-выпуска отработанных газов и жестко закреплена на ведущем валу, и выполняет функции ведущей шестерни, а ведомые шестерни этих секций установлены по отношению осей ведущих шестерен и приводного вала под углом 115 градусов, причем корпусы секций жестко соединены между собой также под углом 115 градусов. При установке на приводном валу большего количества секций порядок их установки повторяется, причем секции установлены так, чтобы выпускное окно секции выпуска-сжатия было жестко и герметично соединено с впускным окном секции рабочего хода-выпуска, пространство, заключенное между этими окнами и секциями, выполняет функции камеры сгорания; шестерни изготовлены с увеличенной шириной и высотой зубьев, в которых по длине и боковых частях зубьев выполнены пазы, в которые установлены Г-образные подпружиненные уплотнения, расположенные Г-образными сторонами в противоположные стороны и установленные через один или несколько зубьев, а два или более зубьев, расположенных противоположно в каждой шестерне, установлены в пазах, выполненных в шестернях на всю длину зубьев, и снабжены подпружиненными элементами и отверстиями в центральной части зубьев, служащими для поджима этих зубьев к корпусу усилием давления топливной смеси и расширяющихся газов, с обеих сторон шестерен установлены диски, жестко закрепленные с ними.
Недостатками известного двигателя являются сложность конструкции с высокой трудоемкостью изготовления, наличие газораспределительного механизма в виде впускного клапана, снижающего надежность, удаленность камеры сгорания от шестерен секции рабочего хода.
Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности.
Поставленная задача решается тем, что в шестеренчатом двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус, в цилиндрических расточках которого размещены две ведущие шестерни с внешним зацеплением, которые жестко закреплены на валах, впускные и выпускные каналы, в дополнительных цилиндрических расточках корпуса установлены две ведомые шестерни, находящиеся в наружном зацеплении с ведущими шестернями, наружное зацепление ведущих шестерен делит внутренний объем двигателя на секцию впуска-сжатия и секцию рабочего хода-выпуска, при этом на двух диаметрально противоположных зубьях одной ведущей шестерни прорезаны сквозные пазы, во второй ведущей шестерне аналогичные пазы прорезаны в двух соседних и им диаметрально противоположных зубьях, шестерни установлены таким образом, что зуб с пазом одной шестерни находится между зубьев с пазами другой шестерни.
Двигатель может содержать несколько корпусов, соединенных таким образом, чтобы одна из ведущих шестерен каждого корпуса была жестко закреплена на одном общем валу.
Оси вращения всех шестерен находятся в одной плоскости.
Впускные каналы смещены относительно выпускных к центру корпуса таким образом, чтобы каждый впускной канал полностью перекрывался зубьями ведущей шестерни.
Конструкция шестеренчатого двигателя поясняется чертежом, на котором представлен разрез двигателя.
Шестеренчатый двигатель содержит корпус 1 с крышками. В цилиндрических расточках корпуса 1 установлены ведущие шестерни 2 и 3 с наружным зацеплением, две ведомые шестерни 4. Шестерни 2 и 3 жестко соединены с выходным валом 5 и валом 6. Двигатель имеет два выпускных патрубка 7, два впускных патрубка 8, свечу зажигания 9, установленную в секции рабочего хода-выпуска. На валу 6 установлен кулачок прерывателя зажигания.
Ведущие шестерни 2 и 3 размещены в цилиндрических расточках корпуса таким образом, что в точке зацепления ведущих шестерен зуб с пазом одной шестерни попадает между двумя зубьями с пазами другой шестерни.
В зависимости параметров ведущих шестерен количество зубьев с пазами может быть три и более при условии, что они расположены через равное число целых зубьев, чтобы не нарушалась балансировка и обеспечивалась необходимая степень сжатия топливной смеси.
Впускные каналы 8 смещены относительно выпускных каналов 7 к центру корпуса таким образом, чтобы каждый впускной канал полностью перекрывался зубьями ведущей шестерни.
Шестеренчатый двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.
При вращении выходного вала 5 ведущая шестерня 2 приводит во вращение ведущую шестерню 3 и обе ведомых шестерни 4. Топливная смесь через впускные патрубки 8 всасывается зубьями шестерен 2, 3 и сжимается в замкнутом объеме, ограниченном с одной стороны зацеплением шестерен 2 и 3, а с другой - цилиндрической расточкой корпуса (секция впуска-сжатия). При повороте выходного вала 5 на угол примерно 180 градусов в точку зацепления шестерен попадают два зуба с пазами шестерни 2 и расположенный между ними зуб с пазом шестерни 3. Через образованный пазами соединительный канал сжатая топливная смесь переходит в секцию рабочего хода-выпуска (камеру сгорания), ограниченную с одной стороны зацеплением шестерен 2 и 3, и с другой - цилиндрической расточкой корпуса 1, где воспламеняется свечой зажигания 9. Расширяющиеся газы проворачивают шестерни 2 и 3 на угол около 180 градусов, осуществляя рабочий ход двигателя, и через выпускные патрубки 7 выходят из секции рабочего хода-выпуска. Во время рабочего хода в секции впуска-сжатия происходит всасывание и сжатие следующей порции топливной смеси и цикл повторяется.
Таким образом, применение дополнительных ведомых шестерен в одном корпусе и пазов в зубьях ведущих шестерен позволяет разместить камеру сгорания непосредственно в секции рабочего хода-выпуска без использования механизма газораспределения и повысить надежность двигателя.