ПРИВОДНОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Полезная модель относится к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания с вращающимися роторами.
Известен роторный двигатель внутреннего сгорания (патент США US 2003047158), состоящий из корпуса, смещенного относительно оси вращения ротора. Лопатки присоединены к ротору шарнирно и создают отдельные камеры в двигателе. Каждая камера обладает свечей зажигания и клапанами впуска и выпуска, которые позволяют всасывать свежую смесь и удалять отработавшие газы.
Недостатком двигателя является низкая надежность ввиду того, что шарнирные соединения креплений лопаток находятся в зоне сгорания топлива. Кроме того, сжатие и расширение рабочего тела происходит в одинаковых объемах, что не позволяет обеспечить полное расширение в процессе рабочего хода.
Известен роторно-лопаточный двигатель внутреннего сгорания (патент РФ №2413853). Двигатель состоит из корпуса с полостью, в которой размещен ротор с рабочими лопатками и копир, который установлен в корпусе с эксцентриситетом к оси ротора. Во время работы двигателя рабочие лопатки вращаются вместе с ротором и совершают радиальные перемещения, прокатываясь роликами по кольцевым дорожкам копира. Сгорание топлива происходит в рабочих камерах, разность давлений в рабочих камерах вызывает вращение ротора.
Недостатком данного роторно-лопаточного двигателя является низкая надежность, вызванная трением пластин в пазах ротора двигателя. Именно воздействие пластин на ротор в пазах вынуждает вращаться ротор двигателя. Поскольку взаимодействие происходит вблизи зоны сгорания топлива, температура лопаток и ротора будет очень высока, что приведет к выходу лопаток из строя.
Известен также быстроходный двигатель (патент РФ на полезную модель 187136). Данный двигатель принимаем за прототип. Двигатель содержит двигательную часть, соединенную с камерой сгорания, две компрессорные части, которые размещены по краям двигательной части и направляющие части, которые размещены за пределами двигательной и компрессорных частей в осевом направлении. Также двигатель содержат пластины, которые размещены в роторе и выполнены, как единое целое. Взаимодействие пластин с ротором осуществляется только в направляющих частях, где низкие температуры и давление. Это увеличивает надежность данного двигателя по сравнению с рассмотренными выше двигателями.
Недостатком быстроходного двигателя является то, что возвратно-поступательное перемещение пластин осуществляется за счет наличия стержня в овальной прорези, которая расположена так, что ее сложно обеспечить смазкой. Кроме того, направляющие элементы, размещенные на роторе в направляющей части двигателя, работают в сложных условиях, именно взаимодействие пластин с ротором обеспечивает его вращение, и при отсутствии смазки направляющие элементы быстро выйдут из строя.
Задачей настоящей полезной модели является создание двигателя, обладающего высокой надежностью.
Поставленная задача решается тем, что приводной двигатель, состоит из корпуса, ротора, снабженного радиальными прорезями, с размещенными в них пластинами, образующими рабочие камеры переменного объема. Кроме того, содержит двигательную часть, сообщающуюся с камерой сгорания, компрессорные части и направляющие части, имеются также овальные вырезы в боковых стенках двигателя, в которые помещены прикрепленные к пластинам стержни. Причем, овальные вырезы размещены в радиальном направлении вблизи внутренней поверхности корпуса в направляющей части двигателя, кроме того, внутренняя поверхность корпуса в направляющей части двигателя служит стенкой овального выреза. Также предусмотрено, что овальный вырез выполнен в стенке, размещенной между направляющей частью и компрессорной частью со стороны направляющей части двигателя. Кроме того, предусмотрено, что овальные вырезы выполнены в двух стенках, в боковой стенке приводного двигателя на внутренней стороне, также в стенке, размещенной между направляющей частью и компрессорной частью со стороны направляющей части двигателя. Кроме того, поверхности, всех трущихся элементов в направляющей части снабжены покрытием с низким коэффициентом трения, причем к концам в радиальном направлении пластин, размещенных в направляющих частях, прикреплены вставки, соприкасающиеся с внутренней поверхностью корпуса двигателя в направляющей части. Также, размер вставок на концах пластин в осевом направлении превышает размер пластин, причем свободные концы вставок размещены в овальных вырезах. Кроме того, в боковой стенке корпуса двигателя, также в стенке между направляющей частью и компрессорной частью, выполнены калиброванные отверстия, направленные на направляющие элементы, которые закреплены на роторе в направляющей части двигателя, причем отверстия снабжены трубами, соединенные свободным концом с масляным насосом. Кроме того, в направляющих элементах, закрепленных на роторе двигателя, в части близкой в радиальном направлении к оси ротора, выполнена прорезь в поперечном направлении, занимающая часть поперечного сечения направляющего элемента, причем размещенная напротив калиброванных отверстий. Кроме того, в направляющих элементах, размещенных в роторе двигателя, выполнен карман, протяженный в радиальном направлении, также занимающий часть поперечного сечения направляющего элемента, кроме того, соединенный с прорезью. Также, отверстие для отвода масла из корпуса направляющих элементов размещено в нижней части корпуса двигателя, на удалении в радиальном направлении от самой нижней точки корпуса, в которой размещено сливное отверстие.
На фиг. 1-5 представлен приводной двигатель.
Приводной двигатель на фиг.1 состоит из камеры сгорания 1, рабочее тело из камеры сгорания поступает в двигательную часть, в рабочие камеры 2, которые образованы пластинами 3. Пластины размещены в роторе 4, причем для двигательной части, компрессорных частей и для направляющих частей применены общие пластины. В зоне подвода рабочего тела из камеры сгорания размещены уплотнения лабиринтового типа 5, также на роторе закреплены уплотняющие элементы 6, которые не имеют контакта с пластинами. Для использования тепла уходящих газов применен регенератор 7, размещенный в выхлопном патрубке 8. Трубопровод 9 соединен с компрессорной частью двигателя, для уменьшения пульсаций сжатого воздуха применен ресивер 10. Стрелками А1 показан подвод рабочего тела, стрелками Б1 показан выхлоп уходящих газов, стрелкой С показано направление вращения ротора.
На фиг. 2 представлен фрагмент приводного двигателя, состоящий из двигательной части 11, компрессорных частей 12, которые размещены по краям двигательной части и направляющих частей 13, которые размещены за пределами компрессорных частей. Между данными частями размещены стенки 14, на которых имеются уплотняющие элементы 15.
На фиг. 3 представлен фрагмент направляющей части, в которой в боковой стенке 16 приводного двигателя на внутренней стороне выполнен овальный вырез 17, который размещен в радиальном направлении вблизи внутренней поверхности корпуса 18 двигателя в направляющей части. Кроме того, внутренняя поверхность корпуса двигателя в направляющей части служит стенкой овального выреза. К каждой пластине в направляющей части двигателя прикреплен стержень 19, который свободным концом помещен в овальный вырез. Кроме того, поверхности, всех трущихся элементов в направляющей части снабжены покрытием с низким коэффициентом трения, причем к концам пластин, размещенных в направляющей части, прикреплены вставки 20, соприкасающиеся с внутренней поверхностью корпуса двигателя в направляющей части. Предусмотрено выполнение вставок протяженными в окружном направлении. Также, в направляющих частях, в боковой стенке корпуса двигателя и в стенке между направляющей частью и компрессорной частью, выполнены калиброванные отверстия 21, направленные на направляющие элементы 22, которые закреплены на роторе в направляющей части двигателя. Отверстия снабжены трубами 23, которые соединены свободными концами с масляным насосом. В направляющих элементах, в части близкой в радиальном направлении к оси ротора, выполнена прорезь 24 в поперечном направлении, занимающая часть поперечного сечения направляющего элемента, причем размещенная напротив калиброванных отверстий. Также, в направляющих элементах, выполнен карман 25, протяженный в радиальном направлении, и занимающий часть поперечного сечения направляющего элемента, кроме того, соединенный с прорезью. На фиг. 2 показано отверстие 26 для отвода масла из корпуса направляющих элементов, которое размещено в нижней части корпуса двигателя, на удалении в радиальном направлении от самой нижней точки корпуса, где размещено сливное отверстие 27.
На фиг. 4 овальный вырез выполнен в стенке, размещенной между направляющей частью и компрессорной частью со стороны направляющей части двигателя.
На фиг. 5 овальные вырезы выполнены в двух стенках, в боковой стенке приводного двигателя на внутренней стороне и в стенке, размещенной между направляющей частью и компрессорной частью со стороны направляющей части двигателя. Размер вставки на концах пластин в осевом направлении в данном двигателе превышает размер пластин, причем свободные концы вставок размещены в овальных вырезах. Стержень в этом случае заменен вставкой, такая замена предусмотрена и в двигателях, представленных на фиг. 3, 4.
Работа приводного двигателя осуществляется воздействием рабочего тела, выходящего из камеры сгорания 1 на пластины 3 в роторе 4. Взаимодействие пластин с ротором осуществляется только в направляющих частях 13, направляющими элементами 22. При работе данного двигателя в прорезь 24 подают масло с двух сторон через калиброванные отверстия 21. Под действием центробежных сил масло проходит в карман 25, и в нем возникают усилия способствующие возникновению зазора между направляющими элементами и ротором, что способствует созданию масляного клина между ними. Также центробежные силы отбрасывают масло к внутренней поверхности корпуса 18 двигателя, и между вставками 20 и внутренней поверхностью корпуса в направляющей части возникает масляный слой. Стержни 19 в вырезе 17 при работе двигателя создают масляный туман в полости направляющей части, что способствует уменьшению трения. При остановке двигателя овальный вырез и стержни не позволяют пластинам опускаться под действием веса. Также использование вставок, которые входят в овальные прорези вместо стержней, увеличивает площадь контакта между пластиной и внутренней поверхностью корпуса двигателя, что увеличивает надежность двигателя. Отверстие 26 для отвода масла размещено выше нижней точки в корпусе направляющей части, поэтому при остановке масляного насоса в полости остается слой масла. Это позволяет увеличить надежность работы двигателя. Полный слив масла осуществляют через сливное отверстие 27.
Обеспечение трущихся поверхностей смазкой в направляющих частях различными способами позволит увеличить надежность работы приводного двигателя, по сравнению с прототипом.