Роторный двигатель внутреннего сгорания

Изобретение относится к области машиностроения и может применяться на транспорте и в энергетике. Роторный двигатель внутреннего сгорания состоит из смещенных по фазе компрессора и силовой машины, системы зажигания и системы газораспределения. Компрессор и силовая машина представляют собой конструкции из клапанов с вырезами и роторов с лопастями, синхронно вращающихся в камерах, имеющих зону, ограниченную левой и правой мертвыми точками. Система газораспределения состоит из передаточной камеры, канала сопровождения и полости. Один конец передаточной камеры касается выреза в клапане компрессора в момент прохождения лопастью ротора левой мертвой точки, а другой касается выреза клапана силовой машины в момент прохождения лопастью ее ротора через правую мертвую точку. Канал сопровождения начинается в вырезе клапана силовой машины и не доходит до него с другой стороны на величину мертвой зоны. Полость соединяет кратчайшим путем рабочую зону силовой машины с трассой канала сопровождения. Техническим результатом является изоляция сжимаемой смеси от горячих газов предыдущего цикла. 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может применяться на транспорте и в энергетике.

Известен роторный двигатель внутреннего сгорания (DE 3429867), состоящий из смещенных по фазе компрессора и силовой машины, представляющих собой конструкции из клапанов с вырезами и роторов с лопастями, синхронно вращающихся в камерах, имеющих мертвую зону, ограниченную левой и правой мертвыми точками, из системы зажигания и системы газораспределения.

Однако в этой конструкции механизм газораспределения обладает рядом недостатков, которые не позволяют надежно изолировать сжимаемую смесь очередного цикла от горячей смеси предыдущего.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи надежной изоляции сжимаемой смеси от горячих газов предыдущего цикла в течение необходимого времени.

Это придаст надежности в работе двигателя. Достигается это тем, что роторный двигатель внутреннего сгорания, состоящий из смещенных по фазе компрессора и силовой машины, представляющих собой конструкции из клапанов с вырезами и роторов с лопастями, синхронно вращающихся в камерах, имеющих мертвую зону, ограниченную левой и правой мертвыми точками; из системы зажигания и системы газораспределения, отличается тем, что система газораспределения состоит из передаточной камеры, один конец которой касается выреза в клапане компрессора в момент прохождения лопастью ротора через левую мертвую точку, а другой касается выреза клапана силовой машины в момент прохождения лопастью ее ротора через правую мертвую точку; из канала сопровождения, который начинается в вырезе клапана силовой машины и не доходит до него с другой стороны на величину мертвой зоны, и из полости, соединяющей кратчайшим путем рабочую зону силовой машины с трассой канала сопровождения.

На чертеже схематически показан вариант устройства предлагаемого роторного двигателя внутреннего сгорания.

Устройство двигателя.

В корпусе 1 расположены компрессор и силовая машина. Компрессор имеет клапан 2. Силовая машина - клапан 3. У клапана 2 есть вырез 4, у клапана 3 - вырез 5. Компрессор имеет ротор 6 с лопастью 7. У силовой машины имеется ротор 8 с лопастью 9.

Компрессор снабжен всасывающим каналом 10, а силовая машина выхлопным каналом 11. Между компрессором и силовой машиной расположена передаточная камера 12. Клапан 3 силовой машины имеет канал 13 сопровождения.

В корпусе двигателя выполнена полость 14. Элементы 12 и 14 неподвижны, а элементы 4, 5 и 13 движутся вместе с клапанами.

Комплект этих элементов составляет систему газораспределения.

Очень важна форма лопасти 7 компрессора.

Показанная на схеме форма позволяет получить минимально возможную полость между вырезом в клапане и лопастью.

Составляет она примерно 1/18 часть рабочей камеры. Любая другая форма даст большую величину.

На чертеже не показаны синхронизирующие механизмы. Пространство между корпусом 1, ротором 8 с лопастью 9 и клапаном 3 назовем рабочей зоной.

Работает конструкция следующим образом:

- при вращении ротора 6 по часовой стрелке за лопастью 7 создается разрежение, а перед нею сжатие газа. При этом через канал 10 засасывается воздух или смесь воздуха с топливом. Перед лопастью 7 давление будет расти до тех пор, пока первая точка выреза 4 не коснется левой мертвой точки А; начиная с этого момента, сжатый воздух начинает поступать в вырез, а через него в передаточную камеру 12. Выход из нее закрыт и весь воздух разместится в вырезе 4 и передаточной камере 12 в момент, показанный на чертеже. При этом если объем камеры 12 будет в 2 раза больше, чем объем полости в вырезе 4, то в камере 12 поместится 2/3 количества газа, а в вырезе останется 1/3 части.

При дальнейшем движении клапана 2 камера 12 отсечется от полости в вырезе 4, а полость в вырезе 4 соединится с полостью перед лопастью 7. При этом уже сжатый воздух смешается с вновь поступающим.

Так что в дело пойдет только 2/3 части сжатого воздуха. Можно эту долю увеличить, увеличив объем камеры 12, но тогда в ней упадет давление, что может привести к невозгоранию топлива.

В момент, когда камера 12 отсечется от полости в вырезе 4, произойдет ее соединение с полостью в вырезе 5 в силовой машине. В этой полости находятся раскаленные газы от предыдущего цикла. Кроме того, в этот момент открывается раскаленный элемент свечи постоянного накаливания. Это приведет к воспламенению смеси, поступающей под давлением из камеры 12. Давление, возникшее в результате горения топлива, будет давить на лопасть 9, и ротор 8 станет вращаться под действием этого давления. Энергия, которую выделяют газы при горении, в несколько раз больше той, которая была затрачена на сжатие воздуха в компрессоре. Избыточная энергия и является конечной целью работы теплового двигателя. Превращение тепловой энергии в механическую будет происходить до тех пор, пока лопасть 9 не достигнет левой мертвой точки А. Здесь давление по обе стороны лопасти выравнивается. Лопасть проходит мертвую зону с помощью энергии, накопленной на маховике. Когда лопасть придет в правую мертвую точку В - цикл повторяется. Канал 13 и полость 14 позволяют газам выходить из выреза 5 в рабочую зону.

Роторный двигатель внутреннего сгорания, состоящий из смещенных по фазе компрессора и силовой машины, представляющих собой конструкции из клапанов с вырезами и роторов с лопастями, синхронно вращающихся в камерах, имеющих зону, ограниченную левой и правой мертвыми точками; системы зажигания и системы газораспределения, отличающийся тем, что система газораспределения состоит из передаточной камеры, один конец которой касается выреза в клапане компрессора в момент прохождения лопастью ротора левой мертвой точки, а другой касается выреза клапана силовой машины в момент прохождения лопастью ее ротора через правую мертвую точку; из канала сопровождения, который начинается в вырезе клапана силовой машины и не доходит до него с другой стороны на величину мертвой зоны и из полости, соединяющей кратчайшим путем рабочую зону силовой машины с трассой канала сопровождения.