ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С КАЧАЮЩИМСЯ РОТОРОМ-ПОРШНЕМ
ICE WITH SWINGING ROTOR-PISTON

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания, а более конкретно к двигателям с качающимися рабочими органами, и может быть использовано в автомобилестроении, машиностроении и авиации.
Известен двигатель внутреннего сгорания с качающимися рабочими органами, содержащий корпус с радиальными перегородками; кольцевые рабочие объёмы, ограниченные торцевыми крышками и оснащённые каналами для подвода рабочей смеси и отвода отработавших газов, снабжённый входным качающимся валом с жёстко закреплённым на нём ротором-поршнем и кинематически связанным с вращающимся выходным валом посредством кривошипно-шатунного механизма привода [см. патент ФРГ №3811760 С1 "Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с качающимся ротором-поршнем", МПК 7 F02В 53/00, F01С 9/00, 01.06.89 г.].
Недостатком данной конструкции двигателя внутреннего сгорания с качающимся ротором-поршнем является недостаточная уравновешенность и неэффективность использования при малых рабочих объёмах.
Известен ДВС с качающимся ротором-поршнем, являющийся наиболее близким прототипом, содержащий корпус с боковыми крышками, радиальными перегородками, кольцевыми камерами нагнетателей и кольцевыми рабочими камерами сгорания с окнами для подвода горючей смеси, отвода отработавших газов и продувки кольцевых рабочих камер свежим зарядом. Лопастной ротор-поршень жёстко закреплён на входном качающемся валу, установленном в центральных подшипниковых опорах боковых крышек корпуса и кинематически связанном с вращающимся выходным валом кривошипно-шатунным механизмом привода [заявка ФРГ №3725277, МПК 7 F01С 9/00, F02В 53/00, 09.02.89 г.].
Недостатком данной конструкции двигателя является сложная конструкция механизма качающегося ротора-поршня, содержащая систему валов с шатунно-кривошипным механизмом привода, усложняющим его конструкцию, увеличивающим габариты, вес, снижающим надежность устройства и долговечность эксплуатации.
Заявляемое техническое решение направлено на упрощение конструкции двигателя, снижение веса и повышение надёжности эксплуатации.
Поставленная задача решается таким образом, что двигатель внутреннего сгорания с качающимся ротором-поршнем выполнен содержащим корпус со свечами зажигания и как минимум с двумя радиальными перегородками, боковыми крышками, как минимум с двухлопастным ротором-поршнем, имеющим ступицу с выемками, образующими с радиальными перегородками корпуса каналы для перепуска рабочей смеси, а с лопастями ротора-поршня - камеры нагнетателей и рабочие камеры сгорания с окнами для впуска рабочей смеси и выпуска отработавших газов, а также выходной вращающийся вал. Согласно изобретению двигатель содержит стационарно установленную в центральных опорах боковых крышек опорную ось качающегося на ней ротора-поршня, в полости которого размещено устройство, выполненное в виде кривошипно-кулисного механизма с кулисным пазом, расположенным в области ступицы качающегося ротора-поршня, сопряжённым подвижно с ползуном, качающимся на кривошипной шейке выходного вращающегося коленчатого вала, установленного в коренных подшипниковых опорах, смещенных относительно центральных опор боковых крышек в пределах качающегося ротора-поршня.
На фиг. 1 изображён двигатель внутреннего сгорания с качающимся ротором-поршнем, вид спереди; на фиг. 2 - вид сбоку; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг.2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1.
Двигатель внутреннего сгорания с качающимся ротором-поршнем, представленный на фиг. 1, 2, 3 и 4, содержит корпус 1 с боковыми крышками 2, четырьмя радиальными перегородками 3 и четырёхлопастным ротором-поршнем 4, качающимся на оси 5, установленной в центральных опорах 6 боковых крышек 2. Ротор-поршень 4 содержит лопасти нагнетания 7 и 8, расположенные в камерах нагнетателей 9, 10, 11 и 12, рабочие лопасти 13 и 14, расположенные в рабочих камерах сгорания 15, 16, 17 и 18 и ступицу 19 с размещённым в ней приводным кулисным пазом 20 и выемками 21. В полости ротора-поршня 4 размещено устройство, выполненное в виде кривошипно-кулисного механизма с выходным вращающимся коленчатым валом 22, установленным в коренных подшипниковых опорах 23 боковых крышек 2 корпуса 1 (см. фиг. 3 и 4), смещённых относительно центральных подшипниковых опор 6 боковых крышек 2. На кривошипной шейке 24 выходного коленчатого вала 22 установлен качающийся ползун 25 (см. фиг. 3, 4), подвижно сопряжённый с кулисным пазом 20, расположенным в ступице 19 четырёхлопастного ротора-поршня 4. Выемки 21 ступицы 19 четырёхлопастного ротора-поршня 4 периодически образуют с радиальными перегородками 3 перепускные каналы 26, предназначенные для продувки рабочих камер 15, 16, 17 и 18 (см. фиг. 3). Цилиндрический корпус 1 снабжен верхним 27 и нижним 28 входными каналами для поступления в камеры нагнетателей 9, 10, 11 и 12 горючей смеси. Корпус 1 снабжён также выходными каналами 29 и 30 для выпуска из рабочих камер 15, 16, 17 и 18 отработавших газов. Рабочие камеры 15, 16, 17 и 18 снабжены свечами зажигания 31. Боковые крышки 2 крепятся к корпусу 1 с двух сторон шпильками 32 с гайками 33.
Работа двухтактного двигателя внутреннего сгорания с качающимся ротором-поршнем заключается в следующем. За один оборот коленчатого вала 22 и два угловых колебания качающегося ротора-поршня 4 совершается рабочий цикл двигателя, т.е. рабочий ход, продувка рабочих камер 15, 16, 17 и 18 горючей смесью из камер нагнетателей 9, 10, 11 и 12, повторное их наполнение горючей смесью и сжатие. При запуске двигателя стартёром коленчатый вал 22 действует ползуном 25 кривошипной шейки 24 на кулисный паз 20 ротора-поршня 4 и заставляет его качаться на оси 5. Качаясь на оси 5, ротор-поршень 4 занимает поочерёдно крайние положения, границей которых являются н.м.т. и в.м.т. На фиг. 3 представлен разрез двигателя в положении рабочих органов, когда рабочая лопасть 13 ротора-поршня 4 находится в н.м.т., а лопасть 14 в в.м.т. При этом происходит открытие перепускных каналов 26, входных каналов 27 и 28 и выходных каналов 29 и 30. В рабочих камерах 15 и 16 начинается рабочий ход, а в рабочих камерах 17 и 18 заканчивается продувка и начинается сжатие рабочей смеси, а в камерах нагнетателей 11 и 12 заканчивается наполнение свежей горючей смесью. Затем цикл периодически повторяется.