МНОГОПЛАСТИНЧАТЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Полезная модель относится к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания с вращающимися роторами.
Известен роторный двигатель внутреннего сгорания, в корпусе которого размещен ротор со смещением по отношению к оси корпуса двигателя (патент США №4688531). В роторе данного двигателя выполнены радиальные расточки, в которых размещены гильзы цилиндров с возможностью скольжения в радиальном направлении. Поршни размещены в гильзах цилиндра и движутся только в окружном направлении вместе с ротором. Сгорание топлива происходит в рабочих камерах и разность давлений в рабочих камерах вызывает вращение ротора. Для выхлопа отработавших газов предусмотрены выхлопные и продувочные отверстия. Воздух в продувочные отверстия подается вентилятором.
Недостатком данного двигателя является низкая надежность ввиду высокой температуры в рабочих камерах, где происходит сгорание топлива и контакт с ротором в радиальных расточках, поскольку в радиальных расточках ротора возникает усилие, вызывающее вращение ротора.
Известен роторный двигатель (патент РФ №2564366), в котором ротор выполнен в виде колеса со спицами и с размещенными в них каналами. Каналы в спицах служат направляющими для лопаток. В двигателе размещено выдвижное устройство, обеспечивающее возвратно- поступательное движение лопаток в каналах. Выдвижное устройство содержит кривошипы, шатуны и коромысло. Имеется также фиксирующее устройство, которое обеспечивает своевременное выдвижение лопаток.
Недостатком двигателя является сложность конструкции и невозможность полного расширения рабочего тела до давления близкого к атмосферному давлению, что снижает мощность двигателя.
За прототип принят быстроходный двигатель (патент на полезную модель РФ №187136). Быстроходный двигатель состоит из корпуса с полостью, в которую помещен ротор, снабженный радиальными прорезями с размещенными в них направляющими элементами и пластинами, образующими рабочие камеры переменного объема, сообщающиеся с камерой сгорания. Быстроходный двигатель содержит двигательную часть, компрессорные части и направляющие части, которые разделены между собой стенками и имеют общую пластину.
Задачей настоящей полезной модели является создание двигателя, обладающего увеличенным крутящим моментом на валу двигателя, что увеличит его мощность, и увеличение надежности двигателя.
Поставленная задача решается тем, что многопластинчатый двигатель состоит из корпуса, ротора, снабженного радиальными прорезями, с размещенными в них пластинами, образующими рабочие камеры переменного объема, сообщающиеся с камерой сгорания. Содержит также двигательную часть, компрессорные части и направляющие части, в которые помещены направляющие элементы. Кроме того, двигательная часть, компрессорные и направляющие части разделены между собой стенками. Также размер пластин в двигательной части в радиальном направлении превышает размер пластин в радиальном направлении в компрессорных частях двигателя. Кроме того, диаметр ротора в двигательной части превышает диаметр ротора в компрессорных частях. Также на пластинах размещены ребра, причем ребра размещены в радиальном направлении. На роторе выполнены выточки с возможностью свободного входа в них ребер.
На фиг. 1 представлена двигательная часть.
На фиг. 2 представлена компоновка двигателя.
На фиг. 3 представлена компрессорная часть двигателя.
На фиг. 4 представлена направляющая часть двигателя.
Обозначения на всех фигурах одинаковые.
Многопластинчатый двигатель на фиг. 1 состоит из камеры сгорания 1, причем предусмотрена установка на двигателе как одной, так и нескольких камер сгорания. Рабочее тело из камеры сгорания поступает в рабочие камеры 2, которые образованы пластинами 3. Размер пластин в двигательной части в радиальном направлении превышает размер пластин в радиальном направлении в компрессорных частях двигателя. Кроме того, диаметр ротора 4 в двигательной части превышает диаметр ротора в компрессорных частях. Рабочие камеры для двигателя могут превышать суммарный размер рабочих камер компрессора также и в осевом направлении. На роторе закреплены уплотнения лабиринтового типа 5, которые не имеют контакта с пластинами. В зоне подвода рабочего тела из камеры сгорания также размещены уплотнения лабиринтового типа 6. Для использования тепла уходящих газов в выхлопных патрубках 7 установлен регенератор 8. Для уменьшения пульсаций воздуха применен ресивер 9. Трубопровод 10 соединен с компрессором, по трубопроводу 11 осуществляется подвод воздуха на лабиринтовые уплотнения. По трубопроводу 12 через задвижку 13 предусмотрен подвод сжатого воздуха потребителю, штриховая линия 14 показывает форму копира. Стрелкой А1 показан подвод рабочего тела из камеры сгорания, стрелкой Б1 показан отвод отработавших газов, стрелкой С показано направления вращение ротора.
Многопластинчатый двигатель на фиг. 2 состоит из двигательной части 15, компрессорных частей 16 и направляющих частей 17, которые разделены между собой стенками 18. Направляющие части размещены у боковых стенок двигателя 19 и именно в направляющих частях происходит контакт пластин с ротором. К каждой пластине прикреплен штифт 20, который помещен в овальную выточку 21, выполненную в каждой боковой стенке двигателя. Размер пластин в двигательной части в радиальном направлении превышает размер пластин в радиальном направлении в компрессорных частях двигателя. Диаметр ротора в двигательной части также превышает диаметр ротора в компрессорных частях. На пластинах выполнены ребра 22, причем ребра размещены в радиальном направлении. На роторе выполнены радиальные выточки с возможностью свободного входа в них ребер. Лабиринтовые уплотнения 23 предотвращают утечки между частями двигателя. Вращение ротора происходит в подшипниках 24.
На фиг. 3 показана компрессорная часть данного двигателя. Компрессорная часть разбита на две равные части, размещенные по краям двигательной части. Воздух в рабочие камеры, которые образованы пластинами, поступает через впускные окна 25, поскольку объем рабочих камер на данном участке вращения ротора увеличивается. Далее, по ходу вращения ротора, объем рабочих камер уменьшается, и давление воздуха увеличивается, сжатый воздух удаляется через выпускные окна 26 и направляется в камеру сгорания. Для предотвращения утечек предусмотрены уплотняющие элементы, в виде лабиринтовых уплотнений. Для перемещения пластин применен копир, размещенный в направляющих частях. Форма копира показана на данном рисунке штриховой линией. Стрелкой А показано поступление воздуха в рабочие камеры. Стрелкой Б показан подвод сжатого воздуха в камеру сгорания. Направление вращения ротора показано стрелкой С.
На фиг. 4 показана направляющая часть, которая также разбита на две равные части, размещенные за пределами компрессорных частей у боковых стенок данного двигателя. Пластины и ротор в направляющей части выполнены общими с двигательной частью и с компрессорными частями. На роторе размещены направляющие элементы 27, которые взаимодействуют с пластинами и вынуждают ротор вращаться по направлению стрелки С.Направляющие элементы позволяют пластинам перемещаться только в радиальном направлении. В боковых стенках корпуса двигателя выполнены выточки в форме овала, которые выполняет функции копира. К каждой пластине в направляющих частях крепится штифт, который свободным концом помещен в выточку. На данной фигуре представлен вариант, где в выточке к штифту на шарнирах 28 размещены башмаки 29. При работе башмаки вынуждают пластины перемещаться в окружном направлении и возвратно-поступательно в радиальном направлении. При этом башмаки совершают на шарнире колебательные движения. Поскольку в направляющих частях температура низкая, то это облегчает смазку направляющих элементов, шарниров и башмаков.
При работе данного двигателя рабочее тело поступает из камеры сгорания 1 в двигательную часть 15, в рабочие камеры 2, которые образованы пластинами 3. В рабочих камерах двигателя происходит расширение рабочего тела. Под воздействием разности давлений на пластины происходит вращение ротора по стрелке С.Размер пластин в двигательной части в радиальном направлении превышает размер пластин в радиальном направлении в компрессорных частях двигателя. Диаметр ротора 4 в двигательной части превышает диаметр ротора в компрессорных частях. При необходимости осевой размер в рабочих камерах двигателя превышает суммарный размер рабочих камер компрессора и в осевом направлении. На пластинах в радиальном направлении размещены ребра 22, причем на роторе выполнены выточки с возможностью свободного входа в них ребер.
Поскольку расстояние от центра вращения ротора в двигательной части превышает расстояние от центра вращения ротора в компрессорной части, то и крутящий момент в двигательной части будет значительно больше, чем в прототипе. Для увеличения надежности двигателя на пластины установлены ребра, что увеличивает их прочность по сравнению с прототипом.