Роторный двигатель внутреннего сгорания

 

Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: роторный двигатель внутреннего сгорания включает в себя статор 1 с установленным на нем ротором 3. В роторе 3 установлены не менее двух цилиндров 4, расположенных в нем оппозитно и параллельно относительно его продольной оси. В цилиндре 4 размещены поршни 5, шарнирно связанные с головками шатунов 6, а другие головки шатунов 6 шарнирно связаны с крестовиной 7, соединяющей вилку ротора 3 и вилку наклонного вала 9 в шарнир неравных угловых скоростей. Двигатель оснащен механизмом регулирования рабочего объема выполненного в виде гидроцилиндра 10, закрепленного на статоре 1, шток поршня 11 шарнирно связан с подшипником 12, на котором установлен наклонный вал 9. 2 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к ротативным двигателям, и может быть использовано как в качестве дизельных, так и карбюраторных двигателей внутреннего сгорания.

Известен ротативный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с размещенными в нем поршнями, имеющими опорные ролики, ротор, в котором размещен цилиндр с валом, установленном в подшипниках на стойках, закрепленных на опорной поверхности. Опорные ролики поршней, контактирующие с корпусом двигателя, состоящем из двух симметричных частей с профилированными поверхностями с охватываемыми и охватывающими направляющими, выполненными в виде трапецеидальных выступов и пазов соответственно. Корпус гидроцилиндра закреплен на одной части корпуса двигателя, шток поршня которого скреплен с выступом другой части корпуса двигателя [1] Недостатком данного двигателя является сложность конструкции механизма, регулирующего рабочий объем двигателя, из-за наличия профилированных поверхностей, требующих значительных затрат на изготовление.

Известна также роторная машина объемного вытеснения, выполняющая функции гидравлического двигателя, содержащая два полых вала, установленных в корпусе и расположенных под углом друг к другу. Полые вилки указанных валов с помощью двух взаимно перпендикулярных пар подшипников прикреплены к сферическому корпусу. Сферический корпус с перемычками и расположенный в нем поршень-лопасть образуют рабочие камеры. Поршень-лопасть закреплен на полом стержне и жестко связан с полой вилкой одного из полых валов. Каналы впуска и выпуска выполнены на перемычках сферического корпуса и сообщаются с полостями, выполненными в валах. Роторная машина объемного вытеснения оснащена механизмом регулирования рабочего объема.

Недостатками роторной машины объемного вытеснения являются неуравновешенность инерционных крутящих моментов, возникающих при качательном движении сферического корпуса, что не позволяет форсировать двигатель по частоте вращения; сложность герметизации рабочих камер из-за уплотнения их пластинами. [2] Данное техническое решение принято за прототип. Задача, решаемая изобретением, заключается в создании компактного и экономичного двигателя внутреннего сгорания.

Технический результат при использовании данного изобретения состоит в возможности форсирования двигателя по частоте вращения из-за уравновешивания сил инерции и их моментов, действующих на детали, совершающие одновременно возвратно-поступательное и вращательное движение, улучшении герметичности рабочих камер и, как следствие, повышение мощности двигателя за счет выполнения рабочих камер в виде цилиндрических поверхностей с движущимися в них поршнями.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном роторном двигателе внутреннего сгорания, содержащем статор, ротор, шарнир неравных угловых скоростей, механизм регулирования рабочего объема, в роторе установлены не менее двух цилиндров, расположенных в нем оппозитно и параллельно относительно его продольной оси, в цилиндрах размещены поршни, шарнирно связанные с головками шатунов, а другие головки шатунов шарнирно связаны с крестовиной, соединяющей вилку ротора и вилку наклонного вала в шарнир неравных угловых скоростей.

Изобретение представлено чертежами, где на фиг.1 схематически изображен роторный двигатель с действующими на него силами инерции, продольный разрез; на фиг.2 вид А-А фиг.1 при повороте ротора на 90 ^o.

Установка в роторе не менее двух цилиндров, расположенных в нем оппозитно и параллельно относительно его продольной оси, и размещение в цилиндрах поршней, шарнирно сочлененных с шатунами, в свою очередь шарнирно связанных с крестовиной, соединяющей вилку ротора и вилку наклонного вала в шарнир неравных угловых скоростей, позволяет уравновесить момент, возникающий от сил инерций, действующих на поршни при их возвратно-поступательном движении моментом, равным по модулю, лежащим в той же плоскости и направленным противоположно возникающим от сил инерций, действующих на поршни при их вращении вокруг продольной оси ротора.

Выполнение рабочих камер в виде цилиндрических поверхностей с движущимися в них поршнями позволяет улучшить герметичность рабочих камер и, как следствие, повышает мощность двигателя.

Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит статор 1 с установленным на нем в подшипнике 2 ротором 3, в котором размещены цилиндры 4. Поршни 5 размещены в цилиндрах 4 и шарнирно связаны с головками шатунов 6, которые в свою очередь другими головками шарнирно связаны с крестовиной 7, которая установлена с помощью двух взаимно перпендикулярных пар подшипников 8 на вилке ротора 3 и вилке наклонного вала 9. Гидроцилиндр 10 закреплен на статоре 1, шток поршня 11 шарнирно связан с подшипником 12, на котором установлен наклонный вал 9.

Роторный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом: при вращении ротора 3 поршни 5 совершают возвратно-поступательное движение, обеспечивая протекание термодинамических процессов, и одновременно совершают вращательное движение вокруг продольной оси ротора 3, что способствует уравновешиванию момента, возникающего от сил инерций F₁ и F₂, действующих на поршни 5 при их возвратно-поступательном движении, моментом, равным по модулю, лежащим в той же плоскости и направленным противоположно возникающим от сил инерций F₃ и F₄, действующих на поршни 5 при их вращении вокруг продольной оси ротора 3. При перемещении штока поршня 11 вверх или вниз наклонный вал 9 меняет свое угловое расположение относительно продольной оси ротора 3, при котором соответственно уменьшается или увеличивается ход поршней 5, что в свою очередь уменьшает или увеличивает рабочий объем двигателя.

Формула изобретения

Роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий статор, ротор, шарнир неравных угловых скоростей, механизм регулирования рабочего объема, отличающийся тем, что в роторе установлены не менее двух цилиндров, расположенных в нем оппозитно и параллельно относительно его продольной оси, в цилиндрах размещены поршни, шарнирно связанные с головками шатунов, а другие головки шатунов шарнирно связаны с крестовиной, соединяющей вилку ротора и вилку наклонного вала в шарнир неравных угловых скоростей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2