Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания

 

Сущность изобретения: роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания содержит полый корпус с окнами впуска и выпуска, в полости которого размещен круговой ротор с пазами. В пазах установлены шарнирно связанные между собой поршни и лопасти. Система топливоподачи снабжена установленной в корпусе форсункой с соплом, выполненным в виде плоской щели с сечением в плоскости ее расположения в виде равнобедренного треугольника. Отношение расстояний между точками пересечения продолжений боковых сторон треугольного сечения щели с ротором к ширине ротора 0,75 - 0,88. 4 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторно-поршневым двигателям внутреннего сгорания.

Наиболее близким техническим решением является роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий полый корпус с окнами впуска и выпуска, в полости которого установлен круговой ротор с пазами, в которых установлены шарнирно связанные между собой поршни и лопасти, и систему топливоподачи.

В данном двигателе горючая смесь приготавливается в карбюраторе и поступает в рабочую камеру через впускное окно. В зоне сжатия сжимается и воспламеняется с помощью искры, возникающей на электродах свечи в зоне сгорания расширения.

Исходя из имеющихся данных более рациональным является использование в роторно-поршневых двигателях впрыска тяжелого топлива в камеру сгорания в сочетании с искровым зажиганием.

В роторно-поршневом двигателе с карбюраторным смесеобразованием происходит расслоение заряда в связи с подвижностью рабочей камеры и разницей в плотности воздуха и топлива, причем расслоение, невыгодное с точки зрения термодинамики горения. Обогащенная горючая смесь ( α= 0,65-0,70) отстает и накапливается в хвостовой части рабочей камеры по ходу вращения ротора, а бедная горючая смесь (α= 1,3-1,4) перемещается вместе с рабочей камерой и первой попадает в зону горения. Горение смеси будет растянуто и займет значительную часть такта расширения, что приводит к значительным потерям тепла и неполному сгоранию топлива.

Индикаторному процессу роторно-поршневых двигателей с карбюраторным смесеобразованием на режимах частичных нагрузок присущи два основных недостатка: значительная величина физического недожога топлива в цикле; невыгодное с термодинамической точки зрения расположение кривой тепловыделения.

Именно на эти стороны должно быть прежде всего обращено внимание при разработке роторно-поршневых двигателей.

Сущность изобретения заключается в том, что роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий полый корпус с окнами впуска и выпуска, в полости которого установлен круговой ротор с пазами, в которых установлены шарнирно связанные между собой поршни и лопасти, и систему топливоподачи, снабжен форсункой подачи топлива, в которой сопло выполнено в виде плоской щели с сечением в плоскости ее расположения в виде равнобедренного треугольника, причем форсунка расположена в корпусе так, что отношение расстояния "а" между точками пересечения продления боковых сторон треугольного сечения к ширине δ р ротора составляет 0,75-0,88; причем а δр 2Н, где Н защитная зона, предохраняющая стекание топлива за плоскость ротора с обеих сторон в мертвую зону, в которой невозможно полностью сжечь топливо.

На фиг.1 изображена конструкция двигателя; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1 (расположение форсунки и геометрия факела); на фиг.4 вид по стрелке В на фиг.3.

Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус 1 с валом 2, на котором установлен ротор 3 с лопастями 4. Корпус 1 двигателя имеет секторы всасывания 5, сжатия 6, сгорания 7, выпуска 8, впускное 9 и выпускное 10 окна. В корпусе 1 двигателя установлена форсунка 11, в корпусе 12 которой выполнены распылитель 13 и осевой канал 14, проходящий через корпус 12 форсунки 11 от ее резьбового конца 15 до сопловой полости 16 распылителя 13, из которого выходит плоский веерный факел 17 топлива и в виде тонкой пленки 18 ложится на поверхности ротора 3.

Роторный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

К резьбовой части 15 форсунки 11 по трубопроводу высокого давления подается топливо под давлением до 70 кг/см², проходя через осевой канал 14, топливо поступает в сопловую полость 16 распылителя 13. Выполнение сопловой полости в виде плоской щели с сечением в плоскости ее расположения в виде равнобедренного треугольника создает веерный факел 17 топлива для создания тонкой пленки 18 на передвигающейся поверхности ротора 3 для лучшего и быстрого испарения ее с поверхности и дальнейшего перемешивания с воздухом паровой фазы топлива. Расположение форсунки 11 в корпусе 1 так, что отношение расстояния между точками пересечения продолжения боковых сторон треугольного сечения сопловой полости 16 к ширине ротора 3 равно 0,75-0,88 обеспечивает наличие защитной зоны Н, гарантирует более полное сгорание топлива, устраняет условия попадания топлива в мертвую зону. Использование открытой форсунки в предлагаемом двигателе обосновано тем, что секция двигателя многокамерна, число камер может быть 4-12 и более. При номинальных оборотах ротора 3000 об/мин частота впрысков за 1 мин достигает величин 12000-36000 впрысков. Число впрысков за 1 с соответственно достигает 200-600 впрысков. Отсюда ясно, что ни одна закрытая форсунка не может обеспечить нормальный по фазе впрыск топлива.

Формула изобретения

РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий полый корпус с окнами впуска и выпуска, в полости которого размещен круговой ротор с пазами, в которых установлены шарнирно связанные между собой поршни и лопасти, и систему топливоподачи, отличающийся тем, что система топливоподачи снабжена установленной в корпусе форсункой с соплом, выполненным в виде плоской щели с сечением в плоскости ее расположения в виде равнобедренного треугольника, причем отношение расстояний между точками пересечения продолжений боковых сторон треугольного сечения щели с ротором к ширине ротора составляет от 0,75 до 0,88.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4