Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания

 

Использование: в двигателестроении, в транспортных или стационарных силовых установках. Сущность изобретения: двигатель содержит ротор 3 с лопастями 5, поршень 4 с лопастями 6, механизм передачи, а также механизм изменения степени сжатия двигателя. Во время работы двигателя лопасти 6 поршня 4 приближаются или удаляются от лопастей 5 ротора 3, изменяя объем камер сгорания, образованных лопастями ротора и поршня, и степень сжатия двигателя. Указанный эффект улучшает эксплуатационные характеристики двигателя за счет возможности использования различных видов топлива, а также повышения мощности двигателя. 4 ил.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в транспортных или стационарных силовых установках.

Наиболее близким решением из известных является роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, вал, поршень, а также механизм передачи, включающий маховик, кулису и кривошипы, на осях которых закреплены ведущие шестерни, взаимодействующие с неподвижно установленным эталонным зубчатым колесом.

Недостатком указанного устройства является невозможность изменения степени сжатия двигателя, что не позволяет применять различные виды топлив, а также невысокая удельная мощность двигателя.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик.

Это достигается тем, что в известном роторно-поршневом двигателе внутреннего сгорания, содержащем корпус, вал, поршень, а также механизм передачи, включающий маховик, кулису и кривошипы, на осях которых закреплены ведущие шестерни, взаимодействующие с неподвижно установленным эталонным зубчатым колесом, маховик механизма передачи соединен с одной стороны с поршнем через кривошипы и кулису, а с другой стороны - с валом двигателя через втулку, установленную с возможностью осевого перемещения относительно вала и связанную с рычагом управления посредством штифта и оси, пропущенной внутри вала двигателя.

На фиг.1 изображен двигатель (продольный разрез); на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - кинематическая схема кривошипно-кулисного механизма двигателя.

Двигатель содержит неподвижный корпус 1, закрытый крышкой 2, которые образуют кольцевое рабочее пространство. Рабочее пространство ограничено ступицами ротора 3 и поршня 4, а также присоединенными к ним или выполненными заодно целое с ними и симметрично расположенными на каждом из них четырьмя лопастями, соответственно 5 и 6. Радиальные поверхности смежных лопастей поршня и штока образуют пространства 7 - 10 с переменными объемами, которые соответствуют камерам сгорания двигателя. Ступица ротора 3 присоединена к валу 11 двигателя, например, шлицевым соединением. Ступица поршня 4 присоединена к кулисе 12, например, шлицевым соединением. Кулиса 12 установлена подвижно на валу 11 двигателя на подшипнике 13. Двигатель также содержит механизм передачи, который размещен в корпусе 14, закрытом крышками 15 и 16. Крышка 16 присоединена к корпусу 1. В корпусе 14 установлено эталонное зубчатое колесо 17 с внутренними зубьями. В зацеплении с ним находятся шестерни 18, жестко закрепленные на осях кривошипов 19. Кривошипы 19 соединены с кулисой 12 через ползуны 20. Кривошипы 19 установлены на подшипниках 21 и 22, закрепленных в маховике 23. Маховик 23 присоединен к валу 11 двигателя через втулку 24 с косыми шлицами, которая имеет возможность перемещения по стрелке В с помощью оси 25 и штифта 26 в пределах паза 27. Для облегчения сборки маховик 23 разделен на две части и от осевого перемещения зафиксирован втулкой 28. Вал 11 двигателя установлен на подшипниках 29 и 30, укрепленных в крышках 2 и 15. Стрелкой Г показано направление вращения лопастей ротора 3 и поршня 4.

Роторно-поршневой двигатель работает следующим образом.

Камеры двигателя 7, 9 находятся в начале такта впуска, камеры 8, 10 - в начале такта рабочего хода (расширения). Четыре такта (впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск) происходят за 1/2 оборота вала двигателя, что определяется передаточным отношением шестерен в механизме передачи. На кинематической схеме кривошипно-кулисного механизма двигателя показано, что тактам впуска и расширения соответствует движение кривошипа 19 по дуге cba. Тактам сжатия и выпуска соответствует движение кривошипа 19 по дуге adc. При каждом такте расширения лопасти 5 ротора 3 удаляются от лопастей 6 поршня 4, приводя во вращение вал 11 двигателя и маховик 23, вращающий шестерни 18 и соответственно кривошипы 19, которые через кулису 12 определяют циклическое изменение скорости лопастей 6 поршня 4.

Изменение степени сжатия происходит следующим образом.

Перемещаясь по стрелке В, ось 25 через штифт 26 передвигает втулку 24 по шлицам вала 11 двигателя. Втулка 24, перемещаясь вдоль оси вала 11 двигателя, поворачивает маховик 23 относительно вала 11 двигателя.

В результате этого поворачиваются кинематически связанные с маховиком 23 кривошипы 21, ползуны 20, кулиса 12, ступица поршня 4 и лопасти 6 поршня 4. В зависимости от направления перемещения оси 25 лопасти 6 поршня 4 приближаются или удаляются от лопастей 5 ротора 3, изменяя объем камер сгорания и степень сжатия двигателя.

Формула изобретения

РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус, вал, поршень, а также механизм передачи, включающий маховик, кулису и кривошипы, на осях которых закреплены ведущие шестерни, взаимодействующие с неподвижно установленным эталонным зубчатым колесом, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик, маховик механизма передачи соединен с одной стороны с поршнем через кривошипы и кулису, а с другой стороны - с валом двигателя через втулку, установленную с возможностью осевого перемещения относительно вала и связанную с рычагом управления посредством штифта и оси, пропущенной внутри вала двигателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4