Роторно-пластинчатый двигатель



Роторно-пластинчатый двигатель
Роторно-пластинчатый двигатель
Роторно-пластинчатый двигатель
Роторно-пластинчатый двигатель
Роторно-пластинчатый двигатель
Роторно-пластинчатый двигатель
Роторно-пластинчатый двигатель
Роторно-пластинчатый двигатель

 


Владельцы патента RU 2630643:

Силин Николай Витальевич (RU)
Гончаров Евгений Николаевич (RU)

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при конструировании двигателей роторного типа. Роторно-пластинчатый двигатель содержит статор 1, внутренняя поверхность которого в сечении, перпендикулярном оси 3 вращения ротора 4, выполнена в виде замкнутой кривой, стенки которого параллельны оси вращения ротора 4. Ротор 4 выполнен со сквозным радиальным пазом 6, проходящим через центр вращения ротора 4. В пазу 6 установлена с возможностью возвратно-поступательного движения пластина 5, контактирующая своими концами, снабженными уплотнениями, с внутренней поверхностью статора 1. Полость статора 1 содержит свечу зажигания 7, впускное и выпускное окно 8 и 9. Очертания внутренней поверхности статора 1 заданы выражением в полярных координатах. Ось 3 ротора 4 совпадает с осью полости статора 1. Изобретение направлено на обеспечение работоспособности двигателя за счет обеспечения привязки оси вращения ротора 4 к продольной оси полости статора 1, позволяющей при поперечной подвижности пластины 5 беспрепятственно вращаться ротору 4 в пределах контура поперечного сечения полости статора 1 в постоянном контакте с ним. 5 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при конструировании двигателей роторного типа.

Известна конструкция асимметричного двигателя (см. RU №2005197, F01C 1/344, 1989). Двигатель содержит статор, в расточке которого эксцентрично установлен ротор с лопатками, статор выполнен с профилированным участком со стороны выпускного отверстия, который описан по кривой, образованной концом радиуса-вектора, равного по модулю радиусу исходного цилиндра с центром, смещаемым от оси расточки статора в сторону выпускного отверстия на расстояние, равное сумме эксцентриситета и величины, обратной уменьшению зазора между ротором и исходной цилиндрической поверхностью статора, перпендикулярно к линии, соединяющей оси ротора и расточки статора.

Известна роторно-пластинчатая машина (см. SU №1838633, F01C 1/344, 1991). Она содержит полый цилиндрический ротор с приводом и продольными радиальными пазами с противолежащими дугообразными вогнутыми поверхностями, эксцентрично размещенный в расточке корпуса. Во вкладышах установлены разделительные пластины с проушинами, охватывающими ось, совпадающую с осью расточки корпуса. Вкладыши размещены с возможностью поворота в радиальных пазах ротора и имеют каждый два дугообразных и два плоских контактных участка, расположенных на наружной поверхности каждого вкладыша со стороны паза ротора и со стороны пластины соответственно, с ними взаимодействующих. В одном из двух на каждую пластину вкладышей выполнен сквозной канал, соединяющий между собой полости дугообразными и плоскими контактными участками. Эти полости сообщены с полостью разрежения.

Известен пневматический ротационный двигатель (см. RU №2018695, F01C 1/344, 1991). Двигатель содержит ротор с радиальными пазами, который эксцентрично установлен в статоре с внутренней цилиндрической поверхностью и торцевыми крышками. Разделительные лопасти со скосами на торцевых поверхностях со стороны ротора размещены в пазах с образованием в статоре рабочих камер. На торцевых поверхностях крышек со стороны ротора выполнены конические выступы, продольные оси которых совпадают с продольной осью статора.

Недостатками описанного двигателя являются невысокая надежность и сложность конструкции.

Известен также роторно-пластинчатый двигатель, содержащий статор, внутренняя поверхность которого в сечении, перпендикулярном оси вращения ротора, выполнена в виде замкнутой кривой, стенки которого параллельны оси вращения ротора, выполненного со сквозным радиальным пазом, проходящим через центр вращения ротора, в котором установлена с возможностью возвратно-поступательного движения пластина, контактирующие своими концами, снабженными уплотнениями, с внутренней поверхностью статора, причем полость статора содержит свечу зажигания, впускное и выпускное окно (см. RU №2139992, F01C 1/344, 1998).

Недостатком описанного двигателя является его неработоспособность, поскольку при отсутствии задания местоположения оси вращения ротора и неопределенности сечения полости статора, которое задано как «эллипсоподобное», непонятно как сможет проворачиваться ротор.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в обеспечении работоспособности двигателя.

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в том, что обеспечена «привязка» оси вращения ротора к продольной оси полости статора, позволяющая при поперечной подвижности пластины беспрепятственно вращаться ротору в пределах контура поперечного сечения полости статора, в постоянном контакте с ним.

Для решения поставленной задачи роторно-пластинчатый двигатель, содержащий статор, внутренняя поверхность которого в сечении, перпендикулярном оси вращения ротора, выполнена в виде замкнутой кривой, стенки которого параллельны оси вращения ротора, выполненного со сквозным радиальным пазом, проходящим через центр вращения ротора, в котором установлена с возможностью возвратно-поступательного движения пластина, контактирующие своими концами, снабженными уплотнениями, с внутренней поверхностью статора, причем полость статора содержит свечу зажигания, впускное и выпускное окно, отличается тем, что очертания внутренней поверхности статора, заданы выражением в полярных координатах:

,

где R - радиальное расстояние в плоскости перпендикулярной оси вращения ротора от нее до точки на поверхности полости статора, м;

D - ширина пластины, м;

1≤N<∞ - ряд натуральных чисел, задающий значение вариантов очертания внутренней поверхности статора;

1≤n<∞ - ряд натуральных чисел, задающий значение множителя ϕ

hn = R/H - коэффициент смещения пластины;

Н - длина пластины, м;

ϕ - угол поворота пластины; град,

причем ось ротора проходит через точку R=0 и совпадает с осью полости статора.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 дан поперечный разрез двигателя; на фиг. 2 - форма пластин; на фиг. 3 - схема работы двигателя, на фиг. 4-5 варианты профиля статора, причем, на фиг. 4 вариант с наибольшим значением R по оси У, а на фиг. 5 с наименьшим значением R по оси У.

Роторно-пластинчатый двигатель содержит неподвижный статор 1, выполненный, как цилиндр, внутренняя поверхность 2 которого, в сечении, перпендикулярном оси 3 вращения ротора 4, выполнена в виде замкнутой кривой очертания внутренней поверхности статора, заданы выражением в полярных координатах:

где R - радиальное расстояние в плоскости перпендикулярной оси вращения ротора от нее до точки на поверхности полости статора, м;

D - ширина пластины, м;

1≤N<∞ - ряд натуральных чисел, задающий значение вариантов очертания внутренней поверхности статора;

1≤n<∞ - ряд натуральных чисел, задающий значение множителя ϕ

hn=R/H - коэффициент смещения пластины;

Н - длина пластины, м;

ϕ - угол поворота пластины; град.

При этом ось 3 вращения ротора 4 проходит через точку R=0 и совпадает с осью 5 полости 2 статора 1.

Ротор 4 снабжен пластиной 5, установленной в его радиальном пазу 6 (проходящем через ось 3 вращения ротора и являющейся его осью симметрии), с возможностью возвратно-поступательного перемещения. По периметру пластины 5, где она контактируют с поверхностью внутренней полости 2 статора 1, размещены уплотнения (на чертежах не показаны) выполненные известным образом. Таким образом, внутренняя поверхность статора 1 выполнена так, что пластина 5, при повороте на произвольный угол, разделяет полость 2 на две камеры неодинакового объема (кроме положения, когда пластина ориентирована в плоскости симметрии полости 2 статора 1), в одну из которых подается рабочая смесь, а из другой осуществляется сброс отработанных газов. Для этого двигатель содержит свечу зажигания 7, впускное 8 и выпускное 9 окна, которые могут быть выполнены, как на стенках статора, так и его торцах. При этом свеча зажигания 7, предпочтительно, размещена в плоскости симметрии полости 2 статора 1, впускное 8 и выпускное 9 окна размещены симметрично относительно упомянутой плоскости, они снабжены клапанами известной конструкции, обеспечивающими их срабатывание.

Давление рабочей смеси на пластину 5 в процессе наполнения горючим соответствующей камеры и при расширении газов в ней при воспламенении горючего заставляет ротор 4 поворачиваться, одновременно из второй камеры, происходит сброс отработанных газов. При вращении ротора 4 объем рабочей смеси в камере, заключенной между пластинами, поверхностью ротора и внутренней поверхностью полости 2 статора 1, изменяется от минимального в зоне до максимального.

Двигатель работает следующим образом.

В первой камере 10 впускное 8 окно переходит из закрытого положения в открытое. В результате происходит впрыск топлива и последующее его воспламенение свечой зажигания 7. Давление рабочей смеси на пластину 5 вызывает вращение ротора 4 (против часовой стрелки), т.к. площадь пластины с разных сторон вращения ротора неодинакова. После поворота на угол 180°, сжатые газы (продукты воспламенения и горения топлива) оказываются о второй камере 11, а в первой камере 10 оказывается объем разряженных газов (которых ушли через выпускное 9 окно), вытесненный туда при развороте пластины 5.

При этом во второй камере 11 под давлением газов открывается выпускное окно 9, а в первой камере 10 впускное 8 окно переходит из закрытого положения в открытое. В результате происходит впрыск топлива и последующее его воспламенение. Давление рабочей смеси на пластину 5 вызывает вращение ротора 4 (против часовой стрелки) т.к. площадь пластины с разных сторон вращения ротора неодинакова и противодавления газов во второй камере 11 нет ( отработанные газы выброшены из полости 2 статора 1).

Далее все повторяется.

Данный двигатель может быть изготовлен с применением известных технологий и материалов.

Роторно-пластинчатый двигатель, содержащий статор, внутренняя поверхность которого в сечении, перпендикулярном оси вращения ротора, выполнена в виде замкнутой кривой, стенки которого параллельны оси вращения ротора, выполненного со сквозным радиальным пазом, проходящим через центр вращения ротора, в котором установлена с возможностью возвратно-поступательного движения пластина, контактирующая своими концами, снабженными уплотнениями, с внутренней поверхностью статора, причем полость статора содержит свечу зажигания, впускное и выпускное окно, отличающийся тем, что очертания внутренней поверхности статора заданы выражением в полярных координатах:

где R - радиальное расстояние в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора, от нее до точки на поверхности полости статора, м;

D - ширина пластины, м;

1≤N<∞ - ряд натуральных чисел, задающий значение вариантов очертания внутренней поверхности статора;

1≤n<∞ - ряд натуральных чисел, задающий значение множителя ϕ;

hn=R/H - коэффициент смещения пластины;

Н - длина пластины, м;

ϕ - угол поворота пластины; град,

при этом ось ротора проходит через точку R=0 и совпадает с осью полости статора.



 

Похожие патенты:

Изобретение направлено на создание простой и эффективной конструкции роторного двигателя внутреннего сгорания. Указанный технический результат достигается тем, что тороидальный рабочий цилиндр разделяется на рабочие камеры парами элементов, каждая из которых состоит из лопасти (поршня) и шлюзовой камеры, а механизм движения шлюзовой камеры обеспечивает возможность беспрепятственного управляемого перемещения лопасти (поршня) и газовой смеси вдоль по цилиндру с сохранением сжатия и состава сжатой газовой смеси.

Изобретение относится к роторно-поршневому двигателю. Двигатель содержит по меньшей мере две рабочие камеры, образуемые корпусом (1), вращающимся в нем рабочим ротором (2) и по меньшей мере одним дополнительным ротором (3).

Группа изобретений относится к машиностроению, в частности к роторным машинам, а именно к насосам, гидромоторам и двигателям. Роторная машина по первому варианту содержит неподвижный корпус 1 с рабочей камерой, ротор 3 с выступом 8, установленный на оси 4 и имеющий лопасти 5 с выступами 7, установленные на дополнительной оси 6, расположенной эксцентрично относительно оси 4 ротора 3.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к роторным машинам, насосам, гидромоторам и двигателям. Роторно-лопастная машина содержит неподвижный корпус 1 с осью 4, соединенной с эксцентрично расположенной второй осью 6, канал подачи 10 и канал отвода 11 рабочей среды.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к роторным двигателям Стирлинга. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к производству двигателей малой мощности. Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус, ротор с выступами и кольцевые реборды.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания. Двигатель содержит корпус 1, крышки 2 и 3, вал 4, ротор 6, поворотные заслонки 7, 8 и 9, постоянно поджатые к ротору 6 пружинами 10 и 11.

Изобретение относится к двигателестроению. Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус, состоящий из двух секций 1 и 2 с полостями сжатия и расширения, перегородку 3, крышки 4 и 5, вал 6, роторы 8 и 9 в виде дисков, поворотные заслонки 11, 12, 13 и 14, систему подачи топлива, систему зажигания.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к роторно-лопастному двигателю внутреннего сгорания. Двигатель содержит статор 1 с впускными и выпускными окнами 2 и 3, отверстиями для свечей зажигания 12 и рабочими камерами 4 забора и сжатия топливовоздушной смеси, чередующимися с рабочими камерами 5 расширения и удаления продуктов горения, жестко закрепленный на валу цилиндрический ротор 16 с продольными пазами, в которых размещены лопатки.

Изобретение относится к роторным расширительным машинам. Машина содержит корпус 1 с камерой 4, имеющей внутреннюю замкнутую цилиндрическую поверхность 5, образующие которой параллельны оси камеры 4, и две торцевые поверхности 6, 7.

Группа изобретений относится к роторно-лопастному двигателю. Двигатель имеет две пары лопастей на двух полых валах, делящих камеру на четыре рабочих камеры переменного объема, каналы и окна газообмена, механизм связи лопастей, выполненный неподвижным соединением водил двух планетарных кривошипно-шатунных механизмов, установленных с торцов камеры, предкамеру, вынесенную за пределы камеры, форсунку, установленную в предкамере, канал, соединяющий предкамеру с рабочей камерой и разделенный перегородкой на участок впуска и выпуска. Двигатель имеет свечу накаливания с элементом накаливания. Предкамера выполнена теплоизолированной в виде дуги, огибающей перегородку. Запирающий элемент воздушного клапана выполнен наиболее удаленной от оси вращения лопасти рабочей поверхностью лопасти с возможностью перекрытия окон газообмена. Расстояние между окнами газообмена предкамеры выполнено с возможностью перекрытия этих окон. Группа изобретений направлена на увеличение ресурса, эффективности сгорания топлива, упрощение создания компрессии, снижение термической напряженности лопасти и обеспечение работы двигателя на топливе с низкой детонационной стойкостью. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 22 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к роторным машинам, насосам, гидромоторам и двигателям. Роторно-лопастная машина содержит неподвижный корпус 1 с осью 2, на которой вращается ротор 3, соединенной с эксцентрично расположенной дополнительной осью 4, вокруг которой подвижно расположены лопасти 5 с образованием изменяющегося межлопастного пространства. Внутри лопасти 5 расположена рабочая камера 6, разделенная на две внешнюю и внутреннюю секции 7 и 8 подвижным поршневым валом 9, выполненным цельным и расположенным на роторе 3. Внешняя секция 7 имеет внешний канал 14 и внешнее окно 13, расположенное в корпусе 1 и проходящее вдоль длины внешней секции 7. Изобретение направлено на улучшение эксплуатационных характеристик с уменьшением пневмогидравлических и механических потерь и повышение КПД устройства. 4 н. и 1 з.п. ф-лы, 16 ил.

Группа изобретений относится к области машиностроения, энергетики и транспорта и может быть использована в качестве привода, движителя или детандера. По первому варианту двухосевая машина содержит внешний и внутренний контуры 1 и 2 тел вращения и не менее чем один запорный элемент 3. Контур 2 расположен в контуре 1 с возможностью его вращения относительно контура 1 и между ними образована рабочая полость, в которой образованы вход 5 и выход 6. Элемент 3 установлен в контуре 2 с возможностью перемещения относительно него и контура 1. Оси контуров 1 и 2 расположены несоосно. Центры симметрии контуров 1 и 2 смещены относительно друг друга. Элемент 3 разделяет рабочую полость на зоны высокого и низкого давления и выполнен с возможностью перемещения рабочего тела от входа 5 к выходу 6 при вращении контура 2. Между поверхностью контура 2 и частью поверхности контура 1 образовано место 11 уплотнения, состоящее из спиральной поверхности и двух разнесенных на 180 градусов поверхностей, расположенных в контуре 1. Группа изобретений направлена на увеличение рабочего объема при одновременном уменьшении веса и размеров. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх