Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания

 

Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: двигатель содержит корпус, включающий центральную часть 1 и торцевые крышки 2 и 3, эксцентриковый вал 4 с установленным на нем ротором-поршнем 5, на каждой вершине которого под острым углом к плоскости движения ротора-поршня выполнен радиальный паз 6, расширяющийся от середины ротора-поршня к его торцам. В пазу 6 размещена кулиса 7, в пазу которой установлена уплотнительная пластина 8 и пружина 9, образующая цилиндрической контактной пластины направлена под острым углом к плоскости движения ротора поршня (угол β), на внешней поверхности кулисы выполнены ребpa, входящие в продольные углубления радиального паза 6, а в середине радиального паза выполнены сегментные углубления, в которых установлены сегментные сухарики 10, имеющие выступ, входящий в кольцевую проточку сегментного углубления, в радиальном пазу 6 размещены пружины. Кулиса 7 и уплотнительная пластина 8 связаны штифтом 12, на торцевой поверхности ротора-поршня выполнен кольцевой паз с радиальными проточками по числу вершин, в котором установлено упругодеформируемое кольцо 13 с выступами 14, с внутренней стороны которых выполнены разрезы 15. Вместо кольца в кольцевой паз могут быть установлены дугообразные, по числу вершин, элементы, между концами которых установлены уплотнительные сухарики 16. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к роторно-поршневым двигателям внутреннего сгорания с контактной системой уплотнения.

Известны роторно-поршневые двигатели, содержащие корпус, ротор-поршень с радиальными пазами в вершинах, установленный в рабочей полости корпуса, радиальные уплотнения, выполненные в виде пластин с цилиндрической контактной поверхностью и размещенные в радиальных пазах ротора-поршня, и торцевые уплотнительные элементы, огибающая поверхность которых выполнена совпадающей с поверхностью рабочей полости корпуса. (Патент США N 4860705, М.кл. F 02 B 53/00, 1989 г.).

Предложенный двигатель отличается от известных тем, что образующая цилиндрической контактной поверхности пластины радиального уплотнения направлена под острым углом к плоскости движения ротора-поршня, паз в каждой вершине ротора-поршня выполнен расширяющимся от середины ротора-поршня к его торцам, радиальные уплотнения снабжены сегментными сухариками и кулисами постоянного поперечного сечения с продольными ребрами, размещенными на внешней поверхности кулисы и параллельно ее оси, и осевым пазом, каждая пластина и соответствующая ей кулиса кинематически связаны между собой штифтом, установленным с возможностью радиального перемещения пластины относительно кулисы, в середине каждого радиального паза изготовлены сегментные углубления, в последних установлены сегментные сухарики, сопряженные с внешней поверхностью кулисы и углублений ротора-поршня, на торцевой поверхности ротора-поршня выполнен кольцевой паз с радиальными проточками, каждый торцевой уплотнительный элемент выполнен разрезным, упругодеформируемым и сопряженным с поверхностями кольцевого паза проточек и внешней поверхностью кулисы; уплотнительный элемент может быть выполненным из нескольких, по числу вершин, частей, между концами которых установлены уплотнительные сухарики, сопряженные с этими концами и поверхностями проточек и кулисы.

На фиг. 1 показана конструктивная схема двигателя; на фиг.2 разрез А-А фиг.1; на фиг.3 разрез В-В фиг.1; на фиг.4 положение кулисы и уплотнительной пластины после длительной эксплуатации двигателя (разрез А-А фиг.1).

Двигатель содержит корпус, включающий центральную часть 1 и торцевые крышки 2 и 3; эксцентриковый вал 4, с установленным на нем ротором-поршнем 5, на каждой вершине которого под острым углом к плоскости движения ротора-поршня выполнен радиальный паз 6, расширяющийся от середины ротора-поршня к его торцам. В пазу 6 размещена кулиса 7, в пазу которой установлена уплотнительная пластина 8 и пружина 9; образующая цилиндрической контактной поверхности пластины направлена под острым углом к плоскости движения ротора-поршня (угол β, фиг.2); на внешней поверхности кулисы выполнены ребра, входящие в продольные углубления радиального паза 6, а в середине радиального паза выполнены сегментные углубления, в которых установлены сегментные сухарики 10, имеющие выступ, входящий в кольцевую проточку сегментного углубления; в радиальном пазу 6 размещены пружины 11. Кулиса 7 и уплотнительная пластина 8 связаны штифтом 12, на торцевой поверхности ротора-поршня выполнен кольцевой паз с радиальными проточками по числу вершин, в котором установлено упругодеформируемое кольцо 13 с выступами 14, с внутренней стороны которых выполнены разрезы 15. Вместо кольца в кольцевой паз могут быть установлены дугообразные, по числу вершин, элементы, между концами которых установлены уплотнительные сухарики 16.

Система уплотнения двигателя действует следующим образом.

Кулиса 7 и уплотнительная пластина 8 при их установке находятся в исходном положении (угол b, фиг.2) и своими концами под действием пружин 11 прижимаются к торцевым крышкам 2 и 3 (фиг.3), а пружиной 9 пластина 8 прижимается к корпусу 1. Торцевое кольцо 13 под действием пружины прижимается к торцевой крышке корпуса, а своими выступами 14 за счет упругости к тыльной поверхности кулисы 7. При работе двигателя на кулису 7 и пластину 8 действуют силы давления газов, которые через сегментные сухарики 10 передаются на ротор-поршень 5, при этом на вершину уплотнительной пластины действуют равные, относительно ее радиальной оси, моменты сил (плечи "а" и "в" равны, фиг.2), а на концы кулисы 7 действуют неравные моменты сил (плечо "d" больше плеча "c", фиг. 2). Таким образом, в целом на концы кулисы и пластины действуют неравные моменты сил, под действием которых кулиса и пластина своими концами постоянно прижимаются к торцевым крышкам 2 и 3; по мере износа цилиндрической поверхности уплотнительная пластина под действием пружины 9 выдвигается из паза кулисы в радиальном направлении, a по мере износа торцевых поверхностей кулисы и пластины последние становятся короче, и под действием пружины 11 и давления газов вместе с сегментными сухариками 10 поворачиваются вокруг радиальной оси (на угол v, фиг.4), обеспечивая таким образом стабильный контакт между элементами уплотнения и корпусом при длительной эксплуатации двигателя.

Формула изобретения

1. Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, ротор-поршень с радиальными пазами в вершинах, установленный в рабочей полости корпуса, радиальные уплотнения, выполненные в виде пластин с цилиндрической контактной поверхностью и размещенные в радиальных пазах ротора-поршня, и торцевые уплотнительные элементы, огибающая поверхность которых выполнена совпадающей с поверхностью рабочей полости корпуса, отличающийся тем, что образующая цилиндрической контактной поверхности пластины радиального уплотнения направлена под острым углом к плоскости движения ротора-поршня, паз в каждой вершине ротора-поршня выполнен расширяющимся от середины ротора-поршня к его торцам, радиальные уплотнения снабжены сегментами сухариками и кулисами постоянного поперечного сечения с продольными ребрами, размещенными на внешней поверхности кулисы и параллельно ее оси, и осевым пазом, каждая пластина и соответствующая ей кулиса кинематически связаны между собой штифтом, установленным с возможностью радиального перемещения пластины относительно кулисы, в середине каждого радиального паза изготовлены сегментные углубления, в последних установлены сегментные сухарики, сопряженные с внешней поверхностью углублений ротора и кулисы, на торцевой поверхности ротора-поршня выполнен кольцевой паз с радиальными проточками, каждый торцевой уплотнительный элемент выполнен разрезным, упругодеформированным и сопряженным с поверхностями кольцевого паза, проточек и внешней поверхностью кулисы.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что по концам торцевых уплотнительных элементов установлены уплотнительные сухарики, сопряженные с этими концами и поверхностями проточек и кулисы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4