Роторный двигатель внутреннего сгорания

 

Изобретение м.б. использовано в автомобильном, тракторном и судовом двигателестроении. Цель изобретения - повышение эффективности работы двигателя. Для этого, он снабжен механизмом синхронизации движения поршней и двумя полыми коаксиальными валами 18 и 19. Внутренний полый вал 18 размещен коаксиально на,центральном валу 4, а наружный вал 19 - на 1 V внутреннем валу 18. Связанные между собой поршни 7 и 9 компрессорной и рабочей кольцеобразных камер 11 и 12 соотв. размещены на валу 18, а поршень 10 камеры 12 связан с валом 19, Перепускные каналы обеих камер расположены до .внутренней мертвой точки (BtiT) по ходу вращения ротора, впускной канал камеры 11 расположен за ВМТ, а выпускной канал камеры 12 - до ВМТ перед перепускным каналом. Все каналы выполнены с возможностью перекрытия их наружной поверхностью поршней 7,8,9,10. Меха лизм синхронизации выполнен в виде маховика 20, установленного эксцентрично относит, валов 4,18,19 и снабженного диаметральным пазом 21, и двух кривошипов 22 и 23, взаимодействующих с пазом и связанных с валами 19 и 18 соотв. 2 з.п. ф-лы. i 9 ил. /2/ § с/) с :& СО 9д 00 -г JJ -27 фаг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистичесних

-РЕСПУБЛИК (19) (11) 1 А1 (51)4 F 02 В 55/ООФ 55/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двтоесном свидетельств

:В»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ пРи Гкнт сссР (21) 3774304/25-06 (22) 23.07.84 (46) 07.01.89. Вюл. №- 1 (71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72).А.П.Гаврилов, Б.Н.Дерябичев, Н.И.Иванов и А.В.Фокин (53) 621.43(088.8) (56) Патент Франции ¹ 1589420, кл. F 02 В 53/00, 1970. (54) РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ (57) Изобретение м.б. использовано в автомобильном, тракторном и судовом двигателестроении. Цель изобретения — повышение эффективности работы двигателя. Для этого он снабжен механизмом синхронизации движения поршней и двумя полыми коаксиальными валами 18 и 19. Внутренний полый вал

18 размещен коаксиально на, центральном валу 4, а наружный вал 19 — на

О внутреннем валу 18. Связанные между собой поршни 7 и 9 компрессорной и рабочей кольцеобраэных камер 11 и

12 соотв. размещены на валу 18, а поршень 10 камеры 12 связан с валом 19. Перепускные каналы обеих камер расположены до внутренней мертвой точки (ВМТ) по ходу вращения ротора, впускной канал камеры 11 расположен эа ВМТ, а выпускной канал камеры 12 — до ВМТ перед перепускным каналом. Все каналы выполнены с возможностью перекрытия их наружной поверхностью поршней 7,8,9,10. Меха .+ яизм синхронизации выполнен в виде маховика 20, установленного эксцентрично относит. валов 4,18,19 и снабженного диаметральным пазом 21, и двух кривошипов 22 и 23, взаимодействующих с пазом и связанных с валами 19 и 18 соотв. 2 з.п. ф-лы.

9 ил.

1 l 449681

И зобретение относится к двигателе1троению, а именно к роторным двигаелям внутреннего сгорания, и может .быть использовано в автомобильном, тракторном и судовом двигателестроении.

Целью изобретения является повышение эффективности двигателя.

На фиг. 1 показан двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 — рабочий роцесс в рабочей кольцеобразной амере; на фиг. 3 — то же, при лово.в, оте маховика на 45 ; на фиг. 4— о, 1 о же, при повороте маховика на 90; 15 а фиг. 5 — то же, при повороте махо-! вика на 135; на фиг. 6 — рабочий проо цесс в компрессорной кольцеобразной амере; на фиг. 7 — то же, при пово роте маховика на 45; на фиг. 8 — 20 ,ro же, при повороте маховика на 90

: на фиг. 9 — то же, при повороте махо" вика на 135

Роторный двигатель внутреннего .сгорания содержит неподвижный кор- 25 пус 1 с двумя статорами 2 и 3, устаовленный в корпусе 1 центральный ,,вал 4, жестко закрепленные на валу 4 фоторы 5,6, и две пары поршней 7,8

1 ! и 9,10, размещенные парами 7,8 и 9, ; 10 в статорах 2 и 3 соответственно с образованием кольцеобразных компрессорной 11 и рабочей 12 камер, связанных между собой при помощи ресивера 13. Один иэ поршней 7 ком35 .прессорной камеры 11 жестко связан

,с одним из поршней S рабочей каме .ры 12, а другой поршень 8 компрессор,ной камеры 11 закреплен на централь:ном валу 4, В статоре 2 компрессор" 40 ной камеры 11 выполнены впускной 14 и перепускной 15 каналы, а в статоре 3 рабочей камеры 12 — перепускной

16 и выпускной 17 каналы.

На центральном валу 4 установлены два полых коаксиальных вала 18 и 19.

Причем внутренний полый вал 18 размещен коаксиально на центральном валу 4, а наружный вал 19 — на внут— реннем валу 18. Поршни 7 и 9 связаны между собой валом 18. Поршень 10 рабочей камеры 12 связан с наружным полым валом 19. Перепускные каналы 15 и 16 обеих камер расположены до внутренней мертвой точки по ходу вращения ротора, впускной канал 14 компрессорной камеры расположен за внутренней мертвой точкой, а выпускной канал 17 — до внутренней мертвой точки. Рсе каналы 14 — 17 выполнены с возможностью перекрытия их наружной поверхностью поршней 7 — 10.

Механизм синхронизации движения поршней выполнен в виде маховика 20, установленного эксцентрично относительно валов 4 18 и 19 и снабженного диаметральным пазом 21 и двух кривошипов 22 и 23, взаимодействующих с диаметральным пазом 21 маховика 20.

Кривошип 22 связан с наружным полым валом 19 и соответственно с поршнем 10. Кривошип 23 связан с внутренним полым валом 18 и соответственно с поршнями 7 и 9, центральный вал

4 связан с кривошипом 22 перемычкой 24. Кривошипы 22 и 23 для уменьшения контактных напряжений снабжены сухарями 25 и 26.

Изменением межосевого расстояния

Я можно менять объем камеры сгорания и тем самым уменьшать и и увеличивать массу единичного заряда, т.е. уменьшать или увеличивать мощность двигателя. Изменение межосевого расстояния осуществляют, например, BHHToBokt p0 27 (фиг. 1), которая смещает корпус блока кольцевых камер относительно картера маховика.

Роль ресивера выполняет противоточный теплообменник, позволяющий нагревать сжатый воздух. Ось маховика 20 параллельна оси коаксиальных валов 4,18 и 19 и смещена на величину, равную 0,4-0,95 величины эксцентриситета кривошипов 22 и 23. Двигатель снабжен устройством (например, винтовой парой), позволяющим изменять это смещение.

Нижний предел смещения определяется степенью полезно используемого объема. При межосевом расстоянии, меньшем 0,4 величины эксцентриситета кривошипа, полезно используемый объем кольцевой камеры становится менее

25, повышение межосевого расстояния выше 0,95 приводит к тому, что на поршень и камеру сгорания остается о сектор менее 15, что приводит к резкому уменьшению сечений впускного и выпускного окон.

В предлагаемом двигателе удается достигнуть высоких степеней расширения при сохранении традиционных для карбюраторных двигателей или несколько меньших степеней сжатия, что позволяет повысить тепловой КПД.

49681

1. Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий неподвижный корпус с двумя статорами, установленный в корпусе центральный вал, жестко закрепленные на валу роторы и две пары поршней, размещенные парами в соответствующих статорах с образованием кольцеобразных компрессорной и рабочей камер, связанных между собой при помощи ресивера, причем один из поршней компрессорной

3 14

Степень сжатия в таком двигателе определяется отношением рабочего (максимального) объема одного сектора компрессионной кольцевой камеры к объему камеры сгорания, а степень расширения определяется отношением рабочего (максимального) объема одного сектора рабочей кольцевой камеры к объему камеры сгорания.

Так как рабочие объемы секторов компрессорной и рабочей кольцевых камер можно выбирать независимо друг от друга, то имеется возможность увеличить степень расширения

| до 16-24 при сохранении степеней

; сжатия 5-9, что позволяет повысить тепловой КПД двигателя до 47-49Х против 32-337. теплового КПД обычных карбюраторных двигателей.

Кольцевая камера с двумя поршнями и механизмом синхронизации работает следующим образом (фиг.2-5).

Поршни А и В (фиг,2) разделяют объем кольца на два сектора ЛВ и ВА.

Секторы функционально соответствуют цилиндрам двигателя Отто. Фиг. 2 соответствует внутренней мертвой точке сектора ВА и наружной мертвой точке сектора АБ и соответствующее положение кривошипов 22 и 23.

В секторе BA расширение (рабочий ход или впуск), в секторе АВ выхлоп или сжатие (фиг. 3).

В

При повороте маховика на 90О (фиг. 4) работа двигателя характеризуется максимальной скоростью поршня В и минимальной скоростью поршня А. Скорость движения поршней пропорциональна расстоянию между кривошипом 22,23 и осью вращения маховика 20, которое максимально в этом случае для кривошипа 23 и минимально для кривошипа 22. о

На фиг.5 (поворот маховика на 135 ) показаны завершение расширения в секторе ВА и выхлоп в секторе АВ.

При повороте маховика на 180 поршни и кривошипы меняются местами, в секторе АВ внутренняя мертвая точка, а в секторе BA наружная мертвая точка.

Двигатель работает следующим образом.

В двух кольцевых камерах 11 и 12 (фиг.1) осуществляют четырехтактный цикл. В компрессорной камере 1l производят впуск и сжатие рабочей

40 смеси, в рабочей кольцевой камере 12— рабочий ход и выхлоп.

Схема работы компрессорной кольцевой камеры 11 представлена на фиг. 6-9.

Впускной канал 14 компрессорной камеры 11 открывается задним (по ходу движения) срезом поршня В, и топ-. ливовоздушная смесь засасывается через карбюратор в сектор ВА, а в секторе АВ происходит сжатие топливовоэдушной смеси.

В момент, соответствующий наружной мертвой точке сектора BA поршень A закрывает впускной канал 14, и начинается процесс сжатия топлпвовоздушной смеси. По достижении 4-6- кратного уменьшения объема сектора

ВА задний срез поршня Л открывает перепускной канал 15, и топливовоздушная смесь вытесняется в ресивер 13. о

В рабочей камере за 15-45 до внутренней мертвой точки задний срез поршня В открывает перепускной канал 16, и сжатая топливовоздушная смесь иэ ресивера 13 поступает в сектор рабочей кольцевой камеры 12, за 5-15 до внутренней мертвой точки передний срез поршня А закрывает перепускной канал 16. В секторах рабочей кольцевой камеры 12 топливовоздушная смесь дожимается íà 0 52 единицы степени сжатия. Во внутренней мертвой точке или несколько ранее (на 2-3 } производят подяигание топливовоздушной смеси, топливо сгорает, и газы производят полезную работу (рабочий ход), в это время в секторе ЛВ рабочей кольцевой камеры 12 осуществляют выхлоп.

Формула изобретения камеры жестко связан с одним из поршней рабочей камеры, а другой поршень компрессорной камеры закреплен на

1449681 центральном валу, в статоре компрессорной камеры выполнены впускные и перепускные каналы, а в статоре рабочей камеры — перепускные и выпускные каналы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, он снабжен механизмом синхронизации движения поршней и двумя полыми коаксиальными валами, причем внутренний

; полый вал размещен коаксиально на центральном валу, а наружный - на . внутреннем, связанные между собой поршни компрессорной и рабочей кольцеобразных камер размещены на внут1 реннем полом валу, а другой поршень рабочей камеры связан с наружным полым валом, перепускные каналы обеих камер расположены до внутренней мертвой точки по ходу вращения ротора, впускной канал компрессорной камеры расположен за внутренней мертвой точкой, а выпускной канал рабочей секции — до внутренней мертвой точки перед перепускным каналом, и все каналы выполнены с возможностью перекрытия их наружной поверхностью поршней.

2. Двигатель по п. 1, о т л и1р ч а ю шийся тем, что механизм синхронизации движения лопаток выполнен в виде маховика, установленного эксцентрично относительно валов и снабженного диаметральным пазом, и двух кривошипов, взаимодействующих с диаметральным пазом маховика и связанных с соответствующими валами.

3. Двигатель по пп. 1 и 2, о т— л и ч а ю шийся тем, что ресивер выполнен B виде теплообменника.

144968 l

1449681

Составитель С.Лндреева

Техред > М.дидык Корректор Э.Лончакова

Редактор О. Головач

Заказ б944/33 Тираж 505 Подписное

BHHHHH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4