RU1814689C - Роторно-поршневой двигатель Журилова В. - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : торцевые элементы выполнены составными из двух элементов с продольным разъемом. Каждый элемент в поперечном сечении имеет форму пр моугольника со ступенчатым выступом со стороны стенки канавки и ребрами с противоположной стороны. Ребра ориентированы навстречу друг другу. Элементы расположены в канавке с чередованием ребер и образованием между поверхност ми канавки ребрами внутренней полости. В полости размещена пружина. Радиальные перегородки выполнены профилированными с расширенной нижней частью с выступами, конической верхней частью и пр моугольным участком между ними. В верхней части выполнен продольный цилиндрический паз, в к-ром размещен усечённый цилиндрический уплотнитель с продольными пазами на поверхности. В пазах установлены игольчатые элементы. Перегородки, уплотнитель и элементы имеют разъемы в разных плоскост х . На боковых поверхност х торцевых элементов выполнены проточки, в к-рых размещены выступы нижней части перегородки . 1 з.п.ф-лы, 11 ил. ел G

Description

Изобретение относитс  к двигателест- роению и транспорту.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности работы и обеспечение дозированной смазки рабочих поверхностей , применением: конструкции уплотни- тельных элементов, открывающей возможность использовани  предлагаемой уплотнительной системы в РПД с различной фигурацией профилей ротора (роторов); уплотн ющих элементов, имеющих фигурацию профил , сочетающуюс  с формой паза и позвол ющую улучшить уплотнение в первую очередь в системе: уплотн юща  пластина - паз; жестко фиксированной установки пластин (и торцовых, и радиальных ), что делает сборку и установку ротора в корпус двигател  более технологичными;

использование радиальных перегородок (пластин) дл  дозированной подачи масла на рабочие поверхности; отказ от маслона- соса дл  упрощенной общей конструкции двигател ; использование свободновраща- ющихс  игольчатых уплотн ющих элементов , способствующих гашению поперечно-ударного действи  при сохранении уплотнени .

На фиг, 1 дано аксонометрическое изображение уплотнительной системы (контуры ротора обозначены пунктиром); на фиг, 2 - торцовый уплотнительный элемент в трех проекци х; на фиг. 3 - поперечный срез торцовой пластины в канавке; на фиг. 4 - радиальна  перегородка в трех проекци х; на фиг. 5 - узел стыковки торцовых элементов и радиальной перегородки; на фиг. 6 - общий вид

00

S о

00

чэ

со

составл ющих радиальную перегородку в раздельном положении; на фиг. 7 - точки фиксации цилиндрического уплотнител - кассеты и игольчатых уплотн ющих элементов; на фиг. 8 - положение радиальной перегородки в пазу во вжатом виде (а); в пазу в свободном состо нии (в верхней точке паза) (б); на фиг. 9 - продольный разрез двигател ; на фиг. 10 - поперечный разрез двигател ; на фиг. 11 - торцовые заглушки паза радиальной перегородки.

Роторно-поршневой двигатель (фиг. 9 и 10), содержит корпус 38 с каналами подвода и отвода рабочей среды (рабочего тела), торцовые крышки 39, профилированный ротор 40 с радиальными пазами 35 и канавками 10 на боковых поверхност х, выполненных по периметру профил  ротора. Ротор 40, установленный в корпусе, образует рабочие камеры , изолированные между собой.

Уплотнительна  система (фиг, 1) ротор- но-поршневого двигател  (далее двигател ) состоит из торцовых уплотнительных элементов (пластин) 1, выполненных по периметру профил  ротора 40, и радиальных перегородок 2. И торцовые элементы, и радиальные перегородки подпружинены снизу плоскими пружинами 7 и 36 соответственно.

Торцовые элементы 1 имеют продольное расчленение, т.е. выполнены с продольным разъемом. Каждый элемент 1 имеет в поперечном сечении форму пр моугольника , составленного из двух полупрофилей 3 и 4. Каждый полупрофиль 3 и 4 имеет ступенчатый выступ 8 со стороны стенки канавки (снаружи). Внутренн   часть полупрофилей 3 и 4 состоит из ребер 5, выполненных и сориентированных таким образом, что при соединении (сборке) каждого торцового элемента 1 оба полупрофил  3 и 4, вход  друг в друга встречными ребрами 5, образуют внутреннюю полость, в которой установлена пружина 6. Канавки 10 на боковых сторонах ротора 40 имеют пр моугольное сечение, соответствующее сечению торцовых элементов 1. Ступенчатые выступы 9, расположенные в верхней части канавки 10, служат монтажными ограничивающими (и фиксирующими) упорами дл  выступов 8 торцовых элементов 1, подпружиненных снизу пружиной 7, Кажда  торцова  пластина составлена из четырех торцовых элементов 1, стыкующихс  между собой разъемами типа лабиринт.

Радиальные перегородки 2 (фиг. 4 и 6) имеют сложную фигурацию, в поперечном разрезе напоминающую двутавровый профиль . В нижней части радиальной перегородки 2 с обеих сторон имеютс  расширени  в

виде ступенчатых выступов 15, в верхней части два угловых выступа 16 образуют коническое расширение. Между этими парными выступами расположен плоский участок

пр моугольного сечени . На верху конической части радиальной перегородки 2 выполнен продольный цилиндрический на 1/3 усеченный паз 17, в котором размещен цилиндрический уплотнитель 18 - кассета дл 

0 элементов 20, усеченный плоскостью в верхней части. На этой плоскости имеютс  два продольных, также усеченных на 1/3, паз 19, в которых установлены игольчатые уп- лотнительные элементы 20. Радиальна  пе5 регородка 2, цилиндрический уплотнитель 18 и игольчатые элементы 20 имеют поперечные разъемы 11,21 и 22 соответственно, смещенные относительно друг друга вдоль осевой линии, что способствует сохранению

0 уплотнени  по всей длине радиальной перегородки 2. Снизу разъем 11 перекрываетс  пластиной 12, с боков - пластинами 13 с отштампованными проточками 14. Торцовые плоскости радиальных перегородок 2 в

5 нижней части переход т в выступы 29, размещающиес  в проточках 30 торцовых элементов 1 (фиг. 5), замыка  таким образом уплотнительную систему в единый контур. Проточки 30 образуютс  срезом части на0 ружного уплотнительного по са 31 торцовых элементов 1. При этом внутренний уплотнительный по с 32 остаетс  замкнутым . В роторе выполнены каналы 33 из внутренней полости, их выходные сечени 

5 расположены на боковых поверхност х радиального паза 35. Радиальные перегородки 2 установлены в пазах 35 так, что между ступенчатыми выступами 15 перегородок 2 и выступами 34 паза 35 образуетс  зазор,

0 допускающий возвратно-поступательное перемещение перегородки с возможностью попеременного перекрыти  впускных каналов 33 и выходных проточек 14, одновременно нижн   внутренн   полочка выступа 34

5 паза 35 служит ограничивающим упором дл  боковых выступов 15 радиальных перегородок 2.

Торцовые пластины 1 собираютс  по секторам в следующей последовательности.

0 Беретс  внутренний полупрофиль 3, между средними ребрами 5 устанавливаетс  проволочна  пружина 6 и профиль 3 вставл етс  в полупрофиль 4. Боковым нажатием на обе полупрофил  3 и 4 (встречно направлен5 ным) проволочна  пружина 6 сжимаетс  и сектор, т.е. торцовый элемент 1, в таком состо нии обретает возможность свободного вложени  в канавку 10, куда предварительно вставл етс  плоска  пружина 7. Боковое сжатие снимаетс  и под действием

проволочной пружины 6 полупрофили 3 и 4 расход тс , упира сь в боковые стенки канавки 10, а под действием пружины 7 установленный сектор торцовой пластины 1 в канавке 10 выходит в стандартное положение , когда полочки ступенчатых выступов 8 полупрофилей 3 и 4, упира сь в боковые стенки ив полочки выступов 9 канавки 10, надежно уплотн ют торцовый элемент 1 внутри канавки 10, обеспечива  одновре- менноуплотнениес внутренними поверхност ми (боковых) торцовых крышек 39 статора. Аналогичным способом устанавливаютс  следующие сектора с предваритель- ным совмещением разъемов с ранее установленным сектором. По окончании сборки торцовых уплотнительных пластин 1 можно перейти к установке радиальных перегородок 2 в следующем пор дке.

В уплотнитель-кассету 18 (в одну из половин ) вставл ютс  по половинкам игольчатые уплотнительные элементы 20 разъемами 22 в разные стороны и фиксируютс  шпильками-фиксаторами 26, затем кажда  половина кассеты 18 устанавливаетс  в цилиндрический паз 17 каждой полови- ны радиальной перегородки 2, фиксируютс  шпильками-фиксаторами 23. На одну из половинок перегородки 2 накладываютс  пластинки 13 с выходными проточками 14 и эта половина перегородки 2 с плоской пружи- ной 36 вставл етс  в паз 35 до упора, при этом наружный профиль 4 торцовой пластины 1 поджимаетс , дава  возможность дл  прохождени  радиальной перегородки 2, С другой стороны между установленной половиной радиальной перегородки 2 и пружиной 36 вставл етс  пластина перекрыти  12, затем уже описанным пор дком собираетс  и устанавливаетс  втора  половина радиальной перегородки 2. Овальные проточки 25, фиксиру  уплотнитель-кассету 18 в осевом направлении, благодар  просвету выше фиксатора 23 дают возможность качани  кассеты 18 вокруг оси в пределах 15-20°. Кажда  половина радиальной перегородки 2 удерживаетс  на месте и одновременно воспринимает подпружикивающее действие торцовых пластин 1 за счет и посредством торцовых радиальных выступов 29 и проточек 37 в нижней части радиальных перегородок 2, в которые вход т ступенчатые выступы 8 торцовых пластин 1.

Радиальные перегородки 2 выполн ют также функцию дозированной подачи масла на рабочие поверхности (ротор охлаждаетс  маслом). Исходное состо ние. Радиальна  перегородка 2 наход тс  в крайнем нижнем

(вжатом) положении (фиг. 8,а). Через каналы 33 подвода из внутренней полости ротора масло поступает, заполн   полости паза 35

радиальной перегородки 2 между ступенчатыми выступами 15 перегородки 2 и ступенчатыми выступами 34 паза 35. Масло поступает под действием центробежных сил вращающегос  ротора. При выходе в свободный объем камеры сгорани  радиальные перегородки 2 поднимаютс . При этом ступенчатые выступы 15 перекрывают каналы 33 подвода масла, одновременно проточки 14, поднима сь над кромками (верхними) ступенчатых выступов 34 паза 35, открывают свободный выход масла из полости паза 35 под давлением, создаваемым поднимающимис  выступами 15 радиальной перегородки 2, поджимаемой снизу пружиной .36 (эффект поршн ). Масло, поступившее под

угловые выступы 16 перегородки 2, при вжатии последней в паз 35 выдавливаетс  на рабочие поверхности ротора и статора угловыми выступами 16. В этой фазе начинаетс  обратный процесс: вначале проточки 14,

опуска сь ниже верхней кромки ступенчатых выступов 34 паза 35, перекрывают выход масла наружу, затем открываютс  подвод щие каналы 33, поскольку ступенчатые выступы 15 опускаютс  до упора. Дл  предотвращени  выхода масла с торцовых сторон радиальные перегородки 2 могут быть оснащены пластинчатыми заглушками 41 (фиг. 11), прикрепленными к пластинам перекрыти  13 точечной сваркой либо дру- гим способом. При этом проточки 30 торцовых пластин 1 должны быть углублены на толщину заглушек 41.

Применение в старое равностороннего треугольного сечени  радиальных перегородок , установленных в эллипсном роторе с возможностью возвратно-поступательного перемещени , когда в каждой из трех вершин (камеры сгорани ) радиальные перегородки , выход  в свободный объем камеры сгорани , выжимаютс  пружиной 36 в крайнее верхнее положение, а затем, скольз , приход т под значительным углом в плотный контакт с рабочей поверхностью статора и вновь вжимаютс , по вл етс  фактор ударного воздействи  в поперечной плоскости . Применение в конструкции радиальной

перегородки качающейс  кассеты 18, способствующей одновременному контактированию обоих игольчатых уплотнительных элементов 20 со статором, и возможность свободного вращени  самих игольчатых уплотнительных элементов 20 приводит к новой более благопри тной ситуации,

позвол ющей использовать радиальные перегородки в указанном режиме.

На основе изложенного недостатки аналогов и прототипов, определённые целью изобретени , в предлагаемом изобретении устранены.

Предложена конструкци , допускающа  использование в роторах РПД любых фигурации, включа  угловые, овально-угловые и овальные профили роторов.

Торцовые пластины, использу  ступенчатые выступы полупрофилей и паза, улучшают общее торцевое уплотнение и обеспечивают жесткую фиксацию на упоре, име  в виду подпружинивание, пластине пазах в сборе.

Применение радиальных перегородок, использующих каналы подвода, выпукные проточки и ступенчатые выступы, регулирующие подачу масла на рабочие поверхности ротора и статора, обеспечивают необходимую смазку.

Необходимо отметить, что в рассмотренных аналогах подача масла на рабочие поверхности осуществл етс  в строго определенной точке, а именно в зоне (на фазе) всасывани  воздушно-бензиновой смеси в рабочую камеру. Така  возможность имеетс  и в предлагаемой уплотнительной системе . В эллипсном роторе, работающем в сочетании со статором равностороннего треугольного сечени , имеютс  четыре сектора , расположенные последовательно, каждый из которых (в каждой вершине ротора ) выполн ет одну функцию, соответствующую определенному тахту рабочего цикла: всасывание, сжатие, рабочий ход и выхлоп. Таким образом, мы имеет возможность разместить радиальную перегородку (либо перегородки ) в наиболее рациональной точке рабочего цикла,.

Наконец, использование игольчатых уп- лотнительных элементов, способствующих решению проблемы поперечно-ударного разрушающего действи  - свободное вращение игольчатых элементов, значительное поглощает ударное воздействие при воз- вратиф-поступательном перемещении ра- диальныхперегородок.

Конструктивное выполнение уплотни- те л внеси системы РПД, использу  известные техн йчбекие признаки, имеет существен- йые особенности. Так торцовые пластины, состо щие из двух полупрофилей, имеют со- ч енение встречными ребрами, что содействует плотному соединению, размещению во внутренней полости поперечно-распорной пружины и определенной стабилизации взаимного перемещени  полупрофилей в поперечной плоскости. Принцип использовани  встречно вход щих ребер дл  создани  уплотнени  не нов, он применен, например , пат. Великобритании № 1017568. Однако уплотнение круглого вращающегос 

фланца и полупрофилей пластин, стабильно установленных в пазы, использу  один принцип-технически решены по-разному и имеют в конечном результате довольно различные функциональные цели и техниче0 ское выполнение, про вл ющие новые признаки, исключающие идентификацию последних. Не менее оригинально техническое решение конструкции радиальных перегородок: ступенчатые выступы,

5 функционально обеспечивающие плунжи- рование, т.е. перекрытие каналов и подачу масла через проточки под угловые выступы, последние выжимают масло на рабочие поверхности . Кажда  часть радиальной пере0 городки имеет свое, определенное функциональное назначение. В радиальной перегородке удалось собрать известные технические признаки в новом сочетании, присовокупив к этому неизвестное сочета5 ние функциональных признаков, отсутствующих в указанных выше патентах. По вилось и новое качество - игольчатые уплотнительные элементы в уплотнителе- кассете.

0 При всей внешней сложности формы полупрофилей торцовых элементов, радиальных перегородок, уплотнител -кассеты и игольчатых уплотнителей выбраны с расчетом достижени  максимальной технологич-.

Claims (2)

1. 5 ности изготовлени  каждой детали, что позвол ет поставить их изготовление на ав- : томатизированные поточные линии. Формула изобретени  1. Роторно-поршневой двигатель, со0 держащий корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды, торцовые крышки, профилированный ротор с радиальными пазами и канавками на боковых поверхност х, установленный в корпусе с образованием

   5 рабочих камер, уплотнительную систему, выполненную в виде подпружиненных торцевых уплотнительных элементов, размещенных в канавках ротора, и радиальных перегородок, подвижно установленных в

   0 пазах ротора с образованием с торцевыми элементами замкнутого уплотнительного контура, и систему смазки рабочих поверхностей , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности работы

   5 уплотнительной системы путем увеличени  степени герметичности рабочих камер, торцевые элементы выполнены составными из двух элементов с продольным разъемом, каждый элемент в поперечном сечении име- ет форму пр моугольника со ступенчатым

   выступом со стороны стенки канавки и ребрами с противоположной стороны, ребра ориентированы навстречу друг другу, элементы , расположены в канавке с чередованием ребер и образованием между поверхност ми канавки ребрами внутренней полости, в которой размещена пружина, радиальные перегородки выполнены профилированными с расширенной нижней частью с выступами, конической верхней частью и пр моугольным участком между ними, в верхней части выполнен продольный цилиндрический паз с размещенным в нем усеченным цилиндрическим уплотнителем с продольными пазами на его поверхности и установленными в них игольчатыми

   0

   5

   элементами, причем, перегородки, уплотнитель и игольчатые элементы имеют разъемы в разных плоскост х, а на боковых поверхност х торцевых элементов выполнены проточки , в которых размещены выступы нижней части перегородки.
2. 2. Двигатель по п.1, о т л и ч а ю щ и и- с   тем, что, с целью обеспечени  дозированной смазки рабочих поверхностей, в роторе выполнены каналы подвода смазки, выходные сечени  которых расположены на боковых .поверхност х радиального паза, перегородки установлены в пазах с зазором и возможностью возвратно-поступательного перемещени  и попеременного перекрыти  впускных каналов и зазоров.

   39 1 .40

   7 12