Сферический двухтактный двигатель внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания. Изобретение позволяет повысить удельные показатели, надежность двигателя и упростить его конструкцию. Двигатель внутреннего сгорания содержит корпус с внутренней сферической камерой и окнами системы газораспределения. В камере размещен диск, представляющий собой шаровой слой, центр которого совпадает с центром камеры, делящий ее на две не сообщающиеся между собой части, рабочую и нагнетающую, имеющий взаимно перпендикулярные пазы по обе стороны диска, оси которых лежат в плоскости диска и пересекаются в его центре, из-за этого один паз сплошной, а другой состоит из двух частей. Диск расположен между двумя роторами, оси вращения которых находятся под углом друг к другу и проходят через центр камеры. Роторы представляют собой части сферы определенной конфигурации с осями, у одного ось сплошная, а у другого состоит из двух частей, которые входят в пазы диска и позволяют ему поворачиваться на определенный угол. При вращении диска с роторами в каждой части камеры создаются по две полости переменного объема, в которых происходят циклы работы двигателя с периодом π. 2 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания.

Известен двигатель внутреннего сгорания, авторское свидетельство СССР N 1295017, кл. F 02 B 53/00, опубликован 07.03.87 г., бюл. N 9, содержащий корпус со сферической рабочей камерой, выходной вал с наклонной шейкой, ось которой проходит через центр сферической камеры и на которой установлен ползун, размещенный в пазу поршневого элемента, снабженного цилиндрическим пальцем, закрепленным в корпусе параллельно пазу ползуна и проходящим через центр сферической камеры, систему уплотнительных пластин поршневого элемента и узел уплотнений, контактирующий с поршневым элементом. Недостатки: недостаточно надежен.

Известен двигатель внутреннего сгорания, авторское свидетельство СССР N 1746009, F 02 B 57/00, опубликован 07.07.92 г., бюл. N 25, содержащий неподвижный корпус с внутренней сферической камерой и опорами для двух установленных в ней под углом один к другому роторов - ведущего со сферическими поршневыми элементами, выполненными в виде секторов, и ведомого с цилиндрами соответствующей формы для образования полостей переменного объема, систему газораспределения с окнами и каналами газообмена, систему топливоподачи и нагнетатель. Недостатки: низкие удельные показатели, достаточно сложен конструктивно.

В основу изобретения положена задача создания надежного, высокооборотистого двигателя внутреннего сгорания.

Поставленная задача решается следующим образом. В корпусе с внутренней сферической камерой и окнами системы газораспределения размещен диск, представляющий собой шаровой слой, центр которого совпадает с центром камеры, делящий ее на две не сообщающиеся между собой части, рабочую и нагнетающую, имеющий взаимно перпендикулярные пазы по обе стороны диска, оси которых лежат в плоскости диска и пересекаются в его центре, из-за этого один паз сплошной, а другой состоит из двух частей. Диск расположен между двумя роторами, оси вращения которых находятся под углом друг к другу и проходят через центр камеры. Роторы представляют собой части сферы определенной конфигурации с осями, у одного ось сплошная, а у другого состоит из двух частей, которые входят в пазы диска и позволяют ему поворачиваться на определенный угол. Рабочий ротор имеет сплошную ось и в нем, а также в диске с его стороны, сделаны конструктивные выемки для создания определенной степени сжатия. Роторы и диск имеют уплотнительные элементы. При вращении диска с роторами в каждой части камеры создаются по две полости переменного объема, в которых происходят циклы работы двигателя. Объем полостей определяется углом между осями роторов.

На фиг. 1 изображено крайнее положение нагнетающего ротора и диска с расположением окон системы газораспределения. Вращение ротора против часовой стрелки.

На фиг. 2 изображено крайнее положение рабочего ротора и диска с расположением окон системы газораспределения. Вращение ротора по часовой стрелке.

Корпус двигателя, уплотнительные элементы роторов и диска, выемки в рабочем роторе и диске, канал перепуска, соединяющий окна перепуска N 1 и 2, в целях упрощения рассмотрения принципа действия не показаны.

Рассмотрим работу нагнетающей, левой, части двигателя. На фиг. 1 показан такт, когда диск занимает крайнее положение к нагнетающему ротору, при этом с одной стороны ротора в верхней полости происходит всасывание смеси, с другой - в нижней полости ее вытеснение в канал перепуска и далее в рабочую часть камеры через окно перепуска N 1, которое в конце такта закрывается ротором. При дальнейшем повороте ротора открывается окно всасывания для нижней полости и окно N 1 перепуска для верхней. Окно всасывания для верхней полости закрывается с некоторым опозданием для продления поступления смеси в полость. На фиг. 2 - вид Б, показано положение, при котором в нижней полости происходит всасывание смеси, а в верхней - ее вытеснение в канал перепуска, которые закончатся, когда ротор и диск займут крайнее положение. Далее цикл повторится. Рассмотрим работу рабочей правой части двигателя. На фиг. 1 - вид А, показан такт расширения в нижней полости и такт сжатия в верхней, при этом смесь в рабочую камеру поступила из канала перепуска через окно перепуска N 2, окно выпуска закрыто диском. При дальнейшем вращении ротора окно перепуска N 2 закрывается ротором, происходит сжатие смеси. Когда ротор повернется на угол π/2, диск займет к нему крайнее положение, закончится такт сжатия, фиг. 2. Одновременно в другой полости происходит процесс расширения до момента открытия диском окна выпуска, после чего осуществляется выход отработанных газов. Когда ротор и диск займут крайнее положение, открывается окно перепуска N 2, осуществляется продувка полости до момента закрытия окна выпуска диском. Далее циклы работы повторяются с периодом π.

В рассмотренном двигателе окна системы газораспределения показаны ориентировочно, их окончательные размеры и месторасположение определятся при изготовлении двигателя.

Двигатель надежен, имеет эффективную систему газораспределения, хорошо балансируется.

Формула изобретения

Двигатель внутреннего сгорания, содержащий неподвижный корпус с внутренней сферической камерой и опорами для двух установленных в ней под углом один к другому роторов, оси вращения которых проходят через центр камеры, отличающийся тем, что корпус имеет окна системы газораспределения, в камере размещен диск, представляющий собой шаровой слой, центр которого совпадает с центром камеры, делящий ее на две не сообщающиеся между собой части, рабочую и нагнетающую, имеющий взаимно перпендикулярные пазы по обе стороны диска, с осями, лежащими в плоскости диска и пересекающимися в его центре, из-за этого один паз сплошной, а другой состоит из двух частей, диск расположен между двумя роторами, представляющими собой части сферы определенной конфигурации с осями, у одного ось сплошная, а у другого состоит из двух частей, которые входят в пазы диска и позволяют ему поворачиваться на определенный угол, при вращении диск с роторами перекрывают окна системы газораспределения и создают в каждой части камеры по две полости переменного объема, в которых происходят циклы работы двигателя с периодом π.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2