Роторно-поршневой двигатель

 

Роторно-поршневой двигатель содержит полый корпус, в котором на прямом рабочем валу установлен ротор, имеется несколько камер расширения с последовательно изменяющимися объемами. Каждая из камер расширения имеет собственный газоотводящий канал с площадями впускных окон, меняющимся по ходу вращения ротора. Клиновидные камеры сгорания, устройства сжатия и подачи топливной смеси системы зажигания, охлаждения и смазки. Камеры расширения размещены по периферии полого корпуса, выполнены с объемами и площадью впускных окон последовательно увеличивающейся в направлении вращения резстра. Газоотводящие каналы снабжены общим выхлопным коллектором, в каждом из которых установлен управляемый клапан , а оси камер расположены тангенциально . Полость корпуса и поверхность ротора выполнены сферическими и сопряженными между собой. Вокруг каждой рабочей камеры в роторе выполнены цилиндрические канавки , в которых установлены неразрезные кольца, рабочая поверхность которых сопряжена с поверхностью полости. 1 з.п. флы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (19) 0() (я)з F 02 С 5/00

ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4752749/06 (22) 25, 10.91 (46) 15.07.93, Бюл, 1ч) 26 (71) Украинский государственный институт автобусно-троллейбусного строительства (72) О.ИЯодолян

P3) О,И.Подолян (56) Патент Франции Q 1349295, кл. F 02 В, опублик. 1964, Патент Франции М 2130857, кл. F 02 8 53/00, опублик. 1972.

Патент США М 4064697, кл. F 02 В 3/ОО, опублик. 1977. (54), РОТОРНО.ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ (57) Роторно-поршневой двигатель содержит полый корпус, в котором на прямом рабочем валу установлен ротор; имеется несколько камер расширения с последовательно изменяющимися объемами. Каждая из камер расширеиия имеет собственный

Изобрет@ниа отн()сится к двигателям внутреннегО сгорания, в частности к роторHQ"ï()ðøHåâûì, и может быть использовано на транспортных и стационарных машинах.

Цель изобретеиия - снижение токсичности выхлопа двигателя и уменьшение удельного расхода топлива.

На фиг. 1 пр (ррднр схемка дригателя в сборе; на фиг, 3 = поперечный разрез корпуса деиГателя; на фиг, Э =: вид сварку на камеру арарцния в П()рщНа; иа фиг. 4 — разрез по кольцам и кольцевым канавкам.

Двигатель с()держит дву)(секционный корпус 1. рабочий вал 2, который соединен через муфту 3 с рабочим валом винтового газоотводящий канал с площадями впускных окон, меняющимся по ходу вращения ротора. Клиновидные камеры сгорания, устройства сжатия и подачи топливной смеси системы зажигания, охлаждения и смазки.

Камеры расширения размещены по периферии полого корпуса, выполнены с объемами и площадью впускных окон последовательно увеличивающейся в направлении вращения резстра. Газоотводящие каналы снабжены общим выхлопным коллектором, в каждом из которых установлен управляемый клапан, а оси камер расположены тангенциально. Полость корпуса и поверхность ротора выполнены сферическими и сопряженными между собой. Вокруг каждой рабочей камеры в роторе выполнены цилиндрические канавки, в которых установлены неразрезные кольца, рабочая поверхность которых сопряжена с поверхностью полости. 1 з.п. флы,4 ил. маслозаполненного компрессора 4, на.другом конце которого закреплен осевой вентилятор 5. На компрессоре 4 установлен воздушный фильтр 6, а корпус двигателя 1 установлен на маслобаке 7. Система охлаждения и смазки включает в себя радиатор 8 и масляный радиатор 9. На рабочем валу 2 установлен сферический роторный поршень

10, который имеет три клинавидных выемки, которые образуют с частью сферической полости корпуса 1 двигателя рабочую камеру

11, которая уплотнена малым неразрезным кольцом 12 и большим неразрезным кольцом 13, установленных в кольцевых канавках поршня 10. На периферии корпуса 1

1828508 двигателя установлены камеры расширения

14, которые имеют газоотводные каналы 15, парекрытыв управляющими клапанами 16.

Каждая последующая камера расширения

14 и ев впускное окно имеет больший объем и размер, чем предыдущая камера расширения 14 и ве впускное окно (при отсчете в направлении вращения поршня). В каждой секции корпуса 1 установлены свечи 17, (по двв свечи на каждую секцию), оси которых установлены под углом друг к другу (вторая свеча не показана). В каждой секции корпуса 1 выполнены отверстия для подачи сжатого воздуха 18, в которых установлены трубки 19 для подачи легкого жидкого топлива. Кроме того, в каждой секции корпуса

1 выполнены отверстия для подачи сжатого горючего газа (на фиг. не показаны). Отверстия 18 для подачи сжатого воздуха и отверстия для подачи сжатого горючего газа размещены под углом друг к другу. Для выпуска отработавших газов в каждой секции корпуса 1 выполнен выпускной коллектор

20 и выпускной трубопровод 21. Гарантированный контакт неразрезных колец 12 и 13 со сферической полостью корпуса 1 осуществлен при помощи кольцевых гофрированных пружин (эспандеров) 22 и 23, уложенных в дно кольцевых канавок поршня 10.

Двигатель в сборе работает следующим образом. После запуска рабочий вал 2 через муфту.3 передает крутящий момент. валу винтового маслозаполненного компрессора

4, который своими роторами сжимает.воздух, поступающий через воздушный фильтр

6 и нагнетает сжатый воздух в маслобак 7, в котором сжатый воздух отделяется от масла и подается в каналы сжатого воздуха 18. . Сжатый воздух распыливает легкое жидкое топливо, выходящее из трубки 19, и подает горючую смесь в рабочую камеру 11, Зажигание горючей смеси производится свечами

17. Фронт пламени поджигает всю рабочую . смесь при постоянном объеме. рабочей камеры 11. При перемещении поршня рабочая камера 11 последовательно проходит камеры расширения 14, в которых происходит расширение продуктов сгорания. Т.к. оси камер расширения 14 нормальны. основанию клиновидной выемки поршня 10, суммарное давление рабочего тела на основание клиновидной выемки поршня 10 создает тангенциальное усилие и позволяет получить на рабочем вале 2 крутящий момент. Гаэораспределительный механизм обеспечивает герметичность каждой камеры расширения 14 при помощи клапана l5

s то время, когда рабочая камера 11 соединена с камерой расширения 14, Выпуск продуктов сгорания осуществляется через выхлопной коллектор 20 и выхлопную трубу 21.

Давление в рабочей камере 11 не падает до атмосферного из-за того, что сжатый воздух

5 поступает в. рабочую камеру 11 и продувает остатки отработавших газов. До тек пор, пока рабочая камера 11 сообщается с выпускной трубой 21, топливо не поступает в рабочую камеру 11, что обеспечивается ме"0 ханизмом газораспределения, В случае применения сжатого горючего газа, который подается в объеме 1:9, в рабочей камере

11 возможно установить давление в 1,7

МПа, что является оптимальным для зажига15 ния и бездетонационного сгорания газовоздушной смеси. B случае применения тяжелого жидкого топлива впрыск топлива осуществляется через форсунки, установленные на место свечей 16. Смазка внутрен20 ней поверхности корпуса двигателя 1 осуществляется постоянной подачей сжатого воздуха в канал 18, т.к. в сжатом воздухе имеются аэрозоли масла, не задерживаемые второй ступенью сепарации маслобака

При вращательном перемещении роторного поршня 10 все три рабочие камеры

11 полностью изолированы друг от друга неразрезными кольцами 12 и 13 и в каждой

30 из трех рабочих камер 11 выполняются все такты отдельного цилиндра поршневого двигателя, кроме такта сжатия, и в них осуществляется три основных рабочих цикла: впуск, рабочий ход и выпуск.

35 Эффективность предлагаемого роторно-поршневого двигателя заключается в следующем: — удельный расход топлива снижен в

1.2-1,25 раза за счет улучшения уплотнения

40 рабочей камеры путем применения нераз- . резных колец, а также действию продуктов сгорания на большом радиусе, чем это имеет место в двигателях Ванкеля или поршневых двигателях;

45 —. максимально эффективный к.п.д обеспечивается при работе на сжатом горючем топливе, когда устанавливается давление газовоздушной смеси в 1,7-2,2 Mila npu давлении нагнетания 0,9 МПа одноступен50 чатого маслозаполненного компрессора; —.снижена токсичность отработанных газов в 1,3-1,5 раз по сравнению с поршневыми двигателями и двигателями Ванквля в связи с меньшим расходом топлива, а также

55 турбулизации и, как результат, доокислвния продуктов сгорания

Формула изобретения

1. Роторно-поршневой двигатель, содержащий полый корпус, в котором на прямом рабочем валу установлен ротор, 1828508 несколько камер расширения с последовательно изменяющимися объемами, причем каждая камера расширения имеет собственный газоотводящий канал, с площадями впускных окон, меняющихся по ходу враще- 5 ния ротора, клиновидные камеры сгорания, устройства сжатия и подачи топливной смеси, системы зажигания, охлаждения и смазки, отличающийся тем, что, с целью снижения токсичности и уменьшения удель- 10 ного расхода топлива, камеры расширения размещены на периферии полого корпуса, выполнены с объемами и площадью впускных окон, последовательно увеличивающимися в направлении вращения ротора, газоотводящие каналы снабжены общим выхлопным коллектором, в каждом из которых установлен управляемый клапан, а оси камер расположены тангенциально.

2. Двигатель по и. 1, отл и чаю щийс я тем, что рабочие поверхности полости корпуса и ротора выполнены сопряженными и сферическими, а вокруг каждой рабочей камеры в роторе выполнены цилиндрические канавки, в которых установлены неразрезные кольца, рабочая поверхность которых сопряжена с поверхностью полости.

1828508

1828508

Составитель О.Подолян

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, уа.Гагарина, iбг

Заказ 2368 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб„4/5