Роторный двигатель внутреннего сгорания

(51)4 Г БРЕТЕНИЯТВУ вал ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОН Д Т 0 РСН 01 У :ИДТЛ(54) РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГОСГОРАНИЯ(57) Изобретение м.б. использованов автомобильном, тракторном и судовом двигателестроении, Цель изобретения - повышение эффективности работы двигателя. Для этого. он снабженмеханизмом синхронизации движенияпоршней и двумя полыми коаксиальнымиами 18 и 19. Внутренний полый вал18 размещен коаксиально на, центральном валу 4, а наружный вал 19 - на0 внутреннем валу 18. Связанные междусобой поршни 7 и 9 компрессорнойи рабочей кольцеобраэных камер 11 и12 соотв. размещены на валу 18, апоршень 10 камеры 12 связан с валом 9. Перепускные каналы обеих камер расположены до .внутренней мертвой точки (БИТ) по ходу вращенияротора, впускной канал камеры 11 расположен эа ВИТ, а выпускной каналкамеры 12 - до ВМТ перед перепускнымканалом. Все каналы выполнены с возможностью перекрытия их наружной поверхностью поршней 7,8,9,10, Иехачяизм синхронизации выполнен в видемаховика 20, установленного эксцентрично относит. валов 4,18,19 и снабженного диаметральным пазом 21, идвух кривошипов 22 и 23, взаимодействующих с пазом и связанных с валами 19 и 18 соотв. 2 з.п, ф-лы.9 ил,1И зобретение относится к двигателе 1 троению, а именно к роторным двигаелям внутреннего сгорания, и может,быть использовано в автомобильном,тракторном и судовом двигателестроении.Целью изобретения является повышение эффективности двигателя.На фиг. 1 показан двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 - рабочийроцесс в рабочей кольцеобразнойамере; на фиг, 3 - то же, при пово.о,оте маховика на 45 ; на фиг. 4 -оо же, при повороте маховика на 90 ; 15а фиг, 5 - то же, при повороте маховика на 135 ; на фиг. 6 - рабочий прооцесс в компрессорной кольцеобразнойамере; на фиг. 7 - то же, при повороте маховика на 45 ; на фиг. 8 - 201 о же, при повороте маховика на 90,на фиг, 9 - то же, при повороте махо"вика на 135Роторный двигатель внутреннегосгорания содержит неподвижный корпус 1 с двумя статорами 2 и 3, устаовленный в корпусе 1 центральныйвал 4, жестко закрепленные на валу 4оторы 5,6, и две пары поршней 7,8и 9,10, размещенные парами 7,8 и 9, 30;10 в статорах 2 и 3 соответственнос образованием кольцеобразных компрессорной 11 и рабочей 12 камер,связанных между собой при помощи ресивера 13. Один иэ поршней 7 ком 35прессорной камеры 11 жестко связан,с одним из поршней 8 рабочей камеры 12, а другой поршень 8 компрессорной камеры 11 закреплен на центральном валу 4, В статоре 2 компрессор" 40ной камеры 11 выполнены впускной 14и перепускной 15 каналы, а в статоре 3 рабочей камеры 12 - перепускной16 и выпускной 17 каналы,На центральном валу 4 установленыдва полых коаксиальных вала 18 и 19.Причем внутренний полый вал 18 размещен коаксиально на центральномвалу 4, а наружный вал 19 - на внутреннем валу 18, Поршни 7 и 9 связанымежду собой валом 18, Поршень 10 рабочей камеры 12 связан с наружнымполым валом 19. Перепускные каналы 15и 16 обеих камер расположены довнутренней мертвой точки по ходу вращения ротора, впускной канал 14 компрессорной камеры расположен за внутренней мертвой точкой, а выпускнойканал 17 - до внутренней мертвой точки. Все каналы 14 - 17 выполненыс возможностью перекрытия их наружной поверхностью поршней 7 - 10.Механизм синхронизации движенияпоршней выполнен в виде маховика 20,установленного эксцентрично относительно валов 4,18 и 19 и снабженногодиаметральным пазом 21 и двух кривошипов 22 и 23, взаимодействующих сдиаметральным пазом 21 маховика 20.Кривошип 22 связан с наружным полым валом 19 и соответственно с поршнем 10, Кривошип 23 связан с внутренним полым валом 18 и соответственно с поршнями 7 и 9, центральный вал4 связан с кривошипом 22 перемычкой 24, Кривошипы 22 и 23 для уменьшения контактных напряжений снабжены сухарями 25 и 26,Изменением межосевого расстоянияЯ можно менять объем камеры сгорания и тем самым уменьшать или увеличивать массу единичного заряда,т.е, уменьшать или увеличивать мощность двигателя, Изменение межосевогорасстояния осуществляют, например,винтовой парой 27 (фиг, 1), котораясмещает корпус блока кольцевых камеротносительно картера маховика.Роль ресивера выполняет противоточный теплообменник, позволяющийнагревать сжатый воздух. Ось маховика 20 параллельна оси коаксиальныхвалов 4,18 и 19 и смещена на величину, равную 0,4-0,95 величины эксцентриситета кривошипов 22 и 23. Двигатель снабжен устройством (например, винтовой парой), позволяющимизменять это смещение,Нижний предел смещения определяется степенью полезно используемогообъема, При межосевом расстоянии,меньшем 0,4 величины эксцентриситетакривошипа, полезно используемый объем кольцевой камеры становится менее25 ., повышение межосевого расстояниявыше 0,95 приводит к тому, что напоршень и камеру сгорания остаетсяосектор менее 15 , что приводит к резкому уменьшению сечений впускного ивыпускного окон. В предлагаемом двигателе удается достигнуть высоких степеней расширения при сохранении традиционных для карбюраторных двигателей или несколько меньших степеней сжатия, что позволяет повысить тепловой КПД.496814 451, Роторный двигатель внутреннегосгорания, содержащий неподвижныйкорпус с двумя статорами, установленный в корпусе центральный вал,жестко закрепленные на валу роторыи две пары поршней, размещенные парами в соответствующих статорах собразованием кольцеобразных компрессорной и рабочей камер, связанныхмежду собой при помощи ресивера,причем один из поршней компрессорной 3 14Степень сжатия в таком двигателеопределяется отношением рабочего(максимального) объема одного сектора компрессионной кольцевой камерык объему камеры сгорания, а степеньрасширения определяется отношениемрабочего (максимального) объема одного сектора рабочей кольцевой камеры к объему камеры сгорания.Так как рабочие объемы секторовкомпрессорной и рабочей кольцевыхкамер можно выбирать независимодруг от друга, то имеется возможность увеличить степень расширениядо 16-24 при сохранении степеней ; сжатия 5-9, что позволяет повыситьтепловой КПД двигателя до 47-49 Х против 32-337. теплового КПД обычных карбюраторных двигателей.Кольцевая камера с двумя поршнямии механизмом синхронизации работаетследующим образом (фиг.2-5),Поршни А и В (фиг,2) разделяютобъем кольца на два сектора АВ и ВА.Секторы функционально соответствуютцилиндрам двигателя Отто. Фиг. 2 соответствует внутренней мертвой точке сектора ВА и наружной мертвой точке сектора АБ и соответствующееположение кривошипов 22 и 23.В секторе ВА расширение (рабочийход или впуск), в секторе АВ выхлопили сжатие (фиг. 3).ВПри повороте маховика на 90 О (фиг. 4) работа двигателя характеризуется максимальной скоростью поршня В и минимальной скоростью поршня А. Скорость движения поршней пропорциональна расстоянию между криво- шипом 22,23 и осью вращения маховика 20, которое максимально в этом случае для кривошипа 23 и минимально для кривошипа 22.оНа фиг,5 (поворот маховика на 135 ) показаны завершение расширения в секторе ВА и выхлоп в секторе АВ. При повороте маховика на 180 поршни и кривошипы меняются местами, в секторе АВ внутренняя мертвая точка, а в секторе ВА наружная мертвая точка.Двигатель работает следующим образом.В двух кольцевых камерах 11 и 12 (фиг.1) осуществляют четырехтактный цикл. В компрессорной камере 11 производят впуск и сжатие рабочей 5 10 15 20 25 30 35 40 смеси, в рабочей кольцевой камере 12 -рабочий ход и выхлоп.Схема работы компрессорной кольцевой камеры 11 представлена нафиг, 6-9,Впускной канал 14 компрессорнойкамеры 11 открывается задним (по ходу движения) срезом поршня В, и топ-.ливовоздушная смесь засасывается через карбюратор в сектор ВА, а в секторе АВ происходит сжатие топливовоэдушной смеси.В момент, соответствующий наружной мертвой точке сектора ВА, поршень А закрывает впускной канал 14,и начинается процесс сжатия топлнвовоздушной смеси, По достижении 4-6-кратного уменьшения объема сектораВА задний срез поршня Л открываетперепускной канал 15, и топливовоздушная смесь вытесняется в ресивер 13.оВ рабочей камере за 15-45 довнутренней мертвой точки задний срезпоршня В открывает перепускной канал 16, и сжатая топливовоздушнаясмесь иэ ресивера 13 поступает всектор рабочей кольцевой камеры 12,за 5-15 до внутренней мертвой точки передний срез поршня А закрываетперепускной канал 16. В секторах рабочей кольцевой камеры 12 топливовоздушная смесь дожимается на 0,52 единицы степени сжатия. Во внутренней мертвой точке или несколькоранее (на 2-3 ) производят подядтание топливовоздушной смеси, топливосгорает, и газы производят полезнуюработу (рабочий ход), в это время всекторе ЛВ рабочей кольцевой камеры 12 осуществляют выхлоп,Формула изобретения камеры жестко связан с одним из поршней рабочей камеры, а другой поршенькомпрессорной камеры закреплен нацентральном валу, в статоре компрессорной камеры выполнены впускные иперепускные каналы, а в статоре рабочей камеры - перепускные и выпускныеканалы, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения эффективности,он снабжен механизмом синхронизациидвижения поршней и двумя полыми коаксиальными валами, причем внутренний, полый вал размещен коаксиально нацентральном валу, а наружный - навнутреннем, связанные между собойпоршни компрессорной и рабочей кольцеобразных камер размещены на внутреннем полом валу, а другой поршеньрабочей камеры связан с наружным полым валом, перепускные каналы обеихкамер расположены до внутреннеймертвой точки по ходу вращения ротора, впускной канал компрессорной камеры расположен за внутренней мертвой точкой, а выпускной канал рабочей секции - до внутренней мертвой точки перед перепускным каналом, и все каналы выполнены с возможностью перекрытия их наружной поверхностью поршней.2. Двигатель по п. 1, о т л и О ч а ю щ и й с я тем, что механизмсинхронизации движения лопаток выполнен в виде маховика, установленного эксцентрично относительно валов и снабженного диаметральным пазом, и двух кривошипов, взаимодействующих с диаметральным пазом маховика и связанных с соответствующими валами. 3. Двигатель по пп. 1 и 2, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что ресивер выполнен в виде теплообменника.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ б 944/33 Тираж 505 Подписное ВНКПЫ Государственного комитета по изобретениям и от113035, Москва, Ж, Раушская наб.,ытиям при ГКНТ СССР 4/5