РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ 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 наиболее простым и компактным.
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, по крайней мере, два цилиндра с поршнями и, по крайней мере, один коленчатый вал, служащий для привода поршней цилиндров.
При этом камера сгорания каждого цилиндра содержит, по крайней мере, одно распределительное окно, служащее для соединения полости цилиндра с впускными и выпускными окнами.
Кроме этого двигатель внутреннего сгорания выполнен с расположением впускных и выпускных окон в корпусе двигателя или с расположением, по крайней мере, в одной торцевой крышке, а также с расположением впускных окон в одной торцевой крышке, а выпускных окон в другой торцевой крышке.
По крайней мере, одна торцевая крышка содержит неподвижную шестерню.
Кроме этого двигатель внутреннего сгорания выполнен с возможностью привода коленчатого вала ротора посредством постоянного зубчатого зацепления, по крайней мере, одной шестерни коленчатого вала с неподвижной шестерней.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сущность полезной модели поясняется чертежами:
На фиг. 1 и 2 изображена схема роторно-поршневого двигателя по полезной модели, содержащая:
корпус 1; торцевые крышки 2; ротор 3; вал ротора 4; поршни 5; поршневые пальцы 6; шатуны 7; рычаг 8; шатун рычага 9; коленчатый вал 10; шестерня коленчатого вала 11; неподвижная шестерня 12.
На фиг. 3, 4, 5 и 6 изображена схема ротора с впускными и выпускными окнами (корпус не показан), содержащая:
ротор 3; поршни 5; шатуны 7; рычаг 8; шатун рычага 9; коленчатый вал 10; распределительные окна 13; впускные окна 14; выпускные окна 15.
На фиг. 7 изображена схема цилиндра ротора содержащая:
поршень 5; распределительное окно 13; цилиндр 16.
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 содержащего, по крайней мере, два цилиндра с поршнями и, по крайней мере, один коленчатый вал, служащий для привода поршней цилиндров;
наличие камер сгорания содержащих, по крайней мере, одно распределительное окно, служащее для соединения полости цилиндра с впускными и выпускными окнами;
расположение впускных и выпускных окон в корпусе двигателя или в торцевой крышке, а также с расположением впускных окон в одной торцевой крышке, а выпускных окон в другой торцевой крышке;
наличие торцевых крышек, по крайней мере, одна из которых содержит неподвижную шестерню;
привод коленчатого вала ротора посредством постоянного зубчатого зацепления, по крайней мере, одной шестерни коленчатого вала с неподвижной шестерней.
Работа двигателя внутреннего сгорания по полезной модели осуществляется следующим образом и будет показана на примере роторно-поршневого двигателя (Фиг. 1, 2, 3, 4, 5 и 6):
Работа роторно-поршневого двигателя (Фиг. 1, 2, 3, 4, 5 и 6) осуществляется следующим образом. При движении ротора 3, поршни 5 начинают движение в сторону НМТ, распределительные окна 13 (Фиг. 3) соединены с впускными окнами 14, объем увеличивается, создается разрежение. В зону разрежения через впускные окна 14 поступает горючая смесь, начинается всасывание. Распределительные окна 13 закрываются, прекращая соединение с впускными окнами 14. При движении ротора 3, шестерня 11, расположенная на коленчатом валу 10 и находящаяся в постоянном зацеплении с неподвижной шестерней 12 обкатывается вокруг нее. Коленчатый вал 10 через шатун рычага 9 приводит в движение рычаг 8. Рычаг 8 через шатуны 7 и пальцы 6 приводит в движение поршни 5. Поршни 5 движутся в сторону ВМТ и сжимают рабочую смесь, объем уменьшается, происходит сжатие. Сжатая рабочая смесь воспламеняется, происходит сгорание. Образующиеся в процессе сгорания газы, расширяясь, совершают работу, направленную на вращение ротора 3. Газы, толкая ротор 3, создают давление на поршни 5. Поршни 5, в свою очередь, через пальцы 6 и шатуны 7 прикладывают усилие на рычаг 8. Рычаг 8 через шатун рычага 9 пытается провернуть коленчатый вал 10. Шестерня 11, расположенная на коленчатом валу 10 и находящаяся в постоянном зацеплении с неподвижной шестерней 12 упирается в нее, не давая всей этой цепи двигаться в неправильном направлении. Поршни 5 начинают движение в сторону НМТ, объем увеличивается, начинается расширение. Ротор 3 продолжает вращение, распределительные окна 13 (Фиг. 6) соединяются с выпускными окнами 15, через которые осуществляется удаление продуктов сгорания. Поршни 5 начинают движение в сторону ВМТ, объем начинает уменьшаться. Распределительные окна 13 закрываются, прекращая соединение с выпускными окнами 15. Весь цикл завершен за полоборота ротора 3.
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.