РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
ROTOR-PISTON INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано на транспорте.
Известен роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с двумя пересекающимися кольцевыми цилиндрами и размещенными в них двумя поршнями, двумя диаметрально расположенными камерами сгорания и двумя камерами впуска и выпуска, парами расположенными в цилиндрах, выходной вал и механизм синхронизации поршней, состоящий из двух шарниров, каждый из которых имеет цилиндрический палец и диск с отверстием по центру под цилиндрический палец, в двигателе за один оборот выходного вала происходят два четырехтактных цикла.
Недостатком известной конструкции двигателя является то, что его преобразующий механизм, не обладает высокой цикличностью за один оборот выходного вала (1).
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором за один оборот выходного вала происходят четыре четырехтактных цикла, содержащий разъемный корпус с двумя пересекающимися между собой кольцевыми цилиндрами и размещенными в них четырьмя дугообразными поршнями, внутри корпуса выполнена полость под выходной вал, на центральной сферической поверхности выходного вала выполнены четыре отдельных друг от друга наклонных паза под углом друг к другу и под углом к продольной оси выходного вала, в наклонных пазах размещены четыре сектора шарниров, цилиндрические пальцы шарниров соединены с дугообразными поршнями, через их цилиндрические отверстия, полости камер сгорания расположены в углублениях удлиненных частей секторов шарниров, масляные полости секторов шарниров размещены в полостях наклонных пазов выходного вала (2).
Недостатком известной конструкции двигателя является следующее:
- двигатель имеет разъемный корпус, состоящий из четырех частей, такая конструкция корпуса двигателя не обладает достаточной прочностью из-за большого числа соединенных между собой частей корпуса с помощью болтов;
- в корпусе двигателя размещены два пересекающихся между собой кольцевых цилиндра с профилем поперечного сечения в виде усеченного сектора, который является причиной ряда недостатков, выявленных в двигателе, при схождении дугообразных поршней в верхнем перекрестии кольцевых цилиндров двигателя наблюдается их неустойчивое положение из-за укороченности боковых поверхностей кольцевых пересекающихся цилиндров их центральных частей корпуса двигателя, для придания дугообразным поршням устойчивого положения на их наружных сферических поверхностях выполнены направляющие бурты, при которых в период схождения и расхождения дугообразных поршней в верхнем перекрестии кольцевых цилиндров двигателя происходит разгерметизация рабочих полостей, газы из одной рабочей полости перепускаются в другую рабочую полость через образующуюся щель между торцами направляющих буртов, при этом вход торцевых поверхностей дугообразных поршней происходит одновременно по всей их высоте с зазором, все это способствует дополнительному перепуску газов из одной рабочей полости в другую рабочую полость, что снижает мощность двигателя;
- при работе двигателя сила давления газов давит на боковые и торцевые поверхности дугообразных поршней, в результате чего их наружные сферические поверхности прижимаются к внутренним сферическим поверхностям кольцевых пересекающихся цилиндров двигателя, между которыми наблюдается повышенное трение, на преодоление которого требуется дополнительная энергия двигателя;
- выходной вал преобразующего механизма двигателя цельный, содержащий центральную сферическую часть и две конические части, на центральной сферической части выполнены четыре отдельных друг от друга наклонных паза под углом друг к другу и под углом к продольной оси выходного вала, полости которых попарно сообщаются между собой газовым каналом малого сечения, а в наклонных пазах размещены четыре сектора шарниров, в удлиненных частях секторов шарниров выполнены выемки, полости которых являются основными объемами камер сгорания, с одной стороны секторов шарниров в наклонных пазах выходного вала расположены газовые полости «G», являющиеся также частью объемов камер сгорания, а по другую сторону торцов секторов шарниров в наклонных пазах расположены масляные полости «К», из которых происходит нагнетание масла в масляную систему двигателя, недостатком данной конструкции преобразующего механизма является то, что объемы камер сгорания находятся в разных местах, развитая поверхность которых, с точки зрения теплоотдачи, снижает экономичность и мощность двигателя, вынужденная повышенная производительность масла насосными парами двигателя из-за большого объема масляных полостей «К» требует дополнительной энергии двигателя на его нагнетание, асимметрично выполненные сектора шарниров, от оси цилиндрических пальцев шарниров, имеют разные по площади боковые поверхности, в результате чего при передаче крутящего момента от дугообразных поршней на выходной вал происходит неравномерное распределение удельного давления на боковые поверхности секторов шарниров, что вызывает их повышенный износ и износ боковых поверхностей наклонных пазов выходного вала;
- масло из масляного бачка, расположенного в нижней части корпуса двигателя, засасывается в масляные полости «К», в которых создается недостаточное разрежение, необходимое для засасывания масла на определенную высоту и прохода его по длинному пути до масляных полостей «К», в результате этого масляная система двигателя может стать неработоспособной, в двигателе не предусмотрена смазка всех трущихся деталей двигателя;
- при движении дугообразных поршней внутри кольцевых пересекающихся цилиндров двигателя, на их внутренние сферические поверхности действует центробежная сила нажатия дугообразных поршней, в результате чего на преодоление сил трения между ними требуется дополнительная энергия двигателя.
Целью изобретения является повышение удельной мощности и экономичности двигателя, улучшение эффективности работы преобразующего механизма двигателя и его масляной системы, повышение механического КПД двигателя.
Поставленная цель достигается тем, что в роторно-поршневом двигателе, содержащем корпус с двумя пересекающими между собой кольцевыми цилиндрами и размещенными в них четырьмя дугообразными поршнями, внутри корпуса выполнена полость под выходной вал, на центральной сферической поверхности выходного вала выполнены четыре наклонных паза под углом друг к другу и под углом к продольной оси выходного вала, в которых размещены четыре сектора шарниров, цилиндрические пальцы которых соединены с дугообразными поршнями через их цилиндрические отверстия, измененная конструкция корпуса двигателя приобретает прочность за счет меньшего числа соединенных между собой частей корпуса, он состоит из центральной кольцевой части и двух боковых частей - крышек, соединенных с центральной кольцевой частью с помощью болтов, кольцевые пересекающиеся цилиндры, размещенные в корпусе двигателя, выполнены по профилю поперечного сечения в виде усеченного овала, который придает дугообразным поршням устойчивое положение при их схождении и расхождении в верхнем перекрестии кольцевых пересекающихся цилиндров двигателя из-за удлинения их боковых поверхностей центральной части корпуса двигателя и позволяет отказаться от применения направляющих буртов, при этом при схождении дугообразных поршней в верхнем перекрестии кольцевых цилиндров двигателя происходит постепенный беззазорный вход их торцевых поверхностей, предотвращающий перетекание газов из одной рабочей полости в другую рабочую полость, все это повышает экономичность и мощность двигателя, сферическая боковая форма дугообразных поршней изменяет результирующий вектор противоположных газовых сил, действующих на обе боковые поверхности дугообразных поршней, вследствие чего устраняется сила давления дугообразных поршней на внутренние сферические поверхности кольцевых пересекающихся цилиндров двигателя и уменьшается сила трения, а также уменьшается боковое трение у движущихся дугообразных поршней, сила которого зависит от разности давлений газов в противоположных рабочих полостях двигателя, все это способствует повышению механического КПД преобразующего механизма и повышению мощности двигателя, измененная конструкция выходного вала и шарниров упрощает преобразующий механизм двигателя и повышает эффективность его работы, выходной вал цельный, состоящий из центральной сферической части и двух цилиндрических частей, на центральной сферической части выполнено четыре наклонных паза под углом друг к другу и под углом к продольной оси выходного вала, попарно соединенных между собой в цилиндрических частях выходного вала, что увеличивает их длину. В удлиненных наклонных пазах размещены четыре удлиненных сектора шарниров, сектора которых выполнены симметрично от оси цилиндрических пальцев шарниров, в результате чего уменьшается удельное давление и износ трущихся поверхностей при передаче крутящего момента от дугообразных поршней на выходной вал. Полости камер сгорания размещены парами на 180° в увеличенных цилиндрических частях выходного вала в местах соединения полостей его наклонных пазов между торцами секторов шарниров, каждая пара которых сдвинута относительно друг друга на 90°, полости камер сгорания более компактны, с точки зрения теплоотдачи, повышающие экономичность и мощность двигателя, одни составляющие четырех насосных масляных пар - дугообразные пазы, выполнены на боковых поверхностях секторов шарниров, другие составляющие насосных пар - дугообразные бурты - выполнены на боковых поверхностях наклонных пазов выходного вала нужной производительности, что уменьшает затраты энергии двигателя на его нагнетание, масляные полости «К» используются как газовые полости, объемы которых дополняют литраж двигателя, увеличивающие мощность двигателя. Для повышения надежности работы масляной системы двигателя масляный бачок вынесен из нижней части корпуса двигателя в отдельную емкость и должен быть установлен в любом месте выше уровня продольной оси выходного вала двигателя для обеспечения самотечной подачи масла во всасывающие полости насосных пар, тем самым повышается надежность работы масляной системы. Внутренние продольные нагнетательные масляные полости дугообразных поршней выполнены открытыми со стороны наружных сферических поверхностей, в которые постоянно нагнетается масло, сила которого противодействует центробежным силам дугообразных поршней, в результате чего уменьшается сила трения между трущимися наружными поверхностями дугообразных поршней и внутренними поверхностями кольцевых пересекающихся цилиндров двигателя, что также повышает механический КПД двигателя. Два масляных распределителя постоянно регулируют беспрерывную подачу нагнетаемого масла в продольные нагнетательные полости дугообразных поршней.
Таким образом, поставленная цель достигается тем, что роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с двумя пересекающимися кольцевыми цилиндрами с размещенными в них четырьмя дугообразными поршнями, выходной вал, расположенный в полости корпуса, имеющий центральную сферическую часть с наклонными пазами, выполненными под углом друг к другу и под углом к продольной оси выходного вала, соединенного с дугообразными поршнями с помощью шарниров, наклонные пазы на центральной сферической поверхности выходного вала парами соединяются между собой, отличается тем, что кольцевые пересекающиеся цилиндры двигателя выполнены с профилем поперечного сечения в виде усеченного овала, сектора шарниров выполнены симметрично от оси цилиндрических пальцев шарниров, четыре камеры сгорания парами размещены в цилиндрических частях выходного вала в местах соединения полостей наклонных пазов, одни составляющие четырех масляных насосных пар - дугообразные бурты - выполнены на одной из боковых поверхностей наклонных пазов выходного вала, а другие составляющие масляных насосных пар - дугообразные пазы - выполнены на одной из боковых поверхностей секторов шарниров, масляный бачок установлен выше продольной оси выходного вала с целью обеспечения самотечной подачи масла в полости насосных пар.
Предлагаемый роторно-поршневой двигатель иллюстрируется чертежами, где на: фиг.1 - нижняя половина корпуса двигателя, фиг.2 - выходной вал двигателя, фиг.3 - выходной вал двигателя, фиг.4 - шарнир преобразующего механизма, фиг.5 - масляный распределитель, фиг.6 - масляный разобщитель, фиг.7 - масляный бачок, фиг.8 - дугообразный поршень.
Двигатель содержит разъемный корпус 1 фиг.1, состоящий из трех частей 2, 3, центральная часть 2 корпуса выполнена в виде кольца, к которой присоединяются с помощью болтов две боковые части-крышки 3; в корпусе двигателя выполнены два пересекающихся между собой кольцевых цилиндра 4 с профилем поперечного сечения в виде усеченного овала фиг.1, по центру корпуса выполнена полость 5 под выходной вал с центральной сферической частью и двумя цилиндрическими частями, на внутренних поверхностях которых выполнено по одной кольцевой масляной канавке 6 с отводным масляным каналом 7, объединенные общим масляным патрубком, закрепленным на корпусе двигателя. В нижнем перекрестии кольцевых пересекающихся цилиндров двигателя, на их боковых поверхностях боковых частей - крышках 3 корпуса двигателя - выполнены два впускных окна 8 для впуска чистого воздуха и два выпускных окна 9 фиг.1 для выпуска отработанных газов, измененная конструкция корпуса двигателя приобретает нужную прочность за счет меньшего числа соединенных между собой болтами частей 2, 3 корпуса, выходной вал 10 фиг.2 двигателя цельный, содержит центральную сферическую часть 11 и две цилиндрические части 12 фиг.2, на центральной сферической части 11 выполнены четыре наклонных паза 13 фиг.3 под углом друг к другу и под углом к продольной оси выходного вала 10, полости которых парами на 180° соединяются между собой в цилиндрических частях 12 выходного вала 10 фиг.3 и сдвинуты по фазе относительно друг друга на 90°, профиль поперечного сечения наклонных пазов 13 может быть ступенчатым фиг.2 или в виде усеченного сектора, четыре наклонных паза 13 предназначены для обеспечения схождения и расхождения дугообразных поршней в верхнем перекрестии кольцевых цилиндров двигателя и для расхождения дугообразных поршней в их нижнем перекрестии, на центральной сферической части 11 с каждой ее стороны выполнены парами на 180° перепускные газовые каналы 14 фиг.3, сообщающиеся с полостями наклонных пазов 13, внутри выходного вала 10 фиг.3, по центру выполнена нагнетательная масляная полость 15 фиг.2, из которой выходят через 90° четыре нагнетательных масляных канала 16 в полости наклонных пазов 13 фиг.2, с торцевых поверхностей цилиндрических частей 12 фиг.2 выходного вала 10 отходят парами масляные каналы 17 в нагнетательную масляную полость 15, окна 18 фиг.5 которых расположены парами на 180° и сдвинуты по фазе относительно друг друга на 90°, на одной из боковых поверхностей каждого наклонного паза 13 выполнено по одному дугообразному бурту 19 фиг.2, от торцов которых отходят парами в противоположные стороны четыре масляных канала 20 фиг.2, окна 21 фиг.5 которых парами на 180° выходят на торцевые поверхности цилиндрических частей 12 выходного вала 10 на одну осевую линию окон 18 нагнетательных масляных каналов 17 фиг.2, 5, впускные окна 22 фиг.3 четырех вилкообразных спускных масляных каналов 23, выполненных внутри выходного вала 10, размещены на боковых поверхностях наклонных пазов 13 выходного вала 10, а их выпускные отверстия 24 выходят в спускные масляные канавки 25, выполненные парами на 180° на наружных поверхностях цилиндрических частей 12 выходного вала 10 фиг.3 со сдвигом по фазе на 90° относительно друг друга, в четырех наклонных пазах 13 выходного вала 10 фиг.2 размещены сектора 26 четырех шарниров 27 фиг.4, сектора которых выполнены симметрично от оси цилиндрических пальцев 28 шарниров 27 фиг.4, при этом в местах соединения наклонных пазов 13 в цилиндрических частях 12 выходного вала 10, размещены парами на 180°, четыре полости камер сгорания 29 фиг.2, 3, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 90°, сектора 26 шарниров 27 фиг.4 имеют удлиненные боковые поверхности, что снижает удельное давление при передаче крутящего момента и уменьшает их износ и износ боковых поверхностей наклонных пазов 13 выходного вала 10, на одной из боковых поверхностей каждого сектора 26 шарниров 27 фиг.4 выполнено по одному дугообразному пазу 30 фиг.4 под дугообразный бурт 19 фиг.2, которые при сборке выходного вала 10 фиг.2 с секторами 26 шарниров 27 фиг.4 образуют четыре насосных масляных пары, нужной производительности масла, в каждом цилиндрическом пальце 28 шарнира 27 фиг.4 вдоль его оси выполнено по одному сквозному нагнетательному масляному каналу 31, выходящему в дугообразную нагнетательную масляную канавку 32, выполненную на внутренней поверхности каждого сектора 26 шарнира 27, дуга масляной канавки составляет 70°, еще на обеих боковых поверхностях каждого сектора 26 шарниров 27 выполнено по одной 70° дугообразной спускной масляной канавке 33 со спускными масляными перемычками 34 фиг.4, на наружной поверхности каждого цилиндрического пальца 28 шарнира 27 выполнены на 180° две перепускных продольных масляных канавки 35, открытые с торцевой стороны цилиндрического пальца 28 с зауженным поперечным сечением в нижней части их длины, и две глухих продольных масляных канавки 36, выполненные на 180° и сдвинутые относительно перепускных продольных масляных канавок 35 на 60° фиг.4, со стороны торцовых поверхностей цилиндрических частей 12 выходного вала 10 фиг.2 в обеих частях - крышках 3 корпуса I двигателя, выполнено по одной впускной масляной камере 37 с впускным масляным каналом 38 и по одной нагнетательной масляной камере 39, которые вместе с окнами 18, 21 масляных впускных и нагнетательных каналов 17, 20 фиг.2 образуют два масляных распределителя 40 фиг.5, в кольцевых пересекающихся цилиндрах 4 двигателя фиг.1 размещены четыре дугообразных поршня 41 фиг.6,8, внутри каждого дугообразного поршня 41 выполнена продольная нагнетательная масляная полость 42, открытая с наружной сферической поверхности 43 фиг.8, по середине каждого дугообразного поршня 41 выполнено по одному цилиндрическому отверстию 44 фиг.8, у которого на внутренней поверхности в верхней его части выполнены две перепускных масляных канавки 45, соединенные с первой кольцевой масляной канавкой 46 фиг.8, еще на его внутренней поверхности выполнены по кругу две пары впускных и выпускных окон 47,48 двух наклонных перепускных масляных каналов 49, расположенных на 60° друг от друга, фиг.6, третьи окна 50 которых выходят в нижнем основании боковых поверхностей 51 дугообразных поршней 41 фиг.6 нужные для смазки боковых поверхностей кольцевых цилиндров двигателя, на внутренней поверхности цилиндрического отверстия 44 в его нижней части выполнена вторая кольцевая масляная канавка 52, из которой выходят два спускных масляных канала 53 в спускные дугообразные масляные канавки 54, выполненные на внутренней сферической поверхности 55 дугообразного поршня, соединенные с дугообразными 70° масляными канавками, выполненными на 180° на внутренней поверхности цилиндрического отверстия 44 дугообразного поршня 41 фиг.8, в цилиндрическом отверстии 44 каждого дугообразного поршня 41 фиг.8 размещается цилиндрический палец 28 шарнира 27 с центробежным золотником 57, насаженным на его верхнюю часть 58 с возможностью осевого перемещения подпружиненный спиральной пружиной 59 фиг.8, первая кольцевая масляная канавка 46 фиг.8, две пары впускных и выпускных окон 47, 48 наклонных перепускных масляных каналов 49 фиг.6, вторая кольцевая масляная канавка 52 цилиндрического отверстия 44 фиг.8 и продольные перепускные масляные канавки 35, 36, выполненные на наружной поверхности каждого цилиндрического пальца 28 шарнира 27 фиг.4, образуют все вместе, при размещении цилиндрических пальцев 28 шарниров 27 в цилиндрических отверстиях 44 дугообразных поршней 41 фиг.8 четыре масляных разобщителя 60 фиг.6, нужные для своевременной подачи нагнетаемого масла, для смазки боковых поверхностей кольцевых пересекающихся цилиндров 4 фиг.1 двигателя через третьи окна 50 фиг.6 наклонных перепускных масляных каналов 49, и своевременного прекращения подачи масла в целях недопущения попадания масла в рабочие полости двигателя, с каждой боковой поверхности дугообразных поршней 41 выполнено по одному разрезу 61 с целью придания торцам 62 дугообразных поршней 41 подвижности для устранения зазора между двумя торцами поршней при их схождении и расхождении в верхнем перекрестии кольцевых пересекающихся цилиндров 4 двигателя под действием силы давления газов, находящихся в рабочих полостях двигателя, масляный бачок 63 фиг.7 может быть разной формы и должен быть установлен выше оси выходного вала с целью использования самотечной подачи масла в масляные полости пазов 30 насосных пар, в верхней части масляного бачка 63 расположен наливной патрубок 64, совмещенный с воздушным фильтром 65, патрубок 66 масляного бачка 63 соединен трубопроводом 67 с масляным радиатором 68, который соединен трубопроводом 69 с общим патрубком двух дугообразных масляных каналов 7 фиг.1, выпускной патрубок 70 соединен трубопроводом 71 с газовой камерой отработанных газов для вентиляции масляного бачка 63, в нижней части масляного бачка 63 расположен сливной патрубок 72, соединенный трубопроводом 73 с общим патрубком впускных масляных каналов 38 масляных распределителей 40 фиг.5, опоры 74 фиг.1 крепления двигателя выполнены заодно с центральной кольцевой частью корпуса двигателя.
В кольцевых пересекающихся цилиндрах двигателя холодные рабочие полости размещены со стороны впускных окон 8 фиг.1, в которых происходят попеременно через 90° такты впуска и сжатия, а горячие рабочие полости размещены со стороны выпускных окон 9 фиг.1, в которых также происходят попеременно через 90° такты рабочего хода и выпуска отработавших газов.
При работе двигателя дугообразные поршни 41 фиг.8 двигаются в одном направлении внутри пересекающихся кольцевых цилиндров 4 корпуса двигателя 1 фиг.1, в которых между торцевыми и боковыми поверхностями 62, 51 дугообразных поршней 41 фиг.6 образуются полости переменного объема, соответствующие тактам впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска, в связи с этим за один оборот выходного вала 10 фиг.2 происходят четыре четырехтактных цикла, рабочий ход которых проходит каждые 90° поворота выходного вала вместе с дугообразными поршнями продолжительностью 150°, перекрытие рабочих ходов на 60° обеспечивает плавность работы двигателя и равномерность нагрузки на выходной вал в связи с тем, что дугообразные поршни 41 фиг.6 обладают двойным действием в холодных полостях кольцевых цилиндров 4 двигателя одновременно и попеременно происходят через 90° поворота выходного вала такты впуска чистого воздуха через впускные окна 8, выполненные на боковых поверхностях боковых частей - крышках 3 фиг.1 и такты сжатия, а в горячих полостях кольцевых цилиндров 4 корпуса двигателя 1 фиг.1 также одновременно и попеременно через 90° поворота выходного вала происходят такты рабочего хода и выпуска отработавших газов через выпускные окна 9, выполненных на боковых поверхностях боковых частей - крышках 3 фиг.1.
Отличительной особенностью от прототипа каждого такта сжатия и рабочего хода внутри холодных и горячих полостей является то, что сначала такта сжатия в холодной полости большая часть сжимаемого чистого воздуха торцом 62 дугообразного поршня 41 фиг.6 вытесняется из нее в общую полость соединенных между собой наклонных пазов 13 входного вала 10 фиг.3, заключенную между двумя торцами двух секторов 26 шарниров 27 фиг.4, затем после момента начала расхождения дугообразных поршней в верхнем перекрестии цилиндров двигателя в эту холодную полость поступает топливо через форсунку, образовавшаяся горючая смесь в конце такта сжатия также вытесняется в общую полость наклонных пазов 13 выходного вала 10 для смешивания с чистым воздухом через газовый канал 14, выполненных на центральной сферической части 11 выходного вала 10 фиг.3, при этом хаотичное движение рабочей смеси улучшает в ней смесеобразование, в конце такта сжатия в образовавшемся минимальном объеме камеры сгорания 29, заключенной между двумя торцами двух секторов 26 шарниров 27 фиг.4 и размещенной в цилиндрической части 12 в соединении двух наклонных пазов 13 фиг.3, происходит зажигание рабочей смеси от свечи, газы из полости камеры сгорания выходят в горячую полость для прохождения рабочего хода обратным путем сначала через газовый канал 14 на центральной сферической части 11 выходного вала 10 фиг.3, а затем через полость наклонного паза 13 выходного вала 10 фиг.3, при этом сила давления газов в горячей полости действует на торец 62 дугообразного поршня 41 фиг.6, который передает крутящий момент на выходной вал и на два торца секторов 26 шарниров 27 фиг.4, один из которых при своем движении в одну сторону, преодолевая встречную газовую силу, уменьшает объем полости камеры сгорания 29 фиг.3, тем самым уменьшается падение давления при рабочем ходе, а обратное движение этого сектора 26 шарнира 27 фиг.4 под действием силы давления газов увеличивает крутящий момент на выходном валу 10 фиг.2 двигателя, перемещение другого сектора 26 шарнира 27 фиг.4 сопровождается напрямую силой давления газов, при этом происходит нагнетание масла масляными насосными парами 19, 30 фиг.2, 4 в масляную систему, тем самым увеличивается мощность двигателя и его механический КПД.
При выпуске отработавших газов из горячих полостей кольцевых цилиндров 4 двигателя фиг.1 наблюдается продувка полостей камер сгорания 29 фиг.3 от остаточных газов инерционным потоком воздуха впускного патрубка, когда вращающиеся вместе с выходным валом 10 полости камер сгорания 29 находятся по очередности - между впускными и выпускными окнами 8, 9 фиг.1, продувке полостей камер сгорания также способствует инжекционное действие выпускного патрубка.
В двигателе для смазки всех трущихся поверхностей деталей двигателя и для уравновешивания центробежных сил дугообразных поршней с шарнирами создана масляная система. Масло из масляного бачка 63 фиг.7 поступает самотеком по трубопроводу 73 к патрубку двух разветвленных дугообразных впускных масляных каналов 38 фиг.5, выполненных в корпусе двигателя, по которым масло поступает в впускные масляные камеры 37 двух масляных распределителей 40 фиг.5, расположенных по одному с каждого торца цилиндрических частей 12 выходного вала 10, из которых масло через распределительные окна 21 фиг.5 масляых каналов 20 фиг.2 засасывается двумя насосными парами 19, 30, движущимися секторами 26 шарниров 27 фиг.4 в наклонных пазах 13 выходного вала 10 фиг.3, когда дугообразные поршни 41 вместе с шарнирами 27 находятся поочередно в нижней половине кольцевых пересекающихся цилиндров 4 двигателя с перекрытием впуска масла на 90°, а бесперебойное нагнетание масла происходит постоянно двумя насосными парами 19, 30 движущимися секторами 26 шарниров 27 в наклонных пазах 13 выходного вала 10 фиг.2, 3 с перекрытием нагнетания масла на 90°, когда дугообразные поршни 41 фиг.6 вместе с шарнирами 27 фиг.4 поочередно находятся в верхней половине кольцевых пересекающихся цилиндров двигателя, масло из масляной полости 30 нагнетается обратным путем по масляным каналам 20 фиг.2 через распределительные окна 21 в нагнетательные масляные камеры 39 масляных распределителей 40 фиг.5, из которых масло через распределительные окна 18 по масляным каналам 17 нагнетается в масляную нагнетательную полость 15 фиг.2, из которой масло по нагнетательным масляным каналам 16 одновременно нагнетается в дугообразные масляные канавки 32, выполненные на внутренних поверхностях секторов 26 шарниров 27 фиг.4, из которых масло нагнетается через сквозные нагнетательные масляные каналы 31, выполненные внутри шарниров 27 фиг.4, во внутренние продольные нагнетательные масляные полости 42 четырех дугообразных поршней 41 фиг.8 с целью использования силы давления нагнетаемого масла для устранения центробежной силы движущихся дугообразных поршней 41 и прижатия их внутренних сферических поверхностей 55 фиг.6 к наружной сферической поверхности центральной части 11 выходного вала 10 фиг.2, чем обеспечивается высокая плотность их контактирования, а также уменьшается сила трения между трущимися наружными поверхностями дугообразных поршней и внутренними поверхностями кольцевых пересекающихся цилиндров двигателя, нужное масляное давление во внутренних продольных масляных полостях 42 дугообразных поршней 41 фиг.8 поддерживается автоматически с помощью четырех золотников 57 фиг.8, насаженных на верхнюю часть 58 цилиндрических пальцев 28 шарниров 27 фиг.4 с возможностью их осевого перемещения и движущихся вместе с дугообразными поршнями 41, центробежные перепускные золотники 57 под действием центробежной силы и спиральных пружин 59 фиг.8 стремятся перекрыть выход нагнетаемого масла из внутренних продольных нагнетательных масляных полостей 42 дугообразных поршней 41, оказывая большое сопротивление прохождению нагнетаемого масла, в результате этого во внутренних продольных нагнетательных полостях 42 над дугообразными поршнями 41 фиг.8 создается давление масла, сила которого противодействует центробежной силе движущихся дугообразных поршней 41 и зависит от угловой скорости вращения выходного вала 10 вместе с дугообразными поршнями, смазка всех трущихся поверхностей деталей двигателя происходит принудительно под давлением после выхода нагнетаемого масла из внутренних продольных нагнетательных масляных полостей 42 каждого дугообразного поршня 41 фиг.8, которое нагнетается по спускным масляным канавкам 45 фиг.8 в первую кольцевую масляную канавку 46, постоянно сообщающуюся с двумя продольными перепускными канавками 35, выполненными на наружной поверхности каждого цилиндрического пальца 28 шарнира 27 фиг.4, по которым масло нагнетается во вторую кольцевую масляную канавку 52 цилиндрического отверстия 44 фиг.8 дугообразного поршня 41, из которой масло по двум масляным каналам 53, выполненным в корпусе каждого дугообразного поршня 41, поступает в продольные масляные канавки 54, выполненные на внутренней сферической поверхности 55 дугообразного поршня 41, и в дугообразные 70° масляные канавки 56 фиг.8, из которых масло по двум отводным масляным перемычкам 34 поступает в дугообразные масляные канавки 33, выполненные на боковых поверхностях секторов 26 шарниров 27 фиг.4, из которых масло нагнетается через впускные окна 22 спускных вилкообразных масляных каналов 23 фиг.3, выполненных внутри центральной части 11 выходного вала 10, из которых масло поступает через выпускные отверстия 24 в спускные масляные канавки 25, выполненные на наружных поверхностях цилиндрических частей 12 выходного вала 10 фиг.3, далее масло поступает в кольцевые масляные канавки 6, выполненные на внутренней поверхности полости 5 цилиндрических частей корпуса 1 фиг.1 двигателя и по двум отводным масляным каналам 7 подходит к общему масляному патрубку, от которого масло по трубопроводу 69 поступает в масляный радиатор 68 для охлаждения, после чего масло сливается по трубопроводу 67 в масляный бачок 63 фиг.7, смазка боковых поверхностей кольцевых пересекающихся цилиндров 4 фиг.1 двигателя осуществляется с помощью четырех масляных разобщителей 60 фиг.6 через третьи окна 50 двух наклонных перепускных масляных каналов 49, выполненных внутри каждого дугообразного поршня 41 фиг.6, когда две пары их впускных и выпускных окон 47, 48 при повороте дугообразного поршня 41 вокруг оси цилиндрического пальца 28 шарнира 27 на 60° сообщаются с двумя парами перепускных масляных канавок 35, 36 фиг.4, выполненных на наружной поверхности каждого цилиндрического пальца 28 шарнира 27 фиг.4, часть нагнетаемого масла ответвляется из двух продольных масляных канавок 35 в наклонные перепускные масляные каналы 49 через впускные окна 47 фиг.6 и выходит из наклонных перепускных масляных каналов 49 через выпускные окна 48 в перепускные масляные канавки 36 фиг.4, соединенные со второй кольцевой масляной канавкой 52 цилиндрического отверстия 44 дугообразного поршня 41 фиг.8, при этом происходит смазка и омывание боковых поверхностей кольцевых пересекающихся цилиндров двигателя через третьи окна 50 наклонных перепускных масляных каналов 49, выполненных на боковых поверхностях 51 каждого дугообразного поршня 41 фиг.6, зауженное поперечное сечение продольных перепускных масляных канавок 35 фиг.4 в их нижней части длины способствует лучшему перепуску нагнетаемого масла по наклонным перепускным масляным каналам 49 фиг.6 дугообразных поршней 41, начало перепуска нагнетаемого масла в холодных полостях кольцевых пересекающихся цилиндров двигателя происходит, когда каждый цилиндрический палец 28 шарнира 27 фиг.4 вместе с дугообразным поршнем 41 фиг.8 переходит точку пересечения осей кольцевых пересекающихся цилиндров нижнего перекрестия на 41°, а заканчивается перепуск нагнетаемого масла по наклонным перепускным масляным каналам 49, когда каждый цилиндрический палец 28 шарнира 27 фиг.4 вместе с дугообразным поршнем 41 фиг.2 не доходит до точки пересечения осей кольцевых пересекающихся цилиндров верхнего перекрестия на 41°, в горячих полостях кольцевых пересекающихся цилиндров двигателя начало перепуска нагнетаемого масла по наклонным перепускным масляным каналам 49 фиг.6 происходит после перехода каждым цилиндрическим пальцем 28 шарнира 27 фиг.4 вместе с дугообразным поршнем 41 фиг.2 точки пересечения осей кольцевых пересекающихся цилиндров 4 верхнего перекрестия на 41°, а заканчивается перепуск нагнетаемого масла по наклонным перепускным масляным каналам 49 фиг.6, когда каждый цилиндрический палец 28 шарнира 27 фиг.4 вместе с дугообразным поршнем 41 не доходит до точки пересечения осей кольцевых пересекающихся цилиндров 4 нижнего перекрестия на 41°, при этом в разобщителях 60 фиг.6 используется побочный возвратно-вращательный эффект поворота дугообразных поршней вокруг оси цилиндрических пальцев 28 шарниров 27 фиг.4, поворот каждого дугообразного поршня 41 на 60° в одну сторону наблюдается при движении цилиндрического пальца 28 шарнира 27 фиг.4 вместе с дугообразным поршнем от точки пересечения осей кольцевых цилиндров двигателя нижнего перекрестия до точки пересечения осей кольцевых цилиндров двигателя верхнего перекрестия и изменяется направление поворота дугообразного поршня 41 на 60° при движении цилиндрического пальца 28 шарнира 27 фиг.4 вместе с дугообразным поршнем 41 фиг.2 от точки пересечения осей кольцевых цилиндров двигателя верхнего перекрестия до точки пересечения осей кольцевых цилиндров двигателя нижнего перекрестия, масляный бачок 63 фиг.7 вентилируется через выпускной трубопровод 71, подсоединенный к газовой камере, наклонное выполнение перепускных масляных каналов 49 фиг.6 к продольной оси цилиндрического отверстия 44 каждого дугообразного поршня 41 фиг.6 предотвращает вытекание масла из них в рабочие полости двигателя через третьи окна 50 фиг.6, когда дугообразные поршни 41 находятся в нижней половине кольцевых цилиндров двигателя как при работающем, так и при остановленном двигателе. С помощью разрезов 61 фиг.6, выполненных на боковых поверхностях 51 дугообразных поршней 41, происходит устранение зазора между торцами двух дугообразных поршней 41 под действием силы давления газов при их схождении и расхождении в верхнем перекрестии кольцевых пересекающихся цилиндров двигателя, при остановленном двигателе золотниковые спиральные пружины 59 фиг.8 перемещают перепускные золотники 57 в крайнее положение, перекрывая выход масла из внутренних нагнетательных полостей 42 дугообразных поршней 41 фиг.8, и создают в них масляное давление, сила которого поджимает внутренние сферические поверхности дугообразных поршней 41 к наружной сферической поверхности выходного вала, тем самым обеспечивается постоянная плотность их контактирования. При работающем двигателе спиральные пружины 59 дополнительно увеличивают центробежную силу золотников 57 и, соответственно, силу давления масла над дугообразными поршнями 41 в нагнетательных продольных масляных полостях 42 фиг.8. Двигатель может работать как с внутренним, так и с внешним смесеобразованием. Двухстороннее действие дугообразных поршней делает двигатель высокоцикличным, который по работе соответствует восьмицилиндровому четырехтактному двигателю с кривошипно-шатунным механизмом.
Источники информации
1. Патент РФ № 1772375 «Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания».
2. Патент № 2101518 «Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания»