Роторный двигатель внутреннего сгорания

 

Роторный двигатель внутреннего сгорания. Использование: в качестве привода механизмов различного назначения. Сущность изобретения: роторный двигатель содержит корпус 1, частично заполненный жидкостью, размещенный в корпусе 1 кожух 2, установленный в кожухе 2 с возможностью вращения ротор 3, снабженный открытыми с одного торца рабочими камерами 4, расположенными по касательной к оси 12 вращения, гидродвигатель 5. В основании корпуса 1 выполнен отводной канал 6, входное отверстие которого сообщено с внутренней полостью корпуса 1, а выходное - с входом гидродвигателя 5 и посредством обратного клапана 20 с внутренней полостью корпуса 1. Выход гидродвигателя 5 сообщен также с внутренней полостью корпуса 1. Кожух 2 снабжен боковым окном 9, сообщающим между собой внутренние полости корпуса 1 и кожуха 2, и нижним окном 10, совмещенным входным отверстием отводного канала 6. В теле ротора 3 у донной части каждой рабочей камеры 4 выполнены радиальный цилиндр 16 и отверстие 19, параллельное оси 12 ротора 3. В цилиндре 16 размещен подпружиненный поршень 17, снабженный роликом 18. Ось 12 ротора снабжена силовым кольцом 13, на внешней поверхности которого выполнены канавка 14 и выемка 15. При вращении ротора 3 ролик 18 перекатывается по канавке 14, периодически взаимодействуя с выемкой 15, а отверстие 19 периодически совмещается сначала с входным отверстием системы подачи рабочего тела, а затем со свечой системы зажигания. Всасывание рабочего тела происходит при попадании ролика 18 в выемку 15 и совмещении отверстия 19 с входным отверстием системы подачи рабочего тела, а воспламенение рабочего тела происходит в момент выхода ролика 18 из выемки 15 и совмещении отверстия 19 со свечой системы зажигания. При этом открытый торец рабочей камеры 4 совмещен с нижним окном 10 кожуха 2. 1 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания с жидкостным кольцом, и может быть использовано в качестве привода механизмов различного назначения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий герметичный корпус, снабженный торцевыми стенками, размещенный в нем с возможностью вращения ротор, в теле которого выполнены открытые с одного торца рабочие камеры, оси которых расположены по касательной к оси вращения, систему подачи рабочего тела и систему зажигания.

Однако известный двигатель обладает недостаточной мощностью, экономичностью и надежностью, что обусловлено наличием в составе двигателя поршневой группы и неполным отбором мощности от продуктов сгорания рабочего тела.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в повышении мощности, экономичности и надежности двигателя и снижении уровня токсичности выхлопных газов.

Указанный технический результат достигается тем, что в роторном двигателе внутреннего сгорания, содержащем герметичный корпус, снабженный торцевыми стенками, размещенный в нем с возможностью вращения ротор, в теле которого выполнены открытые с одного торца рабочие камеры, оси которых расположены по касательной к оси вращения, систему подачи рабочего тела и систему зажигания, ротор двигателя установлен в закрепленном внутри корпуса цилиндрическом кожухе с зазором относительно его стенок и снабжен размещенными в этом зазоре уплотнительными пластинами, взаимодействующими со стенками кожуха, причем кожух снабжен двумя окнами, одно из которых выполнено в боковой части кожуха и сообщает его внутреннюю полость с внутренней полостью корпуса, а другое выполнено в нижней части кожуха на расстоянии от первого так, что часть внутренней поверхности кожуха, расположенная между окнами, полностью перекрывает открытый торец рабочей камеры при их совмещении в процессе вращения ротора, корпус двигателя частично заполнен жидкостью, а часть внутренней полости корпуса, не заполненная жидкостью, сообщена с внешней средой посредством редукционного клапана, установленного в верхней части корпуса на качающейся шаровой опоре, в нижней части внутренней полости корпуса размещен гидродвигатель, кинематически связанный с ротором и снабженный входом и выходом для рабочей жидкости, а в основании корпуса выполнен отводной канал, входное отверстие которого совмещено с окном, выполненным в нижней части кожуха, а выходное отверстие связано с входом гидродвигателя, выход которого сообщен с внутренней полостью корпуса двигателя, причем ротор двигателя установлен на неподвижной оси, снабженной силовым кольцом, на внешней поверхности которого выполнены пpофилированные канавка и выемка, в теле ротора у донной части каждой рабочей камеры выполнены сообщающиеся с ней цилиндр с размещенным в нем подпружиненным поршнем с роликом и отверстие, причем цилиндр выполнен радиально со стороны оси ротора, а отверстие выполнено со стороны торца ротора параллельно его оси, на торцевой стенке корпуса со стороны отверстия в теле ротора выполнено входное отверстие системы подачи рабочего тела и установлена свеча системы зажигания, причем профилированная выемка на силовом кольце, нижнее окно в кожухе, входное отверстие системы подачи рабочего тела и свеча системы зажигания расположены так, что при вращении ротора отверстие в теле ротора совмещается с входным отверстием системы подачи рабочего тела, а ролик входит в выемку на силовом кольце в момент перекрытия торца соответствующей рабочей камеры частью внутренней стенки кожуха, расположенной между окнами, отверстие в теле ротора совмещается со свечой системы зажигания, а ролик выходит из выемки на силовом кольце в момент совмещения торца соответствующей рабочей камеры с нижним окном кожуха, причем выходное отверстие отводного канала сообщено с внутренней полостью корпуса двигателя посредством обратного клапана.

На чертеже представлена схема конструктивного выполнения роторного двигателя внутреннего сгорания, поперечный разрез.

Роторный двигатель содержит корпус 1, укрепленный в нем цилиндрический кожух 2, размещенный в кожухе 2 ротор 3 с рабочими камерами 4, выполненными в его теле, и гидродвигатель 5. В основании корпуса 1 выполнен отводной канал 6, входное отверстие которого сообщено с внутренней полостью корпуса 1, а выходное - с входом гидродвигателя 5, выход которого сообщен с внутренней полостью корпуса 1 двигателя. В верхней части корпуса 1 на шаровой опоре 7 установлен редукционный клапан 8. Кожух 2 снабжен двумя окнами 9 и 10. Окно 9 выполнено в боковой части кожуха 2 и сообщает его внутреннюю полость с внутренней полостью корпуса 1, а окно 10 выполнено в нижней части кожуха 2 и совмещено со входным отверстием отводного канала 6. Ротор 3 установлен в кожухе 2 с зазором относительно его стенок и снабжен размещенными в этом зазоре уплотнительными пластинами 11. Ротор 3 установлен на неподвижной оси 12, снабженной силовым кольцом 13, на внешней поверхности которого выполнены канавки 14 и профилированная выемка 15. В теле ротора 3 у донной части каждой рабочей камеры 4 выполнены сообщающиеся с ней цилиндр 16 с размещенными в нем подпружиненным поршнем 17, снабженным роликом 18, и отверстие 19. Рабочие камеры 4 выполнены в теле ротора 3 так, что их оси расположены по касательной к оси вращения ротора 3. Гидродвигатель 5 размещен во внутренней полости корпуса 1 в ее нижней части. При этом вал гидродвигателя 5 кинематически связан с валом ротора 3, а гидравлический вход гидродвигателя 5 - с внутренней полостью корпуса 1 двигателя посредством обратного клапана 20. Цилиндр 16 выполнен радиально со стороны оси ротора 3. Отверстие 19 выполнено со стороны торца ротора 3 параллельно его оси. В торцевой стенке корпуса 1 со стороны отверстия 19 в теле ротора 3 выполнено входное отверстие системы подачи рабочего тела и установлена свеча системы зажигания (не показаны).

Роторный двигатель работает следующим образом.

При вращении ротора 3 открытый торец рабочей камеры 4, пройдя окно 9, перекрывается частью стенки кожуха 2, расположенной между окнами 9 и 10. В этот же момент отверстие 19 совмещается с входным отверстием системы подачи рабочего тела, а ролик 18, перекатываясь по канавке 14, попадает в выемку 15. Поршень 17 под действием пружины перемещается в направлении оси 12 ротора 3, создавая разрежение в цилиндре 16, в который при этом засасывается жидкость из рабочей камеры 4, в результате чего в рабочей камере 4 создается разрежение и происходит всасывание рабочего тела из системы подачи рабочего тела через отверстие 19.

При дальнейшем вращении ротора 3 открытый торец рабочей камеры 4 совмещается с окном 10 кожуха 2, а следовательно, и с входным отверстием отводного канала 6. В этот момент отверстие 19 совмещается со свечой системы зажигания, а ролик 18 выходит из выемки 15 и, сжимая пружину, перемещает поршень 17 в исходное положение. При этом жидкость выталкивается из цилиндра 16 в рабочую камеру 4, рабочее тело в камере 4 сжимается. В этот же момент времени срабатывает свеча системы зажигания и пpоисходит воспламенение рабочего тела. Давление расширяющихся продуктов сгорания, воздействуя на дно рабочей камеры 4, создает крутящий момент на валу ротора 3 и одновременно выталкивает жидкость из рабочей камеры 4 в отводной канал 6. Жидкость, выталкиваемая из рабочей камеры 4, воздействует на рабочий орган гидродвигателя 5 и создает на его валу крутящий момент, который через кинематическую связь передается на вал ротора 3. При этом жидкость, пройдя через гидродвигатель 5, попадает во внутреннюю полость корпуса 1, а в отводном канале 6 создается разрежение. Под действием этого разрежения обратный клапан 20 открывается и жидкость из внутренней полости корпуса 1 вновь заполняет отводной канал 6. При дальнейшем вращении ротора 3 открытый торец рабочей камеры 4 совмещается с боковым окном 9 кожуха 2. При этом пpодукты сгорания рабочего тела выходят из полости рабочей камеры 4, а камера 4 вновь заполняется жидкостью, после чего рабочий цикл двигателя повторяется.

Избыточное давление газов во внутренней полости корпуса 1 двигателя стравливается в окружающую среду через редукционный клапан 8.

Формула изобретения

РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий герметичный корпус, снабженный торцевыми стенками, размещенный в нем с возможностью вращения ротор, в теле которого выполнены открытые с одного торца рабочие камеры, оси которых расположены по касательной к оси вращения, систему подачи рабочего тела и систему зажигания, отличающийся тем, что ротор двигателя установлен в закрепленном внутри корпуса цилиндрическом кожухе с зазором относительно его стенок и снабжен размещенными в этом зазоре уплотнительными пластинами, взаимодействующими со стенками кожуха, причем кожух снабжен двумя окнами, одно из которых выполнено в боковой части кожуха и сообщает его внутреннюю полость с внутренней полостью корпуса, а другое выполнено в нижней части кожуха на расстоянии от первого так, что часть внутренней поверхности кожуха, расположенная между окнами, полностью перекрывает открытый торец рабочей камеры при их совмешении в процессе вращения ротора, корпус двигателя частично заполнен жидкостью, а часть внутренней полости корпуса, не заполненная жидкостью, сообщена с внешней средой посредством редукционного клапана, установленного в верхней части корпуса на качающейся шаровой опоре, в нижней части внутренней полости корпуса размещен гидродвигатель, кинематически связанный с ротором и снабженный входом и выходом для рабочей жидкости, а в основании корпуса выполнен отводной канал, входное отверстие которого совмещено с окном, выполненным в нижней части кожуха, а выходное отверстие связано с входом гидродвигателя, выход которого сообщен с внутренней полостью корпуса двигателя, причем ротор двигателя установлен на неподвижной оси, снабженной силовым кольцом, на внешней поверхности которого выполнены профилированные канавка и выемка, в теле ротора у донной части каждой рабочей камеры выполнены сообщающиеся с ней цилиндр с размещенным в нем подпружиненным поршнем с роликом и отверстие, причем цилиндр выполнен радиально со стороны оси ротора, а отверстие выполнено со стороны торца ротора параллельно его оси, на торцевой стенке корпуса со стороны отверстия в теле ротора выполнено входное отверстие системы подачи рабочего тела и установлена свеча системы зажигания, причем профилированная выемка на силовом кольце, нижнее окно в кожухе, входное отверстие системы подачи рабочего тела и свеча системы зажигания расположены так, что при вращении ротора отверстие в теле ротора совмещается с входным отверстием системы подачи рабочего тела, а ролик входит в выемку на силовом кольце в момент перекрытия торца соответствующей рабочей камеры частью внутренней стенки кожуха, расположенной между окнами, отверстие в теле ротора совмещается со свечой системы зажигания, а ролик выходит из выемки на силовом кольце в момент совмещения торца соответствующей рабочей камеры с нижним окном кожуха, причем отверстие отводного канала сообщено с внутренней полостью корпуса двигателя посредством обратного клапана.

РИСУНКИ

Рисунок 1