Патент на изобретение №2211931

(54) РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к машиностроению, а именно к роторным двигателям. Техническим результатом является повышение надежности и долговечности двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит неподвижный корпус с цилиндрической рабочей камерой, в которой на выходном валу установлен ротор, взаимодействующий с поверхностью рабочей камеры и, по меньшей мере, один подпружиненный отсекатель, смонтированный на роторе с возможностью поступательного перемещения и взаимодействия с поверхностью рабочей камеры. Согласно изобретению двигатель снабжен опорно-уплотнительными кольцами, установленными с возможностью вращения в кольцевых проточках, выполненных на рабочей поверхности корпуса. При этом кольца снабжены упорами для взаимодействия с отсекателями. 8 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к роторным двигателям внутреннего сгорания (ДВС).

Известны роторные ДВС, содержащие неподвижный корпус с профилированной поверхностью рабочей камеры, цилиндрический ротор, установленный в последней на выходном валу с возможностью частичного взаимодействия с поверхностью рабочей камеры, подпружиненный отсекатель, смонтированный на роторе с возможностью постоянного взаимодействия с поверхностью рабочей камеры (например, пат. РФ 2044139, F 02 B 53/00).

Известны роторные ДВС, содержащие неподвижный корпус с цилиндрической рабочей камерой и установленный в ней на выходном валу ротор с профилированной рабочей поверхностью, частично взаимодействующий с рабочей поверхностью корпуса (например, пат. РФ 2015375, F 02 B 53/00).

Недостатком этих ДВС является сложность их изготовления, а также повышенный износ контактных рабочих поверхностей и, как следствие, недостаточная надежность и долговечность.

Наиболее близким к предлагаемому является роторный ДВС, содержащий неподвижный корпус с цилиндрической рабочей камерой, цилиндрический ротор, установленный в последней на выходном валу с возможностью частичного взаимодействия с поверхностью рабочей камеры, подпружиненный отсекатель, размещенный на роторе с возможностью взаимодействия с поверхностью рабочей камеры (заявка РФ 99125848 от 07.12.99, F 02 B 53/09).

Этот двигатель прост в изготовлении за счет технологичной конструкции как корпуса, так и ротора, однако и он недостаточно надежен и долговечен из-за преждевременного износа контактных поверхностей отсекателей и недостаточной надежности уплотнения рабочей камеры.

Задачей изобретения является повышение надежности и долговечности двигателя.

Технический результат достигается тем, что в роторном ДВС, содержащем неподвижный корпус с цилиндрической рабочей камерой, в которой на выходном валу установлен ротор, частично взаимодействующий с поверхностью последней, по меньшей мере один подпружиненный отсекатель, размещенный на роторе с возможностью поступательного перемещения и взаимодействия с поверхностью рабочей камеры, он снабжен опорно-уплотнительными кольцами, установленными с возможностью вращения в кольцевых проточках, выполненных на рабочей поверхности корпуса, при этом кольца снабжены упорами для взаимодействия с отсекателями, что, во-первых, исключает износ контактной поверхности отсекателей, поскольку они взаимодействуют с поверхностью рабочей камеры посредством этих колец, оставаясь неподвижными относительно последних, а во-вторых, повышает надежность уплотнения рабочей камеры, т.к. кольца являются опорными для отсекателей и одновременно уплотнительными для рабочей камеры.

Пример осуществления изобретения показан на чертеже, где на:
– фиг.1 дан первый вариант устройства, продольный разрез,
– фиг.2 – разрез А-А на фиг.1,
– фиг.3 – второй вариант устройства, продольный разрез,
– фиг.4 – разрез Б-Б на фиг.3,
– фиг.5 – третий вариант устройства, продольный разрез,
– фиг.6 – разрез В-В на фиг.5,
– фиг.7 – четвертый вариант, фрагмент,
– фиг.8 – разрез Г-Г на фиг.7.

Роторный ДВС (фиг.1, 2) содержит неподвижный корпус 1, внутри которого выполнена цилиндрическая рабочая камера 2, в которой на выходном валу 3 вращается цилиндрический ротор 4, причем ось “О” вращения вала 3 смещена относительно оси симметрии С-С камеры 2 для частичного взаимодействия ротора 4 с поверхностью камеры. В пазу 5 ротора установлен с возможностью поступательного перемещения по меньшей мере один отсекатель 6, подпружиненный посредством пружины 7. Для повышения эффективности двигателя он снабжен двумя диаметрально расположенными отсекателями (показано на чертеже).

На рабочей поверхности 8 корпуса 1 выполнены кольцевые проточки 9, в которых установлены с возможностью вращения два кольца 10, на которых диаметрально размещены выступы-упоры 11, взаимодействующие с отсекателями 6. Кольца 10 размещены в зоне герметизации камеры 2 и снабжены дополнительными уплотнительными элементами 12.

В теле корпуса 1 выполнены камера сгорания 13 и выхлопное окно 14.

ДВС работает следующим образом.

В камеру сгорания 13 от источников питания подают топливо и сжатый воздух. Топливно-воздушная смесь в камере 13 воспламеняется, и рабочее тело (продукты сгорания) поступает в рабочую камеру 2 и, расширяясь внутри нее, воздействует на отсекатель 6, приводя во вращение ротор 4 и соответственно вал 3. При этом отсекатель 6 воздействует на упор 11, приводя во вращение кольцо 10, причем контактная поверхность 15 отсекателя неподвижна относительно вращающегося кольца 10. После прохождения отсекателем выхлопного окна 14 происходит выпуск отработанного “рабочего тела”, а после прохождения им плоскости М-М начинается новый цикл работы ДВС.

В варианте фиг.1-2 при наличии двух диаметрально расположенных отсекателей 6 за период одного оборота ротора происходит два цикла, что увеличивает эффективность двигателя, однако отсекатели не постоянно взаимодействуют с упорами 11, поскольку ось вращения отсекателей не совпадает с осью вращения колец 10, один из отсекателей (попеременно) на некоторых участках отрывается от толкателя, т.е. перемещается относительно кольца 10, что не исключает износа контактных поверхностей.

Этот недостаток отсутствует в варианте фиг.3, 4, в котором кольцо 10 выполнено в виде двух колечек 16 и 17, установленных в проточке 9 корпуса 1 с возможностью вращения независимо друг от друга, при этом на каждом колечке 16 и 17 выполнено по одному упору 11, взаимодействующему с одним из отсекателей 6. Это обеспечивает постоянное взаимодействие отсекателя с соответствующим колечком.

Выполнение кольца 10 в виде двух колечек 16 и 17 несколько усложняет конструкцию. Та же задача решена в более простом варианте (фиг.5, 6), согласно которому на каждом из колец 10 варианта 1 (фиг.1, 2) выполнено по одному упору 11, взаимодействующему с одним из отсекателей 6.

На фиг. 7, 8 показан вариант устройства, в котором упор на кольце 10 выполнен в виде паза 18, с которым взаимодействует выступ 19, выполненный на отсекателе 6. В таком варианте исключена возможность проскальзывания отсекателя относительно кольца.

Предлагаемое изобретение может быть использовано в любой конструкции роторного ДВС, имеющего цилиндрическую рабочую камеру, например выполненного с профилированным ротором, ось вращения которого совпадает с осью симметрии рабочей камеры.

Формула изобретения

Роторный двигатель внутреннего сгорания, включающий неподвижный корпус с цилиндрической рабочей камерой, в которой на выходном валу установлен ротор, частично взаимодействующий с поверхностью рабочей камеры, по меньшей мере, один подпружиненный отсекатель, смонтированный на роторе с возможностью поступательного перемещения и взаимодействия с поверхностью рабочей камеры, отличающийся тем, что он снабжен опорно-уплотнительными кольцами, установленными с возможностью вращения в кольцевых проточках, выполненных на рабочей поверхности корпуса, при этом кольца снабжены упорами для взаимодействия с отсекателями.

РИСУНКИ