Патент на изобретение №2197624
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
(57) Реферат: Изобретение относится к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания с вращающимся блоком цилиндров. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит статор с неподвижными упорами для поршней, внутри которого концентрично расположен ротор в виде вращающегося блока цилиндров с поршнями. При этом цилиндры в роторе расположены перпендикулярно к радиусу ротора, а на статоре дополнительно расположены подвижные упоры для поршней. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Известны двигатели внутреннего сгорания с вращающимся ротором-поршнем, размещенным внутри цилиндра, например роторно-поршневой двигатель Ванкеля, выпускаемый серийно. В таком двигателе грани треугольного ротора скользят по эпитрохондальной поверхности цилиндра и отсекают переменные объемы камер в цилиндре. Такая конструкция позволяет осуществить 4-тактный цикл работы двигателя без применения коленчатого вала, отдельного маховика и специального механизма газораспределения. Но необычная геометрия цилиндра и ротора приводит к усложнению конструкции двигателя и создает трудности при конструировании эффективной системы уплотнений (см. книгу Н.С. Ханина, С.Б. Чистозвонова “Автомобильные роторно-поршневые двигатели”, 1964 г.). Известны двигатели внутреннего сгорания, у которых ротором является блок цилиндров с перемещающимися по ним поршнями, который вращается вокруг неподвижного статора, при этом цилиндры вращаются вокруг оси неподвижного вала, а поршни еще и вокруг оси кривошипного вала. Примером выполнения такого двигателя является ротативный двигатель “Гном”, который выпускался серийно и устанавливался на самолетах “Фарман” французского производства. Наряду с определенными достоинствами он имел и недостатки, такие как сложность конструкции из-за нетрадиционной компоновки двигателя (см. книгу П.Д. Дузь “История воздухоплавания в России”, 1986 г.). Известна конструкция роторного двигателя внутреннего сгорания (см. патент FR 581520 по кл. F 02 B 57/08 за 1924 год), который содержит статор и ротор в виде вращающегося блока цилиндров с перемещающимися по ним поршнями. Ротор концентрично расположен внутри статора, на котором для поршней имеются неподвижные упоры, форма которых и радиальное расположение цилиндров в роторе в виде звезды обеспечивают вращение ротора и перемещение поршней по цилиндрам без применения коленчатого вала и маховика. Конфигурация внутренней поверхности статора выполнена такой формы, которая совместно с усложненной конструкцией цилиндров выполняет функции привода к системам подачи воздуха и выпуска отработанных газов, расположенных в роторе. Расположение цилиндров в роторе в виде звезды является основным недостатком этого двигателя. Радиальное расположение цилиндров приводит к повышенному давлению на стенки цилиндров и к потере крутящего момента двигателя. Сила, развиваемая давлением газов на поршни и упоры статора, раскладывается на две неравные силы, при этом меньшая из этих сил, перпендикулярная к радиусу ротора, создает крутящий момент, а большая, перпендикулярная к поверхности упоров статора, теряется, так как действует на стенки цилиндра и на упоры статора, стараясь их раздвинуть. Изобретение направлено на улучшение конструкции и устранение недостатков двигателя внутреннего сгорания с вращающимся блоком цилиндров с поршнями. Это достигается изменением формы неподвижных упоров и расположением цилиндров в роторе не по радиусу ротора, а перпендикулярно к нему и к одной из поверхностей неподвижных упоров статора. Это существенно уменьшает давление на стенки цилиндров и приводит к увеличению крутящего момента двигателя, так как силы распределяются по-другому, а длина плеча, на которое действует давление газов, постоянна. Отличием предложенного двигателя является и то, что цилиндры ротора попарно сообщаются полостями между собой и в них располагаются поршни, один из которых является рабочим, а другой вспомогательным. Для поршней на статоре имеются неподвижные относительно статора упоры, а для вспомогательных поршней на статоре дополнительно установлены подвижные упоры, которые перемещаются независимо от неподвижных упоров. Изменение их положения относительно неподвижных упоров меняет начало движения вспомогательных поршней в сообщающихся цилиндрах навстречу рабочим поршням, что позволяет изменять степень сжатия в цилиндрах в зависимости от нагрузки на двигатель. Максимальная степень сжатия будет при одновременном начале движения рабочего и вспомогательного поршней навстречу друг другу. Изменение положения подвижных упоров происходит одновременно с изменением количества топлива, подаваемого в цилиндры для получения оптимального соотношения количества топлива и воздуха, что обеспечивает лучшую экономичность и экологичность по сравнению с другими двигателями. На приведенном чертеже изображен общий вид предложенного двигателя. Двигатель состоит из статора 1, ротора с сообщающимися цилиндрами 2, рабочих поршней 3, неподвижных упоров 4, подвижных упоров 5 и вспомогательных поршней 6. Рабочий процесс в предлагаемом двигателе не отличается от обычных двигателей. Двигатель работает следующим образом. При повороте ротора 2 вокруг своей оси наступает момент, когда поршни 3 и 6 будут во вдвинутом положении и в цилиндрах образуется камера сгорания, в которую подается топливо и начинается процесс его сгорания. Давление газов через рабочий поршень 3 будет давить на одну из поверхностей неподвижного упора 4 статора 1, что приведет к повороту ротора 2 на некоторый угол, так как вспомогательный поршень 6 будет неподвижным, его движению препятствует второй неподвижный упор 4. Одновременно с этим в других цилиндрах ротора 2 выполняются остальные рабочие процессы двигателя. Последовательное выполнение процесса сгорания в других цилиндрах приводит к постоянному вращению ротора 2. Другая поверхность неподвижных упоров 4 служит для перемещения вспомогательных поршней 6 внутрь цилиндров. Изменение положения подвижных упоров 5 относительно неподвижных упоров 4 смещает начало этого перемещения на более раннее. Формула изобретения
2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что цилиндры в роторе попарно сообщаются полостями между собой. РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 09.02.2006
Извещение опубликовано: 20.02.2007 БИ: 05/2007
|
||||||||||||||||||||||||||
