Двухтактный роторный двигатель

 

Сущность изобретения: в камерах рабочего тела двухтактного роторного двигателя осуществляются процессы наполнения рабочим телом, сжатия рабочего тела, сжигания топлива, расширения газов, выхлопа газов за один полный оборот ротора двигателя. Камеры рабочего тела образованы цилиндрической полостью корпуса, гильзой ротора, разделителями и крышками корпуса. Разделители устанавливаются на цилиндрических направляющих, закрепленных неподвижно на корпусе двигателя. Органы газообмена выполнены в виде установленных аксиально ротору и размещенных в каналах газообмена с возможностью их периодического перекрытия плунжеров с компрессионными кольцами и штоками с роликами, а привод плунжеров в виде кулачковых шайб с профилированными канавками, кинематически связанных с ротором через ролики профилированных кулачковых шайб. Цилиндрические направляющие имеют внутренние каналы и снабжены элементами уплотнения. Внутренние каналы соединены с системами смазки и охлаждения. 9 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания.

Цель изобретения повышение надежности по сравнению с двигателем [1] На фиг. 1 изображен предлагаемый двухтактный роторный двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 то же, после поворота ротора на 90^оС по отношению к первоначальному положению ротора по фиг. 2; на фиг. 4 то же, после поворота ротора на 180^оС по отношению к первоначальному положению по фиг. 2; на фиг. 5 то же, после поворота на 270^оС по отношению к первоначальному положению ротора по фиг. 2; на фиг. 6 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 7 разрез В-В на фиг. 6; на фиг. 8 вариант выполнения двигателя как дизеля с механизмом опережения подачи топлива в камеры рабочего тела; на фиг. 9 разрез Г-Г на фиг. 8.

Двигатель содержит ротор 1 с эксцентрично установленным относительно оси вращения цилиндром, на который опирается гильза 2 с помощью роликов 3 подшипников качения.

Корпусы 4 разделителей устанавливаются неподвижно относительно корпуса 5 двигателя. На переднем стыке гильзы 2 расположению уплотняющее кольцо 6.

С передней стороны корпуса установлена крышка 7, в которой расположены плунжеры 8 с компрессионными кольцами 9. В этой крышке выполнены каналы 10 подвода рабочего тела камера рабочего тела, объемы которых меняются при вращении ротора. Плунжеры 8 со стороны хвостовиков с помощью осей 11 подвижно соединены с роликами 12 и 13.

На роторе 1 выполнен вал 14 отбора мощности. Плунжеры 8 с помощью осей 11 и роликов 12 и 13 кинематически соединены с кулачковой шайбой 15 привода плунжеров 8.

С правой стороны корпуса 5 установлена вторая крышка 16, в которой выполнены каналы 17 отвода газов из камер рабочего тела двигателя. На этой крышке расположены плунжеры 18 с компрессионными кольцами 19.

Плунжеры 18 с помощью осей 20 и роликов 21 и 22 кинематически соединены с кулачковой шайбой 23 с помощью профильных канавок, выполненных в этой шайбе (не показан).

С правой стороны фиг. 1 на валу ротора 1 установлен переходник 24. По обе стороны ротора 1 в крышках 7 и 16 расположены подшипники 25 и 26. С правой стороны гильзы 2, между ее торцом и крышкой, установлено уплотнительное кольцо 27, которое фиксируется в гильзе от поворота в окружном направлении. На роторе 1 расположены балансирующие противовесы 28.

В корпусах 4 расположены разделители 29, выполненные в виде пластин (фиг. 2).

Двигатель имеет также (фиг. 6) полости 30, выполненные в разделителях 29, цилиндрические направляющие 31 с уплотняющими элементами, закрепленные неподвижно на корпусе упоры 32 пружин 33, расположенных в разделителях 29, гребешки 34 уплотнения.

Предлагаемый двухтактный роторный двигатель может быть выполнен как с искровым зажиганием, при невысоких значениях степени сжатия П_сж* воздуха (П_сж* ≅ 7), так и с самовоспламением топлива как дизель, при степени сжатия воздуха при значении П_сж* ≥ 14.

В первом случае в камеры рабочего тела двигателя, образованные корпусами 4, разделителями 29, гильзой 2 ротора и крышками 7 и 16, может подводиться карбюрированная смесь от карбюратора. При искровом зажигании может быть выполнен непосредственный впрыск топлива в камеры рабочего тела.

На фиг. 8 представлен вариант выполнения предлагаемого двухтактного роторного двигателя как дизеля с самовоспламенением топлива при подводе его после сжатия воздуха.

При этом представлен механизм опережения подачи топлива в камеры рабочего тела в зависимости от частоты вращения ротора двигателя.

Кулачковая шайба 15 (фиг. 8) связана с поворотным в окружном направлении ее кулачковым промежуточным диском 35 привода насосов форсунок двигателя.

Переходник 36 с помощью винтовой пары (винт-гайка) 37 кинематически соединен с кулачковым промежуточным диском 35 привода насосов форсунок.

Кулачковая шайба 15 соединена с крышкой 38, которая с помощью шлицев кинематически соединена с переходником 36.

На крышке 38 установлены грузы 39 с помощью шарниров 40. Между переходником 36 и кулачковой шайбой 15 расположена пружина сжатия 41.

Двигатель содержит (фиг. 9) камеры рабочего тела двигателя 42-45 (камера 42 соответствует верхнему расположению по фиг. 2). На фиг. 9 показаны дорожки 46 и 47 профиля кулачковой шайбы 15 привода плунжеров, профиль 48 привода толкателей штоков насосов форсунок двухтактного роторного двигателя при выполнении его в качестве дизеля.

На фиг. 2-5 сокращенные надписи у камер рабочего тела означают: Сж.т. сжигание топлива; Р. Г. расширение газов; Н.В. наполнение воздуха; К.Р.Г. конец расширения газов, Сж.В сжатие воздуха.

Двухтактный роторный двигатель работает следующим образом.

Двигатель запускается от раскрутки вала 14 ротора 1, подачи топливовоздушной смеси в камеры рабочего тела, включения зажигания в конце сжатия топливовоздушной смеси при выполнении двухтактного роторного двигателя с искровым зажиганием. При этом за каждый оборот ротора осуществляются последовательно процессы наполнения камер рабочего тела рабочим телом через каналы 10, сжатия рабочего тела при закрытых положениях каналов 10 и 17 плунжерами 8 и 18, сжигания топлива, расширения газов и выхлопа газов через каналы 17.

При выполнении двухтактного роторного двигателя как дизеля с самовоспламенением топлива в камеры рабочего тела подводится воздух. При этом в конце сжатия воздуха в камеры рабочего тела впрыскивается топливо через насосы форсунки. Опережение подачи топлива в камеры рабочего тела осуществляется поворотом относительно кулачковой шайбы 15 кулачкового промежуточного диска 35 привода насосов форсунок двигателя в зависимости от частоты вращения ротора. При увеличении частоты вращения ротора кулачковый промежуточный диск поворачивается относительно кулачковой шайбы 15 против вращения ротора.

Полезная мощность отводится к потребителю мощности через вал 14.

Формула изобретения

ДВУХТАКТНЫЙ РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий полый цилиндрический корпус с размещенными по его торцам каналами и органами газообмена с их приводами, в полости которого установлен ротор с эксцентрично размещенными на нем цилиндром и гильзой на подшипниках, разделители в виде пластин, установленных в направляющих корпуса радиально с возможностью возвратно-поступательного перемещения, контакта с гильзой и образования совместно с ней и корпусом изменяемых рабочих объемов, и систем подачи смазки и охлаждения, отличающийся тем, что органы газообмена выполнены в виде установленных аксиально ротору и размещенных в каналах газообмена с возможностью их периодического перекрытия плунжеров с компрессионными кольцами и штоками с роликами, а привод плунжеров в виде кулачковых шайб с профильными канавками, кинематически связанных с ротором через ролики и профильные канавки кулачковых шайб с приводами, причем подшипник между цилиндром и гильзой выполнен на телах качения, направляющие корпуса выполнены цилиндрическими, имеют внутренний канал, снабжены элементами уплотнения, жестко связаны с корпусом, а их внутренние каналы соединены с системами смазки и охлаждения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9