Роторно-поршневой двигатель

 

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено в качестве энергетической установки для любого вида транспорта, тракторов и т. д. Цель - повышение эффективности работы роторно-поршневого двигателя на тяжелых топливах за счет подогрева воздуха в конце фазы сжатия. Роторно-поршневой двигатель состоит из корпуса 1 с выпускными окнами 2 на боковых стенках. В корпусе 1 на эксцентриковом валу 3 установлен трехвершинный ротор 4. В роторе 4 между соседними вершинами размещены наборы пластин 5 с образованием между ними сквозных каналов 6. На боковых стенках ротора 4 выполнены окна 7, в момент выпуска пересекающиеся с выпускными окнами 2 на боковых стенках корпуса 1. Окна 7 имеют уплотнения 8. На корпусе 1 имеется впускное окно 9 и установлена форсунка 10. Корпус 1 разделен на камеру 11, где сжимается воздух, и камеру 12, где происходит сгорание и расширение рабочего газа. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено в качестве энергетической установки для любого вида транспорта, тракторов и т. д.

Известны двигатели с подогревом воздуха перед выпуском, в которых из-за подогрева воздуха перед выпуском снижается коэффициент наполнения, что снижает их мощность, и увеличиваются потери тепла вследствие дополнительного отвода тепла во время фаз выпуска и сжатия, что снижает КПД двигателя.

Известен роторно-поршневой двигатель, имеющий трохоидальной формы корпус с вращающимся внутри него на эксцентриковом валу трехвершинным ротором.

В этом роторно-поршневом двигателе трудно получить высокую степень сжатия, необходимую для возгорания при впрыске тяжелых топлив (дизельного, мазутов и т. д. ), так как в конце фазы сжатия между корпусом и ротором образуются два серповидных объема. Кроме того, ввиду меньшей эффективности компрессионных уплотнений по сравнению с поршневыми двигателями при высоких давлениях, связанных с высокой степенью сжатия, возрастут и компрессионные потери.

Наиболее близким из известных к изобретению является роторно-поршневой двигатель, содержащий корпус с трохоидной полостью, впускным и выпускным окнами, установленные в полости корпуса трехвершинный ротор по меньшей мере с одним перепускным каналом, расположенным между соседними вершинами, и эксцентриковый вал.

Двигатель имеет низкую теплоотдачу от поверхности перепускного канала ротора к рабочему телу в процессе его перепуска из камеры сжатия в камеру сгорания.

Целью изобретения является повышение эффективности работы роторно-поршневого двигателя, расширение области его использования за счет перевода на тяжелые топлива и эффективности их сгорания путем подогрева воздуха в конце фазы сжатия.

На фиг. 1 изображен разрез двигателя поперек оси его вала; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Роторно-поршневой двигатель состоит из полого трохоидного корпуса 1 с выпускными окнами 2 на боковых стенках. В корпусе 1 на эксцентриковом валу 3 установлен трехвершинный ротор 4. В трехвершинном роторе 4 между соседними вершинами размещены наборы пластин 5 с образованием между ними сквозных каналов 6. На боковых стенках ротора 4 выполнены окна 7, в момент выпуска пересекающиеся с выпускными окнами 2 на боковых стенках корпуса 1. Окна 7 имеют уплотнения 8. На корпусе 1 имеется впускное окно 9 и установлена форсунка 10. Корпус 1 разделен на камеру 11, где сжимается воздух, и камеру 12, где происходит сгорание и расширение рабочего газа.

Роторно-поршневой двигатель работает следующим образом.

При вращении ротора 4 происходит всасывание воздуха через впускное окно 9 и затем после перекрытия этого окна воздух сжимается. При этом во время фазы всасывания и большую часть фазы сжатия воздух не продувается через каналы 6 и количество тепла, полученного им от горячих пластин 5, мало. В конце фазы сжатия объем камеры 12 начинает увеличиваться и воздух из камеры 11 начинает вытесняться через каналы 6, отбирая тепло у пластин 5, в камеру 12. В нагретый набором пластин 5 до необходимой для возгорания температуры воздух через форсунку 10 впрыскивается топливо. Повысившееся при сгорании давление вращает ротор 4, до пересечения окон 7 с окнами 2, и отработавший газ из камеры 12 вытесняется через каналы 6 в окна 7 и далее в выпускные окна 2, при этом газ отдает тепло пластинам 5. После этого цикл повторяется.

Устройство выполняет функции глушителя, так как отработавший газ, отдавая тепло пластинам 5, снижает свою температуру, а следовательно, и давление. Потери же при перетекании воздуха по каналам компенсируются возвращенным пластинами теплом.

Запуск двигателя на тяжелом топливе можно осуществить прогрев предварительно пластины 5, для чего, поочередно совмещая окна 7 и 2, подают через одно из окон 2 пламя от предпусковой форсунки.

Использование предложенного двигателя позволит расширить диапазон применяемых топлив и улучшить его эксплуатационные свойства.

Формула изобретения

РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий полый корпус с впускными и выпускными окнами, установленные в его полости трехвершинный ротор с по меньшей мере одним перепускным каналом между соседними вершинами и эксцентриковый вал, отличающийся тем, что он снабжен рекуператором, выполненным в виде набора дугообразных пластин, расположенных между собой с зазором, и установленным в перепускном канале, выпускные окна выполнены в боковой стенке корпуса, в роторе выполнен дополнительный канал, связывающий перепускной канал и боковую поверхность ротора и расположенный с возможностью совмещения с выпускным окном в стенке корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2