Патент на изобретение №2312236

(54) РОТОРНО-ВЫТЕСНИТЕЛЬНЫЙ ДВС “ДЕРУС-04/05” И СПОСОБ ЕГО РАБОТЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания. Изобретение позволяет увеличить ресурс роторных ДВС и улучшить их основные параметры. Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус с полостью и тремя рабочими камерами, образующимися ротором-вытеснителем на эксцентриковом валу с одной, по крайней мере, шестеренной передачей для планетарного перемещения ротора-вытеснителя, систему газообмена с дисковым золотником, средства впуска рабочей смеси и выпуска отработавших газов, радиальные и торцовые уплотнения. Шестеренная передача расположена в крышке, выполненной с полостью для противовеса, соединенной со стенкой корпуса, в противоположной крышке с отверстием впуска рабочей смеси и выпуска отработанных газов и пазовым газообменным окном в дисковом золотнике, расположена система газообмена с каналами в стенке. Шестеренная передача выполнена из шестерни внутреннего зацепления, соединенной с корпусом посредством крышки, шестерни внешнего зацепления, соединенной с ротором-вытеснителем жестко или съемно. Камера сгорания расположена в середине левой грани, продувочное окно – в правой грани, а газообменное отверстие впуска рабочей смеси в нижней грани с возможностью перекрытия его золотником. Продувочное отверстие и отверстие выпуска продуктов сгорания сообщены с атмосферой. Механизм преобразования работы расширения продуктов сгорания во вращение вала снабжен средством коррекции термического зазора радиального уплотнения ротора-вытеснителя с поверхностью рабочей полости и зазора зубьев передачи. Способ работы роторного двигателя внутреннего сгорания включает такты наполнения рабочей полости изменяемого объема, предварительно подготовленной рабочей смесью, ее сжатия, воспламенения, сгорания и расширения продуктов сгорания с преобразованием работы расширения их во вращение вала, выпуск продуктов сгорания. На всей траектории перемещения ротора-вытеснителя обеспечивают оптимальное отклонение пластин радиального уплотнения от перпендикулярного положения к поверхности рабочей полости, исключающее большие контактные напряжения в материале пластин и поверхности полости. Газодинамические такты в камерах между одной стороной ротора-вытеснителя гранями рабочей полости совмещают с тактами, проходящими в камерах другой стороны ротора-вытеснителя, с регулированием подачи топливной смеси окном золотника. Впуск продувочного воздуха и выпуск нагретого продувочного воздуха осуществляют посредством постоянно открытого продувочного окна в правой грани рабочей полости с взаимодействием с воздухом продувки другой стороны ротора-вытеснителя в каждом последующем цикле работы двигателя с повторением описанных совмещенных тактов в секторах перемещения ротор-вытеснителя 180°-360°. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

В теории проектирования роторных двигателей известны решения с применением двугранного ротора, образующего в планетарном движении камеры сгорания посредством эксцентричного вала и шестеренной передачи, размещенных в цилиндрической рабочей полости (патент СССР №1814689, F01C 19/00, F04C 27/00 за 1993 год), 3-х камер в треугольной (Кожевников С.И. и др., “Механизмы”, М., Машиностроение, 1976 г, стр.282, рис.4.26) или в трехгранной рабочей полости с закруглениями углов их (патенты РФ №2078221 F02B 53/00 за 1997 г., №2028475 за 1995 г. и №2109964 за 1998 г.) с камерами сгорания в углах сопряжения граней полости, прямых или криволинейных.

Недостаток известных решений состоит в том, что они обеспечивают улучшение отдельных характеристик с получением при этом новых недостатков или оставляя другие уже имеющиеся в этом решении. В патенте №1814689 улучшение технологичности выполнения рабочей полости достигнуто за счет уменьшения числа тактов (рабочих ходов) за один оборот вала, в схеме Кожевникова треугольная рабочая камера с острыми углами снабжается недолговечными заостренными вершинами ротора с постепенным увеличением объема неработающих угловых объемов вкупе с ухудшением технологичности выполнения двигателя. Дополнительные шестеренчатые передачи в решениях по патентам №2078221, №2028475 также снижают эффективность их, как вследствие увеличения трудоемкости изготовления, так и вследствие присущего всем известным решениям неблагоприятного термического режима работы их уплотнений и зубчатых передач.

Из патента РФ №2068106, F02B 53/00 за 1996 г. известен способ работы роторного двигателя внутреннего сгорания, термодинамические циклы которого предлагается улучшить за счет многократного перемешивания рабочей смеси и подогрева ее от стенок камеры сгорания (корпуса и ротора) и от оставшейся в камере части отработавших газов. Из патента США №3858559, F02B 53/08 за 1975 год известен способ работы РДВС с двумя роторами в соответствующих корпусах, один из которых выполняет функцию нагнетателя рабочей смеси в полости второго модуля, с планетарно перемещающимся в рабочей полости поршнем-ротором и подогревом рабочей смеси от поверхностей полости, ротора и остатков продуктов сгорания с их охлаждением при этом. Недостатком известных решений является высокая термическая напряженность основных деталей и узлов, определяющих ресурс изделия.

Низкая технологичность изготовления рабочей эпитрохоидной полости в решении Ванкеля, открывшего новое направление в двигателестроении – роторное, обусловила появление ряда изобретений, решающих задачу улучшения ее, но заменяющих ее другим недостатком. Таковые описаны в патентах РФ №1807218, F01C 1/00, F04C 2/00 за 1993 год, №2013567, F01C 1/00, F02B 53/00 за 1994 год с расчетной частью проектирования роторного двигателя с определением трех групп точек профиля его рабочей полости. Применение четырехзвенного шарнирного кривошипно-коромыслового механизма в патентах РФ №2163977, F02B 55/00, F01C 21/00 и №2202702 за 1999 и 2001 год соответственно упрощает только расчетную часть за счет введения в техпроцесс проектирования упомянутого механизма, не затрагивая механическую и контрольную части выполнения изделия.

Наиболее близким по технической сути к заявляемому двигателю является роторный двигатель, описанный в патенте РФ №2109964, F02B 53/00 за 1998 год. Он состоит из корпуса с впускными и выпускными каналами, трехвершинной эпитрохоидальной полостью в корпусе и камерами сгорания, вала с эксцентриковой втулкой в эллипсном роторе, шестеренной передачи вращения ротора на вал, шестерня внутреннего зацепления которой установлена в корпусе, и газообменного диска, соединенного с ротором. Двухвершинный ротор установлен на эксцентриковом валу, шестерня внешнего зацепления которого взаимодействует с шестерней внутреннего зацепления корпуса. Двигатель снабжен системой подвода рабочей смеси в камеры сгорания, образуемые поверхностями ротора и полости, и отвода отработавших продуктов сгорания.

Наиболее близким по технической сути к заявляемому способу работы РДВС является описанный в разделе “Работа двигателя” описания патента РФ №2095593, F02B 55/00, F01C 1/04, F03C 2/02, F04C 2/04 за 1997 год способ работы роторной машины. Он включает термодинамические циклы, протекающие в замкнутых изменяемых, периодически последовательно образуемых разделением рабочей полости корпуса перемещающимся в ней овальным двухвершинным ротором объемах ее с совмещенными тактами продувки упомянутых объемов, всасывания, сжатия, воспламенения и сгорания рабочей смеси с образованием продуктов сгорания, их расширения с преобразованием работы этого расширения во вращение вала и выпуск отработавших продуктов сгорания смеси в атмосферу. Совмещение состоит из впуска топливной смеси в первую камеру сгорания по одну сторону от ротора, ее сжатие, сгорание и расширение продуктов сгорания в камере сгорания с другой стороны ротора. После перемещения ротора в следующий сектор рабочей полости и сообщения камеры сгорания с окном выпуска средствами регулирования газообмена отработавшие продукты сгорания смеси выпускаются из этой камеры, а первая камера с другой стороны ротора заполняется рабочей смесью в секторе 0-180°, затем в следующих секторах 180°-360° повторяются описанные совмещенные такты по трехтактному циклу. За каждый поворот ротора на 180° совершается рабочий ход и за полный оборот его два рабочих хода с преобразованием вращений ротора во вращение вала с передаточным отношением 3:2. Наиболее близким по технической сути к заявляемому способу контроля выполнения рабочей полости является способ построения рабочего объема рабочей полости роторного двигателя внутреннего сгорания, описанный в патенте РФ №2313873, F02B 55/02, F01C 1/352 за 2001 год. Он состоит из расчетной части определения геометрическикинематических параметров взаимодействующих элементов, построения специальной кривой и контроля соответствия траектории концов ротора профилю рабочей полости. Наличие специальных кривых в проектировочном расчете двигателя и необходимость выполнения специального, предназначенного для выполнения данного типоразмера кривошипно-коромыслового механизма ограничивает область применения способа-прототипа в практическом двигателестроении, так как изготовление упомянутого механизма в физическом варианте или в виртуальном виде посредством компьютера замедляет процесс проектирования и не обеспечивает проверки полученного результата до момента выполнения изделия в металле.

Недостатками известного РДВС являются низкая технологичность выполнения эпитрохоидной рабочей полости корпуса силового модуля с “паразитными” объемами камер сгорания в сопряжениях криволинейных поверхностей и традиционная для всех известных решений высокая термическая напряженность деталей корпуса, ротора и уплотнений, конструктивно размещенных в высокотемпературной зоне двигателя. Традиционное охлаждение корпуса малоэффективно для уплотнений.

Недостатком известного способа является недостаточная долговечность работы машины, обусловленная неоптимальным взаимодействием радиальных уплотнений ротора с цилиндрической поверхностью рабочей полости из-за большого отклонения пластин уплотнения от перпендикулярного к поверхности полости положения, достигающего в отдельных секторах 45°. Даже при отсутствии выступов поверхности, присущих эпитрохоидным полостям и создаваемых ударных контактов уплотнения с поверхностью, пластины известного способа с упомянутыми отклонениями от перпендикулярного к ней положения на отдельных режимах вызывают усиленный износ контактирующих элементов уплотнения и поверхности полости.

К тому же неблагоприятное взаимодействие деталей в описанном способе ограничивает сферу применения известного способа, и из-за уменьшения мощности и оборотов такой машины, однако в одних объектах предпочтительна силовая установка с малыми оборотами выходного вала (вертолеты, судовые двигатели, лодочные моторы и т.п.), а в других – наоборот, высокооборотные.

Изобретения решают задачу улучшения технологичности выполнения двигателя одновременно с увеличением ресурса его за счет уменьшения термонапряженности материала корпуса с улучшением условий контактирования уплотнения ротора с поверхностью рабочей полости корпуса и возможности корректирования термического зазора зубьев шестерен и радиального уплотнения ротора с поверхностью рабочей полости.

Предложен роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с трехвершинной рабочей полостью и тремя рабочими камерами, образующимися установленным в ней овальным двухвершинным ротором-вытеснителем на эксцентриковом валу с одной, по крайней мере, шестеренной передачей для планетарного перемещения ротора-вытеснителя с передаточным отношением 3:2, систему газообмена с дисковым золотником, имеющим пазовые газообменные отверстия, средства впуска рабочей смеси и выпуска отработавших газов, радиальные и торцовые уплотнения, согласно изобретению шестеренная передача расположена в крышке, выполненной с полостью для противовеса, соединенной со стенкой корпуса, в противоположной крышке с отверстием впуска рабочей смеси и выпуска отработанных газов и пазовым газообменным окном в дисковом золотнике, расположена система газообмена с каналами в стенке, шестеренная передача выполнена из шестерни внутреннего зацепления, соединенной с корпусом посредством крышки, шестерни внешнего зацепления, соединенной с ротором-вытеснителем жестко или съемно, камера сгорания расположена в середине левой грани, продувочное окно – в правой грани, а газообменное отверстие впуска рабочей смеси в нижней грани с возможностью перекрытия его золотником, при этом продувочное отверстие и отверстие выпуска продуктов сгорания сообщены с атмосферой, механизм преобразования работы расширения продуктов сгорания во вращение вала снабжен средством коррекции термического зазора радиального уплотнения ротора-вытеснителя с поверхностью рабочей полости и зазора зубьев передачи.

Упомянутое средство коррекции термического зазора зубьев выполнено из шестерни внешнего зацепления, снабженной фланцем для соединения ее с ответным фланцем ротора-вытеснителя с возможностью смещения их взаимного положения и фиксации.

Предложен способ работы роторного двигателя внутреннего сгорания, включающий такты наполнения периодически создаваемых изолированных камер планетарным перемещением овального двухвершинного ротора-вытеснителя в рабочей полости изменяемого объема, предварительно подготовленной рабочей смесью, ее сжатия, воспламенения, сгорания и расширения продуктов сгорания с преобразованием работы расширения их во вращение вала, противоположное вращению ротора-вытеснителя с передаточным отношением 3:2 и выпуском продуктов сгорания в атмосферу с совмещением при этом тактов камеры с одной стороны с тактами камеры с другой стороны ротора-вытеснителя в трехтактном цикле с выполнением каждого цикла в секторах перемещения ротора-вытеснителя в сумме равных 180°, согласно изобретению на всей траектории перемещения ротора-вытеснителя, обеспечивают оптимальное отклонение пластин радиального уплотнения от перпендикулярного положения к поверхности рабочей полости, исключающее большие контактные напряжения в материале пластин и поверхности полости, при этом газодинамические такты в камерах между одной стороной ротора-вытеснителя гранями рабочей полости, совмещают с тактами, проходящими в камерах другой стороны ротора-вытеснителя с регулированием подачи топливной смеси окном золотника, а впуск продувочного воздуха и выпуск нагретого продувочного воздуха осуществляют посредством постоянно открытого продувочного окна в правой грани рабочей полости с взаимодействием с воздухом продувки другой стороны ротора-вытеснителя в каждом последующем цикле работы двигателя с повторением описанных совмещенных тактов в секторах перемещения ротор-вытеснителя 180°-360°.

Способ характеризуется тем, что обеспечивают отклонение пластин радиального уплотнения от перпендикулярного к поверхности рабочей полости положения на угол, не превышающий 15°-20°.

Выполнение заявляемого двигателя с шестеренной передачей, шестерня внешнего зацепления которой соединена с корпусом, а шестерня внутреннего зацепления с меньшим диаметром делительной окружности соответственно с ротором, выполнение обдува горячей зоны атмосферным воздухом с периодической сменой продувки с термодинамическими процессами в камере, как и коррекция термического зазора между уплотнением и профилем рабочей полости посредством корректировки положения шестерни обеспечивает выполнение поставленной задачи.

На фиг.1 показан продольный разрез заявленного роторного двигателя “Дерус-04/05” плоскостью, проходящей через опоры эксцентрикового вала, на фиг.2 – то же, плоскостью А-А, перпендикулярной оси двигателя, на фиг.3 – диаграмма трехтактного цикла работы двигателя с пазовым отверстием в дисковом золотнике, на фиг.4 – диаграмма положений золотника соответственно тактам цикла двигателя на фиг.3. На фиг.5 – кинематическая схема трехтактного двигателя, на фиг.6 – то же двигателя с механизмом корректировки зазора. На фиг.7, 8 – положение шестерен с выработкой зубьев и минимальным зазором между уплотнением ротора и поверхностью рабочей полости до корректировки соответственно, на фиг.8 и 9 – то же после корректировки положения шестерни для обеспечения требуемого зазора между уплотнением и профилем рабочей полости корпуса.

Роторный двигатель “Дерус-04/05” (фиг.1) состоит из корпуса 1 с рабочей полостью 2, в которой установлен вал 3 и ротор-вытеснитель 4 на нем. Шестеренная передача вращения ротора выполнена из шестерни 5, зубчатый венец которой взаимодействует с шестерней 6, установленной на роторе 4. Шестерня 5 установлена в крышке 7, выполненной с полостью для противовеса 8 вала 3 и отверстием для подшипника вала, второй подшипник вала установлен в противоположной крышке 9 корпуса, выполненной с впускным отверстием 10 и продувочным окном 11 в корпусе. Соответственно этим окнам на дисковом золотнике 12 выполнено газообменное пазовое отверстие 13 и каналы 14 в стенке 15, сообщенные с рабочей полостью. Ротор-вытеснитель 4 снабжен на концах радиальными и торцевыми уплотнениями на боковых сторонах.

Стенки 15, 16 и корпус имеют каналы и полости для охлаждающей жидкости. Герметичность стыков корпуса с крышками и стенками обеспечивается известными прокладками (условно не показаны).

Камера сгорания 17, выполненная в одной грани корпуса, например, в середине левой грани (фиг.3, а, б, с) может иметь отверстие для свечи зажигания (не показана), продувочное окно 11 в конце следующей (например, правой) грани сообщено с атмосферой, а впускное окно 13, выполненное в начале третьей (нижней) грани, соединено трубопроводом с крышкой (условно не показано), расположено и согласовано с впускным окном крышки и каналом 14 стенки. Работает роторно-вытеснительный двигатель внутреннего сгорания следующим образом.

Пример 1

В работающем двигателе “Дерус-04/05” ротор-вытеснитель перемещается по стрелке в нижнее положение (фиг.3а) после воспламенения топливной смеси в камере сгорания 17 и расширения продуктов сгорания ее в первом рабочем объеме “м” между верхней гранью ротора-вытеснителя и поверхностями левой и правой граней при перемещении его уплотнения до продувочного окна 11 и выхлопом этих продуктов после открытия окна уплотнением этого конца ротора. Шестеренная передача 5-6 при этом вращает вал 3 в противоположном вращению ротор-вытеснителя направлении против часовой стрелки, золотник 12 перекрывает при этом впускное отверстие крышки и канал 14 стенки. В начале перемещения ротор-вытеснителя в секторе 0-60° пазовое отверстие 13 золотника перемещается к впускному отверстию топливной смеси 12 и сообщает его с каналом 14 подвода смеси в рабочую полость (фиг.4а), которая заполняет второй объем полости между ее нижней и левой гранями и нижней стороной ротор-вытеснителя, увеличивающийся с перемещением ротора к его правому положению (фиг.3б, 4б). Верхняя грань ротор-вытеснителя при этом перемещении вытесняет остатки отработавших продуктов сгорания до перекрытия продувочного отверстия и в конце этого такта пазовое отверстие 13 золотника смещается от канала и отверстия в крышке и перекрывает впуск топливной смеси в рабочую полость. В следующем секторе перемещения ротора 60°-120° конец ротор-вытеснителя с радиальным уплотнением, расположившимся между продувочным 11 и впускным отверстием 10 топливной смеси перемещается по нижней грани полости, всасывая в третий увеличивающийся объем ее атмосферный воздух верхней гранью ротор-вытеснителя, занимающего правое положение, а нижней (левой) гранью сжимает топливную смесь, заполнившую этот второй объем в предыдущем такте (фиг.3с и 4с).

Перемещение ротор-вытеснителя в секторе 120°-180° производится посредством перемещения противоположного конца его по правой грани полости к нижней грани, описанное ранее воспламенение сжатой смеси в камере сгорания 17, расширения ее с передачей работы этого расширения левой (верхней теперь) стороне ротора, с одной стороны и вытеснением нагретого воздуха из первого объема полости (фиг.3а и 4а) и завершением первого трехтактного цикла. Второй такт выполняется при перемещении ротор-вытеснителя в секторах 180°-360° аналогичным первому циклу образом.

Пример 2

Газодинамические процессы в работающем двигателе осуществляют в порядке, описанном в примере 1. Отсутствие местных выступов в поверхности трехвершинной полости, аналогичных выступу эпитрохоидной полости, обеспечивает равномерное на всей траектории взаимодействие радиальных уплотнений с трехвершинной поверхностью рабочей полости, уменьшение износа и соответственно увеличение ресурса надежной работы двигателя “Дерус-04/05”. Однако большие обороты механизма его, длительное воздействие высокотемпературных процессов достаточно интенсивно изнашивают контактирующие поверхности и увеличивают зазор между контактирующими элементами их. Увеличение зазора уменьшает экономичность работы с падением мощности двигателя при этом, что ограничивает увеличение ресурса его. При достижении определенного износа с экспериментальным определением размера его (фиг.7, 8) двигатель при проведении техобслуживания восстанавливают путем восстановления оптимального зазора радиальных уплотнений. Для этого шестерню внешнего зацепления 6 с фланцем 18 разворачивают на требуемый угол, например на следующую риску 20 (фиг.9, 10) и фиксируют ее в этом положении на фланце 19 ротора. После сборки двигателя зазор между уплотнением и поверхностью рабочей полости становится равным оптимальному значению, и эксплуатация двигателя продолжается до следующего роста его до предельно допустимого.

Пример 3

При эксплуатации двигателя с газодинамическими процессами по трехтактному циклу контролируют величину зазора между зубьями шестеренкой передачи и при превышении его экспериментально установленного значения снимают шестерни 5, 6 с двигателя и замерив износ работавшей стороны зубьев устанавливают каждую из них в двигатель, развернув на 180°, например шестерню 5 устанавливают в крышку противоположной боковой стороной. Также обратной стороной закрепляют шестерню внешнего зацепления к ротору, после чего эксплуатируют двигатель до предельно допустимого износа зубьев передачи и/или зазора между уплотнением и поверхностью рабочей полости.

Пример 4

При проектировании двигателя рассчитывают геометрические параметры его рабочей полости трехвершинного профиля и длину двухвершинного ротор-вытеснителя, а так же делительные окружности шестерен, число и толщину зубьев их. Затем вычерчивают контур полости и шестерни внутреннего зацепления на бумажном носителе, а ротор с контуром шестерни внешнего зацепления с меньшей делительной окружностью на прозрачной пленке. Затем совмещают контуры имитаторов шестерен произвольно взятых двух-трех зубьев их, прокатывают контур шестерни 6 по контуру шестерни 5, контролируя при этом перемещение крайних точек радиальных уплотнений ротора на пленке относительно профиля трехвершинной рабочей полости, выполненной на бумаге. Если траектория перемещения этих крайних точек совпадет с профилем рабочей полости это доказывает, что расчет этих элементов выполнен правильно и обеспечивает выполнение заданных мощности двигателя и его экономичности. По этим проверенным данным изготавливаются рабочие чертежи деталей и узлов двигателя.

При несовпадении расчетных элементов с выполненными имитаторами вычисляют необходимые поправки в размерах, соответственно которым корректируют имитаторы шестерен, ротор-вытеснителя и повторяют контроль совпадения траектории движения ротора с профилем рабочей полости до их совпадения.

Бесспорным преимуществом заявляемого двигателя является возможность его работы в многотопливной компоновке, в том числе с увеличением цикличности способа работы, для чего достаточно переключить продувочный объем на наполнение его топливной смесью и/или топливом.

К преимуществам двигателей с треугольным профилем рабочей полости относится стабилизация взаимодействия радиального уплотнения с поверхностью полости. Обусловлена она меньшим отклонением пластин герметизации от перпендикуляра к рабочей поверхности и отсутствием выступов в рабочих камерах, неизбежных в эпитрохоидном профиле. Усугубляется взаимодействие их в зоне выступов отклонением пластин у известных двигателей на угол до 45°, а в заявляемом двигателе их отклонение не превышает 20° и в сочетании с плавностью поверхности не только исключается разгерметизация при увеличении амплитуды колебаний подпружиненных пластин в секторе углов 45°-90°, ведущего к перерасходу топлива с увеличением токсичных выбросов, но и увеличивается ресурс двигателя.

К обусловленным этим упрощению технологии и снижению удельной массы со снижением себестоимости, добавляется расширение диапазона применения двигателя в разных областях техники. Низкая удельная масса делает его весьма привлекательным для различных самолетов, чему способствует в немалой степени его многотопливность и способность выполнения компоновок двигателя, с мощностью от одного ватта до 30000 л/с и выше в варианте судовых двигателей.

Анализ приведенных далее тактико-технических характеристик двигателя РПД, аналога популярного двигателя Ванкеля и сравнение их с прикидочным расчетом характеристик двигателя “Дерус-04/05” убедительно подтверждает не только промышленную применимость заявленного двигателя, но и весьма значительную актуальность его для большинства отраслей промышленности, транспорта, сельского хозяйства и др. Известный РПД с рабочим объемом камер сгорания 720 см³ при степени сжатия = 8.3 на 6000 об/мин вала и 4000 об/мин ротора имеет N=40 л.с./час.

По предварительным расчетам РВ ДВС “Дерус-04/05” с теми же диаметром ротора и шириной рабочей полости d=180 см и объемом рабочих камер, составляющим 787,14 см на оборотах выходного вала n=6000 об/мин и с имеющейся возможностью вращения ротора с n=9000 об/мин при аналогичной степени сжатия (8.3) будет иметь Vo=(787,14+78,70)=865,84 см³; 720_40=18 см³; N=865,84:18˜50 л.с./час (для 6000 об/мин). 50 л.с./час Х1,5=75 л.с./час (для 9000 об/мин). В дизельном варианте (или многотопливном) со степенью сжатия =17 и более мощность может быть увеличена на 40%, т.е. N=75 л.с./час×(75×40)=75+30=105 л.с./час. Удельная масса в описанных вариантах будет равна 0,7=28-30 кг: 40 кг=0,75 или 30_50=0,6. Имеется возможность выхода на удельную массу 0,4 в последующих перспективных проектах.

Формула изобретения

1. Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус с трехвершинной рабочей полостью и тремя рабочими камерами, образующимися установленным в ней овальным двухвершинным ротором-вытеснителем на эксцентриковом валу с одной, по крайней мере, шестеренной передачей для планетарного перемещения ротора-вытеснителя с передаточным отношением 3:2, систему газообмена с дисковым золотником, имеющим пазовые газообменные отверстия, средства впуска рабочей смеси и выпуска отработавших газов, радиальные и торцовые уплотнения, отличающийся тем, что шестеренная передача расположена в крышке, выполненной с полостью для противовеса, соединенной со стенкой корпуса, в противоположной крышке с отверстием впуска рабочей смеси и выпуска отработанных газов и пазовым газообменным окном в дисковом золотнике, расположена система газообмена с каналами в стенке, шестеренная передача выполнена из шестерни внутреннего зацепления, соединенной с корпусом посредством крышки, шестерни внешнего зацепления, соединенной с ротором-вытеснителем жестко или съемно, камера сгорания расположена в середине левой грани, продувочное окно – в правой грани, а газообменное отверстие впуска рабочей смеси в нижней грани с возможностью перекрытия его золотником, при этом продувочное отверстие и отверстие выпуска продуктов сгорания сообщены с атмосферой, механизм преобразования работы расширения продуктов сгорания во вращение вала снабжен средством коррекции термического зазора радиального уплотнения ротора-вытеснителя с поверхностью рабочей полости и зазора зубьев передачи.

2. Роторный двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что упомянутое средство коррекции термического зазора зубьев выполнено из шестерни внешнего зацепления, снабженной фланцем для соединения ее с ответным фланцем ротора-вытеснителя с возможностью смещения их взаимного положения и фиксации.

3. Способ работы роторного двигателя внутреннего сгорания, включающий такты наполнения периодически создаваемых изолированных камер планетарным перемещением овального двухвершинного ротора-вытеснителя в рабочей полости изменяемого объема, предварительно подготовленной рабочей смесью, ее сжатия, воспламенения, сгорания и расширения продуктов сгорания с преобразованием работы расширения их во вращение вала, противоположное вращению ротора-вытеснителя с передаточным отношением 3:2 и выпуском продуктов сгорания в атмосферу с совмещением при этом тактов камеры с одной стороны с тактами камеры с другой стороны ротора-вытеснителя в трехтактном цикле с выполнением каждого цикла в секторах перемещения ротора-вытеснителя в сумме равных 180°, отличающийся тем, что на всей траектории перемещения ротора-вытеснителя, обеспечивают оптимальное отклонение пластин радиального уплотнения от перпендикулярного положения к поверхности рабочей полости, исключающее большие контактные напряжения в материале пластин и поверхности полости, при этом газодинамические такты в камерах между одной стороной ротора-вытеснителя гранями рабочей полости, совмещают с тактами, проходящими в камерах другой стороны ротора-вытеснителя с регулированием подачи топливной смеси окном золотника, а впуск продувочного воздуха и выпуск нагретого продувочного воздуха осуществляют посредством постоянно открытого продувочного окна в правой грани рабочей полости с взаимодействием с воздухом продувки другой стороны ротора-вытеснителя в каждом последующем цикле работы двигателя с повторением описанных совмещенных тактов в секторах перемещения ротора-вытеснителя 180-360°.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что обеспечивают отклонение пластин радиального уплотнения от перпендикулярного к поверхности рабочей полости положения на угол, не превышающий 15-20°.

РИСУНКИ