Патент на изобретение №2386830

(54) РОТОРНЫЙ СЕКТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к машиностроению. Роторный секторный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус-статор с полостью цилиндрической формы. В корпусе-статоре на валу установлен диск ротора. Корпус-статор и диск ротора двигателя разбиты на основные и заполняющие секторы. Основные секторы состоят из заполняющих секторов. В основных секторах корпуса-статора выполнены элементы рабочих камер с впускными, выпускными с продувочными каналами и установлены свечи зажигания. На диске ротора в заполняющих секторах выполнены элементы рабочих камер, которые при вращении диска ротора в корпусе-статоре последовательно составляются в герметичные камеры-дозаторы с впускными каналами, в камеры сгорания со свечами зажигания и выпускными каналами. Открытие и закрытие впускных, выпускных и продувочных каналов производится диском ротора при вращении. В работе двигателя в основном секторе задействованы первичные камеры сгорания, образованные в заполняющих секторах двигателя, и вторичные камеры сгорания, составляемые из частей смежных заполняющих секторов. Дополнительные свечи зажигания установлены на корпусе-статоре как в первичных, так и во вторичных камерах сгорания. Общее количество участвующих всех камер сгорания в одном обороте вала двигателя равно произведению квадрата количества основных секторов, принятых на двигателе, на количество первичных камер сгорания в основном секторе и на количество участвующих в одном цикле (рабочий ход) первичных и вторичных камер сгорания в основном секторе. Техническим результатом является улучшение качества выброса в атмосферу отработавших газов. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к машиностроению, к двигателям внутреннего сгорания без использования коленчатого вала, в которых используется работа импульсов возгорания, расширения продуктов сгорания топлива, которые воспринимаются стенками камер сгорания на диске ротора вращения вала в полости корпуса-статора.

По способам смесеобразования различаются двигатель с внешним смесеобразованием жидкого топлива в трубопроводе с последующим впрыскиванием насосом и газосмесителем при подаче горючей рабочей смеси газообразного топлива и воздуха через смеситель, и двигатель со смешанным смесеобразованием при использовании в двигателях внутреннего сгорания новых фракций, которые ранее не использовались. Зажигание выполнено в виде электрических свечей. Известные двигатели внутреннего сгорания по способу передачи крутящего момента на вал двигателя разделяются на двигатели с коленчатым валом и без коленчатого вала.

Известны поршневые двигатели внутреннего сгорания, в которых работа расширения продуктов сгорания топлива воспринимается в цилиндре поршнем и возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение при помощи механизма, включающего коленчатый вал. Поршень в цилиндре в режиме максимальной мощности двигателя разгоняется в десятки тыс. раз в минуту и столько же раз останавливается. Удары переходов движения поршней принимает на себя кривошипный механизм, а через него передается блоку цилиндров, картеру – всей конструкции. На это тратится какая-то часть мощности двигателя. Возникает вибрация.

Это самый распространенный тип двигателя внутреннего сгорания в настоящее время.

Известны устройства двигателей внутреннего сгорания без использования коленчатого вала, в которых расширение продуктов сгорания воспринимается либо рабочими лопатками, либо камерами сгорания, закрепленными на дисках барабанах вращения вала.

Этот тип двигателя внутреннего сгорания устраняет недостатки двигателей внутреннего сгорания поршневого типа.

Конструкции двигателей внутреннего сгорания без использования коленчатого вала можно разделить на два типа. В первом – работа расширения продуктов сгорания воспринимается рабочими лопатками, закрепленными на дисках или барабанах вращения вала, у которых между краями лопостей и внутренними гранями полости корпуса-статора остается зазор между краями стенок камер сгорания и внутренней полостью проема, и – в корпусе-статоре зазор полностью перекрывается – камеры сгорания в двигателе герметичны.

К первым относятся турбинные, газотурбинные и турбовинтовые двигатели, в которых работа расширения продуктов сгорания топлива воспринимается рабочими лопатками, закрепленными в дисках или барабанах вращения вала. Камеры сгорания непрерывного действия постоянной формы (ПФ) и постоянного объема (ПО) установлены непосредственно и неподвижно на корпусе-статоре двигателя. Такие двигатели в основном применяются в авиационных силовых установках.

Известны двигатели внутреннего сгорания без использования коленчатого вала – роторные двигатели внутреннего сгорания, в которых используется работа импульса возгорания и расширения продуктов сгорания топлива, которые воспринимаются стенками герметичных камер сгорания на диске ротора вращения вала в полости корпуса-статора.

Роторный секторный двигатель внутреннего сгорания (РСДВС) (см. патенты РФ 2235895, опубл. 10.09.2004, 2301900, опубл. 27.06.2007) – аналог, содержит корпус-статор с полостью правильной цилиндрической формы, в которой на прямолинейном валу установлен диск ротора с элементами рабочих камер ПФ и ПО. На корпусе-статоре выполнены элементы рабочих камер с впускными, выпускными и продувочными каналами и установленными электрическими свечами зажигания. В процессе вращения элементы рабочих камер на диске ротора и на корпусе-статоре совмещаются и образуются камеры-дозаторы, в которые задается определенная последующая порция рабочей смеси, – камеры сгорания со свечами зажигания и с выпускными и продувочными каналами. В этих рабочих камерах происходят процессы двигателя внутреннего сгорания.

При внешнем смесеобразовании жидкое топливо впрыскивается под давлением, газовая рабочая смесь подается через газосмеситель, многокомпанентное топливо подается смешанным способом.

Открытие и закрытие впускных, выпускных и продувочных каналов осуществляется диском ротора при вращении.

Процессы в основных секторах двигателя протекают одновременно, чем обеспечивается многократное приложение активно действующих сил в нескольких точках по окружности правильной цилиндрической формы полости корпуса-статора на диск ротора, что обеспечивается многократным участием в работе одних и тех же камер сгорания при одном обороте вала двигателя.

Полный оборот вала двигателя осуществляется при срабатывании количества камер сгорания на двигателе «К», равного произведению квадрата количества основных секторов «n», принятых на двигателе на количество заполняющих секторов в основном секторе и на количество участвующих одновременно в цикле – рабочий ход – камер сгорания в основном секторе двигателя. Минимальное количество рабочих камер в основном секторе РСДВС «С» – три. Одна – на корпусе-статоре состоит из части, представленной камерой с впускным каналом – «а». Вторая – часть камеры сгорания с установленной свечей зажигания – «f₂», третья – часть камеры сгорания состоит из части камеры с выпускным каналом «V». Между ними в основном секторе на корпусе-статоре возможно установить дополнительные части рабочих камер: впереди заполняющего сектора со свечей зажигания – рабочую камеру «е» и после заполняющего сектора со свечей зажигания – «b». В зависимости от предназначения двигателя, от применяемого качества и состава рабочей смеси, объема и конфигурации камер сгорания, скорости вращения диска ротора и т.д. выбираются типы РСДВС. По разным причинам появляется необходимость в улучшении качества выхлопных газов.

И в описании и в формуле изобретения РСДВС в патентах РФ 2235895 и 2301900 отсутствует упоминание о возможности улучшения в экономическом смысле качества выброса в атмосферу отработавших газов и о возможности использования в качестве активных камер сгорания в двигателе вторичных камер сгорания.

Изобретением устраняются перечисленные недостатки. В основном секторе двигателя предусматривается установка дополнительных свечей зажигания для полноты «дожигания» рабочей смеси. Дополнительные свечи зажигания устанавливаются как в первичных, так и во вторичных камерах сгорания.

Вторичные камеры сгорания образуются в РСДВС в проеме корпуса-статора между смежными первичными камерами сгорания при вращении диска ротора.

Кроме этого возможна конструкция РСДВС с двумя заполняющими секторами в основном секторе двигателя – с впускным и выпускным каналами и образованной между ними вторичной камеры сгорания с установленной в ней электрической свечей зажигания. В таком случае наименьшее количество заполняющих секторов «С₁» в основном секторе равно двум.

Принимаем обозначения типов РСДВС по принципу, принятому в патенте РФ 2301900, стр.7, 17 строка. Обозначения приняты в зависимости от общего количества участвующих камер сгорания в двигателе при одном обороте вала. Используя этот принцип, назовем, например, тип РСДВС, в котором принято «n» количество основных секторов, с наименьшим «С» (трем) количеством заполняющих секторов в основном секторе, с установленной свечей зажигания во вторичной камере сгорания da₂, образованной из смежных частей – первичной рабочей камеры с впускным каналом «а» и первичной камерой сгорания с установленной в ней свечей зажигания «f₂»: тип РСДВС .

Таким образом, согласно изобретению роторный секторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус-статор с полостью цилиндрической формы, в котором на валу установлен диск ротора, корпус-статор и диск ротора двигателя разбиты на основные и заполняющие секторы, основные секторы состоят из заполняющих секторов, в основных секторах корпуса-статора выполнены элементы рабочих камер с впускными, выпускными с продувочными каналами и установлены свечи зажигания, на диске ротора в заполняющих секторах выполнены элементы рабочих камер, которые при вращении диска ротора в корпусе-статоре последовательно составляются в герметичные камеры-дозаторы с впускными каналами, в камеры сгорания со свечами зажигания и выпускными каналами, в рабочих камерах протекают процессы двигателя внутреннего сгорания, причем во всех основных и заполняющих секторах одновременно, при внешнем смесеобразовании жидкое топливо впрыскивается под давлением или газовая рабочая смесь подается через газосмеситель, открытие и закрытие впускных, выпускных и продувочных каналов производится диском ротора при вращении, отличается тем, что в работе двигателя в основном секторе задействованы первичные камеры сгорания, образованные в заполняющих секторах двигателя и вторичные камеры сгорания, составляемые из частей смежных заполняющих секторов с возможностью установки дополнительных свечей зажигания на корпусе-статоре как в первичных, так и во вторичных камерах сгорания, которые расположены в полости корпуса-статора и на диске ротора, обеспечивая многократное участие в работе одних и тех же камер сгорания при одном обороте вала двигателя и общее количество участвующих всех камер сгорания в одном обороте вала двигателя, равное произведению квадрата количества основных секторов, принятых на двигателе, на количество первичных камер сгорания в основном секторе и на количество участвующих в одном цикле (рабочий ход) первичных и вторичных камер сгорания в основном секторе.

Основной сектор двигателя может состоять из двух заполняющих секторов с рабочими камерами с впускным и выпускным с продувочным каналами и вторичной камеры сгорания со свечой зажигания, установленной между впускным и выпускным с продувочным каналами на корпусе-статоре.

На одном прямолинейном валу единого агрегата размещаются несколько таких двигателей.

Изобретение поясняется при помощи чертежей.

Фиг.1. Роторный секторный двигатель типа .

Фиг.2. Продольный разрез двигателя.

Фиг.3. Роторный секторный двигатель типа – поворот диска ротора на половину заполняющего сектора.

Фиг.4 РСДВС типа – поворот диска ротора на величину 1-го заполняющего сектора.

Фиг.5 РСДВС типа – поворот диска ротора на величину дополнительного заполняющего сектора.

Фиг.6 РСДВС типа – поворот диска ротора на величину 1-го основного сектора.

Фиг.7. Роторный секторный двигатель типа .

Фиг.8. Роторный секторный двигатель типа .

Фиг.9. Роторный секторный двигатель типа .

Роторный секторный двигатель внутреннего сгорания (фиг.1-9) содержит корпус-статор 1 с полостью цилиндрической формы 2, в которой на валу 3 установлен диск 4 ротора. Корпус-статор и диск ротора двигателя разбиты на основные 10 и заполняющие секторы (обозначения даны ниже).

Основные секторы 10 состоят из заполняющих секторов. В основных секторах корпуса-статора выполнены элементы рабочих камер с впускными 6, выпускными 7 с продувочными 8 каналами и установлены свечи зажигания 9. На диске ротора 4 в заполняющих секторах выполнены элементы рабочих камер, которые при вращении диска ротора в полости корпуса-статора последовательно составляются в герметичные камеры-дозаторы – 13 с впускными каналами 6, в камеры сгорания – 14 со свечами зажигания 9 и выпускными каналами 7-16. Из смежных заполняющих секторов составляются вторичные камеры сгорания «d», фиг.3 (обозначение вторичных камер приведено ниже). Как в первичных камерах сгорания, так и во вторичных камерах сгорания в полости корпуса-статора возможна установка дополнительных свечей зажигания 9.1.

Обозначения первичных рабочих камер соответствует обозначениям заполняющих секторов, в которых они расположены.

В образовавшихся рабочих камерах в двигателе протекают процессы двигателя внутреннего сгорания (в.с.), причем во всех основных 10 секторах одновременно, обеспечивается многократное участие в работе одних и тех же камер сгорания при одном обороте вала.

На диске ротора 4 по границам заполняющих секторов выполнены пазы 11 для установки в них уплотнительных пластин 12.

При внешнем смесеобразовании жидкое топливо впрыскивается под давлением или газовая рабочая смесь подается через газосмеситель (не показано). Открытие и закрытие впускных 6 и выпускных 7 с продувочными каналами 8 производится диском – ротором 4 при вращении.

Общее количество участвующих всех камер сгорания «К» при одном обороте вала двигателя равно произведению квадрата количества «n» основных секторов, принятых на двигателе, на количество первичных камер сгорания в основном секторе и на количество участвующих в одном цикле (рабочий ход) первичных и вторичных камер сгорания в основном секторе.

На фиг.1-9 обозначены элементы камер сгорания на диске ротора двигателя (в соответствии с обозначениями по патенту РФ 2301900, стр.9, строка 53): на диске ротора – 5.1.1. – первая цифра – название – рабочая камера; вторая цифра – 1 – первый основной сектор; следующая цифра – 1 – первый заполняющий сектор. Прочтем обозначение 5.1.1 – часть рабочей камеры первого основного сектора, первого заполняющего сектора и т.д.

Обозначения рабочих камер в основном секторе:

13 – первичная дозаторная камера, в которой имеется впускной канал, часть этой дозаторной камеры на корпусе-статоре обозначим – «а»;

14 – первичная камера сгорания, в которой установлена свеча зажигания, – часть этой камеры обозначим «f₂» на корпусе-статоре;

15 – дополнительная первичная камера сгорания, установленная в основном секторе после камеры сгорания с установленной в ней свечей зажигания. В дополнительной первичной камере сгорания установлена дополнительная свеча зажигания. Часть этой камеры сгорания на корпусе-статоре обозначим – «b₂»;

16 – первичная камера сгорания, которая имеет выпускной канал. Часть этой камеры сгорания на корпусе-статоре обозначим – «V»;

17 – вторичная рабочая камера, образованная из части первичной дозаторной камеры с впускным каналом и части камеры сгорания с установленной в ней свечей зажигания. Часть этой дозаторной камеры на корпусе-статоре обозначим – «da₁»;

18 – вторичная камера сгорания, образованная из части первичной камеры сгорания с установленной в ней свечей зажигания и из части дополнительной камеры сгорания, установленной после камеры сгорания со свечей зажигания, установленной в ней свечей зажигания. Часть этой камеры сгорания на корпусе-статоре обозначим – «df₁»;

19 – вторичная камера сгорания, образованная из части первичной дополнительной камеры сгорания со свечей зажигания и первичной камерой сгорания с выпускным каналом. Часть этой камеры сгорания на корпусе-статоре обозначим – «db₁»;

20 – вторичная камера сгорания, образованная из части первичной камеры сгорания с выпускным каналом и части первичной дозаторной камеры с впускным каналом следующего основного сектора, у которого отсутствует впускной канал. Часть этой вторичной камеры на корпусе-статоре обозначим – «dv₁»;

21 – вторичная камера сгорания, образованная из части первичной камеры сгорания со свечей зажигания и части первичной камеры сгорания с выпускным каналом. Во вторичной камере сгорания установлена свеча зажигания. Часть этой вторичной камеры на корпусе-статоре обозначим – «df₂»;

22 – вторичная камера сгорания, образованная из части первичной дозаторной камеры с впускным каналом и другая часть – из первичной камеры сгорания со свечей зажигания. Во вторичной камере сгорания установлена свеча зажигания. Часть этой камеры сгорания на корпусе-статоре обозначим – «da₂»;

23 – вторичная камера сгорания, образованная из части первичной дозаторной камеры с впускным каналом и части камеры сгорания с выпускным каналом. Во вторичной камере сгорания установлена свеча зажигания. Часть этой камеры сгорания на корпусе-статоре обозначим – «da₂»;

На фиг.3, 7, 8, 9 на графиках прослежено вращение первого основного сектора диска ротора по заполняющим секторам: 5.1.1 и т.д.

В описании изобретения выделено объединение двух частей рабочих камер: на корпусе-статоре и диске ротора. Например (5.1.1 – df₂) – 21.

На диске ротора часть камеры сгорания первого основного сектора, первого заполняющего сектора совместно с частью на корпусе-статоре со вторичной камерой сгорания «df₂» образуют вторичную камеру сгорания – 21.

Вариант 1. Роторный секторный двигатель типа . Роторный секторный двигатель, у которого 3 основных сектора, с тремя заполняющими секторами «с», с первичными рабочими камерами в основном секторе и дополнительный заполняющий сектор «b₂» с первичной камерой сгорания, установленный в основном секторе после первичной камеры сгорания со свечей зажигания, в которой установлена дополнительная свеча зажигания (фиг.1-6)

На корпусе-статоре 1 выполнены три впускных канала 6 для подачи рабочей смеси, установлены три свечи зажигания 9 в заполняющих секторах основного сектора и три дополнительные свечи зажигания 9.1 в дополнительных заполняющих секторах b₂, между заполняющим сектором со свечей зажигания 9 и заполняющим сектором с выпускным 7 и продувочным 8 каналами. На диске ротора выполнены 12 частей заполняющих секторов. Двигатель работает следующим образом. В положении диска 4 ротора, показанном на фиг.1, элемент рабочей камеры 5.1.1 совпал с элементом «а» первичной рабочей камеры на корпусе-статоре с впускным каналом 6. В первичную рабочую герметичную камеру (5.1.1-а)-13 продолжает поступать рабочая смесь (на чертеже стрелка в окно камеры). Стартер вращает вал двигателя, и дозаторная камера (5.1.1-а)-13 с очередной порцией рабочей смеси перемещается в положение, когда диск перекрывает впускной канал 6. Образуется новая – вторичная рабочая камера (5.1.1-da₁)-17, заполненная порцией рабочей смеси, вторичная камера показана на фиг.3 и на графике – параллельным отрезком оси абсцисс. Образовалась эта камера из двух частей соседних первичных рабочих камер заполняющих секторов и из части первичной рабочей камеры заполняющего сектора с впускным каналом «а» (канал перекрыт) и частью первичной камеры сгорания заполняющего сектора со свечей зажигания 9-(5.1.1-da₁)-17 – дозаторная камера. Еще доворот, и дозаторная камера – в районе свечи зажигания 9 корпуса-статора – (5.1.1-f₂)-14 (фиг.4). При противостоянии камеры сгорания 14 со свечей зажигания – на свечу зажигания 9 подается ток. Вспышка топлива – импульс вспышки и горячий поток газа под высоким давлением давит на переднюю стенку камеры сгорания. Рабочий ход. Диск ротора проворачивается и занимает положение, когда перекрыты свечи зажигания 9 и 9.1 – образовалась составленная из двух частей соседних первичных рабочих камер заполняющих секторов вторичная камера сгорания (5.1.1-df₁)-18. Поворачиваясь далее, диск ротора с частью камеры сгорания 5.1.1 в корпусе-статоре – в дополнительном заполняющем секторе с первичной камерой сгорания (5.1.1-b₂)-15, и устанавливается напротив свечи зажигания 9.1 (фиг.5). Подается ток – вспышка остатка несгоревшей части рабочей смеси – малый скачек давления в камере сгорания (5.1.1-b₂)-15 – происходит «выжигание» неотработавшей части рабочей смеси. Поворот ротора, и часть камеры сгорания 5.1.1 в позиции, когда перекрыта свеча зажигания 9.1 и выпускной и продувочный каналы. Часть камера 5.1.1 находится в дополнительной вторичной камере сгорания (5.1.1-db₁)-19, образованной из соседних двух первичных рабочих камер заполняющих секторов – с дополнительной свечей зажигания 9.1 и с выпускным 7 и продувочным 8 каналами.

Дальнейший поворот диска ротора, и диск открывает выпускной 7 и продувочный 8 каналы – конец рабочего хода (фиг.6). Отработавший газ (стрелка вверх) выбрасывается с продувом (двойная стрелка) сжатым воздухом в атмосферу. Давление в камере сгорания (5.1.1-V)-16 падает до атмосферного.

За заполняющим сектором на диске ротора 5.1.1 этот же путь последовательно проходят следующие 5.1.2÷5.1.4 заполняющие секторы и одновременно с заполняющим сектором 5.1.1.

За первым основным сектором этот же путь проходят 2-й и 3-й основные секторы, завершая один оборот вала двигателя.

Итого непосредственно в рабочем ходе в одном основном секторе двигателя участвовало 5 камер сгорания: камера сгорания со свечей зажигания 9-14, вторичная камера сгорания 18, камера сгорания 15 со свечей зажигания 9.1, вторичная камера сгорания 19 и камера сгорания с выпускным каналом 16.

Общее количество камер сгорания, участвовавших в одном полном обороте вала двигателя, составило:

; камер сгорания.

Вариант 2. Роторный секторный двигатель внутреннего сгорания типа (фиг.7), у которого три основных 10 сектора и в основном секторе три заполняющих сектора «с» с частью вторичной камеры сгорания 21, которая образуется при повороте диска ротора на 15°, с дополнительной свечей зажигания 9.1.

Часть вторичной камеры сгорания «df₂» на корпусе-статоре образована частью первичных камер сгорания заполняющего сектора со свечей зажигания 9 «f₂» и частью заполняющего сектора с выпускным и продувочным каналами «V».

В корпусе-статоре двигателя между свечей зажигания 9 и выпускным 7 и продувочным 8 каналами установлена дополнительная свеча зажигания 9.1.

В корпусе-статоре роторного секторного двигателя в основных секторах по частям заполнявших секторов с рабочими камерами выполнены три впускных 6 канала, установлены три свечи зажигания 9 – в первичных частях камер сгорания «f₂»-14 и во вторичных частях камер сгорания (df₂)-21 установлено три дополнительных свечи зажигания 9.1, три выпускных 7 и продувочных 8 каналов. На диске ротора выполнены 12 элементов заполняющих секторов с рабочими камерами.

В позиции 0° герметичная камера сгорания (5.1.1-а)-13 находится в корпусе-статоре в районе впускного канала 6. В камеру продолжает поступать через открытое окно впускного канала рабочая смесь. На примерном графике – изменения давления на переднюю стенку камеры сгорания при повороте диска ротора на один оборот – стрелка вниз и отрезок с пологим подъемом (под давлением). Продолжая поворот, диск ротора перекрывает окно впускного канала 6 на корпусе-статоре. Давление в камере с рабочей смесью не изменяется. Отрезок на графике горизонтальный (параллельно оси абсцисс). Образовалась дополнительно новая камера – вторичная камера (5.1.1-da₁)-17. Она заряжена новой порцией рабочей смеси.

Поворот диска ротора на половину величины заполняющего сектора, и первичная камера сгорания (5.1.1-f₂)-14 в противостоянии со свечей зажигания 9, подается ток на свечу зажигания 9. На примерном графике – стрелка (молния) – возгорание рабочей смеси и импульс вспышки и резкое увеличение давления на переднюю стенку первичной камеры сгорания (5.1.1-f₂)-14. На графике скачкообразное приложение действующих сил на переднюю стенку части камеры сгорания 5.1.1 – отрезок линии резко устремленный вверх – рабочий ход – поворот диска ротора и на графике – отрезок линии с малым уклоном. Действующие силы на переднюю стенку убывают – затраты энергии на вращение диска ротора. При дальнейшем повороте на половину величины заполняющего сектора, и диск ротора перекрывает свечу зажигания 9 и выпускной 7 с продувочным 8 каналами. Образовалась вторичная камера сгорания (5.1.1-df₂)-21. На корпусе-статоре между свечей зажигания 9 и выпускным каналом 7 установлена дополнительная свеча зажигания 9.1. На дополнительную свечу зажигания 9.1 подается ток, «дожигается» несгоревшая часть топлива во вторичной камере сгорания 21.

На графике малый скачок давления и продолжение рабочего хода с малым уклоном. Действующие силы на переднюю стенку части камеры сгорания 5.1.1 продолжают убывать – затрата энергии на вращение ротора. При дальнейшем повороте диска ротора – конец рабочего хода – открываются выпускной 7 и продувочный 8 каналы. Давление в первичной камере сгорания (5.1.1-V)-16 резко падает и отрезок на графике встречает ось абсцисс. В камере сгорания давление устанавливается равное атмосферному. В основном секторе РСДВС в разное время сработали две свечи зажигания. Одна – 9 в заполняющем секторе в камере сгорания со свечей зажигания (в общем темпе) и вторая (9.1) в промежутке – в «пол такта» – во вторичной камере сгорания (5.1.1-df₂)-16, «дожигается» не полностью сгоревшая рабочая смесь. Из графика работы видно, что за заполняющим сектором с первичной камерой сгорания 5.1.1 с отставанием на величину заполняющего сектора этот же путь проходят последовательно и одновременно части камеры сгорания 5.1.2 и 5.1.3. Т.о. первый сектор проходит последующие два других основных сектора (2 и 3), совершив полный оборот. Все те же операции в такой же последовательности (по графику) и одновременно с первым основным сектором проходят остальные два основных (2 и 3) сектора, завершая полный оборот диска ротора.

Общее количество камер сгорания, непосредственно участвующих в одном обороте вала двигателя:

камера сгорания (первичных и вторичных).

Вариант 3. Роторный секторный двигатель типа (фиг.8), у которого три основных сектора, в основном секторе три заполняющих сектора и участвует вторичная часть камеры сгорания на корпусе-статоре «da₂», с установленной дополнительной свечей зажигания 9 в корпусе-статоре между впускным каналом 6 и свечей зажигания 9.1 основного сектора. На корпусе-статоре выполнено три впускных, три выпускных и продувочных каналов и установлено шесть свечей зажигания. На диске ротора выполнено девять частей рабочих камер. В позиции 0° герметичная первичная рабочая камера (5.1.1-а)-13 находится в корпусе-статоре в районе впускного 6 канала, в дозаторную камеру продолжает поступать под давлением рабочая смесь. На примерном графике показана стрелка вниз и отрезок с пологим подъемом (под давлением).

Продолжая поворот, диск ротора перекрывает окно впуска 6. Камера сгорания (5.1.1-da₂)-22 – в районе вторичной части камеры сгорания «da₂», в которой установлена свеча зажигания 9. На свечу 9 (в промежутке, между общим темпом работы двигателя) подается ток.

На примерном графике – стрелка молния.

Импульс вспышки и возгорание рабочей смеси. Рабочий ход. На графике скачкообразное приложение активно действующих сил на переднюю стенку части камеры сгорания (5.1.1-da₂)-22 – отрезок линии резко устремляется вверх – рабочий ход, поворот диска ротора, и на графике – отрезок линии с малым уклоном. Действующие силы на переднюю стенку постепенно убывают – затраты энергии на вращение диска ротора. При дальнейшем повороте диска диск перекрывает свечу зажигания 9, и камера сгорания (5.1.1-f₂)-14 противостоит в районе свечи зажигания 9.1. На свечу зажигания 9.1 подается (в общем темпе) ток. На графике – стрелка – молния. Возгорание оставшейся части рабочей смеси. Отрезок линии направлен малым скачком вверх – продолжение рабочего хода. В первичной камере сгорания (5.1.1-f₂)-14 «выгорела» оставшаяся часть рабочей смеси. Часть камеры сгорания 5.1.1 на диске ротора вошла в район части вторичной камеры сгорания «df₁» на корпусе-статоре. На графике продолжение отрезка линии с уклоном вниз – действующие силы на переднюю стенку части камеры 5.1.1 на диске ротора постепенно убывают. Дальнейшее движение диска ротора – и диск открывает окна выпускного 7 и продувочного 8 каналов – конец рабочего хода. Давление на переднюю стенку первичной камеры сгорания (5.1.1-V)-16 резко падает. Отрезок линии пересекает ось абсцисс. На графике стрелка вверх и двойная вниз – выпуск с продувом отработавшего газа. Часть рабочей камеры 5.1.1 прошла один основной сектор. С частью камеры 5.1.1 одновременно последовательно, с отставанием на величину заполняющего сектора, этот путь проходят заполняющие секторы 5.1.2 и 5.1.3 диска ротора. За первым основным сектором на корпусе-статоре первый основной сектор диска ротора проходят два других (2-й и 3-й) основных сектора. За первым основным сектором одновременно этот же путь проходят два – 2-й и 3-й основные секторы диска ротора, осуществляя поворот вала двигателя. Общее количество камер сгорания (первичных и вторичных), участвующих в одном обороте вала двигателя, для этого типа РСДВС K³(3+da₂) равно 108 камерам сгорания.

Вариант 4. Роторный секторный двигатель типа ,

где «с₁» равно двум (фиг.9), двигатель, в котором четыре основных сектора и основной сектор корпуса-статора состоит из части заполняющего сектора с дозаторной герметичной камерой с впускным 6 каналом и заполняющего сектора с камерой сгорания с выпускным каналом 7, с продувочным каналом 8. Во вторичной камере сгорания «da₂», образованной из части первичной дозаторной камеры 13 и части камеры сгорания 16, установлена на корпусе-статоре свеча зажигания 9. На диске роторе выполнены части восьми рабочих камер.

Все условные знаки и обозначения общепринятые по описанию.

На корпусе-статоре 1 выполнены четыре впускных канала 6 для подачи рабочей смеси, установлены четыре свечи зажигания 9 и четыре выпускных канала 7 с четырьмя продувочными каналами 8. На диске 4 выполнены части элементов восьми рабочих камер 5, по границам элементов рабочих камер 5 выполнены пазы 11 для установки в них уплотнительных пластин 12.

Двигатель работает следующим образом. В положении диска ротора 4, показанном на фиг.9, части рабочих камер на диске ротора совпали с элементами рабочих камер на корпусе-статоре в основном секторе 10. В камеру-дозатор (5.1.1-а)-13, находящуюся в районе впускного канала 6, подается рабочая смесь под давлением. При повороте диска ротора 4 на величину перекрытия диском ротора впускного 6 и выпускного 7 с продувочным 8 каналами, дозаторная камера входит во вторичную камеру сгорания (5.1.1-da₂)-23, в которой установлена на корпусе-статоре свеча зажигания 9.

При противостоянии вторичной камеры (5.1.1-da₂)-23 со свечей зажигания 9 на свечу зажигания 9 подается ток. Рабочая смесь воспламеняется.

Действующие силы импульса вспышки смеси и горячего с высоким давлением газа толкают переднюю стенку камеры сгорания 23, и диск 4 ротора, получая вращательный момент, поворачивается. Рабочий ход. Открываются окна выпускного 7 и продувочного 8 каналов, и из камеры сгорания 16 выбрасывается отработавший газ (конец рабочего хода). Поворот – диск ротора с частью камеры сгорания 5.1.1 в районе вторичной камеры сгорания 20. Первый основной сектор пройден частью камеры сгорания 5.1.1. За ней этот же путь проходит заполняющий сектор диска ротора 5.1.2 с отставанием на величину заполняющего сектора. За первым основным сектором корпуса-статора первый основной сектор на диске ротора проходит три (2, 3, 4) следующих основных сектора. В такой же последовательности и одновременно с первым основным сектором этот же путь проходят следующие три основных сектора диска ротора (2÷4), завершая полный оборот диска ротора в полости корпуса-статора. Открытие и закрытие впускных 6, выпускных 7 и продувочных каналов 8 осуществляется самим диском 4 ротора при его вращении.

Общее количество участвующих камер сгорания при одном обороте вала двигателя составит: камеры сгорания

(где «с₁» равно двум).

На одном прямолинейном валу единого агрегата устанавливается несколько таких двигателей. Выбираются типы РСДВС, исходя из технических данных.

Возможны разные типы двигателей.

Например:

; ; ;

;

и др.

Формула изобретения

1. Роторный секторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус-статор с полостью цилиндрической формы, в котором на валу установлен диск ротора, корпус-статор и диск ротора двигателя разбиты на основные и заполняющие секторы, основные секторы состоят из заполняющих секторов, в основных секторах корпуса-статора выполнены элементы рабочих камер с впускными, выпускными с продувочными каналами и установлены свечи зажигания, на диске ротора в заполняющих секторах выполнены элементы рабочих камер, которые при вращении диска ротора в корпусе-статоре последовательно составляются в герметичные камеры-дозаторы с впускными каналами, в камеры сгорания со свечами зажигания и выпускными каналами, в рабочих камерах протекают процессы двигателя внутреннего сгорания, причем во всех основных и заполняющих секторах одновременно при внешнем смесеобразовании жидкое топливо впрыскивается под давлением или газовая рабочая смесь подается через газосмеситель, открытие и закрытие впускных, выпускных и продувочных каналов производится диском ротора при вращении, отличающийся тем, что в работе двигателя в основном секторе задействованы первичные камеры сгорания, образованные в заполняющих секторах двигателя, и вторичные камеры сгорания, составляемые из частей смежных заполняющих секторов с возможностью установки дополнительных свечей зажигания на корпусе-статоре как в первичных, так и во вторичных камерах сгорания, которые расположены в полости корпуса-статора и на диске ротора, обеспечивая многократное участие в работе одних и тех же камер сгорания при одном обороте вала двигателя и общее количество участвующих всех камер сгорания в одном обороте вала двигателя, равное произведению квадрата количества основных секторов, принятых на двигателе, на количество первичных камер сгорания в основном секторе и на количество участвующих в одном цикле (рабочий ход) первичных и вторичных камер сгорания в основном секторе.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что основной сектор двигателя может состоять из двух заполняющих секторов с рабочими камерами с впускным и выпускным с продувочным каналами и вторичной камеры сгорания со свечой зажигания, установленной между впускным и выпускным с продувочным каналами на корпусе-статоре.

3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что на одном прямолинейном валу единого агрегата размещаются несколько таких двигателей.

РИСУНКИ