|
(21), (22) Заявка: 2006128313/06, 03.08.2006
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
03.08.2006
(43) Дата публикации заявки: 10.02.2008
(46) Опубликовано: 10.07.2009
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске:
US 6325603 В1, 04.12.2001. US 3799706 А, 26.03.1974. US 4023535 A, 17.05.1977. RU 2056511 C1, 20.03.1996. RU 2015372 C1, 30.06.1994.
Адрес для переписки:
606440, Нижегородская обл., г. Бор, 3-й пер. Чапаева, 2, В.П.Кротову
|
(72) Автор(ы):
Кротов Владимир Петрович (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Кротов Владимир Петрович (RU)
|
(54) РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ
(57) Реферат:
Изобретение относится к силовым установкам для автомобилей. Роторно-поршневой двигатель состоит из корпуса с внутренней поверхностью, закрытого с торцов крышками, ротора-поршня и механизма передачи вращения от ротора-поршня к валу двигателя. В вершинах ротора-поршня установлены уплотнители ротора-поршня. Внутри ротора-поршня расположен механизм центровки ротора-поршня, включающий роликовый подшипник вала. Ротор-поршень жестко связан с шестерней внутреннего зацепления (с внутренним зубом). Ротор-поршень закрыт с торцов пластинами. Механизм центровки ротора-поршня включает также наружную обойму внутри ротора-поршня и центрирующий ролик, расположенный между подшипником вала и наружной обоймой. Механизм передачи вращения от ротора-поршня к валу двигателя установлен внутри ротора-поршня и состоит из шестерен с косыми зубьями разного направления. Шестерня ротора-поршня при работе двигателя обкатывается по центрально расположенной шестерне вала двигателя. Внутренний диаметр наружной обоймы равен диаметру делительной окружности шестерни ротора-поршня. Камеры сгорания смещены в сторону вращения ротора-поршня. Техническим результатом является снижение радиального давления на вершины ротора-поршня и внутреннюю поверхность корпуса. 8 ил.
Изобретение предназначено в качестве силовой установки для автомобилей общего пользования “ВАЗ”, “ЗАЗ” и “Волга”.
Уровень техники
В качестве аналога известен роторно-поршневой двигатель, двухсекционный, мощностью 120 л.с., установленный на автомобиль ВАЗ-2109 специального назначения. Требования по расходу топлива и моторесурсу значительно ниже, чем у автомобилей общего назначения.
Профиль корпуса – “эпитрохоида”, математически не определен, ротор-поршень трехгранный, с острыми вершинами и одним радиальным уплотнителем в вершинах.
Камеры сгорания образуются между основаниями ротора и корпуса, узкие, расположены по центру верхней мертвой точки, очень велика поверхностная площадь, плохие условия сгорания, велика теплоотдача. Двигатель плохо заводится при минусовой температуре. В процессе рабочего хода полностью давление газа передается на вершины ротора. Двигатель склонен к вибрации. Конструктивно при данном профиле корпуса усовершенствовать невозможно (см. Учебник “Автомобильные и тракторные двигатели” под редакцией профессора И.М.Ленина, 1969 г. Глава “Роторно-поршневые двигатели”, в которой указано, что внутренняя поверхность корпуса выполнена по кривой, названной “эпитрохоида” и т.д.; Журнал “Иномарка”. Нижегородский выпуск. Июль-август 2004 г. Раздел “Роторный юбиляр”; Отечественные разработки Волжского автомобильного завода (ВАЗ); Автомобильная интернет-газета “Семь верст”. Designed by UsN 2002).
Примечание. Конкретные данные характеристик аналогов, а также и чертежи в стадии разработок заводами изготовителями не рекламируются.
Раскрытие изобретения.
Роторно-поршневой двигатель (кратко – РПД с трехгранным ротором-поршнем), состоящий из корпуса с внутренней поверхностью, закрытого с торцов крышками, ротора-поршня, в вершинах которого установлены уплотнители ротора-поршня, внутри которого расположен механизм центровки ротора-поршня, включающий роликовый подшипник вала, и механизма передачи вращения от ротора-поршня к валу двигателя, при этом ротор-поршень жестко связан с шестерней внутреннего зацепления (с внутренним зубом), отличается тем, что ротор-поршень закрыт с торцов пластинами, механизм центровки ротора-поршня включает также наружную обойму внутри ротора-поршня и центрирующий ролик, расположенный между подшипником вала и наружной обоймой, механизм передачи вращения от ротора-поршня к валу двигателя установлен внутри ротора-поршня и состоит из шестерен с косыми зубьями разного направления, шестерня ротора-поршня при работе двигателя обкатывается по центрально расположенной шестерне вала двигателя, внутренний диаметр наружной обоймы равен диаметру делительной окружности шестерни ротора-поршня, а камеры сгорания смещены в сторону вращения ротора-поршня.
Двигатель 4-тактный. За один оборот ротора-поршня происходит три рабочих хода. Корпус роторно-поршневого двигателя выполняет функцию цилиндров поршневого двигателя. Охлаждение жидкостное. В едином объеме заключено получение тепловой энергии и преобразование ее в механическую работу вала двигателя.
Устройство механизма двигателя поясняется фигурами, на которых изображены:
на фиг.1 – поперечный разрез двигателя,
на фиг.2 – продольный разрез двигателя,
на фиг.3, 4, 5, 6 – схема работы роторно-поршневого двигателя:
на фиг.3-положение I,
на фиг.4 – положение II,
на фиг.5 – положение III,
на фиг.6 – положение IV.
на фиг.7, 8 – схемы профилей корпуса:
фиг.7 – профиль автора – ЭПИХОРДА,
фиг.8 – профиль ЭПИТРОХОЙДА – ВАНКЕЛЬ.
Обозначение: х и у – оси координат. R – радиус боковой образующей.
Номера деталей повторяются на фиг. 3, 4, 5, 6.
Двигатель состоит из следующих деталей.
Корпус 1 с внутренней поверхностью. С торцов корпус закрыт крышками 2. Внутри корпуса расположен трехгранный ротор-поршень 3. Через внутреннюю поверхность ротора-поршня проходит вал 5 двигателя, подшипники 9 вала двигателя расположены в крышках 2 корпуса вала двигателя. С торцов ротор-поршень закрыт пластинами 4, в корпусе ротора-поршня расположен механизм центровки ротора-поршня 3 относительно вала 5 двигателя; состоящий из роликового подшипника 7 на валу 5 двигателя, центрующей втулки 10 в корпусе ротора-поршня 3 и центрующего вала 11.
В корпусе ротора-поршня установлен механизм передачи вращения от ротора-поршня 3 к валу 5 двигателя, состоящий из шестерен:
шестерня 8 ротора-поршня,
шестерня 6 вала двигателя.
Механизмы расположены внутри корпуса по торцам, механизмы планетарные. Форма ротора-поршня 3 трехгранная сферическая, в вершинах установлены двойные уплотнители 15 ротора (радиальные), уплотнители 14 ротора (торцевые) установлены в пластинах 4. Камеры сгорания 13, основной объем размещен в основаниях ротора-поршня 3 и смещен в сторону вращения ротора.
Механизм газораспределения отсутствует. Газораспределение осуществляется самими элементами двигателя: ротором-поршнем 3 и каналами для впуска элементов энергоносителя (воздух, топливо) и выпуска отработанных газов.
Каналы расположены в корпусе 1 двигателя. Смотри чертеж общего вида, обозначение: ВС – всасывание, ВХ – выхлоп.
Механизм центровки ротора-поршня снижает радиальное давление на вершины ротора-поршня и внутреннюю поверхность корпуса, обеспечивает синхронизацию положения ротора-поршня относительно корпуса и основных окружностей шестерен. Схема профиля корпуса (ЭПИТРОХОЙДА) не отвечает современным требованиям.
Работа роторно-поршневого двигателя для автомобилей.
Двигатель – 4-тактный, схема работы изображена на фиг.3, 4, 5, 6. Положение зафиксировано относительно одной точки вершин ротора и обозначено символами – А, Б, С.
Ротор-поршень 3 под давлением газа вращается относительно корпуса 1 двигателя, образуется четыре объема: между поверхностью корпуса 1 двигателя и поверхностью ротора-поршня 3. Объемы изменяются от минимума до максимума и в обратной последовательности в соответствии с циклами. За один полный оборот ротора-поршня 3 совершается три полных цикла.
Впуск рабочей смеси через канал – ВС.
Выпуск отработанных газов через канал – ВХ.
Поскольку в двигателе за один оборот совершается 12 отдельных циклов, то на фиг.3, 4, 5, 6 изображено положение ротора в экстремальных точках по осям двигателя.
Центрующий вал 11 находится в положении фиг.3, 4, 5, 6.
Свеча зажигания 12 расположена в корпусе 1 двигателя, в положении верхней мертвой точки – ВМТ.
Формула изобретения
Роторно-поршневой двигатель, состоящий из корпуса с внутренней поверхностью, закрытого с торцов крышками, ротора-поршня, в вершинах которого установлены уплотнители ротора-поршня, внутри которого расположен механизм центровки ротора-поршня, включающий роликовый подшипник вала, и механизма передачи вращения от ротора-поршня к валу двигателя, при этом ротор-поршень жестко связан с шестерней внутреннего зацепления (с внутренним зубом), отличающийся тем, что ротор-поршень закрыт с торцов пластинами, механизм центровки ротора-поршня включает также наружную обойму внутри ротора-поршня и центрирующий ролик, расположенный между подшипником вала и наружной обоймой, механизм передачи вращения от ротора-поршня к валу двигателя установлен внутри ротора-поршня и состоит из шестерен с косыми зубьями разного направления, шестерня ротора-поршня при работе двигателя обкатывается по центрально расположенной шестерне вала двигателя, внутренний диаметр наружной обоймы равен диаметру делительной окружности шестерни ротора-поршня, а камеры сгорания смещены в сторону вращения ротора-поршня.
РИСУНКИ
|
|