Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания

 

Использование: изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для создания новых конструкций роторно-поршневых двигателей внутреннего сгорания, компактных по форме и менее металлоемких. Сущность изобретения: предлагаемый роторно-поршневой двигатель состоит из цилиндрического статора 1 с профилированным торцовыми крышками 2, цилиндрического ротора 3 с пазами под разделители 5. На роторе 3 имеются впускные и выпускные клапаны. Внутри ротора 3 установлен поршень 8, который соединен с ротором 3 кинематической связью в виде пар шариков 9, установленных в гнездах ротора 3, и кулачкового привода 16, выполненного в виде волнистого кольца. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для создания новых конструкций роторно-порш- невых двигателей внутреннего сгорания.

Известны роторные машины и роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания с разделительно-контактирующими пластинами, например, роторная машина, у которой с целью повышения КПД путем ликвидации торцовых зазоров между крышкой и пластиной имеется дополнительная прямоугольная пластина и боковая дополнительная пластина в виде прямоугольного треугольника, а также в статоре установлен эксцентрично ему полый ротор, или например, объемный двигатель, в котором с целью уменьшения износа профилированной поверхности статора система поджима разделительно-контактирующих пластин снабжена центробежным регулятором.

Недостатком роторно-поршневых двигателей с разделительно-контактирующими пластинами является эксцентрично установленный ротор, неравномерный износ статора, снижение зоны устойчивых оборотов и ухудшение уплотнений рабочего объема в сравнении с поршневыми двигателями внутреннего сгорания.

Наиболее близким к изобретению является двигатель, в котором роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания содержит полый статор с торцовыми крышками, в котором установлен полый ротор с перепускными каналами, регулируемыми клапанами, и аксиально-поршневым компрессором, имеющим кулачковый привод и подвижные разделители. Недостатком прототипа является плохое уплотнение рабочего объема, значительные износы основных деталей двигателя и его габариты.

Цель изобретения повышение компактности и снижение металлоемкости двигателя.

Поставленная цель достигается за счет изменения конструкции ротора и статора, т.е. использование возвратно-поступательного движения поршня внутри полого ротора, двигающегося от воздействия кулачкового привода, выполненного в виде волнистого кольца с беговыми дорожками, жестко связанного с ротором и кинематически с поршнем компрессора, причем кинематическая связь их выполнена в виде пар шариков, установленных в гнездах ротора, количество которых равно числу одноименных вершин волн кольца, числу перепускных каналов и числу подвижных разделителей. Применение цилиндрического статора и ротора, выше изложенного привода поршня, ротора, в котором разделители (контактно-разделительные пластины), взаимодействуя с торцовыми крышками статора, движутся в роторе возвратно-поступательно, относительно оси двигателя, и при этом вращаются вместе с ротором, делает двигатель компактным и снижает металлоемкость.

Все выше изложенное подтверждает то, что заявляемый объект соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг.1 изображена конструкция предлагаемого роторно-поршневого двигателя; на фиг.2 изображена конструкция ротора в двух проекциях; на фиг.3 изображен кулачковый привод, выполненный в виде волнистого кольца с беговыми дорожками.

Предлагаемый роторно-поршневой двигатель состоит из цилиндрического статора 1 с профилированными торцовыми крышками 2 и ротора 3 с пазами 4 под разделители 5. На роторе 3 имеются впускные клапаны 6 и выпускные клапаны 7 для сжатого воздуха. Внутри ротора 3 установлен поршень 8, соединенный с ротором 3 кинематической связью в виде пар шариков, установленных в гнездах ротора 3. Зазоры в рабочем объеме и объеме сжатия 11 воздуха уменьшены за счет компрессионных пластин 12, колец 13 и части колец 14. Поршень 8 имеет ограничитель вращения 15. Для шариков 9 выполнена дорожка 10 на кулачковом приводе 16, выполненном в виде волнистого кольца, которое закреплено внутри ротора 3. В торцовых крышках 2 статора 1 имеются впускные каналы 17 и выпускные каналы 18. Следует отметить, охлаждение двигателя может быть жидкостное, воздушное и смешанное, а топливо-солярка, бензин или газ.

Предлагаемый роторно-поршневой двигатель работает следующим образом.

От вращения ротора 3 через кулачковый привод 16, дорожку 10 и шарики 9 задается возвратно-поступательное движение поршню 8. Движение поршня 8 вызывает изменение давления воздуха в соответствующих объемах сжатия 11 воздуха, на что реагируют впускные клапаны 6. При сжатии воздуха впускные клапаны 6 закрываются, а выпускные клапаны 7 открываются и сжатый воздух поступает в рабочий объем. Рабочий объем образован разделителями 5, профилированной торцовой крышкой 2 и боковой поверхностью ротора 3. Затем в рабочий объем поступает топливо, происходит воспламенение и сгорание топливной смеси. Сгораемое топливо воздействует на разделитель 5, а он вращает ротор 3. Двигатель устроен так, что с одной стороны разделителя 5 происходит выпуск отработанных газов из рабочего объема через выпускные каналы 18, а с другой впуск в рабочий объем сжатого воздуха через выпускные клапаны 7, эти процессы разделены между собой ротором 3.

Формула изобретения

РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий полый статор с торцевыми крышками, в котором установлен полый ротор с перепускными каналами, регулируемыми клапанами, и аксиальным поршневым компрессором, имеющим кулачковый привод, и подвижные разделители, отличающийся тем, что поршень компрессора установлен в цилиндрической полости ротора соосно с ним и статором с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения относительно ротора под воздействием кулачкового привода, выполненнего в виде волнистого кольца с беговыми дорожками, жестко связанного с ротором и кинематически с поршнем компрессора, кинематическая связь выполнена в виде шариков, установленных в гнездах ротора, количество которых равно числу одноименных вершин волн кольца, числу перепускных каналов и числу подвижных разделителей, а подвижные разделители установлены в роторе с возможностью их возвратно-поступательного перемещения параллельно оси ротора и постоянного контакта с внутренней профилированной поверхностью торцевых крышек ротора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3