Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к ДВС небольшой мощности. Целью изобретения является снижение токсичности выхлопа за счет уменьшения потерь смазки. Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания содержит подпружиненный клапан, расположенный с одного конца в теле рычага, а на остальной части рычага расположены грузики, масса которых позволяет при вращении ротора поворачивать рычаг для открывания канала подачи смазки, причем подача смазки обеспечивается объемом дозатора на периферии ротора. 1 з.п.ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) небольшой мощности.

Известен роторный двигатель Ванкеля, содержащий вращающийся ротор-поршень, размещенный внутри корпуса, поверхность которого выполнена по эпитрохоиде [1].

Известен также роторный двигатель внутреннего сгорания, состоящий из эллиптической камеры, в которой установлен цилиндрический ротор диаметром, равным малой оси эллипса камеры, а ротор соосен с ней и имеет отсеки с подвижными лопастями, которые с помощью каналов связаны с отсеками [2].

Известен ДВС, содержащий корпус с эллиптической внутренней поверхностью и соосно установленный в нем ротор с лопатками-отсекателями объемов, а внутри него имеется полость для смазочной жидкости, сообщенная для подачи смазки к трущимся рабочим поверхностям лопаток и корпуса каналами через подпружиненные клапаны [3].

Недостатками указанных двигателей являются сложность конструкции и высокотоксичный выхлоп.

Цель изобретения - снижение токсичности выхлопа за счет уменьшения потерь смазки.

Для этого в роторно-поршневом двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус с эллиптической рабочей поверхностью, ротор, на котором в пазах установлены лопатки-отсекатели, а внутри имеется полость для смазочной жидкости, сообщенная для подачи смазки каналами через подпружиненные клапаны, подпружиненный клапан, прижатый к цилиндрической поверхности, расположен с одного конца в теле рычага, выполненного с возможностью вращения на оси, установленной соосно с указанной цилиндрической поверхностью, а на остальной части рычага расположены грузики с возможностью поворота рычага за счет центробежных сил при вращении ротора для открывания канала подачи смазки. Кроме того, каналы подачи смазки снабжены дозаторами на периферии ротора, замкнутый переменный объем которых образован впадинами на поверхности паза и входящими в них выступами на лопатках.

На фиг.1 показан продольный разрез двигателя; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.1; на фиг.6 - разрез Д-Д на фиг.5; на фиг.7 - узел I на фиг.6.

Роторно-поршневой двигатель содержит цилиндрический корпус 1, рабочая поверхность 2 которого имеет окружность в форме эллипса. В корпусе 1 соосно ему установлен пустотелый цилиндрической формы ротор-поршень 3 с тангенциально расположенными в пазах ротора четырьмя кулачками 4, состоящих из двух половин. Кулачки 4 установлены без зазора по линии соприкосновения с рабочей поверхностью 2. Для воспламенения смеси в корпусе 1 установлена свеча 5. Окна 6 и 7, выполненные с торцов корпуса 1, служат для отвода отработанных газов и подвода свежей смеси соответственно. Равномерный температурный режим в двигателе обеспечивают отверстия охлаждения 8, размещенные на корпусе 1 и крышке 9 (см. фиг.2).

Система смазки двигателя включает в себя полость 10 (см. фиг.3) в роторе 2 для смазочной жидкости, выполненные около паза каждого кулачка каналы 11 (см. фиг.4) для подачи смазки на торцы ротора, впадины 12 на поверхности паза для накопления смазки, выступы 13 (см. фиг.7) на поверхности кулачка для замыкания полости 11 (на фиг.7 кулачки 4 показаны в максимально выдвинутом положении). Для предотвращения вытекания смазки из ротора в состоянии покоя каналы 14 перекрыты подпружиненными клапанами 15, прижатыми к цилиндрической поверхности 16 внутри ротора, которые расположены в теле рычага 17, имеющего возможность вращения на оси 18, установленного соосно с указанной цилиндрической поверхностью 16, а на остальной части рычага 17 расположены грузики 19, масса которых позволяет при вращении ротора поворачивать рычаг для открывания канала смазки. Рычаг 17 поджат пружиной 20 к поверхности оси ротора 21 (см. фиг.6, ротор показан в состоянии покоя).

В систему смазки также входят радиальные отверстия 23 в корпусе 1, расположенные за окнами выпуска 6 по направлению вращения ротора, служащие для отвода излишков смазки из двигателя для сепарации, отстоя и возвращения в полость ротора.

Роторно-поршневой двигатель работает следующим образом.

Рабочая смесь, поступающая по каналу 7, замыкается в объеме Е рабочей камеры кулачками-отсекателями 4 переменных объемов рабочих камер и после сжатия до объема Ж воспламеняется от свечи 5. Газы под высоким давлением воздействуют на кулачок 4 и заставляют повернуть ротор вокруг оси. После расширения отработавшие газы через канал 6 выпускаются в окружающую среду, а затем цикл повторяется вновь. Кулачки-отсекатели 4 в такте расширения за счет давления газов на уступ будут прижиматься к рабочей поверхности, в результате чего уплотняющий эффект будет увеличиваться.

При работе двигателя за счет центробежных сил смазочная жидкость устремляется к периферии ротора, способствуя поворачиванию рычагов 17 с грузиками 19, преодолевая усилие пружин 20, при этом открываются каналы 14. Далее смазочная жидкость под кулачком 4, находящимся в зоне разрежения (камера Е), проникает в полость 11, накапливается в момент выдвижения кулачка 4 и вытесняется при его движении в обратную сторону, попадая на трущиеся поверхности кулачков плюс эллиптическая поверхность и кулачок плюс поверхность пазов ротора (через каналы 22 на фиг.5), при этом основная часть попадает в полость К (см. фиг.1) и двигается перед кулачком 4 до и после воспламенения смеси, оставляя после линии соприкосновения кулачка с эллиптической поверхностью тонкую масляную пленку.

Излишки смазочной жидкости, оставшиеся перед кулачком, вытесняются с газами через радиальные отверстия 23 в сепаратор и отстойник, после которых возвращаются через каналы 24, 25 (см. фиг.2) в полость ротора 15, при этом частично выполняется функция охлаждения радиальной и торцевых поверхностей камеры 3. Размеры впадин 12 и выступов 13 таковы, что максимальный объем, образованный ими, заполняется минимальным количеством смазки, необходимой для образования масляной пленки 0,003-0,012 мм при выбранных холостых и средних оборотах двигателя.

При использовании предложенного двигателя объем вытесняемой смазочной жидкости из полостей кулачка в десятки раз меньше и, следовательно, меньше жидкостное трение; внутренняя полость ротора имеет выход для смазочной жидкости только через отверстия, открываемые при повороте рычагов в результате вращения ротора за счет центробежных сил, при этом отсутствуют какие-либо уплотнения; меньше, чем в два раза количество деталей и невысокие требования к точности изготовления при механической их обработке; потери смазки с выхлопом и на угар минимальные в пределах величин для классических ДВС.

Формула изобретения

1. РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус с эллиптической рабочей поверхностью и установленный соосно с ним ротор, на котором в пазах установлены лопатки-отсекатели объемов, а внутри него имеется полость для смазочной жидкости для подачи смазки к трущимся рабочим поверхностям лопаток и корпуса каналами через подпружиненные клапаны, отличающийся тем, что подпружиненный клапан, прижатый к цилиндрической поверхности, расположен с одного конца в теле рычага, выполненного с возможностью вращения на оси, установленной соосно с указанной цилиндрической поверхностью, а на остальной части рычага расположены грузики с возможностью поворота рычага за счет центробежных сил при вращении ротора для открывания канала подачи смазки.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что каналы подачи смазки снабжены дозаторами на периферии ротора, замкнутый переменный объем которых образован впадинами на поверхности паза и входящими в них выступами на лопатках.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7