RU25047U1 - Цилиндрический роторный двигатель - Google Patents

Abstract

1. Цилиндрический роторный двигатель, содержащий корпус с двумя цилиндрическими расточками, в котором размещены два ротора овальной формы и два подпружиненных шиберных поршня, между которыми размещен механизм газораспределения, охлаждения и смазки двигателя, отверстие для свечи зажигания, отличающийся тем, что в корпусе двигателя установлен цилиндр с возможностью вращения, жестко соединенный с ведущим валом, во внутренней части цилиндра выполнены две или более расточки одного или различных по размеру диаметров, в которых на оси параллельной оси цилиндра установлен, с возможностью вращения цилиндрической или ступенчато-цилиндрической формы ротор, диаметром меньше соответствующих расточек в цилиндре и контактирующей своей поверхностью с внутренней поверхностью расточек цилиндра и образует при этом две или более секции впуска - сжатия горючей смеси и рабочего хода-выпуска отработанных газов, причем внутренняя поверхность секции цилиндра шарнирно соединена с верхней частью шиберных поршней, установленных в двух и более прямоугольных пазах ротора, выполненных по оси перпендикулярного сечения ротора, в которых размещены шиберные поршни, состоящие из двух частей, между которыми расположены распорные пружины, причем в одной части поршня поворотная головка шарнирно соединена с внутренней частью секций цилиндра, а другая поворотная головка своей наружной поверхностью соответственно контактирует с внутренней поверхностью секций цилиндра, при этом первая часть поршня одновременно выполняет функции поршней в двигателе и механизма передачи момента вращения от цилиндра к ротору или наоборот в зависимости

Description

ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ РОТОРНЫЙ

Полезная модель относится к двигателестроению - к конструкциям роторных двигателей малой и большой мощности. Известен роторный двигатель патент № 3690791 ФРГ 1972г. (I) содержащий корпус с проточкой в виде цилиндра, верхняя часть которого выполнена неправильной кривой, образующей камеру сгорания, ротор эллипсовидной формы по большой оси которого концом установлены пластинчатые уплотнения, в средней части ротора по большой оси выполнен продолговатый прямоугольный паз, в котором размещен прямоугольный вал двигателя (скользящая посадка). В крышке корпуса выполнен клапан подачи топливной смеси и выхлопной клапан, механизм газораспределения и система зажигания. Недостатками этого роторного двигателя являются: свободная скользящая посадка по прямоугольному пазу ротора вала двигателя в двух направлениях конструктивно неработоспособна, большие потери мощности и КПД, вследствие малого угла 40 градусов, использования действия полезной мощности расширения газов сгоревшего топлива, сложная система газораспределения.

Наиболее близким к предполагаемому решению является роторный двигатель патент № 1574549 Англия 1978г. (2), содержащий корпус с двумя цилиндрическими расточками, расположенными симметрично по горизонтальной оси. Внутри корпуса размещены два ротора овальной формы и два подпружиненных шиберных поршня, между которыми расположен механизм газораспределения, приводимой во вращение роликовой цепью и двумя зубчатыми звездочками, закрепленными на каждом из валов. Недостатками этого двигателя являются: трудоемкость изготовления двигателя, ненадежная конструкция механизма газораспределения, недостаточное время для поступления горючей смеси в камеру сгорания и воздействия сгоревших газов на поршень ротора, цепной привод на распределительный барабан механизма газораспределения, не обеспечивает точность соединения распределительных каналов, удаленность камеры сгорания от поршней ротора, низкий КПД.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение конструктивной герметичности и КПД двигателя.

Технический результат, достигаемый при этом - низкая удельная масса, увеличение крутящего момента, высокая экономичность и потенциальная возможность работы на любом углеводородном топливе, низкая трудоемкость изготовления, конструктивное модульное наращивание мощности, возможность использования конструкции двигателя в качестве компрессора, насоса, гидравлического или пневматического мотора.

Цилиндрический роторный двигатель, содержащий корпус с двумя цилиндрическими расточками, в котором размещены два ротора овальной формы и два подпружиненных шиберных поршня, между которыми размещен механизм газораспределения, охлаждения и смазки двигателя, отверстие для свечи зажигания, отличается в следующих существенных признаках: корпус двигателя выполнен с цилиндрической расточкой, в которой установлен цилиндр с возможностью вращения, жестко соединенный с ведущим валом, во внутренней части цилиндра выполнены две или более расточки одного или различных по размеру диаметров, образующие две и более секции впуска-сжатия горючей смеси и секции рабочего хода-выпуска отработанных газов. Во внутренней части цилиндра размещен цилиндрический ротор, имеющий по сравнению с цилиндром меньший диаметр или ротор ступенчатой цилиндрической формы, имеющий диаметр ступеней, соответствующие диамертрам секций в цилиндре. Оси вращения цилиндра и ротора расположены параллельно между собой на расчетном расстоянии, причем внутренние поверхности секций цилиндра вплотную 2002t03000 шшши э я Fu2 ВЪЗ/ОО ДВИГАТЕЛЬ.

Внутренняя поверхность секций цилиндра шарнирами соединена с верхней цилиндрической частью шиберных поршней, установленных в прямоугольных пазах ротора, расположенных по оси перпендикулярно сечению ротора, в которых выполнены два и более прямоугольных паза, в них размещены шиберные поршни, состоящие из двух частей, между которыми расположены распорные пружины. Одна часть поршня соединена шарниром с внутренней частью секций цилиндра, а другая снабжена поворотной головкой с уплотнениями, а ее наружная поверхность соответствует внутреннему диаметру секций цилиндра. В случае необходимости увеличения момента вращения и мощности двигателя, одна часть поршня, снабженная цилиндрической головкой, соединена с цилиндрическим пазом, расположенным на соответствующей внутренней поверхностью секций цилиндра, позволяют одновременно выполнять функции поршней в двигателе и механизма передачи момента вращения от цилиндра к ротору, или наоборот, от ротора к цилиндру, в зависимости от конструкции и назначения двигателя.

При жестком соединении цилиндра с ведущим валом двигателя, цилиндр вращается в корпусе, а так как цилиндр цилиндрическим пазом соединен с цилиндрической головкой шиберного поршня, то совместно с ним вращается вокруг своей оси ротор.

При жестком соединении ротора с ведущим валом и его шиберного поршня с цилиндрической головкой, соединенной с ограниченной подвижностью с цилиндрическим пазом цилиндра, момент вращения от вала ротора передается через цилиндрическую головку шиберного поршня, непосредственно цилиндру, который установлен в корпусе двигателя с возможностью одновременного вращения с ротором, с равной угловой скоростью вокруг двух параллельных осей ротора и цилиндра.

Конструкция цилиндрического роторного двигателя позволяет ему работать без клапанного механизма газораспределения и механизма управления клапанами. Их функции выполняют каналы в корпусе двигателя, цилиндре и торцевых крышках: конструкция цилиндрического роторного двигателя позволяет использовать его в качестве компрессора, гидравлического или пневматического мотора или насоса.

На фигуре 1 изображен роторный двигатель по оси В-В на фигуре 3, на фигуре 2 - разрез по оси А-А на фигуре 1, на фигуре 3- разрез по оси Г-Г на фигуре 1, на фигуре 4 изображен роторный двигатель с приводным валом ротора, на фигуре 5 изображен роторный двигатель с цилиндрической головкой шиберного поршня.

Роторный двигатель содержит: корпус 1 в торцевых крышках 2,3 которого в подшипниках 4, уплотнениях 5 установлены цапфы 6,7, которые жестко соединены с ведущим валом и цилиндром 8, в котором выполненв две расточки 9,10 меньшего и большего диаметра, образующие две камеры, камеру впуска-сжатия 9 горючей смеси и камеру рабочего хода-выпуска отработанных газов 10, во внутренней части которых установлен двухступенчатый ротор 11, в котором установлены шиберные поршни контактирующие с внутренней поверхностью цилиндра, а ось ротора 11 расположена параллельно оси цилиндра 8, цапфы 12,13 установлены в подшипниках 14,15 в крышке 16, 17, ось 18 расположена на расчетном расстоянии от оси цапф 6,7 ротора. В секции впуска-сжатия горючей смеси 9 в левой стороне по ходу вращения установлен поршень 19 с поворотной головкой 20, пружиной 21, шатуном 22, цилиндрический паз 23 в корпусе цилиндра 8, каналы 24, 25 нагнетания топливной смеси, впускное окно 26, впускное окно 27 каналы 28, 29 подачи расширяющихся газов в рабочие полости, камера сгорания 30, расположена в корпусе 1, отверстие с резьбой 31 для свечи зажигания. Конструкция шиберного поршня 19 изображена на фигуре 5, позволяет произвести изготовление двигателя без поворотной головки 20 и шатуна 22, что улучшает герметичность секции впускасжатия горючей смеси и секции рабочего хода-выпуска отработанных газов, а также повышает надежность и конструктивность изготовления двигателя. п Роторный двигатель работает следующим образом: при вращении цапф 6,7, жестко соединенных с ведущим валом и цилиндром 8, шарнирный поршень 19 с головкой 20 приводит во вращение ротор 11, при их совместном вращении между внутренней поверхностью цилиндра 8, поверхностью ротора 11 поршня 19 и корпуса 1 образуется частичный вакуум, в который чепез впуск и каналы 24 горючая смесь всасывается в эту полость и при дальнейшем вращении нагнетается в камеру сгорания 30, где сжимается до степени сжатия 10 и более (конструкция двигателя допускает увеличение степени сжатия до 40, что обеспечивает его работу в качестве дизеля, компрессора, гидравлического или пневматического мотора или насоса) в этот момент свеча зажигания воспламеняет горючую смесь и газы расширяясь через канал 29 поступают в рабочую полость, воздействуют на поршень 19 с головкой 20, который одновременно воздействует на цилиндр 8 и поворачивает его и ротор почти на 180 градусов, и через выпускное окно 27 отработанные газы выбрасываются в атмосферу, далее цикл повторяется. спользование роторного двигателя в сравнении с известными имеет следующие имущества: высокий КПД двигателя за счет высокой конструктивной герметичности, предельной компактности, самоуравновешенности кинематического механизма, уникальной системы смазки, охлаждения, высокого крутящего момента, низкой удельной массы, высокой экономичности и малой токсичности, потенциальной возможности работы на любом углеводородном топливе, низкая трудоемкость изготовления и себестоимость, конструктивное модульное наращивание мощности путем параллельного или последовательного соединения нескольких таких двигателей, или при увеличении диаметра, длины цилиндра двигателя, причем конструкция двигателя позволяет исполдьзовать его в качестве компрессора, гидравлического или мпевматического мотора или насоса. Простая конструкция двигателя позволяет изготовить его в небольших мастерских, что дает возможность изготовить очень дешевый и неприхотливый к топливу двигатель для транспортных средств и других машин. f. c//..:i Л/4. ., .5т /г, в. fl,, ,/П. §г

Claims (2)

1. Цилиндрический роторный двигатель, содержащий корпус с двумя цилиндрическими расточками, в котором размещены два ротора овальной формы и два подпружиненных шиберных поршня, между которыми размещен механизм газораспределения, охлаждения и смазки двигателя, отверстие для свечи зажигания, отличающийся тем, что в корпусе двигателя установлен цилиндр с возможностью вращения, жестко соединенный с ведущим валом, во внутренней части цилиндра выполнены две или более расточки одного или различных по размеру диаметров, в которых на оси параллельной оси цилиндра установлен, с возможностью вращения цилиндрической или ступенчато-цилиндрической формы ротор, диаметром меньше соответствующих расточек в цилиндре и контактирующей своей поверхностью с внутренней поверхностью расточек цилиндра и образует при этом две или более секции впуска - сжатия горючей смеси и рабочего хода-выпуска отработанных газов, причем внутренняя поверхность секции цилиндра шарнирно соединена с верхней частью шиберных поршней, установленных в двух и более прямоугольных пазах ротора, выполненных по оси перпендикулярного сечения ротора, в которых размещены шиберные поршни, состоящие из двух частей, между которыми расположены распорные пружины, причем в одной части поршня поворотная головка шарнирно соединена с внутренней частью секций цилиндра, а другая поворотная головка своей наружной поверхностью соответственно контактирует с внутренней поверхностью секций цилиндра, при этом первая часть поршня одновременно выполняет функции поршней в двигателе и механизма передачи момента вращения от цилиндра к ротору или наоборот в зависимости от назначения двигателя и его конструкции, в конструкции цилиндрического роторного двигателя функции механизма газораспределения и управления клапанами, выполняют окна и каналы выполненные в корпусе и цилиндре двигателя.

2. Цилиндрический роторный двигатель по п.1, отличающийся тем, что снабжен шиберными поршнями с цилиндрическими головками, соединенными с ограниченной подвижностью с цилиндрическими пазами цилиндра, которые передают момент вращения от вала ротора, через цилиндрические головки шиберных поршней цилиндру, установленному в корпусе двигателя, с возможностью одновременного вращения совместно с ротором и равной угловой скоростью вокруг двух параллельно расположенных осей цилиндра и ротора.