ДВИГАТЕЛЬ С ВРАЩАЮЩИМИСЯ БОКОВОЙ И ЗАДНЕЙ СТЕНКАМИ КАМЕР ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, ГИРОСКОПИЧЕСКИМ ЭФФЕКТОМ ДЛЯ УСТОЙЧИВОСТИ, УПРАВЛЯЕМЫМИ РОТОРОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ КЛАПАНАМИ, ТРАНСМИССИЕЙ МИНИМИЗАЦИИ РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ТОПЛИВА

Полезная модель относится к транспорту и может использоваться в гибридных двигателях и как дизельный или бензиновый двигатель внутреннего сгорания.
Известны двигатели внутреннего сгорания, основанные на цикле Дизеля или цикле Отто, или роторно-поршневой двигатель Венкеля, или гибридный двигатель /Сайты: «Дизельный двигатель», «Цикл Отто», «Роторно-поршневой двигатель», «Гибридный шаговый двигатель», «Гибридный автомобиль»./.
Известен тор-двигатель внутреннего сгорания без коленчатого вала с использованием кривошипно-шатунного механизма (Доронин В.Т. «Ползуновский альманах» №3, 2005 г. стр.46-50.)
Их недостаток в не высоком коэффициенте полезного действия (КПД) из-за кинематической схемы и потерь на собственные нужды, в частности, из-за использования кривошипно-шатунного механизма, невозможности работы в режиме накопления энергии, в громоздкости, отсутствии гироскопического эффекта.
Известна трансмиссия для снижения расхода топлива и электроэнергии на высоких и стационарных скоростях (Международная публикация WO 2012/148307 А2 от 01.11.2012). Но здесь экономия достигается только за счет снижения частоты повторения рабочих циклов двигателя, а не усовершенствования самого рабочего цикла.
Задача полезной модели в повышении КПД рабочего цикла, обеспечении возможности накопления энергии, уменьшении занимаемого объема, получении гироскопического эффекта, снижении расхода топлива и электроэнергии.
1. Задача решается тем, что двигатель, содержащий статор, ротор, автоматическую коробку передач (АКП), турбину с инжекторами или карбюратор и свечи зажигания (для бензинового двигателя), аккумулятор, топливный насос, дополнительно снабжен камерой вдоль периметра ротора, четным числом плунжеров, сопряженных жестко с ротором, четным числом смещаемых задних стенок, расположенных в статоре равномерно вдоль периметра ротора; в окрестности задних стенок есть электромагнитные клапаны впрыска топлива и подачи воздуха, свечи зажигания (только для бензинового двигателя), отверстия и электромагнитные клапаны выпуска газа; снабжен щеточными выключателями, приводом с трансмиссией экономии энергии и топлива на высоких стационарных скоростях.
2. Двигатель по п.1 снабжен только двумя плунжерами и двумя задними стенками.
3. Двигатель по п.1, п.2 дополнительно снабжен редуктором управления задними стенками.
4. Двигатель по п.1, п.2 снабжен обгонной муфтой, сопрягающей плунжеры и ротор.
5. Двигатель по п.1, п.2 дополнительно снабжен несколькими роторно-статорными камерами внутреннего сгорания со сдвигом по фазе вращения плунжеров и задних стенок.
На фиг.1 показана схема двигателя по п.1, п.3, где 1 - статор, 2 - вал, 3 - ротор, 4 - камера сгорания, 5 - аккумулятор, 6 - АКП, 7 - трансмиссия с приводом для экономии энергии и топлива, 8 - плунжеры, 9 - электромагнитные клапаны впрыска топлива и подачи воздуха, 10 - свечи, 11 - электромагнитные (ЭМ) клапаны выхлопа газа, 12 - редуктор вращения задних стенок, 13 - щеточные включатели электромагнитных клапанов и свечей (для бензинового двигателя), 14 - отверстие выхлопа газов, 15 - задние стенки.
Статор 1 служит корпусом двигателя.
Вал 2 предназначен для сопряжения ротора 3 с трансмиссией 7 и АКП 6.
Ротор 3 используется для передачи вращающего момента пары сил из камеры сгорания 4 через плунжеры 8 валу 2.
Аккумулятор 5 обеспечивает энергией электромагнитные клапаны 9, 11 и свечи 10.
АКП 6 и трансмиссия 7 используются для ускорения транспортного средства (ТС) в динамическом режиме и экономии топлива и электроэнергии в стационарном режиме.
Плунжеры 8 предназначены для преобразования тепловой энергии в пару сил вращения ротора 3 вследствие периодического воспламенения топлива в камере сгорания 4 и формирования эффективных рабочих тел поршней с помощью электромагнитных клапанов 9, 11 и свечей 10.
Клапаны впрыска топлива и подачи воздуха 9 вместе со свечами 10 (в случае бензинового двигателя) используются для получения тепловой энергии в камере сгорания 4 и управляются щеточными выключателями 13 на валу 2.
Электромагнитные клапаны выхлопа газов 11 вместе с отверстиями 14 используются в определенные фазы цикла для выхлопа продуктов сгорания топлива, какие устанавливаются с помощью щеточных выключателей 13 на валу 2.
Редуктор вращения задних стенок 12 предназначен для обеспечения возможности прохождения плунжеров 8 сквозь вырезы задних стенок после момента сближения плунжеров 8 с задними стенками.
Щеточные включатели электромагнитных клапанов и свечей 13 на валу 2 осуществляют их включение в определенную, необходимую фазу рабочего цикла, что поддерживает пониженное давление перед плунжерами 8 и повышенное за плунжерами.
Для двигателя по п.4 щеточные выключатели сопряжены с плунжерами.
Двигатель работает следующим образом. В исходном состоянии плунжеры 8 находятся в положении непосредственно за клапаном 9 перед клапанами 11. После впрыска топлива и его детонации в диаметрально противолежащих эффективных цилиндрах, образуемых плунжерами 8 и задними стенками 12, происходит ускорение плунжеров 8 и ротора 3 вместе с валом 2. При этом ЭМ клапаны 11 перед плунжерами 8 открыты, а за плунжерами 8 закрыты благодаря выключателям 13 на валу 2, находящимся во включенном состоянии в соответствующие фазы вращения с помощью проводящих ток дуг и скользящих по ним щеток. При приближении плунжеров 8 к задним стенкам 12 ЭМ клапаны 11 открываются, в задних стенках 12 в камерах сгорания 4 из-за их вращения появляются отверстия, через которые плунжеры 8 проходят и оказываются в исходном состоянии - рабочий цикл повторяется снова.
На фиг.2 представлена в координатах (объем V - давление P) рабочая диаграмма предложенного двигателя и обычного двигателя внутреннего сгорания с кривошипно-шатунным механизмом. Видно, что КПД у двигателя с вращающимися боковой и задней стенками камер внутреннего сгорания по сравнению с аналогами примерно в 2-3 раза выше. Это говорит о его большей эффективности.
Таким образом, достигается требуемый эффект - в повышении КПД рабочего цикла, обеспечении возможности накопления энергии, в частности, при использовании обгонной муфты, уменьшении занимаемого объема, получении гироскопического эффекта, снижении расхода топлива и электроэнергии.